les methodes d`evaluation et de zonation des risques volcaniques

MINISTÈRE DE L' INDUSTRIE, DU COMMERCE
ET
Ü
1
DE L ARTISANAT
BUREAU ÖE RECHERCHES GÉOLOGIQUES & MINIÈRES
SERVICE
GÉOLOGIQUE
NATIONAL
LES MÉTHODES D' ÉVALUATION ET DE ZONATION
DES RISQUES VOLCANIQUES
AUX ÉTATS-UNIS D'AMÉRIQUE'
RAPPORT DE MISSION - AOÛT 1977
par
J.VARET & D. WESTERCAMP
B.R.G- M .
-4.0CT.1982
BIBLIOTHÈQUE
DÉPARTEMENT GÉOTHERMIE
B.P. 6 0 0 9
- 45018
Orleans
Cedex-Tél.
(38)
63-80-01
SERVICE GÉOLOGIQUE DES ANTILLES
DIRECTION
0,900km,
B P 394
AGENCE'
Route
de Didier
'
97204 Fort-de-France
MARTINIQUE
Cedex
Tél. 71-88-68
Laboratoire d'essais de sols
Cite
Zone
B.P. 894
industrielle d e Jarry
Baie - M a h a u l t
97110
S I . G . Dugazon
Pointe-a-Pitre
GUADELOUPE
GUADELOUPE
77 ANT 28
OCTOBRE 1977
Tél. 8 2 - 5 3 - 2 4
B. R. G. M.
Ministère de l'Industrie
DU Commerce et de l'Artisanat
Service Géologique
des Ant i I les
LES METHODES D'EVALUATION ET DE ZONATION DES
RISQUES VOLCANIQUES AUX ETATS UNIS D'AMERIQUE,
Rapport de mission
- Août 1977
par
J. VARET
S.G.N / G T H
D. WESTERCAMP
S.G.R/Antilles
G . R. G .MA
-4. OUT 1982
OÍBUOTHÉQÜÍ
Rapport B.R.G.M. n° 77.ANT.28
Octobre 1977
R E S U M E
Une visite en compagnie de D.R. CRANDELL et D.R. MULL INEAUX, géologues
à l'U.S.G.S. (centre de Denver, Colorado) des volcans Mt St Helens et Mt Rainier
(Washington) a permis de faire le point sur les méthodes d'évaluation et de zonation des risques volcaniques employées aux Etats Unis d'Amérique.
Elles s'appuient sur des études de terrain extrêmement minutieuses qui
permettent de reconstituer la paléodistribution des produits volcaniques éruption
par éruption (volcans des cascades) ou / et sur la description détaillée des éruptions historiques (volcans d'Alaska et d'Hawaii).
Sur le continent, compte tenu de l'état inhabité des principaux volcans
actifs, ce sont les lahars et les retombées de cendres et lapilli qui sont jugés
porteurs des plus grands risques. A Hawaii le danger provient essentiellement des
coulées de lave.
L'évaluation du risque d'un phénomène est basée sur sa fréquence d'occurrence durant les 10.000 années écoulées. La zonation est établie par comparai*
son avec certaines éruptions passées jugées, faibles, modérées, vastes, cataclysmales. Le renouvellement de phénomènes du même ordre de grandeur que les plus
vastes ayant eu lieu dans le passé est discuté.
Une description détaillée des principales formations observées, des
phénomènes qui sont à leur origine, des risques qu'ils font encourir, des moyens
de préventions possibles, est jointe. La comparaison avec les résultats préliminaires des études conduites aux Antilles françaises par le B.R.G.M. est également
faite.
Les observations des autres volcans visités des Cascaded (Newberry caldera, crater Lake, Lassen peak) ou do Californie (Long Valley sont également
notées et discutées.
TABLE
I.
I1.
III.
DES
MATIERES
Introduction
1.1 -
zones soumises au risque aux Etats Unis
1.2 -
programme du Service géologique des Etats Unis (U.S.G.S.)
Evaluation e t zonation du risque volcanique aux Etats Unis
11.1 -• Principaux types de risques
11.2 - Zonation du risque
11.3 - Remarques
Evaluation e t zonation du risque volcanique à l'échelle du volcan
ou de la zone volcanique.
I I 1.1 - introduction
111.2 -• méthodes d e travail aux Cascades
111.3 - méthode de travail à Hawaii
II 1.4 - principes d e base.
IV.
i
1
Les différents types de produits volcaniques
IV.1 »
IV.2 -
introduction
les lahars
IV.?.1 IV.2.2 -
introduction
les lahars d1'effondrement
IV.2.2.1 - definition et origine
IV.2.2.2 - faciès et dimensions
IV.2.2.3 - possibilités de prédiction
IV.2.3 -
les lahars chauds
IV.2.3.1 - définition et origine
IV.2.3.2 - faciès et dimensions
IV.2.3.3 - possibilités de prédiction
IV.2.4 -
les lahars d'accumulation
IV.2.4.1 - définition et origine
IV.2.4.2 - faciès et dimensions
IV.2.4.3 - possibilités de prévision
IV.2.5 -
Evaluation et zonation du risque de lahars
IV.2.5.1
IV.2.5.2
IV.2.5.3
IV.2.5.4
IV.2.6 -
-
Aux Etats Unis
Remarques
les tahars d'accumulation
les lahars d'effondrement
Dégâts occasionnés par les lahars et prévention
IV.3 -
les nuées ardentes
IV.3.1 - introduction
IV.3.2 - quelques faciès de nuées ardentes dans les
Cascades : comparaison avec ceux de la Montagne
Pelée et de la Soufrière de Guadeloupe
IV.3.2.1 - le Mt St Helens
IV.3.2.2 - Crater Lake
IV.3.3 -
Evaluation et zonation des risques de nuées ardentes
IV.3.3.1 - aux Etats Unis
IV.3.3.2 - Remarques
IV.4 -
Les dépôts d'éruption plinienne
IV.4.1 - faciès et dimensions
IV.4.2 - origine
IV.4.3 - évaluation et zonation des risques
IV.4.3.1
IV.4.3.2
IV.4.3.3
IV.4.3.4
IV.5 ~
-
au mont St Helens
à l'échelle des Etats Unis
remarques
dégâts occasionnés par les retombées
pi iniennes et prévention.
Les coulées de lave
IV.5.1 - introduction
IV.5.2 - évaluation et zonatîon des risques de coulées de laves
IV.5.2.1 - dans les Cascades
IV.5.2,2 - à Hawaii
IV.5.2.3 - remarques
IV.5.3 -
Pouvoir destructeur des coulées de lave et prévention
IV.5.3.1 - introduction
IV.5.3.2 - méthodes employées
a) bombardement
b) construction de digues
c) arrosage de la coulée avec de I;eau
IV.5.3.3 - remarques
V.
Bibliographie.
ANNEXES
JOINTES
AU RAPPORT
- Fiches signalétiques des volcans :
. Mont St Helens
. Mont Rainler
. Lassen Peak
. Newberry Caldera
. Crater Lake
LISTE
OES
FIGURES
Figure
1 -
les principaux volcans de la chaîne des Cascades
Figure
2
-
l'archipel des Hawaii et les volcans actifs de l'Alaska
Figure
3
-
les cinq volcans qui composent l'île d'Hawaii
Figure
4
- carte simplifiée du risque volcanique potentiel aux U.S.A.
Figure
5
-
différents types de risques volcaniques "directs" et "indirects"
à Hawai i
Figure
6
-
carte des risques potentiels de lahar au Mont Rainier
Figure
7 - évaluation des risques potentiels de lahars d'accumulation à la
Soufrière de Guadeloupe
Figure
8
- évaluation et zonation des risques de lahars d'effondrement à la
Soufrière de Guadeloupe
Figure
9
-
les principaux types. • de nuées ardentes
Figure 10 Figure 11
risque potentiel de nuées ardentes (S.L.) et autres phénomènes volcaniques -en tQs d'éruption au Mont St Helens.
- cartes des risques potentiels des différents types de nuées
ardentes à la Soufrière de Guadeloupe
Figure 12 -
les zones de risque des dépôts d'éruption plinienne au Mt St Helens
Figure 13 - ébauche cartographique du risque potentiel d'éruptions pliniennes
à la Montagne Pelée
Figure 14 - carte des risques potentiels de coulées de lave à Hawaii
Figure 15 -
zonation des risques potentiels de coulées de lave à la
Soufrière de Guadeloupe
Figure 16 -
protection de la ville de Hilo., Hawaii contre les coulées de
lave par la construction de digues.
LISTE
DES
TABLEAUX
Tableau I
-
organisation du Service géologique des Etats Unis (U.S.G.S.)
dans les domaines du risque volcanique et de la géothermie
Tableau II
-
les principaux risques volcaniques aux Etats Unis
Tableau III -
les éruptions historiques du Mauna Loa
Tableau IV -
les éruptions historiques du Kllauea
Tableau V
Tableau VI
les différents types de lahars
les lahars post-glaciaires du Mt Rainier
-
Tableau VII -
l'activité volcanique du Piton de la Fournaise, île de
la Réunion entre 1708 et 1958.
CALENDRIER DE MISSION ETATS UNIS - ANTILLES
J. VARET - D. WESTERCAMP
lundi 22 août
arrivée à DENVER (Colorado). Accueil de B. MERVOYER (ancien
collègue) de la Société EURAFREP, qui développe des activités
aux Etats Unis dans le domaine du pétrole et de la géothermie.
CRANDELL et MULLINEAUX, de I'U.S.G.S. de DENVER avaient rejoint
Portland (Washington) en voiture depuis quelques jours déjà.
Mardi 23 août
Denver - Portland. A l'aéroport, MULLINEAUX nous attend avec un
véhicule officiel tout-terrain. A Congar (Washington)., présentation de la géologie des Cascades, de cartes et publications sur
les deux volcans sur lesquels nous passons les jours suivants :
Mt Rainler et Mt St Helens.
Mercredi 24 août
Première visite du Mt St Helens avec MULLINEAUX et CRANDELL.
Etude des formations périphériques : cendres, ponces., nuées ardentes et lahars mis en place dans la période 40.000 ans - actue!
Méthodes géochronologiques.
Jeudi 25 août
Etude de la zone centrale et nord du Mt St Helens. Variations de
faciès au sein des nuées ardentes et des lahars. Zonatîon des
effets.
Vendredi 26 août
Visite du Mt Rainler ~ étude des lahars préhistoriques et historiques. Etude des nuées ardentes. Etude de la carte de zonation
du risque.
Samedi 27 août
Discussion sur la cartographie et la zonation du risque • comparaison des méthodes dans les Cascades et aux Antilles. Dernière
visite au Mt St Helens avec CRANDELL et MULLINEAUX.
Dimanche 28 août
Portland - Crater Lake : visite au Mt Hood, puis traversée des
Cascades - Etude de Newberry Caldera (Oregon), champ géothermique potentiel en cours de prospection.
Lundi 29 août
Crater Lake - Redding ; visite de Crater Lake - observation des
produits de l'éruption Mazama (6600 ans B . P . ) qui a couvert de
ponce tout l'Ouest des Etats Unis.
Traversée de l'Ouest des Basin and Ranges - Visite de Lassen
peak - Etude des produits de l'éruption historique (1915).
t.
I N T R O D U C T I O N
1.1 - Zones soumises aux risques volcaniques aux Etats-Unis
======================3===========3=========*==r=====
Les zones volcaniques sont suffisamment nombreuses aux Etats-Unis, sur le
continent comme dans les états de l'Alaska et de Hawaii, pour que le risque volcanique soit considéré par les agences responsables comme un paramètre à prendre en compte dans les programmes de développement. Les agences intéressées incluent le Service
géologique (à l'origine du programme), la Sécurité civile et les Services de développement et d'organisation de l'agriculture, de lfindustrie et de l'urbanisme. Sont
pris en considération les zones ayant connu une activité volcanique au cours des
derniers 10.000 ans ; les zones considérées les plus critiques sont celles qui ont
connu une activité au cours des ólx. derniers siècles.
Tombent dans cette première catégorie plusieurs régions du Massif Central
français, en particulier de la Chaîne des Puys et dans la seconde, les régions des
Antilles,de la Réunion et des Nouvelles Hébrides.
Aux Etats Unis, trois régions peuvent être distinguées :
1 - la région des Cascades dans l'Ouest du territoire fédéral, couvre les états de
Washington, Oregon et Californie (figure 1). Cette région comprend une douzaine
de volcans principaux, dont six ont connu des éruptions historiques.
2 - la région du Sud de l'Alaska comprend un alignement quasi continu, de forme arquée ("arc insulaire") de volcans très actifs, situés dans une région actuellement peu habitée (figure 2 ) .
3 - dans les îles de la chaîne de Hawaii non seulement l'île principale est active
mais également l'île de Maui a connu une ectivité historique (figure 2èt 3 ) .
x
X
X
1.2 - Programme du S§rvice géologique des Etats Unis (U.S.G.S.)
