Etude des explosions volcaniques en utilisant des images thermiques et visible

On the study of volcanic explosions using thermal IR and visible image

• Auteur / Autrice : Freddy Vasconez Alban
• Direction : Andrew Harris, Yves Moussallam
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Terre solide : géodynamique des enveloppes supérieures, paléobiologie
• Date : Soutenance le 09/06/2023
• Etablissement(s) : Université Clermont Auvergne (2021-...)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences fondamentales (Clermont-Ferrand)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Magmas et Volcans
• Jury : Président / Présidente : Silvana Hidalgo
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Karim Kelfoun
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Letizia Spampinato, Talfan Barnie

Mots clés

Mots clés contrôlés

Éruptions explosives

Mots clés libres

Dégazage

Explosion volcanique

Robot

Thermique

Volcan

Degassing

Volcanic explosions

Robot

Thermal image

Volcano

Résumé

Les explosions volcaniques sont largement reconnues comme les plus dangereuses de tous les processus volcaniques, car elles représentent de grandes quantités d'énergie libérées en peu de temps. Bien que les explosions Vulcaniennes et Stromboliennes n'aient pas un impact global, comme les explosions Pliniennes, sont toujours très importantes parce qu'elles se produisent beaucoup plus fréquemment. Ce travail se concentre sur les caractéristiques et la dynamique des explosions Stromboliennes et Vulcaniennes qui se produisent sur le volcan Reventador, en utilisant des images thermiques et visibles des explosions.La première partie de ce travail comprend la description de l'instrumentation développée pour la surveillance des explosions volcaniques. L'instrument développé s'appelle VIGIA et il est installé à environ 7 km du cratère actif du volcan Reventador. Les caractéristiques de VIGIA comprennent la reconnaissance des volcans, le déclenchement d'événements, l'envoi automatique de rapports périodiques, etc.Les explosions volcaniques sont caractérisées et comparées aux signaux sismiques et aux mesures de flux de gaz SO2 pour décrire l'activité explosive à court terme du volcan Reventador. Nous avons constaté que l'activité du volcan en février 2017 présentait quatre phases qui se sont répétées deux fois, au cours desquelles on peut observer un changement de style éruptif.Finalement, la dynamique des panaches éruptifs est étudiée dans un groupe de 80 explosions. Une explosion typique du volcan Reventador est analysée en détail, ce qui permet de constater que les explosions de taille moyenne sont, en fait, une séquence d'explosions secondaires se produisant dans différentes parties du vent ou dans des vents séparés. La séquence des explosions secondaires peut fournir des informations sur la structure du vent. En complément, nous trouvons certaines relations de dépendance des paramètres dynamiques, tels que la température initiale du matériau dans l'explosion par rapport à la hauteur à laquelle le panache est entré dans le régime de flottabilité.

Volcanic explosions are widely recognized as the most dangerous of all volcanic processes, since they represent large amounts of energy released in short periods of time. Vulcanian and Strombolian explosions, although not having a global impact like Plinian explosions, are still very important because they occur much more frequently. This work focuses on the characteristics and dynamics of Strombolian and Vulcanian explosions occurring at the Reventador volcano, using thermal and visible image of the explosions.The first part of this work includes the description of the instrumentation developed for the monitoring and recording of volcanic explosions. The instrument is called VIGIA and it is installed ~7 km away from the active crater of the Reventador volcano. The features of VIGIA include volcano recognition, event triggering, automatic sending of periodic reports, etc.Volcanic explosions are characterised and compared with seismic signals and SO2 gas flux measurements to describe the short-term explosive activity of the Reventador volcano. We found that the activity of the volcano in February 2017 presented four phases that were repeated twice, during which a change of eruptive style was observed.Finally, the dynamics of the eruptive plumes is studied in a group of 80 explosions. A typical explosion of the Reventador volcano is analysed in detail, finding that the explosions are a sequence of secondary bursts occurring in different parts of the vent or in separate vents. The sequence of secondary explosions can provide information about the structure of the vent. In addition, we find some dependence relationships of dynamic parameters, such as the initial temperature of the material in the explosion compared to the height at which the plume entered the buoyancy regime.