Processus de croissance et de déstabilisation des dômes de lave du volcan Merapi (Java centrale, Indonésie) : Modélisations numériques des dômes, dynamique des écoulements pyroclastiques associés et surveillance par stéréo-photogrammétrie

Growth and collapse processes of Merapi volcano lava domes (central Java, Indonesia). Numerical modelling of domes, dynamics of associated pyroclastic flows and monitoring by stereo-photogrammetry

• Auteur / Autrice : Karim Kelfoun
• Direction : Alain Gourgaud
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Terre, océan, espace
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Clermont-Ferrand 2

Mots clés

Mots clés contrôlés

Merapi (Indonésie ; volcan)

Volcanologie

Résumé

Les dômes de lave du Merapi (Java, Indonésie) s'accumulent au sommet du volcan et se détruisent régulièrement sous forme d'écoulements denses, associés parfois à des déferlantes pyroclastiques. Ce genre d'éruption représente un risque majeur pour les populations. Les éruptions étant souvent imprévisibles, il nous fallait comprendre leur origine en établissant un modèle d'éruption à partir d'observations de terrain couplées à des simulations numériques théoriques. La genèse des écoulements denses comme celle des déferlantes s'explique par l'effondrement gravitaire de dômes très pauvres en gaz. Les déferlantes ne se produisent que lorsque s'effondre un dôme actif, âgé au maximum de 1 à 2 ans. Une nouvelle méthode de quantification de la dynamique des déferlantes, à partir de l'étude statistique des dégâts, nous a permis de démontrer qu'elles sont issues en continu des écoulements à blocs-et-cendres et que leur puissance est liée a la topographie. Afin d'acquérir des données précises sur la dynamique des dômes actifs, nous avons mis au point une surveillance aérienne du sommet avec reconstitution précise par stéréophotogrammétrie numérique de la zone sommitale ainsi que de l'ensemble des déplacements de sa surface. En couplant l'ensemble des données recueillies a des simulations thermo-mécaniques réalisées grâce au logiciel FLAC, nous avons montré qu'il est possible de reproduire l'évolution des dômes du Merapi à partir d'un modèle où la pression du système magmatique augmente régulièrement aux alentours de 1000 Pa. J-1 lorsque le dôme commence a figer. Les caractéristiques de l'éruption qui va suivre dépendent de l'antagonisme entre l'augmentation de pression magmatique et le refroidissement du dôme. Si la pression dépasse la résistance du dôme avant qu'il ne soit complètement figé, celui-ci s'effondre en engendrant des déferlantes. Si le refroidissement est plus rapide, le dôme se fige, empêchant la pression de se propager en son sein et d'atteindre une valeur critique.