Plusieurs volcanologues travaillent à I'U.S.G.S. sur divers aspects du volcanisme actuel. Outre l'observatoire vol cano logique de Hawaii, qui est sans aucun
doute le mieux équipé et le plus en avance dans le domaine de la prévision du risque
volcanique, le Service géologique dispose de deux fortes équipes de volcanologues,
l'une au centre de Menlo Park (San Francisco), l'autre au centre de Denver. A ces
équipes s'ajoutent les efforts des Services géologiques de divers états (Californie,
Washington, Oregon, Hawaii, Colorado, Nevada, en l'occurrence) et des universités,
l'équipe de San Francisco travaille surtout clans le domaine de la géothermie et celle
de Denver dans celui du risque volcanique (le tableau I résume l'organisation de
t'U.S.G.S. et les principaux spécialistes dans le domaine).
L'intérêt du centre de I'U.S.G.S. de Denver pour ce sujet et les remarquables travaux accomplis, sont dûs è l'initiative de deux géologues "seniors" de ce
centre : D.R. MULLINEAUX et D.R. CRANDELL, qui étudient le volcanisme de l'Ouest des
Etats Unis depuis une vingtaine d'années.
Fig. 1- LES PRINCIPAUX VOLCANS DE LA CHAÎNE
DES CASCADES (U.S. A.)
~I
WASHINGTON
—m
^^^
•
™
^»
' ^ ^
-^^
» ^
lu
O
o
Sacramento\
s
CALIFORNIE
—i
200km
m
Fig. 2 - a ) L'ARCHIPEL DES HAWAII
160°
2 2*
159"
v_^/Lihi
158*
157"
156°
155'
e
NIHAU
O|A
c —>
21'
LANAI ~^
"
*
[MAUL
¿^\-^~^
KAHOOL AWE
20'
(
HiloL
y HAWAII
>
19'
I IIH I
0
50
i
100
1
150km
Fig.2-b) LES V O L C A N S ACTIFS DE L'ALASKA
i I I I I i
e
500 km
Tableau
I
: Organisation de 1'U.S.G.S. dans 1« domaine de la Volcanologie et
disciplines connexes.
Divisions de l'U.S.G.S.
Centres de l'U.S.G.S,
t - Topographie division (édition de
cartes topographiques, organisme
équivalent de notre IGN)
2 - Vater Ressource division (ressources
en eau des Etats Unis)
.
Mealo Park, Californie (M P)
.
Reston Virginie (près de Washington) (R)
.
Denver Colorado
3 - Land Planing Division
(D)
Hawaii (par rotation)
4 - Geologic division (divisée en
"offices" répartis en plusieurs
centres)
,
Nevada ( "
"
)
"Offices" de la division géologique
Responsable
t Richard P. SHELDON
(R)
4.1 - Office of geochemistry and geophysics
. Robert I. TILLING (R)
. Robert L. CHRISTIANSEN (M P) : coordinateur des programmes de recherches
géothermiques.
4.2 - Office of hydrogeology
4.3 - etc.
L'office de gêochimie et géophysique est divisé en plusieurs branches, réparties
dans les divers centres et dont les membres travaillent sur des projets, fréquenaant inter
disciplinaires.
4.1.1 - Regional geophysict» branch
: Martin F. KANE (D)
4.1.2 - Petrophyaica and Remote sensing branch
: Kenneth WATSON (D)
4.1.3 - Electromagnetics and geomagnetism branch : Frank FRISCHKNECHT
4.1.4 - Analytical services : Brent FABBI
(D)
(R)
4.1.5 - Experimental geochemistry and mineralogy branch : David STEWART (R)
4.1.6 - Field geochemistry and petrology branch : Robert G. COLEMAN (M P)
Les géologues suivants travaillent dans le domaine de la volcanologie et sont
regroupés sous la direction de R.G. COLEMAN
- Donald
SWANSON
- Wendell
DUFFIELD (M P)
- Roy BAILEY
(R)
- Carter HEARM (R)
- Bob SMITH
(M P)
(R)
- Dallas
PECK
- "Rocky"
CRANDELL
- Don MÜLLINEAUX
- M. MILLER
(R)
(D)
(D)
(D)
~
2 -
C'est en 1966 que germe l'idée de réaliser des cartes du risque volcanique.
Cette année là une coulée boueuse détruit un camping au pied du Mont Rainier. Un
programme sur ce thème est propesé en 1968 par CRANDELL et MULLINEAUX, reconduit
depuis chaque année par le congrès. Successivement, les volcans suivants sont étudiés : Mont Rainier (Washington) - Lassen Peak (Californie)- Mt Saint Helens (Washington) - Mt Hcpd (Oregon) - Hawaii.
Parallèlement, un programme général de cartes des risques naturels se développe.
Depuis lors, les techniques mises au point et l'expérience acquise sont
également utilisées à l'étranger. MULL INEAUX a réalisé par exemple une étude similaire en Equateur.
Ces cartes de risque volcanique, sitôt imprimées, sont largement diffusées
auprès des organismes nationaux et régionaux concernés, et mises en vente au public
(parcs nationaux, centre d'information). En plus de ces documents - que seule une
démarche volontaire permet au citoyen d'acquérir^ un gros effort d'information est
fait par l'intermédiaire :
- de brochures mises à la disposition des visiteurs sur les sites géologiques et dans
les centres de I'U.S.G.S.
- de panneaux explicatifs clairs et attrayants où les moyens audio-visuels sont largement mis à contribution.
- de conférences dans les centres de visiteurs des parcs nationaux.
Prenons deux exemples :
- à "Lava butte:îp dans I'Oregon, une série de tableaux animés et commentés retracent
l'histoire géologique et vol canologique de la région
- au centre de I'U.S.G.S., de Menlo Park en Californie, des brochures de vulgarisation de tous les domaines géologiques auxquels s'intéressent le Service,, sont mises
gratuitement à la disposition du public.
L'une d'elles est consacrée aux risques volcaniques à Hawaii. En 15 pages., elle
répond aux questions du type :
"Quels sont les risques dus aux volcans, où peuvent-ils se produire
Les zones menacées doivent-elles être abandonnées où sont-elles situées, ...."
Des schémas et des photos s'insèrent dans le texte et le rendent plus attrayant.
Fig 3_ LES CINQ V O L C A N S QUI C O M P O S E N T L'ILE D'HAWAII
(Courbes de niveau tous les 3 0 0 m )
10
20km
II.
ZONATION ET EVALUATION DU RISQUE A L'ECHELLE DES ETATS UNIS
Les éruptions volcaniques et phénomènes associés ont été assez fréquents
dans l'histoire géologique récente des Etats Unis pour que l'on puisse s'attendre
à ce qu'ils se reproduisent dans l'avenir. En plusieurs endroits le risque potentiel
est suffisant pour que l'on doive le prendre en considération pour la planification
de l'occupation des sols. Une carte préliminaire des risques volcaniques aux U.S.A.
(échelle 1/7.500.000) réalisée par D.R. MULLINEAUX vienfd T être publiée par le Service géologique des Etats Unis (figure 4 ) . Elle montre que le risque volcanique concerne surtout l'Ouest des Etas Unis. Ce risque est globalement faible, de l'ordre
d'une éruption par siècle et se limite pour les effets très destructeurs, aux régions situées en aval ou sous-le-vent à une distance de quelques dizaines de kilomètres des centres volcaniques. Les effets dévastateurs de grande envergure sont
beaucoup plus rares.
Le type d'activité des volcans des 48 états contigus des Etats Unis est tel
que les éruptions ne peuvent être actuellement prédites. On considère donc dans la
cartographie et la zonation des risques volcaniques, des événements soudains se produisant sans signe précurseur. Ces événements sont résumés dans le tableau II. Dans
une cartographie générale, sont représentées les zones susceptibles d'être affectées
par un risque volcanique, sans distinction de la nature du risque (figure 4 ) . De
vastes zones sont ainsi déterminées;, bien qu'une éruption donnée soit limitée à une
faible partie de ces zones. Il est possible de localiser les sites des futures éruptions avec une certaine précision car la plus grande partie de l'activité est concentrée dans de gros volcans centraux,
II existe aussi des champs volcaniques où l'activité est dispersée et sporadique. La localisation des éruptions futures est plus difficile à préciser dans ce
cas.
La prédiction de la date des éruptions futures ne pouvant être faite, la
meilleure approche est d'estimer la fréquence de l'activité de chaque volcan ou zone
vplcanique. Cette estimation est basée sur l'étude des données historiques, dont la
connaissance varie actuellement selon les régions. La cartographie sera donc amenée
à évoluer avec l'avancement des études vol cano logiques.
Les éruptions de faible volume sont les plus fréquentes ; M apparaît que
la fréquence des éruptions décroît avec leur intensité. AinsJ,' les risques de pluies
de cendres de type "modéré" (couche de cendre de 5 cm et plus jusqu'à 70 km du volcan) sont susceptibles de se produire dans les Cascades rangées tous les 1000 ou
2000 ans, tandis que le type "très vaste" (couche de 5 cm et plus jusqu'à 550 km des
volcans) sont susceptibles de se produire tous les 10.000 ans. Quelques éruptions
plus vastes encore, de type cataclysmales, se sont produites dans l'Ouest des Etats
Unis au cours des derniers deux millions d'années, dans les régions de Yellowstone,
de Long Valley en Californie et dans les Mt Jemez au Nouveau Mexique. Ces éruptions
ont affecté tout l'Ouest des Etats Unis. Leur site a été pris en considération dans
la cartographie, mais leur extension n*a pas été précisée car leur fréquence est
assez faible pour qu'il soit difficile de juger s'il est possible qu'elles se produisent au cours de la période considérée dans la planification d'occupation des sols.
Fig. 4 - C A R T E SIMPLIFIEE DU RISQUE VOLCANIQUE
POTENTIEL A U X ÉTATS UNIS D'AMÉRIQUE .
(D'après MULLINEAUX. 1976, simplifiée)
.
^
•
Stratovolcans actifs durant
ces 100 000 dernières années
Localisation des éruptions
les plus importantes depuis
2 millions d'années
Région plus susceptible
qu'ailleurs d'être affectée
par
des coulees de lave
Vallées
susceptibles d'être
inondées et affectées par
des
nuées ardentes et des
lahars
Limites des zones
qui seront couvertes par 5 c m ou
plus de cendres en
cas
d 'éruption plinienne m o d é r é e
(Zone A),vaste
(Zone B ) et cata _
clysmale(Zone C )
Vi
B
0
VU
0
9
4J T)
CI
0
Vi
•H H 9
T> <4-l
O N
0 B B
M
o
•rl
4J
9
O
0
a •rlU
S
9"
Vi
0
vu
TJ
* • " *
0
4J
e
a
B
0 •H
Vl
19
4J
•o
a
3 tí
O o
•M -rl
0 4J
0
B
TJ
tí
O
B
g
9
•r-|
^3
o
TJ
C
0
O
O
4J
0
G
•rt
B
VU
U
B B
Vi rH
Vi CL
VU
4J TJ
CI
vu
0
0
H
B
a
Vi •rl
9
O
O.
0
rH
U
B
0
U
B
•H
O
O C
a
0
r-t
Q
c
O B
a
G
B
S O
O
•H
Vi TJ
9
&
B
N
4J •rl
CLTJ
Tl
9
B
B
0
«H r-l
C
•rl
9
vu
U
Vi
VU
es
• rl
*>
1
a
•H
vu
a
Vi
Vl
«
CL
4J
C
g
0
p»
B
CL 1-1
4J
0
B
rH
0
B
B
SC
er B
rH C
0 rH
er
u
U
O
e
9
B
•rt
#Û
r-l
«M
Ad
éréei
c m
* >
0
Vi
u VU >
x3 a
0
B TJ
B
Vi
o
B
0
r-l
B
ti
C
g
a
u
4J
cr
B
c
«
cr
r-t
«M
•
x:
^^8^ 0•
Cl
c
0 S
TJ
0
M 3
O a
B •rt a
U
G
3
4J
G
0
B
m
u
vu
•s
B
rH
o
v<
0
B
•rl
«M
•H
tí B
i-t 'rl
0
4J
4J
pi
9
TJ
9
y
a 0
a
4J
0
a
0
3
a
•
rr
u
B
rH
U
cO
a
fH
4-> «M
4-1
B
4-1
vu 06
•—•
i
r*
0
•rl
«i
•o ftm
s
.1 9 |
i
?
fi
ti
ft
Vi
a
0
vu
rH
O
•
B
ti
•ri
a
TJ
ti
0
one
Cd
rj
e
B
O
f*m
CL vu
rH
9
TJ
0 •rl
4-1
B
0
a
B
CL • rl
•r-|
JO
u0
53
Vi
o
&
g
0 •rt
TJ
9
a
9
O 0
U U
rH
B CL
B
0
S
a
g
O
XI Xi
u
a
0
• rl
Xi
CL
0
Cl
0
•rt
00
•rl
rt^
o
a
4J
B
«4-1
•M
*
0
a aa
§
0
VU
Q
rr
u fi
a
0
tí
9
•H
AB
9
B
0
r-i
c
o
B
iH
Vi
a
Vl
9
a
a
\a>
B
r-l
Vi
9
O
vu
4J
a
g
•
•
CO
«
0
vu
9 B 4J
TJ CI U
VU
U
•rl
Vl
a
0
rH
m
TJ
Vt
•rt
B 0
B
O. a
9
0
§
0
Vl
AU
•rt
C
1
1
*
vu
ta
eo B 8
4J
Ad
c
^—
4J
•rl
0
TJ
8
•H
H
•
ft
4J
3
0
4-1
•rt
B
U
B
C
B
0
VD
rH
rH
B
0
0
0 B
O 0
Xi
•
TJ
X
o
3
CL
0
t
0
VU
Vl
VU
TJ
B
o
gO
Ad
M
B
0
B
0
,û
•rl
B
IM
%
t
CL
B
M
9
B TJ
B
rH
Vi
3
o
U
B
rH
s
t
iH
B
0
VM
y-i
§
B
TJ
c
r
B
VU
B
rl
Vl
0
a
o
N
c
o
•rl
4-1
td
a
•rl
r-l
B
U
O
rH
i
gU
rH
«a O
ti
B
4-1
0
c ë
0
g!
