Thèse soutenue

Apports des techniques photogrammétriques à l'étude du dynamisme des structures volcaniques du piton de la Fournaise

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Auteur / Autrice : Allan Derrien
Direction : Aline PeltierNicolas Villeneuve
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences de la terre et de l’environnement. Géophysique
Date : Soutenance le 23/09/2019
Etablissement(s) : Université Paris Cité
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la terre et de l'environnement et physique de l'univers (Paris ; 2014-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : UMR-Institut de physique du globe de Paris (2005-....)
Jury : Président / Présidente : Jean-Christophe Komorowski
Examinateurs / Examinatrices : Aline Peltier, Nicolas Villeneuve, Benjamin Van Wyk de Vries, Patrick Bachèlery, Eleonora Rivalta, Andrew Harris
Rapporteurs / Rapporteuses : Benjamin Van Wyk de Vries, Patrick Bachèlery

Résumé

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Le traitement numérique des photographies (ou photogrammétrie) permet aujourd’hui de détecter, mesurer et quantifier de nombreux changements à la surface de notre planète. Dans ce travail de thèse, nous avons exploré en détail les apports variés de la photogrammétrie aérienne à la compréhension du dynamisme des structures volcaniques du Piton de la Fournaise, et ce à différentes échelles de temps et d’espace, allant de la journée au siècle, et du cône éruptif à l’édifice volcanique. - À l’échelle de l’édifice : l’ensemble des coulées de la période 1931-2018 a pu être cartographié avec précision ; ainsi 4 nouvelles éruptions ont pu être identifiées et 13 nouvelles coulées cartographiées. Le volume du volcan a augmenté de 1,15 km3 entre 1931 et 2018 (0,42 m3 /s) ; 11,5% de cette augmentation est d’origine endogène. Une expérience en laboratoire a montré un résultat similaire sur 360 injections (13,5%). L’augmentation de volume de l’édifice, asymétrique, s’est accompagnée d’un glissement et d’une compression du flanc est, de l’ordre de 11,5 cm/an (taux moyen entre 1966 et 2012). - À l’échelle du sommet : la morphologie de la zone sommitale entre 1927 et 2019 a pu être retracée, notamment les volumes des effondrements calderiques de 1927-1936, de 1961 et de 2007 ont été estimés à plus de 90 Mm3 , plus de 21 Mm3 et 126,2 Mm3 . Nous montrons que l’effondrement d’avril 2007 s’est déroulé sur une période de 14 à 25 jours, soit un peu plus qu’estimé auparavant. Six secteurs instables de la bordure du Cratère Dolomieu ont par la suite été identifiés, entre 2008 et 2019, constituant un risque potentiel pour les visiteurs de la zone sommitale. - À l’échelle de l’éruption : les 13 éruptions de la période 2015-2018 ont été suivies par photogrammétrie tout au long des éruptions, apportant ainsi des informations de première importance (contours et volume des coulées, ainsi que morphologie des sites éruptifs) à la gestion de crise. La présence d’un cône éruptif, s’il est fermé (i.e. lave s’écoulant en tunnels de lave ou en chenaux très étroits), peut augmenter d’un facteur 10 l’amplitude moyenne du trémor. Cette étude a permis, à travers la grande diversité d’application, la facilité de mise en œuvre et la fiabilité des techniques photogrammétriques, d’améliorer l’observation et la compréhension des volcans actifs. Ces atouts semblent particulièrement importants pour l’étude de volcans isolés.