Etude de phénomènes physiques observés lors d'une intrusion magmatique : cas du volcan Kelut (1990) et de la caldeira de Long Valley (1990)

Study of physical phenomena observed during a magmatic intrusion: case of the kelut volcano (1990) and of the long valley caldera (1990)

• Auteur / Autrice : T. O. Surono
• Direction : Michel Halbwachs, Philippe Lesage
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Terre, océan, espace
• Date : Soutenance en 1992
• Etablissement(s) : Chambéry

Résumé

Nous presentons dans cette these une etude de phenomenes physiques associes a des intrusions magmatiques qui se sont produits dans deux volcans. Ce rapport est divise en deux parties principales. La premiere partie de la these est consacree a l'etude de l'activite sismique, du bruit hydro-acoustique et des variations de temperature qui ont ete observes sur le volcan kelut, indonesie, et dans son lac de cratere, avant l'eruption du 10 fevrier 1990. A partir d'enregistrements analogiques effectues dans une station sismique proche du cratere, nous avons estime l'energie sismique liberee pendant la periode pre-eruptive qui a dure trois mois. Cette energie cumulee atteint une valeur de 5,6 10#1#5 erg, c'est-a-dire un niveau tres inferieur a celui observe couramment sur d'autres volcans du meme type avant une eruption. Grace a des donnees numeriques acquises sur le meme site, nous avons calcule les distances hypocentrales et montre que cette sismicite est tres superficielle et semble localisee sous le cratere. Neuf multiplets sismiques, comportant entre 3 et 11 evenements chacun, ont ete identifies parmi les seismes volcano-tectoniques enregistres par la station numerique. En adaptant une methode de rapport spectral, nous avons estime, avec une bonne precision, les variations du temps (ts-tp) entre les seismes de chaque multiplet et nous en avons deduit les differences de distance hypocentrale correspondantes: celles-ci sont toujours inferieures a 50 m. L'analyse de seismes aux formes d'onde quasi-monochromatiques suggere que ceux-ci pourraient etre generes par un processus de fracturation hydraulique dans lequel le fluide est probablement de l'eau. Des mesures de temperature et de pression acoustique, a basse frequence (1-50 hz), a des frequences audio-metriques (200-5000 hz) et ultrasonores (>20 khz), effectuees dans le lac du cratere ont apporte des informations originales et importantes sur des processus physiques pre-eruptifs tels que la mise sous contrainte des roches liee a la pression magmatique, la fracturation de celles-ci et les variations du flux de gaz dans le lac. La deuxieme partie de la these est une etude des multiplets sismiques qui se sont produits au cours d'une crise sismique dans la caldeira de long valley, californie, de janvier a mars 1990. A partir d'un jeu de 207 seismes de magnitudes comprises entre 0 et 2,5, nous avons selectionne 14 multiplets qui incluent un total de 75 evenements. Nous nous sommes bases pour cela sur les valeurs de la coherence des signaux ou des coefficients de correlation des temps de parcours des ondes p pour une serie de stations donnees. En utilisant la methode du rapport spectral, nous avons estime les decalages temporels des arrivees d'onde p pour chaque couple de seismes. A partir de ces resultats, nous avons effectue une relocalisation relative des sources de chaque multiplet avec une precision de l'ordre de la dizaine de metre. La distribution spatiale et temporelle de ces sources, ainsi que les mecanismes au foyer correspondants, apportent des informations sur les processus d'intrusion magmatique dans cette caldeira