Vl
vu B
U
B
0
T)
fH
B
U
a
m
VU
TJ
u
B X
0
0
O B
M
0
\tu
m
fi
•ri
m
j
«
• rl
B
fH
CL
q)
B
cr CL T)
ft
0
cr
un
>
0
rH
W
•rl
0
4J
1
tl
0
B
V( 0)
Vf
0
ti
Vt
a
B
0 r-l
0
rH
B
Vi 4J
B
B
0
C •rl •rl
rH X
o
CJ 0
•rl M
4J
0 Vl B
O B B
CL VU
r-l
4J
rH
0 0 rl
0
0
g
VU
4J
•rl
rH
•rt
r\
B
4-1
«y
U
9 •H
er CD
da
9
B
0
Vi
•
O
Irela tivei
1-1
3Ai
0
imi
4J
0
•rl
T)
u
• rl
3
a
B riu
CJ
B
situ
dist anee
TJ
4J
a
les coul
CI
KO
ti
m
fort
r>
1 quelques
f9
f-l
B
9
S*
e
D
0
B
faib le po
2BVi
o
{*
«3
tan
9
O*
1
0
B
une surf
-rl
>
cd
B
B
eoul
prod uire
a
r»
rH
14-1 a
a
B «M vu 3
0
4J B
rH 9
0
r-l
0
0
CL
rH
a VI)
a
4J <M
B •rl
0
Vl 0 vu
0
Vi
fH
B 4J
B
CL B rH 3 Vl a
0 B rH O 0
r-l
CL «M
4J
c
•rl
4J
B
TJ
B
¿ri
Vi
Ad
B
Vi
4)
•H
Vi
o
a
tí
tí TJ
B
0
4J
g
1L"
U
iérée" peu
s venti
ennent
Iminat
e
•S go
v»
3
0 • rl 0
Vl
c B X
•
U
B
0
B
ai 0 TJ
rH
ti
9
0
9
4J B
0
ç* 0 9 CL
9
B
a Cl •rt
gg
TJ
O 3
cr
T) Ai
CL-ri
B
0
•H
m
3
r-l
01
o
B
r-4
m
TJ
• H •rl VU
4J 4-1 rH
CL B rH
9 fH •H
Vi
0
8
o
u
M
cd
8
B
rH
4-1 >
TJ
Vi
-
I
g
le vei
9 tan
'ërupt ion
; éruption
î
0
Vi
•H
•H
mode:
a
ti
CLrtt
a
c
rande
ffect« ar de mai
iilie rs de ki:
o
•rl
TJ
elati vement bi
éguli ers : ce
olean s centra'
ëpend surtout des
Vi
|
TJ
B
Vl
astes'
Vl
CL
g
et le
Le ris
ire en
s ;"tr
ffet d
ommagé
heux o
ets so
aines
a
terr
et ru
a.
O
cd O
.
S)
Vi
B
9
i
O
B
VU
rH
U
B
ti
f-l
ion
i
•M
U
4J
9
î
.o
s
Vl %
r0*
9 9
O O
B
m
u 3
9 rH
4-1 <d
o
m
1
i-i
r-1
e
rH
9
B
O
f
B
•ri
B
•rl
*
0
Vi
SI a0
P
»H
41
K
ce
eu
B
rH
B A
4J
g*
vu a
Ë 0
4J
•H
u o
•H
B
>
TJ
B
0
U
Vl
CL
B disaines
-Ä
g *-\
B
9 TJ
O
TJ
B
0
u
0
TJ
VU
4J
•rl
•
r-t /-s
•H
Vi
ja
B
«
•rl
iH
4J
¿s
S
cr
4J
S
O*
-ri
tí
cd
U
Cl
Vi
55
Vi
4-1
CL
U
o
8
B
0
vu TJ
(J
ul
B
MU
U
Ses boueus<
B a
r-t
1
0
TJ
•
4J
X\
a
0
C
•rl
B
#
J
a
•i-t
, de l'ord
. La diatai
ÇL
9
9g Vi
VU
M
60
B
Vl oo
a
0
Ad
u
o
co
0
T)
19
0#
VU
Vi
VU
c
TJ
AO
B
i B
3 TJ
B
B
0
0
O
O M
B
B
0
•rl
4-1 a
TJ
VU B 4J Vl
Vl 0
0 0
CLTJ •«-1 00
B
3
X •H
u CL
U
Q
•
B g
4J
a 0
g
0
Q
a
cd
M
B
AU
Vi
O
r-l
ible
T»
6
•rt
ti
1
1
cd
0
•rt
4J
rue
09
0
B
0
r-l
K
§
g
fH
B
0
B
TJ
100
0
4J
f
0
a
4J
e
B
o
0
r-l
B
0
faib
queli ques
dent
o
Cl
3
g
B
0
CJ
1
a
0
S
vu
a
tí
lH
au:
•
ulëe boueu
0
pt
i-l
de roche
fragmenta
uée ardent
nuageuse ou
he due à 1
a
u
0
B
0
a
o
g
Ile
x: S
B
B
4-1
9
U
•rt
TJ
part se pr
raux et se
Ses en ava
9
1
4J
O
9
B
B
•H
0
a
u
0
TJ .H
cent raux
sont
l
r-l
2
0
Vi
•rl
O
B
m
ti
ti
outes les zon
olean s actifs sont
g
0
0
t
CL
0
TJ
g
0
0
B
r-l
4J
C
0
Cl
4-1
tí
CO
des volcan
mitant aux
es. Les vo
ujets à enne
nt les plu
O
C
B a
Vi
«M
0
4J
Cl «M
a
a
a
isque modéré pour
iene à proxim ité . vol
écroî t avec 1
sta nce
o B
e9
TJ
1
a
n
a
B
M)
à la fois
à proximi
tesse des
re plusieu
ue décroît
O
00 r-l
-rl
!-t
O
u
B
Vl
mode rée
vaste s" érupt ions
lié
astes" êrupti
c
-rl
B
B
Xi
sportê
. Les
i
Vi
U 0
G TJ
ns par aie
ventent acti
aire pour
u actifs11.
s- a
0
P 4J
a
id
Vi
ti
9
0)
TJ
o
lés par 1
az.
ercep tibies jusqu
des
is le ven
Cendre
9
O
ti
0>
B
0
errai n et obj ets
enfouiss
N
B
00
•o
S
qns
vol
O
00
B
s sont brC
nsnegês ; i
cer)
N
N
ils.
er
•rl
0
T)
•rl
AS
oblique
itériaux sont
i distanc
it être émis
S
, vertica-
e
<M
i
r-l
CI
0
T)
B
0
¿^
O
0 B
o
• rl
g
TJ
ce
0
a 0
0
H
o
•rl
rH
B
r-l
0
\0>
4J
s
er
B
• rt
Vl
_
4 -
11.2 - Zonation du risque
=rsrx3sssaaBsa=äss
Le risque décroît avec la distance au centre éruptif, les régions étant
affectées à la fois moins fréquemment et moins sévèrement. Les coulées de lave sont
destructrices en tout point qu'elles recouvrent, mais le risque qui les caractérise
baisse avec la distance à la source, car leur nombre diminue avec la longueur qu'elles peuvent atteindre. D'autres phénomènes volcaniques, comme les pluies de cendres,
sont à la fois destructifs et moins fréquents lorsque la distance au centre d'émission augmente. Mais la limite d'un tel risque est indéfini et largement dépendant de
l'utilisation des sols ; par exemple, une pluie de cendre de 1 cm d'épaisseur peut
ne causer que de faibles dommages aux structures mais détruire les récoltes,, affecter
les prairies d'élevage et empoisonner le bétail si des précautions ne sont pas prises.
Les limites des zones de risque sont définies principalement sur la base de
la sévérité probable des éruptions à diverses distances des centres éruptifs. La fréquence des éruptions variant d'un volcan à l'autre, on distingue les désignations suivantes :
- volcan actif (annuel à décennal)
- volcan relativement actif (séculaire)
- volcan relativement inactif (millénaire)
A l'échelle du pays, c'est surtout le risque d'éruption plinienne (pluie de
cendre et de ponce) qui est pris en compte. Pour cela, on tient compte de l'extension
aréale des produits des éruptions historiques,, de la direction de l'intensité et de
la fréquence des vents dominants (voir paragraphe IV.4.c).
Des cartes générales sont publiées au 1/7.500.000 pour l'ensemble des Etats
Unis et au 1/15.000.000 pour les Cascades.
Les risques d'éruptions à effets plus "locaux", comme les lahars, les coulées de lave ou même les nuées ardentes, s'ils sont moins exceptionnels font nécessairement l'objet d'une représentation cartographique plus détaillée. Leur extension
ne dépassant pas quelques kilomètres à quelques dizaines de kilomètres; et leur distribution spatiale comme leur évolution au cours d'une éruption étant étroitement
conditionnées par le relief local, c'est à une beaucoup plus petite échelle 1/250.000 ou même 1/50.000 que les zones de risques doivent être cartographiées.
Les cartes dont I'U.S.G.S. vient d'entreprendre la publication pour les
divers volcans ou zones volcaniques actives du territoire américain, sont à ces
échelles.
- Mont Rainier, carte au 1/250.000, établie en 1973
- Hawaii, carte au 1/125.000, établie en 1974
- Mt St Helens, carte au 1/25O.OOO, établie en 1976.
Toutes les cartes sont publiées avec une longue notice explicative détaillée,
imprimée à même la carte ; ce détail nous semble important car la diversité et la
complexité des phénomènes ne peuvent être rendues, en particulier pour l'utilisateur
non géologue auquel elle s'adresse, par de simples traits ou taches de couleurs.
x
x
x
-
5 -
1 1 . 3 - Remarques
Notons Ici que CRANDELL et MULUNEAUX n'accordent pas actuellement une Importance trop grande au rythme d'activité propre à chaque volcan. Bien qu'ils connaissent les travaux de W1CKMAN (1963, 1976)P et disposent pour plusieurs des volcans
étudiés - MorrtsSt Helens et Rainier en oartlculier - d'une excellente connaissance de
la chronologie des éruptions récentes - ils n'ont pas encore appliqué cette méthode utilisée en Italie et en Islande. Sans doute sont-ils freinés dans cette approche
par le manque de données sur les mécanismes profonds de genèse des magmas de ces volcans. Ces données pétrologfques et géoçhlmiques sur les laves de ces appareils étant
en cours d'acquisition, il n'est en effet, pas encore possible de préciser ces mécanismes.
III.
ZONATION DU RISQUE A L'ECHELLE DU VOLCAN OU DE LA ZONE VOLCANIQUE
I II. 1 - introduction
Les études actuellement disponibles, les cartes établies et les contacts
avec leurs auteurs et le "terrain" nous ont permis d'apprécier l'intérêt et les limites de cette approche des risques naturels, et de préciser les méthodes de travail
utilIsées outre atlantique.
Disposant de volcans de types extrêmement divers - ceux des Cascades sont
du type cordi 11 1ère., ceux d'Alaska de type arc insulaire, ceux des "Basin and Range"
de type rlft continental et ceux de Hawaii de type intraplaque océanique - les méthodes d'approches doivent s'adapter à ces caractéristiques. Le type et le rythme des
éruptions sont fondamentalement différents à Hawa i i et dans les Cascades,, et il est
particulièrement intéressant de préciser les méthodes vu l'analogie de ces volcans
avec l'île de la Réunion d'une part, et des Antilles d'autre part. Les situations géodynamiques, les types éruptîfs sont Identiques. Par contre, les densités de population
le type d'organisation sociale et l'occupation des sols et les conditions climatiques
qui influent également sur la zonation du risque, varient énormément entre ces exemples français et américains.
x
X
X
II 1.2 - Méthode de travail aux Cascades (volcans de type andésltîque comme aux Antil
An+,||es)
Ce type de volcan est caractérisé par I'existence - et souvent la prédominance des éruptions de type explosif : pluies de cendres ou de ponces. Les coulées de
pyroclastites (nuées ardentes, "pumice flows") et les coulées boueuses sont également
fréquentes. Compte tenu du relief accidenté dans la partie centrale du volcan et de
l'érosion rapide qui s'y produit, CRANDELL et MULL INEAUX ont mis au point une méthode
qui consiste à rechercher les affleurements à la périphérie du volcan, dans les zones
de faible pente. C'est dans la partie située sous le vent que les meilleures successions de couches de cendres, lapilli, lahars et ponces sont observées. Par la suite,
les observations sont effectuées dans les zones plus centrales du volcan. Elles permettent généralement de corréler les éruptions pyroclastites de la périphérie avec
la mise en place de dômes, de coulées ou de lahars dans la partie centrale.
Une des coupes géologiques de référence établie par CRANDELL et MULLINEAUX
au Mont St Helens (voir fiche signalétique du volcan en annexe) est constituée d'une
50e d'épisodes volcaniques, regroupés en 17 périodes majeures sur la base de critères
minera logiques et géochronologiques (20 datations C . 1 4 ) . Cette coupe, qui intègre
les 38.000 ans d'activité du volcan mesure 11 mètres d'épaisseur !
A la base de cette reconstitution téphrochronologie détaillée - et qui
constitue un modèle du genre - peu de méthodes onéreuses, mais un travail de terrain
extrêmement minitieux. Chaque couche est étudiée quelque soit son épaisseur, le cas
extrême étant ici un niveau de lapilli basaltiques, pour ainsi dire réduit à I'épaisseur des plus gros d T entre eux, intercalé dans des niveaux daci tiques. La présence de
cette intercalation basique, aussi faible en volume soit-elle, est l'indice probable
d'une real¡mentation de la chambre magmatique par du magma neuf. Cette observation
est très Importante pour comprendre l'évolution générale du volcan et ses dynamismes
éruptifs, et évaluer ses risques.
- 7
En pratique CRANDELL et MULUNEAUX se sont partagés le travail. Le premier
étudie plus particulièrement les dépôts de coulées (de laves, de ponces ; de boue....)
le deuxième, les retombées de cendres, lapilli, ponces
Une telle répartition
du travail a plusieurs avantages :
- chacun étudie indépendamment un sujet qui est à l'échelle du volcan
- étant donné que dynamiquement les deux types de dépôts sont souvent liés (par ex.
une éruption de nuées ardentes donne des coulées pyroclastiques et des retombées de
cendres Ifthiques à partir du nuage volcanique associé) chacun intervient dans le
travail de l'autre et bénéficie de ses résultats. Les problèmes difficiles sont traités ensemble et la discussion qui s'établit est le meilleur garant d'une étude critique objective.
Le résultat prouve l'efficacité d'une telle méthode. Les nombreuses coupes
détaiNées que ces deux auteurs ont faites tout autour du Passif leur permettent de
reconstituer la paléodistrtbution des produits volcaniques événement par événement.
Les principaux volcans actifs des Cascades - nord, ont été étudiés ou sont
en cours d'étude de cette manière :
- Mt BAKER
(HYDE et CRANDELL, Î975, 1977)
- Mt Rainier (CRANDELL, 1973 ; CRANDELL et MULL INEAUX, 1967)
- Mt St Helens (CRANDELL et MULLINEAUX, 1976).
et les évaluations et zonation du risque volcanique envisagés sur la base de ces études. Précisons que ces deux volcanologues travaillent pratiquement à plein temps sur
ces problèmes depuis une vingtaine d'années,, reçoivent le support d'autres spécialistes
(géochimie, pétrologief géochronologie, paléomagnétisme) et forment de jeunes géologues
sur le terrain.
x
x
UI.3
x
- Méthode de travail à Hawaii
ssssss3ïts=a==s==s=s=======
MULLINEAUX et PETERSON de l'U.S.G.S., ont effectué en 1974, en coopération
avec le - et à la demande du - département de l'habitat et du développement urbain,
une étude sur les risques volcaniques dans l'île de Hawaii.
L'augmentation de la population de l'île dans la période récente a rendu
nécessaire une planification de l'occupation des sols prenant en compte ce risque.
Les différentes unités volcaniques historiques (coulées et projections de
cendres) ainsi que les centres d'émissions (cratères ou fissures) ont été cartographies à l'échelle du 1/125.000.
La date, la durée, le volume de chaque éruption, la situation des bouches
eruptives, la répartition des produits volcaniques sont suivis en détail depuis le
début du XIXe siècle (cf. tableau 111 et IV).
L'évaluation et la zonation des risques volcaniques sont effectuées à partir
de ces documents cartographiques et de ces descriptions chronologiques détaillées des
éruptions.
Deux catégories de risques ont été reconnues susceptibles d'affecter les
personnes et les biens :
- les risques "directs" sont les produits des éruptions volcaniques : coulées de lave,
Tableau
Les éruptions historiques du Mauna Loa
(d'après MULLINEAUX et PETERSON, 1974).
III,
année
date
1832
1843
1849
1851
1852
1855
1859
1865
1868
1872
1873
1873
1875
1875
1876
1877
1880
1880
1887
1892
1896
1899
1903
1907
1914
1916
1919
1926
1933
1935
1940
1942
1949
1950
20 juin
9 janvier
mai
8 août
17 février
11 août
23 janvier
30 décembre
27 mars
10 août
6 janvier
20 avril
10 janvier
11 août
13 février
14 février
1er mai
1er novembre
16 janvier
30 novembre
21 avril
4 juillet
6 octobre
9 janvier
25 novembre
19 mai
29 septembre
10 avril
2 décembre
21 novembre
7 avril
26 avril
6 janvier
1er juin
durée appi"oximative
en i ocrs
Sommet
Flanc
•
•
21
(?)
5
15
90
•••
21
1
(?)
• •
•
1
120
1
60
2 (?)
547
30
7
courte
10
6
•«•
•••
3
16
4
60
1
48
• ««
courte
courte
17
1
133
2
146
•••
20
450
300
•• •
15
•••
•••
« ««
•••
«••
•••
Localisation des
principaux events
Volume approximatif de
lave $n3x10-6)
rift SW
rift NE
Mokuaweoweo
69
•i
rift NE
II
flanc NW
Mokuaweoweo
rift SW
Mokuaweoweo
145
ii
M
•i
n
H
•••
280
10
**•
•••
n
14
42
14
1
42
1
13
•••
22
69
107
115
459
•i
1
19
•••
15
•••
191
rift NE
rift SW
Mokuaweoweo
230
230
rift NE
Mokuaweoweo
rift SW
Mokuaweoweo
rift SW
153
77
61
n
268
n
115
77
122
77
77
Mokuaweoweo
rift NE
Mokuaweoweo
rift NE
Mokuaweoweo
rift SW
59
390
Les éruptions historiques du Kilauea (Hawaii)
Tableau IV.
date
année
(d'après Macdonald et Hubbard, 1973)
durée altitude
durée de surface Volume Yards
cubes(i)
en jours en pieds(i)Localisation repos(2) mi.2(1)
1750 (?)
1790 (?)
1790
Novembre
courte
février-juil.
1823
1832
M janvier
courte
1840
30 mai
26
2 avril
courte
1868
2 avril (?) courte
1868
4 mai
1877
1 (?)
21 mai (?)
1877
1884
22 janvier
1
1885
mars
80 (?)
1894
21 mars
6 +
1894
7 juillet
4 (?)
23 février
1918
14
294
1919
7 février
221
21 décembre
1919
18 mars
1921
7
28 mai
2
1922
1
25 août
1923
10 mai
1924
17
19 juillet
11
1924
7 juillet
13
1927
20 février
1929
2
25 juillet
4
1929
1930
19 novembre
19
23 décembre
14
1931
6 septembre 33
1934
27 juin
136
1952
3
31 mai
1954
1955
1959
1960
1961
1961
1961
1961
1962
1963
1963
1965
1965
1967
1968
1968
1969
1969
1971
1971
28
14
13
24
3
10
22
7
21
5
5
24
5
22
7
22
24
14
24
février
novembre
janvier
février
mars
juillet
septembre
décembre
aoOt
octobre
mars
décembre
novembre
août
octobre
février
mai
aoCt
septembre
(1) 1 m = 3.28 pieds
(2) (en mois)
88
36
36
1
22
7
3
2
2
1
10
<1
251
5
15
6
<1
5
ri ft E
ri ft E
caldera
1.700,250 rift SW
3.650 bordEcaldera
3.100.750
rift E
3.350 Kilauea Iki
rift SW
2.550
mur
caldera
3.500 ?)
3.450 ?) Keanakakoi
60 ?) rift E
3.640 7) caldejra
3.690
caldera
caldera
3.690
3.700
caldera
caldera
3.700
rift SW
3.000
3.700
caldera
2:650.2.400 Makaopuhi et
rift ^ a p a ü
3.000
caldera
2.365 Halemaumau
2.400 Halemaumau
2.500 Halemaumau
2.560 Halemaumau
2.600 Halemaumau
2.700 Halemaumau
2.800 Halemaumau
2.870 Halemaumau
3.180 Halemaumau e1
caldera
150J.310 rift E
3.500 Kilauea Iki
100
rift E
3.150 Halemaumau
3.150
Halemaumau
3.150 Halemaumau
2.600 J.300 rift E
3.250.3.ICC rift E
3.150.2.7CO rift E
2.750.2.300 rift E
3.OOO.2.30Ü rift E
3.150.3.00C RIFT E
3.150 Halemaumau
2.9O0*1.90C rift E
3.000*2.4a rift E
3.100.2.9CC rift E
3.150
rift E
3.600 caldera
3.660.2.730 caldera et
rift SW
1.700
1.100*750
= 1.31 yards cubes
1.57
3.04
3.86
(?)
6.60
.07
.04
(?)
.04
•
14
108
3.5
283
11
1
7.5
14
15
19.500.000
37.670.000
pas de coulée
15.000.000
(?)
281.000.000
(?)
250.000
|?
?
?
?
0%
.04
1.60
5.00
.77
250.000
34.5OO.OOO(?)
62.000.000
8.800.000
.04
(?)
100.000
.20
8
pas lave pas de lave
.02
320.000
2.5
35
.04
3.160.000
19
.06
1.920.000
5
.08
3.600.000
15.5
.09
8.480.000
12.5
9.610.000
.12
44
9.500.000
.16
212.5
.23
64.000.000
18.5
.44
8.5OO.OO0
8.9
53.5
0.8
12.2
0.2
3.5
2.2
14.4
8.4
1.4
17.0
9.5
23.3
1.3
1.3
4.0
2.0
0
0
6.10
.24
4.1
.02
.1
.4
.3
.02
.06
.6
3.0
.23
.25
.01
.8
2.3
5.3
.9
1.3
120.000.000
51.000.000
155.000.000
30.000
350.000
17.300.000
3.000.000
430.000
1.100.000
10.000.000
23.000.000
1.160.000
110.000.000
500.000
9.000.000
22.000.000
300.000.000
12.500.000
10.000.000
1 km 2 s 0.386 milles carrés
(mi.2)
8
chutes de fragments de roche,
-
émission de gaz volcaniques, nuages
- les risques "indirects" comprennent les déformations du sol accompagnant les éruptions, les fissurations, les tremblements de terre et les tsunamis. Certains de ces
risques indirects peuvent ne pas être causés par des phénomènes volcaniques et
avoir une cause tectonique.
MULLINEAUX et PETERSON (1974) ont effectué des cartes de zonation du risque
différentes pour chaque type de risque (figure 5 ) . Cette méthode est celle qu'a employée WESTERCAMP (1977) pour la Soufrière de la Guadeloupe.
La distribution des risques dans l'espace est conditionnée par la position
des cratères, calderas et zones de fissures, et le relief avoisinant. La probabilité
d'occurence des éruptions futures est déterminée à partir de l'activité passée de
chacun des events. On constate que les risques d'éruptions sont très élevés dans les
calderas et les zones de rift et décroissent graduellement en s'éloignant de ces
zones. Il en va de même des risques de subsidence et de rupture. Les risques de '•*
tsunamis sont évidemment élevés le long des côtes et décroissent avec l'altitude ;
d'après les effets des tsunamis historiques,- la limite supérieure des zones affectées
peut être fixée à Hawaii à 20 mètres au-dessus du niveau de la mer et à 300 mètres
de distance des côtes au maximum.
Le risque des coulées de lave est étudié plus en détail au chapitre IV.5.
x
X
I I I .4 -
X
Principes de base
s = ss = s = = s = = = r: = ss =
A partir des deux méthodes présentées, dans les Cascades et à Hawaiif on
peut essayer de déterminer les règles qui sont è la base de la démarche de CRANDELL
et de MULLINEAUX ; qu'elle est en quelque sorte la "philosophie", en matière de risques volcaniqueSj de ces deux auteurs.
L'évaluation et la zonation du risque sont essentiellement basées sur une
étude géologique détaillée des manifestations préhistoriques récentes du volcan
(âge < 10.000 ans) ou/et sur la description et la cartographie de ses éruptions historiques. A partir de là, le problème est abordé à deux niveaux :
1 - le degré du risque est d'abord déterminé pour chaque phénomène à l'échelle du
volcan, en fonction de sa fréquence et de son intensité
. la fréquence, est déterminée par le nombre d'éruptions ayant produit le phénomène volcanique considéré, par rapport 5 l'ensemble des éruptions connues, dans
la tranche de temps retenue.
. l'intensité du risque est définie par référence à un certain nombre de dépôts
anciens qui ont respectivement été émis par des éruptions considérées comme
faible - modérée - vaste - très vaste - cataclysmale.
Les zones susceptibles d'être affectées par un phénomène donné sont caractérisées
par une même intensité du risque. Cela découle :
. soit du phénomène lui-même. Dans le cas des coulées de lave, des laharsP des
nuées ardentes, la destruction de la zone affectée est totale, quelque soit
l'intensité voI cano Iogi que réelle du phénomène. Par exemple, qu'un lahar ait
10 m ou 50 m d'épaisseur, le danger est le même dans la zone qu'il va affecter,
pour les personnes : dans tous les cas il est maximal.
Fig. 5 . DIFFERENTS TYPES DE RISQUES VOLCANIQUES
DIRECTS ET INDIRECTS A H A W A Í U
ZONES DES RISQUES RELATIFS AUX
CHUTES DE B O M B E S ET DE SCORIES
ZONES DES RISQUES POTENTIELS
DE RUPTURES DE LA SURFACE DU SOL
Mauna Kea
Mauna Loa /
M /
yKilauea
F
0
—RISQUE
ELEVE.
10
M —RISQUE
ZONES MENACEES PAR LES NUAGES
DE GAZ ET DE CENDRES (Hachures)
0
•
LE RISQUE
y
\Y
?0km
MOYEN.
/(ft
'
—
i
0
1
10
—
i
20km
F—RISQUE FAIBLE
CARTE DES ZONES SUSCEPTIBLES
DE S'EFFONDRER (Croisillons)
10 20km
DES COULEES DE LAVE EST TRAITE A PART
0
10 20km
„
Q
_
, soit de la méthode de zonatîon elle-même, quand elle s'applique è des risques
d'Intensité variable.
Dans le cas des retombées de téphra, les limites entre les zones sont déterminées en fixant une même intensité du risque (l'épaisseur du dépôt par exemple)
et en délimitant les régions menacées par ce risque d'intensité donné pour les
éruptions faible -modérée - vaste - etc.. choisies en référence.
Il s'ensuit que le degré de risque dans chaque zone varie uniquement avec la
fréquence de ce risque.
. les régions sont dites à risque élevé, si la fréquence du phénomène craint est
élevée (1 par siècle ou plus).
. les régions sont respectivement de risque modéré à faible, si la fréquence du
phénomène en question est modérée (environ 1 tous les 500 ou 1.000 ans) à faible
(inférieure à 1 tous les 2.000 - 3.000 ans).
2 - le degré du risque ainsi déterminé à l'échelle du volcan, est ensuite modulé par
secteur géographique (par exemple, vallée par vallée pour les phénomènes de coulées), sur la base des reconstitutions palcogéographiques des produits volcaniques, éruption par éruption. Cela revient à déterminer la fréquence régionale
d'un phénomène donné qui pour des raisons de morphologie du volcan, de directions
préférentielles des vents, etc.. n'est pas forcément du même ordre de grandeur
que la fréquence générale du phénomène dans l'histoire globale du volcan.
La zonation est modulée selon le même principe. D'une façon générale^ chaque
fois qu'un phénomène volcanique sera contrôlé sur le terrain par des facteurs fixes,
naturels, les limites qui pourront être tracées entre les zones seront des I Imites
physiques (par exemple, les grands traits morphologiques régionaux pour les risques
de coulee). Lorsque dans le détail, ou en raison du type de phénomène lui-même,, des
facteurs variables, volcaniques ou non volcaniques, interviendront (qui nécessitent
des hypothèses de base non contrôlables ; par exemple, les conditions climatiques ou
le degré d'explosivité d'un phénomène), les limites tracées entre les zones seront
des I imites de jugement.
IV. LES DIFFERENTS TYPES DE PRODUITS VOLCANIQUES
IV.1 - Introduction
Les volcans andésitiques des Cascades sont caractérisés par une activité
volcanique explosive plus ou moins violente, productrice de brèches pyroclastiques
et de téphra, alternant avec des phases effusives de mise en place de coulées de lave
et de dômes. L'appréhension du type et de la fréquence de leur activité passe, comme
nous l'avons vu, par l'étude exhaustive des faciès et de la stratigraphie des dépôts
volcanoclastiques. Un des objectifs de la mission était donc d'observer en commun ces
différents faciès et s'assurer - voire établir - d'une concordance d'interprétation
entre les équipes travaillant dans les Cascades et celles des Antilles. Rappelons
qu'aux Antilles les critères de reconnaissance des brèches volcaniques ont surtout
été établis par J. ROOBOL et A. SMITH à la Montagne Pelée. Les études qui sont poursuivies actuellement par le B.R.G.M. à la Soufrière de Guadeloupe et à la Montagne
Pelée, utilisent et précisent, les critères de ces deux chercheurs (STIELTJES et
WESTERCAMP, 1977).
Les principaux types de faciès visités, l'évaluation et la zonation du risque propres à chacun d'eaux sont décrits et comparés aux résultats acquis aux Antilles,
L'aspect risque du volcanisme d'Hawaii permet d'étendre la comparaison au Piton de la
Fournaise (Ile de la Réunion), le volcan français le plus actif à l'heure actuelle.
x
x
x
IV.2 - Les_iahars
IV.2.1 »
Introduction
Les lahars ou coulées de débris et/ou de boue (débris - flows et mud-flows)
désignent les depots qui résultent de l'écoulement rapide sur les pentes d'un volcan
de débris de roches diverses, mobilisées par l'eau. Leur dynamique est donc celle
d'un liquide dense, mu par la force de gravité, qui pour ces raisons suit le fond des
vallées. Leur pouvoir érosif est faible, dû à leur processus d'avancement de type
laminai re.
Le dépôt qui en résulte est un mélange de blocs, de cendres et d'argile très
grossièrement granoclassée, les gros blocs étant vers la base. L'origine des lahars
peut être très variée (voir tableau V ) . Les dépôts correspondants présentent parfois
des particularités qui permettent de remonter à cette origine qui est bien évidemment
particulièrement importante à connaître pour l'évaluation du risque.
Trois grands types de lahars bien illustrés aux Etats-Unis, sont décrits
maintenant plus en détail. Nous verrons successivement leur caractéristique dynamique
et leur origine, puis leur faciès et leur dimension, enfin nous discuterons des possibilités de prédiction.
IV.2.2 -
Les lahars d'effondrement
IV.2.2.1 - ftéj_\ n\i_\on__eï_ £ r JUL n .î
Tout volcan qui est ou a été le siège d'une activité thermale (fumerolle,
solfatare, "soufrière") importante dans sa zone sommitale, peut produire ce type de
LES
Tableau
DIFFERENTS
ORIGINE
Dimensions
LARAR PRIMAIRE
directement issus de fissures : érup
éruptions de boue
LAHAR
D'EFFONDREMENT
effondrement de terrains fumeroilise6
suite à des explosions phréatiques ou
secousses sistniques.
LAHAR DE
RUPTURE ( DE
BARRAGE)
. Rupture de barrage naturel obstruant
une rivière
faibles
. destruction d'une partie du mur d'une
caldera contenant un lac.
importantes
LAHARS
faibles
CARACTERISTIQUES
Faciès
matrice argileuse abondante
riche en Montmorillonite
faibles à mons- . matrice d'argile fumeroltrueuses
lienne
longueur -HOOkni . blocs altérés et anciens.
«•luv» -*• 2 km3)
matériaux anciens non
£umerollÍ8és
. fonte de neige ou de glace par augmenta-* importantes
(front de coutibn du flux de chaleur.
lée -*• 100 m)
• éjection d'un lac de cratère
mise en place de pyroclastites incandescentes sur neige ou glace
LAHAR
DE
(voir en particulier, CRANDELL, 1971, p. 8 à 11)
NEALL, 1976
V
LAHAR
PKEERÜPTIF
TYPES
importantes
CHAUD
mise en place de nuées ardentes dans
une rivière
#
mlHMT.F,s üisgoRigps
Soufritr« de Uuadeloupe
1976-1977, USU , 1910
TOKACHI-DAJDL, 1926
RANDAÏ r SAN, 1886
ASAMA, plusieurs éruptions.
Montagne Pelée,
ASAMA,
1902
1783
Montagne Pelée,
KELUT,
1902
1875
SOUFRIERE St VINCENT, 1002
KELUT,
1919
. abondance blocs juvéniles
, coexistence de bois earboni • LASSEN EEAK,
ses et non carbonisés.
AVACHA,
. matrice cendro-argileuse
riche en mierovacuoles,
passage progressif à un dépôt
typique de nuée ardente
. présentation des ponces
LAHAR
D'ACCUMULATION
("Rain Lahar")
pluies abondantes sur dépôts pyroclastiques meubles, plus ou moins chauds,
de granulometrie plutôt fine.
faibles
importantes
. petits blocs et galets de
rivière.
VESUVE,
1906
IRAZU,
1963
. destruction mécanique des
ponces
. gros blocs arrondis-
AGUNG,
1963
. abondance des bois froids.
1915
1938
-
11
-
phénomène. Les explosions phréatiques, les secousses sîsmiques superficielles intenses, peuvent provoquer le décollement puis l'effondrement de secteurs entiers, particulièrement argil i ses et saturés en eau de condensation sous l'action des fumerolles.
Le risque dépend aussi de l'état de fissuration du sommet lié aux phénomènes
sismo-volcaniques antérieurs.
Il dépend également de la morphologie, mais il est relativement indépendant du climat
ou de la végétation.
IV.2.2.2 - Faciès et dimensions
Les lahars d'effondrement sont essentiellement constitués de blocs altérés
à surface oxydée, emballés dans une argile gris-bleuté à montmoriIlonite, kaollnite,
smectite, Cristóbalite et pyrite. Au Mont Rainier, les plus grands lahars décrits par
CRANDELL (1971) sont de ce type. En particulier, le lahar "Osceola" qui s'est étalé
il y a environ 5.000 ans à plus de 100 km du volcan, à l'emplacement de l'actuelle
vil le de SEATLE. Son volume est estimé à 2 km3 et le hauteur de son front de coulée
à 150 m. Les autres lahars de même type, n'ont généralement pas parcouru plus de 50
kilomètres en distance, ce qui est déjà considérable.
IV.2.2.3 - £°ss_j_bHjté dej3£sdjct_ion
Le déclenchement de ce type de lahar est difficile à prévoir car I Activité
fumerolIienne et tectonique dans la zone sommitale qui e s t a leur origine, est généralement soit lente et continue (activité fumerolIienne) soit instantanée (explosion
phréatique ou séisme).
IV.2.3 -
Les lahars chauds
IV. 2.3.1 - 2êl'H '1 '£n_eÍ £ri9inl
Les lahars du Mt St Helens et du Lassen Peak en 1915 ont été provoqués par
la mise en place de brèches incandescentes sur la couche de neige ou de glace qui
couvre tout au long de l'année les plus hauts sommets des Cascades. Le processus de
fonte qui en résulte liquifie les cendres et déclenche le phénomène de lahsr (WILLIAMS, 1932 : CRANDELL et MULLINEAUX, 1967 - 1976).
La mise en place de nuées ardentes dans une vallée occupée par une rivière
provoque un phénomène de vaporisation brutale de l'eau à travers la masse totale du
dépôt incandescent. CRANDELL et MULLINEAUX (1967) expliquent ainsi certains passages
progressifs sur le terrain entre nuées ardentes et lahars chauds. Ce type de lahar
est donc caractéristique de volcans situés sous certains climats :
- soit froid et persistant (lié à la latitude ou s l'altitude)
- soit à forte pluviosité (climat tropical). Il est relativement indépendant de la
végétation ou de la morphologie.
I V.2.3.2 - _Fa£Î£S_e_t dimensions
Les dépôts d'un lahar chaud sont caractérisés par un fort pourcentage en
blocs de lave saine, monogéniques, emballes deins une matrice cendro-argileuse de
même nature. La coexistence de bois non carbonisés (isolés dans la matrice) et carbonisés (à proximité des blocs) est un facteur de reconnaissance sûr mais peu fréquent,
(exemple : lahar de Spirit Lodge, Mt St Helens). La présence de myriades de vacuoles
-
12 -
millimétriques, arrondies, dans la matrice est l'indice d'une "boue" en ébulition,
qui confirme le caractère juvenil incandescent du matériau d'origine, (ex. lanar
daté entre 30.000 et 50.000 ans, Mammoth, Caldera de Long Valley, Californie).
La faible teneur en argile de ces lahars réduit leur pouvoir de vélocité
(CRANDELL et MULLINEAUX, 1976) et les distances parcourues restent inférieures à
celles atteintes par les lahars d'effondrement. Au Mt St Helens, plusieurs lahars
chauds ont toutefois affecté les vallées jusqu'à 30 km de distance du sommet ; même
ordre de grandeur pour le "grand" lahar de l'éruption du Lassen Peak en 1915.
IV.2.3.3 - £°isji_bjj_i_tés_d_e £rodj_ctl£n_
Ce type de lahar résulte d'une éruption magmatique primaire, qu'il peut
suivre quasiment instantanément (éruption subglaciaire) ou avec un certain délai
(coulée atteignant un lac). Il n'est en général pas facile à prévoir sauf dans les
volcans bien surveillés.
IV.2.4 ~
Les lahars d'accumulation
I V.2.4.1 -
Dé_f i_n i t_ i£n_et orjgjine
Tout volcan caractérisé par de fortes pentes, une activité magmatique explosive, productrice de cendres, lapilli, ponces, e t c . , peut être le siège de lahars
d'accumulation. Le risque dépend du couvert végéta!, qui fixe les dépôts pyroclastiques et du régime pluviométrique de la région.
Plusieurs auteurs ont souligné que ce type de phénomène était le plus dangereux à craindre sur l'ensemble des volcans andésitiques, actifs dans les régions tempérées et tropicales du monde (MARINELLI, 1969 ; TAZIEFF, 1964 ; NEALL, 1976).
Le déclenchement du phénomène a été défini d'une façon générale comme suit
(MARI NELLI, 1969) :
1 - éruption volcanique avec émission de quantités importantes de produits pyroclastiques fins. La granulométrie de ces pyroclastîtes joue un rôle primordial dans
la formation des lahars dont la probabilité sera fonction de la finesse et de la
proportion des cendres et des sables par rapport aux produits plus grossiers
(lapilli, ponces, scories, blocs) ;
2 - dépôts de cendres ou sables volcaniques (plus ou moins mélangés avec des produits
plus grossiers) en épaisseur suffisante pour effacer les aspérités du sol et de
la végétation^ annulant leur capactté de freinage ;
3 - la couche de produits pyroclastiques doit être déposée sur une pente d'une part
inférieure à l'angle limite de glissement de ces matériaux incohérents è l'état
sec, d'autre part, supérieure à l'angle limite pour des matériaux imprégnés d'eau
4 - enfin chute de pluie suffisamment intense et abondante pour imprégner rapidement
la couche pyroclastique. Le déclenchement d'un lahar sera d'autant plus probable
que la pluie sera forte et qu'elle suivra de peu le dépôt de cendres. Au bout
d'un certain temps en effet, le risque de lahars diminue par tassement du matériau, par sa "pouzzolanisation" (l'humidité et les infiltrations d'eau attaquant
le \/erre volcanique des pyroclastites et amenant progressivement leur cimentation), et par l'établissement d'une couverture végétale.
•••/•#•
-
13 -
Les dépôts de lahars d'accumulation sont généralement constitués de blocs
polygéniques pour partie anciens, souvent arrondis (différence avec les lahars chauds)
emballés dans une matrice cendro-ponceuse très vulnérable à l'altération climatique.
Les argiles formées à ce stade sont essentiellement des kaolinites (différences avec
les lahars d'effondrement). Leurs dimensions, tant en épaisseur du dépôt et en distance parcourue ne diffèrent pas de celles des lahars chauds.
I V.2.4.3 -
Poss_i_b_i_IJ_tés_d-e prévision
Ce type de lanar est le plus facile a prévoir :
- les zones menacées en priorité sont situées à l'aval des bassins de réception les
plus vastes, et les plus en pente (d'Energîeî! les plus élevées) ;
- l'accumulation préférentielle des cendres sur tel ou tel versant peut être prévue
en fonction de la répartition des vents dominants.
- l'accumulation des cendres peut être mesurée dans la zone sommitale et un processus
d'alarme déclenché lorsque la cote d'alerte est atteinte.
IV.2.5 -
Evaluation et zonation du risque de lahars
I V.2.5.1 -
/Uix_ JEtats Unis
L'évaluation et la zonation du risque, sont réalisées tous différents types
de lahars confondus, sur les seuls critères géologiques et historiques.
Les lahars ayant affecté le volcan et ses alentours dans un passé relativement proche (10.000 ans pour le Mt Rainier, par exemple) sont répertoriés vallée par
vallée en fonction de leur âge. Le maximum de renseignements concernant leurs dimensions sont notés. La carte des risques potentiels en cas d'éruption au Mt Rainier
(CRANDELL, 1973) est établie è partir d'une telle étude de base (CRANDELL, 1971)
(tableau VI et figure 6 ) .
On considère qu'un lahar du même ordre de grandeur que le plus important
ayant eu lieu dans la tranche de temps passé retenue est susceptible de se reproduire.
Dans le cas précis du Mt Rainier, CRANDELL (1973) exclut en fait, la possibilité qu'un
lahar du type Osceola puisse survenir à nouveau en raison de conditions géologiques
nécessaires è son déclenchement tout à fait exceptionnelles, conditions non réalisées
actuellement. Le lahar Electron est pris comme référence. Les chances de repetition
d'un événement comparable sont chaque année de une pour dix mille.
Le degré de risque est modulé vallée par vallée :
- la zone de faible risque couvre les régions qui seraient affectées par un laher du
type Electron, pour les vallées où ce type de phénomène a été peu fréquent dans le
passé (ex. Cowlitz river).
Cette zone correspond aussi aux risques de crues et d'inondations pour les autres
vallêes.
- la zone de risque modéré couvre les régions qui seraient affectées par un îahar du
type Electron, pour les vallées où ce type de phénomène s'est produit fréquemment
dans le passé (ex. White River).
LAHARS POST-GLACIAIRES DU Mt RAINIER, VALLEE PAR VALLEE
Tableau
^CIVIERES
(CRANDELL ET MULLINEAUX, 1967 ; CRANDELLE, 1971)
VI
CARBON
SOUTH
PUYALLUP
NORTH PUYALLUP
SOUTH MDWICH
TAHOMA
KAUTZ
LAHARiT^\
Longueur
(km)
8
épaisseur
(tn)
(du front
de coulée).
3
fréquence
(sur 10.000
ans)
1
>5
25
20
(!)
60
?
7
!
1
1
MUDDY PORK
COWLITZ
1
£50
?
80
4
1
2
4
5
1
à
8
1
à
8
1
1
210
> 3
9
60
1
2
(1)
(2)
(3)
£ 5,5
Épaisseur
(m)
(du front
le coulée)
20
frequence
[sur 10.000
ans)
1
Lahar ELECTRON
lahar PARADISE
lahar OSCEOLA
10
3
7
1
10
1
6
11
< 5
30
3
11
£10
30
(2)
40
£1OC . 240
300
I
INTER FORK, WHITE
OEAHâPECOSH
7
quelque!
m
Longueur
(km)
5,5
NISQUALLY
1
1
6
VEST PORK, WHITE
50
(3)
> 100
120
150
1
1
25
10
2
30
â
15
2
>8
1
3
!
Figo. CARTE DES RISQUES
POTENTIELS DE LAHAR AU
M O N T RAINIER
VALLÉFS MENACEES PAR DES LAHARS
RELATIVEMENT PETITS MAIS FREQUENTS
[~~H
ZONES MENACÉES PAR DES LAHARS DE LA TAILLE
DU LAHAR ÉLECTRON (VOIR CARTOUCHE)
POUR LES VALLÉES OU CE TYPE DE PHENOMENE
A ÉTÉ RELATIVEMENT
1) FRÉQUENT
L
I LLLLLJ RISQUE MODERE
2) PEU FRÉQUENTŒMHIRISQUE
FAIBLE
'SEATTLE
ESQUISSE GEOLOGIQUE DU
M O N T RAINIER M O N T R A N T
L'EXTENSION:
DES
COULEES DE
DES RETOMBÉES DE CENDRES
ET DE LAPILLI
DES
Çr7-~1
L A H A R S OSCEOLA I**»1ET ELECTRON
-
14 -
- la zone de haut risque couvre les régions susceptibles d'être affectées par des
lahars de plus petite dimension (jusqu'à 30 km de long) mais dont la fréquence a
été assez élevée dans le passé. Une cinquantaine de lahars de ce type ont été décrits par CRANDELL U 9 7 1 ) , ce qui donne au moins une chance sur 200 pour qu'un tel
phénomène se produise chaque année. L'ensemble des vallées est concerné par ce
risque.
IV.2.5.2 - ^enia£ques_
Cette démarche entièrement géologique est justifiée si les facteurs climatiques et morphologiques., qui jouent un grand rôle dans la production des lahars (morphologie du sommet et des bassins de réception des vallées, condition d'enneigement,
direction des vents, ...) n'ont pas ou peu changé durant l'intervalle de temps retenu
(10.000 ans). CRANDELL (1971) au Mont Rainier en trouvant dans le fond et sur le
flanc des vallées actuelles des affleurements de lahars anciens justifie la démarche.
Toutefois; d'un point de vue général, on imagine mal qu'un volcan ayant été
en activité des dizaines de fois au cours d'un passé même récent, n'ait pas modifié
assez sensiblement sa topographie. L'intervention directe des facteurs morphologiques
et climatiques actuels du volcan permettent à notre avis, une approche plus précise
des problèmes d'évaluation du risque. Les différents types de lahars peuvent être
alors traités séparément.
IV. 2.5.3 - J_es_ J.aj]a£s_d_^a£cu_mu l£t_îon_
Au Vésuve, les bassins de réception des vallées sont dotés d'un coefficient
énergétique (le produit de la surface par la pente), plus àe coefficient est élevé
plus le risque de lahar d'accumulation est grand (ROSST, 1977).
A la Soufrière de Guadeloupe une démarche identique a été faite, qui tient
compte en outre de la direction des vents dominants et de l'importance de la végétation (figure 7 ) . Chaque vallée a ainsi été dotée d'un coefficient de risque (WESTERCAMP, 1977 b ) .
IV. 2,5.4 -
JLejà J_a_haJ2s__d_^_ejf^fon_d^reme^nJh^
Ce type de phénomène accompagne généralement les éruptions phréatiques dont
la Soufrière de Guadeloupe est coutumière depuis quelques siècles. Par exemple, le
lahar du 8 juillet 1977 9 dévalé la rivière du Carbet sur une longueur de 4 km environ
avec un front de coulée de 15 à 20 m. Plusieurs affleurements de lahars préhistoriques
montrent que ce type de phénomène a pu être important et assez fréquent dans l'histoire récente du volcan. L'évaluation du risque est essentiellement basée sur les conditions de fracturation et d'altération hydrothermale du dôme et de ses alentours, vis
à vis de chacune des vallées (FRANK et al,, 1977).
La zonation tient compte des affleurements connus, leur distance au volcan
et leur épaisseur. La possibilité que des lahars de l'envergure de ceux ayant affecté le Mt Rainier se produise, est discutée (figure 8) (WESTERCAMP, 1977 b ) .
IV.2.6 -
Dégâts occasionnés par les lahars et prévention
Les lahars se déplacent à grande vitesse (des vitesses de l'ordre de 85 km/h
ont été rapportées). Leur principal danger pour les hommes et les structures est
l'ensevelissement rapide sous d'importante volumes de boue et débris de roches, et
le choc des blocs transportés par le lahar.
os>
LEGENDE
Risque très élevé. Coefficient
de risque C . R . ä 500
Risque élevé
100 S C . R . < 500
10
Risque modéré
10 £ C.R. < 100
U
Risque faible
C.R. < 10
Zone d'émission des cendres
> Isopachs théoriques
l'épaisseur des cendres
augmente de A vers C
es/
/m
Fig. 7-EVALUATION DES RISQUES POTENTIELS
DE LAHARS D' ACCUMULATION A LA
SOUFRIÈRE DE GUADELOUPE
o
MifMLI
J /M
1km \ y
I
tA
03
„a
LU
Q
1
!
{
CC
O
ce Q-
o
CD
Ï
'
"
•
a
'
C
-
'
\
%^
•
x
¿ #: sa
¿ . : :•
•
*
\
1
•a
.•
— — 3
Q . eu Q
V)
03
S3
3
re ^
-n -a
re
-a
c «
o
cu o
C3.U
LL.
V
< \
c
"03
tA
-o
to
>
&
#*>
L0
ï
Cd
\\
\
j
<
\i \
/ -
i
£3*
f
\ _
7
\
LU
V
CC
>-
>
•Ä»
*»»
L_
JL
.—'
i¿Atir\^
•
%, V%
•••••••••• W
«• •
. • W:
.• *.
Tk.
LA
<•:
•
O
/F
"a
•<? '
)\
h- ^>•>
ce
03
CC
0
<i
o
v>
.
•D
-
r'
,r..
O
•
•
s
••
^
eu
—
•°
Ifí
\
ce
~
tA
\
iLfjfV?
CO
*
-o
CD
>
•
•
t-i/)
G
Z)
^
/ ?
)
•%V V
*M
>
•
/)
1l
/
j
y-
\
/
(
\
~"v_y—
\
\
oo
^->
>
t
V-,
/
)
1
\
)
V
IS\* *
V
/
^
liï£r
/
ce
x s ¡
-| -
-
E
JC
co -
I
y
X
t
!
<
---<
CQ
>
Z
Dû
I
t\J
-
o
-
CQ
=3 <
LU K
-
)
v
LLJ
•V v \
J
)
X
C
LU
~
• ~c 5
co
o^ >
</) <«^ ' a"T
03
"O
•—»->
• £ •*3v
i)
—
-
Vf*
•
1
VI
•'""' <
I
•• V
•
a
re ID
> J=O
03 eo"~
\
••
•
«
•
* 'o
••
^
"
, t
:
t
- A L
:
»
f
CD
CO
LU LU
ZD
O
O
CO "-LI
—
CC
QC LU
CO
LU
| !
*#y
/
/
ê
J
ff
'Ts?-'
03
>-
raro 03
3
-—--co
1ERE
5
*
LU
•
'••• ' •
^
(Q CO
eu
S
S
CO
••
\
/
'03
"J
03
U
Ris que mo
\
/
c
• i ' U-^
\ /
d
liée si
r s , ( Ion
à 20m
I
Fon
I
o
c
>
o E V)
w J=
a.
Q. O
•a —
ca
u
03 3
eu
U
3 -CO
C71
Ris que éle
j
/
• -
re 3 O
.-03
_ C
liée su
moyen
ulée 21
rupt ions phréa
torn
VU
col
- u
3
~O
S* 3
vi re re
re . =
O
C/l
v>
o
'»•eu
E
O3
K
03
les d ' ê t r e
action
Jéclenc
lentes
J£
\PEST
V_
Ci
les d'être affe
elques
: érupti
LU
{•
•
E c
ja
que fa
basses
nt part
Dulée p
u
O
03
a.
_«
u
Val lées
e f f ondr
(Fn ont i
oc
oc
X
^03 •
V» o ~cu
U . JZ
^ 1
E
CO «
Q
its 1
liée
Ll
CG
03
enacée:
e de la
teindre
-a eu »
re •of
a. cm
eu
15
-
On peut dire que toute zone affectée par un lanar, soit dans la vallée où
il s'écoule, soit dans sa zone d'é-laioraertt, est totalement détruite. Les immeubles
et autres structures, outre l'ensevelissement peuvent être renversés ou déplacés.
Le lahar est un des phénomènes volcaniques qui a été le plus meurtf'ier au
cours des temps historiques :
- 11.650 morts au Japon
- 9.300 morts en Indonésie
- + 1.300 morts en Amérique centrale
(d'après NEALL, 1976).
Un certain nombre de mesures peuvent être prises ponr préserver les vies
humaines et les biens.
Au Mont Rainier, CRANDELL recommande aux autorités civiles :
- l'installation d'un système de détection dans les vallées les plus menacées susceptible1 de repérer un lahar peu après son déclanchement
un tel système est opérationnel en Nouvelle Zélande en amont d'une vallée fréquemment affecté de lahars, vallée traversés par une voie de chemin de fer en service.
Cette installation a pour but d'éviter le renouvellement de la catastrophe ferroviaire de 1953, qui avait vu le pont du chemin de fer emporté, au moment où passait
un train de voyageurs ; 151 personnes avaient péri dans l'accident.
on peut aussi recommander de surveiller l'augmentation d'épaisseur des cendres dans
les bassins susceptibles de donner naissance à des lahars d'accumulation. Cette
mesure préconisée par H. TAZIEFF (1964) lors de l'éruption de l'Irazu (Costa Rica)
en 1963, a été également proposée à la Soufrière de Guadeloupe (WESTERCAMP, 1976).
- l'installation d'un système d'alarme destiné à prévenir de jour comme de nâft les
habitants des vallées menacées, dont l'évacuation est nécessaire.
- la mise au point d'un plan d'évacuation pour l'ensemble des régions menacées par
les lahars.
- la mise au point d'un plan pour vidanger les lacs de barrage.
Cet aspect du problème existe aussi au Mont St Helens, où trois lacs artificiels se
succèdent le long de la rivière Lewis au Sud du volcan. La manoeuvre a un double
but :
. offrir une zone d'accumulation assez vaste au lahar
. éviter un débordement des lacs et éventuellement la destruction des barrages, qui
provoquerait en aval d'effroyables inondations.
Des mesures similaires ont été prises au volcan Kelut (Java) producteur de lahars
dévastateurs par éjection de son lac de cratère. Un tunnel a été percé qui, en abaissant notablement le niveau du lac, réduit fortement le risque de vastes lahars
(ZEN et HADIKUSUMO, 1965).
- l'application des mesures visant à réduire le trafic dans les zones menacées.
D'autres mesures de protection ont otó préconisées. En Particulier, la construction de digues ayant pour but de dévier IG torrent boueux ; toutefois, la seule
expérience faite jusqu'i présent, au Mt Kelut pour protéger la ville de Blitan s'est
soldée par un échec. Le barrage a été mis en pièce par les lahars consécutifs à I'éruptfon de 1919 et la ville a été détruite (ZEN st HADIKUSUMO, 1965).
x
X
X
16
IV.3 -
-
Lesxnuées=ardentes
tV« 3.1 -
Introduction
Les nuées ardentes sont un type de coulée pyroclastique non ou peu ponceuse,
par opposition aux coulées de ponces.
Elles résultent de l'émission à chaud d'un mélange de blocs, de cendres et
de gaz, soit directement par explosion du sommet de la colonne magmatique ascendante
(nuées ardentes de type St Vincent), soit par explosion à la base d'un dôme embryonnaire (nuées ardentes de type péléen), soit encore par effondrement sous la poussée
des gaz et/ou la seule instabilité gravitative; de parties de dômes ou de fronts de
coulées de lave (nuées ardentes de type Merapi et avalanches incandescentes) (figure
9).
Les dépôts grossiers consécutifs à chacun de ces types de nuées ardentes ont
des particularités qui permettent avec l'habitude de les différencier les uns des
autres . '
A chacun est associé un nuage de nuées ardentes qui affecte
un secteur bien plus vaste que la brèche principale, en raison de son pouvoir asphyxiant et de ses hautes températures (environ 350° C : MAURY et al., 1976) et doit
être pris sérieusement en considération dans l'évaluation et la zonation du risque.
IV.3.2 - Quelques faciès de nuées ardentes dans les Cascades : comparaison
avec ceux de la Montagne Pelee et de la Soufrière de Guadeloupe.
I V.3.2.1 - J.e_Mt St Helens
Le Mt St Helens (voir fiche signalétique en annexe) a produit à divers moments de son histoire des nuées ardentes.
D'une façon générale les dépôts de nuage de nuée, y sont de granulomôtrie
fine et peu épaisse (fragments millimétriques et inférieurs sur 10 à 30 cm d f épaisseur) même à proximité ( < 1 km) du dépôt de la brèche grossière. Ceci contraste avec
certains nuages de nuées connus sur le pourtour de la Montagne Pelée dont les dépôts
éloignés de plusieurs kilomètres de la brèche principale, contiennent fréquemment des
éléments centImétriques. Il semble bien que ces vastes nuages assez grossiers résultent de la mise en place de nuées ardentes paroxysmales de type pelée 1902. L'événement d'Ajoupa Bouillon, daté à environ 2750 ans B.P. (en cours d'étude) illustre assez
bien cette relation (cf. STIELTJES et WESTERCAMP, 1977 - figure 12). Les dépôts de
nuage fins et peu épais correspondraient au Mt St Helens à la mise en place de nuées
ardentes de type Mérapi. Il y a là, peut être un nouveau critère de différenciation
sur le terrain de ces deux types de nuées ardentes qui, au niveau du risque^ sont
très différents l'un de l'autre (WESTERCAMP, 1977 a ) .
Certains dépôts de nuées ardentes (arrêt 10) sont séparés par un fin niveau
de cendres Iitées en oblique. Il s'agit probablement de remaniement par le vent de la
surface du dépôt de nuée ardente. La brèche grossière supérieure englobe un banc de
ponces blanches., différentes probablement arrachées au substratum, qui :'coupe!î obliquement le dépôt de nuée. Aucune limite n'apparaît à ce niveau, et cette disposition
particulière reste inexpliquée. A la Montagne Pelée, la présence de ponces blanches
arrondies, dans les dépôts de nuées ardentes de 1929 est courante. On les trouve
rassemblées préférentiellement au sommet du dépôt, en liaison avec leur tendance à
s'élever et à rester dans le nuage de nuée, grâce à leur légèreté. Des faciès comparables (arrêt 14) affleurent largement le long de la rivière P|ne. Un seul dépôt de
nuée ardente visité (arrêt 12) pourrait provenir d'un phénomène de type péléen 1902 ;
les blocs sont scoriacés de taille égale ou inférieure au mètre.
Fig.9-LES PRINCIPAUX TYPES DE NUÉES ARDENTES
PHENOMENE
A CHEMINÉE
OUVERTE
PHENOMENE
•••••••
A CHEMINÉE
BOUCHÉE
Montee du m a g m a dans la cheminée
B-
A -
TYPE
STVINCENT
TYPE
MT PELÉE 1902
1902
Décroissance de
l'explosivite
initiale
PHENOMENE
A CHEMINÉE
DÉBORDANTE
Effondrement par
Effondrement sous la
déséquilibre gravitatif
pression des gaz
AVALANCHES
TYPE
I N C A N D E S C E N T E S (S. S . )
Décroissance de la teneur en gaz
C-
TYPE
MERAPI
(s.L.)
MERAPI
(S.S.)
-
17 -
Paradoxalement le dépôt a une extension moins grande que les nuées "cendres
et blocs" plus typiques d'un phénomène style Mérapi ; la présence sur le flanc nord
du volcan, de dépôts reliables au même événement, suggère un phénomène contrôlé par
une explosion sub-verticale.
L'arrêt 13, permet d'observer la limite d'un dépôt d'avalanche incandescente
à blocs prismes radialement. Les bois englobés y sont souvent partiellement carbonisés ce qui trahit une température de mise en place irrégulière, inférieure a 300° C
par endroit (cf. MAURY et al., 1976).
La géométrie générale des affleurements dans ce secteur - dépôts d : une même
nuée dans le fond d'une vallée et sur ses bords, à 100 mètres plus haut - suggère à
CRANDELL un phénomène de "remontée de penteTI durant la mise en place. Le faciès suffisamment peu grossier, est compatible avec un dépôt de base de nuage qui affecte
normalement les flancs et bordures de vallée,, canal isatrice de la brèche principale.
Cette deuxième explication évite de faire l'hypothèse d'une "remontée de pente", un
phénomène peu connu et assez peu reliable aux nuées ardentes de type Mérapi,
IV.3.2.2 -
Crater-Lake (voir fiche sîgnalétique en annexe)
Les coulées pyroclastiques, mises en place lors de l'éruption paroxysmale du
volcan Mazama, environ 5.000 ans avant notre ère, affleurent d'une façon spectaculaire
aux Pinnacles (S.E. de la Caldera). La brèche est découpée en grandes aiguilles verticales, parfois d'une dizaine de mètres de hauteur. Elles sont induites ;
- par les "cheminéesi; (fissures) de dégazage qui ont canalisé les gaz magmatiques
vers la surface, ceux-ci oxydant et consolidant leur alentour
- par les limites des prismes de refroidissement - qui affectent fréquemment tes dépôts pyroclastiques soudés - le long desquels le processus d'érosion a préfêrentlellement débuté.
A noter aussi la couleur rougeâtre de la partie supérieure de la brèche, une
particularité que l'on observe très souvent dans des faciès comparables aux Antilles
françaises ; les gaz, montant par les fissures de dégazage sus-décrites, s'oxydent
au contact de l'air dans la partie supérieure du dépôt et provoquent l'altération
des éléments (surtout vitreux). On a là un critère pour individualiser les coulées
pyroclastiques qui se seraient superposées dans un court laps de temps, sans tracer
de limites nettes entre elles.
IV.3.3 -
Evaluation et zonation des risques de nuées ardentes
IV.3.3.1 - Au>< JEtats Up±s
Les nuées ardentes ne sont pas une caractéristique dominante des éruptions
du Mt Rainier et du Mt St Helens, ni en fréquence, ni en intensité. Leur rayon d'action se limite aux pourtours immédiats de ces volcans (5 km au Mt Rainier ; 10 km au
Mt St Helens), pourtours pratiquement inhabités. Pour ces raisons, CRANDELL et MULLINEAUX n'ont pas abordé particulièrement en détail l'évaluation et la zonation du risque des nuées ardentes. Ils traitent ensemble nuées ardentes tous types confondus,et
coulées do ponces, en séparant le problème de la brèche principale de celui du nuage
de la nuée. Ils admettent (CRANDELL, 1973) :
- que les risques inhérents à la brèche principale sont entièrement compris dans la
zone 1 des lahars ;
-que les risques dus à la retombée du nuage sont compris entièrement dans la zone A
des retombées pliniennes.
-
18 -
Le troisième effet des nuées ardentes - l'effet du souffle - n'est pas pris
en considération^ ou plus exactement, confondu avec la retombée du nuage.
Au Mt St Helens (CRANDELL et MULLINEAUX, 1976), les limites des zones menacées par la brèche principale coïncident avec la surface affectée par les dépôts grossiers des coulées pyroclastiques de ces 4.000 dernières années, mais ici aussi, Iahars et coulées pyroclastiques ne sont pas séparés. Par contre, la zone menacée par
les retombées de nuage est individualisée, à la périphérie de la zone précédente.
CRANDELL et MULLINEAUX ne précisent pas les critères de zonation qu'ils ont employés,
en particulier, l'épaisseur et la fréquence limite, au-delà desquelles le risque devient une nuisance.
A noter que l'ensemble du risque reste Inscrit dans un cercle de 20 km de
rayon centré sur le sommet du volcan (figure 10).
IV.3.3.2 La tragédie de St Pierre en 1902, la densité de population vivant et travaillant au pied et sur les flancs de la Soufrière de Guadeloupe et de la Montagne Pelée,
l'abondance des dépôts de nuées ardentes anciennes au sein de ce dernier volcan, nous
ont conduit à examiner le problème de l'évaluation et de la zonation du risque de
nuées ardentes avec plus de détail pour ces deux volcans que nos collègues américains.
Les risques inhérents à la mise en place du dépôt grossier des coulées de ponces,
des nuées ardentes péléennes, les nuées de type St Vinvent et des avalanches incandescentes, ont été abordés séparémment. Les zones soumises à l'effet de souffle ont
chaque fois été évaluées en fonction d'éruptions historiques observées,, aux Antilles
et ai I leurs.
Les études détaillées de terrain, entreprises récemment devraient permettre
d'évaluer et de zoner le risque dû au nuage de nuées, d'une façon réellement quantitative à l'instar des retombées pliniennes ; jusqu'à présent ses ef'ets destructeurs
ont été souvent confondus sur le plan cartographique avec ceux de Ileffet de souffle
(figure 11).
x
x
x
IV.4 - Le§_degots=dlerugt|ons_ß|jn{ennes
IV.4.1 -
Faciès et dimensions
Les flancs du Mont St Helens, ceux de la Montagne Pelée, sont en partie couverts par des dépôts de retombées aériennes d'andésites et de dacites blancs à jaunes.
Il s'agit d'un mélange de ponces et de lapilli ponceux, bien calibrés, qui constituer/!
des couches homogènes de 50 à 100 centimètres de puissance à 6 ou 8 km du centre
d'émission. A noter la présence de petites enclaves d'andésite massive a surface
oxydée, la rareté des bois carbonisés et l'absence de cendres fines.
Le dépôt s'épaissit au fur et à mesure qu'on se rapproche du centre ¿metteur
jusqu'à atteindre 6 à 7 mètres de puissance à 2 km du sommet du Mont Pelée. La matrice s'enrichit en cendres fines et en cristaux libres et les bols carbonisas souvent
devenir abondants.
On note parfois des figures de stratification interne et des
dans les dépôts qui rappellent les faciès de "base surge deposits".
ondulations
Fig. 10-RISQUE POTENTIEL DE NUÉES ARDENTES (S.L.)
EN C A S D'ÉRUPTION AU M O N T ST HELENS
ZONE A
!••->•*«
LIMITE
4000
DES R E G I O N S
DERNIÈRES
SURFACE
COUVERTE
PRODUITES
ZONE
AFFECTEES
PAR D E S COULEES
C E S 4000
SUSCEPTIBLE
PAR LES L A H A R S
DERNIÈRES
D'ÊTRE
SUSCEPTIBLE
ASSOCIÉ
PENDANT CES
D'ETRE
À CES NUEES
ZONE B,
^ Z O N E A LIMITE E N T R E LES Z O N E S
ET LES C O U L E E S
P Y R O C L ASTIQUE S
ANNEES
AFFECTEE
P A R LA B R E C H E
A R D E N T E S (S.L) E T P A R D E S C O U L E E S
ZONE
D E LAVE
ANNEES
DE
AFFECTEE
PRINCIPALE
DES NUEES
LAVE
P A R LA R E T O M B E E
DU N U A G E
VOLCANIQUE
A R D E N T E S (S.L )
SUSCEPTIBLES
M O I N S Í Z O N E B) D E 2 c m D E C E N D R E S
D'ÊTRE
COUVERTES
PAR P L U S ( Z O N E A )
T O U S LES SIECLES 6 0 c m T O U S
ET
LES M I L L E N A I R E S
Fig.ll- CARTE DES RISQUES POTENTIELS DES DIFFERENTS TYPES
DE NUÉES ARDENTES A LA SOUFRIÈRE DE GUADELOUPE
a) NUEES ARDENTES
TYPE ST VINCENT
1002
Vieux Habitants
Capesterre
Baillif
BASSE-TERRE
Bananier
Zones menacées i Nuage de nuée ardente
de graves
/ le dépôt est + important
nuisances
' en zone *A'qu'en zone *B*
Brèche
Trois -Rivières
Zones menacées
de destruction
totale
grossière
Retombées
Ecoulements
Effets de souffle
b) NUÉES ARDENTES
TYPE MÉRAPI
Vieux Habitants'
Capesterre
I I I I I I Brèche
^^_^
L?y''''J
de nuées
ardentes
Effet de souffle (et) dépôt
du nuage de cendres et
graviers associé
^ _ _ ^ Secteurs non menacés et (ou)
[
| faible dépôt du nuage
de cendres et graviers associé
c) NUEES ARDENTES
TYPE MT PELÉE
1902
Vieux Habitants
Capesterre
Brèche
Bananier
ardente
Effet de souffle et dépôt
important du nuage de cendres
(et graviers) associé aux nuées
ardentes et coulées de ponces
Coulées
Trois - Rivières
de nuées
de ponces
Faible dépôt du nuage de cendres
(et graviers) associé, ou (et)
absence d'effet de souffle
-
19 -
Ces dépôts s'empilent en couches de granulométrle variable fréquemment séparés les uns des autres par des paléosols. Leur très large repartition autour du volcan en font des bancs repères très précieux. Leur association sur le terrain avec les
produits d'éruption de dôme de ponces est étroite et il semble bien que les éruptions
à l'origine des dépôts pliniens passent à ce type de manifestation paroxysmal.
IV.4.2 -
Origine
Ces dépôts ont été interprétés par WALKER et CROASDALE (1971) comme les produits d'éruptions pliniennes, un type d'activité très explosif à cheminée ouverte.
Les études conduites dans les Cascades et aux Antilles françaises (ROOBOL et
SMITH, 1976) confirment cette interprétation. Les faciès proches du cratère à aspect
de "Base Surge deposits" seraient liés à l'effondrement autour du cratère, de la base
dense, des produits projetés. L'association de ces dépôts dans les anciennes vallées
avec des brèches ponceuses plus grossières, plus épaisses et à matrice cendreuse
abondante - typique des coulées de ponces - indique que l'éruption plinienne est fréquemment le précurseur d'éruptions paroxysmales de dômes de ponces.
IV.4.3 -
Evaluation et zonation des risques
IV.4.3.1 - ^u_Mont_ Sit_Hel_ens (ffgure 12)
L'étude détaillée des dépôts anciens d'éruption plinienne au Mt St Helens
permet de tracer pour chaque événement des courbes d'égale épaisseur qui visualisent
son type de répartition spatiale. On constate que les dépôts ne se répartissent pas
d'une façon homogène autour du centre émetteur mais s'accumulent préférentiellement
dans des secteurs elliptiques plus ou moins étroits très décentrés par rapport au
sommet. Dans certains cas des éruptions obliques peuvent être responsables d'une telle
géométrie mais généralement c'est la direction et la force du vent au moment de l'éruption qui dictent une telle répartition.
La zonation du risque va donc tenir compte du régime des vents actuels et
les secteurs les plus menacés seront ceux situés sous le vent des directions les plus
fréquentes de l'année.
Au mont St Helens la statistique des vents annuels révèle que (figure 12) :
- 90 % des vents soufflent en direction de l'Est
- 60 % des vents restent compris entre le N.B et le S.E.
Les zones seront donc symétriques par rapport à un axe est-ouest. Le degré
de risque diminu en s'éloignant du volcan vers l'Est par baisse de fréquence d'une
éruption d'intensité donnée. Il diminue également, en Intensité cette fois pour la
même éruption, en s?ôcartant à distance égale du centre émetteur vers l'Ouest à partir des axes N.E. et S.E. passant par le volcan.
L'intensité du risque dans chaque zone est basée sur trois dépôts d'éruptions pliniennes préhistoriques qui sont chacune représentative d'éruptions faibles,
modérées et paroxysmales.
Il s'agit respectivement :
- d'une couche déposée en 1842, non cataloguée
- de la couche T p qui résulte d'une éruption du début du XIXe siècle
- de la couche Yn, déposée il y a environ 4.000 ans (voir fiche géologique du Mt St
Helens en annexe).
Fig.12 _ LES ZONES DE RISQUE DES DEPOTS D'ÉRUPTION
PLINIENNE AU M O N T ST HELENS
NNW
NNE
NE
ENE
48ESE
POURCENTAGES EN TEMPS
ANNUEL, DES DIRECTIONS DU
VENT AFFECTANT L'OUEST DE
L'ETAT DE WASHINGTON
90°o DES VENTS SOUFFLENT
DANS
70 . DES VENTS SOUFFLENT
iTTTTTl
L'ÉPAISSEUR DES DEPOTS
PLINIENS SUSCEPTIBLES DE
COUVRIR LA RÉGION DU
MONT St HELENS DÉCROÎT
PROGRESSIVEMENT DE LA 200
ZONE'A' À LA Z O N E ' C
LES CHUTES DE CENDRES 10°
ET DE LAPILLI SERONT
RELATIVEMENT FREQUENTES
A L'EST DU VOLCAN ET
TRÈS FREQUENTES DANS
LE CADRAN HACHURE'
C10
DISTANCES
PAR RAPPORT
1*0.0
AU MONT St HELENS
2
20
-
La zone A,s proche du volcan est la région susceptible d'être recouverte :
- par un dépôt de 2 centimètres tous les siècles
- par une couche variant de 20 cm à 1 m selon la distance au cratère tous les 500 ou
1.000 ans
- par un dépôt de plus d'un mètre tous les 3.000 ou 4.000 ans.
La zone B rassemble les secteurs pouvant être recouverts :
- par une couche de 1 centimètre ou moins tous les siècles, de 5 è 15 centimètres
tous les 500 ou 1.000 ans, de 40 centimètres è 1 mètre tous les 3.000 ou 4.000 ans.
Enfin la zone C, n'est pratiquement pas menacée par les éruptions pliniennes
faibles et modérées. Les éruptions très vastes par contre sont susceptibles de déposer
tous les 3.000 ou 4.000 ans une couche variant de 40 à moins de 10 centimètres, selon
ta distance au cratère.
I V.4.3.2 - _A J.1 écheHe> des .Etats lJni_s
MULLINEAUX, dans sa carte de risque des éruptions volcaniques à l'échelle
des Etats Unis (figure 4) réalise la zonation du risque selon les mêmes principes
qu'au Mt St Helens. Toutefois, chaque volcan n'est pas considéré Individuellement
car leurs études géologiques respectives sont généralement loin d'être aussi poussées
qu'au Mt St Helens. Ce sont donc des éruptions bien connues, prises dans l'un ou
l'autre des volcans actifs les mieux étudiés de la chaîne des Cascades, qui servent
de référence.
Les limites des zones sujettes à ces risques ont été dessinées sur la base arbitraire - de leur susceptibilité d'être recouvertes d'une couche de 5 cm ou plus
de cendre volcanique lors d'une éruption de type "modéré" (zone A) à "très vaste"
(zone C ) .
A - l'éruption du Mont St Helens (Washington) de l'an 1800 (couche T) est prise comme
référence du type A, cette éruption a en effet produit une couche de 5 cm d'épaisseur et plus de cendres, Jusqu'à 75 km de distance du centre éruptlf, sous le
vent.
B - l'éruption du Mt St Helens datée à 3500 ans est prise comme référence du type
"vaste". C'est jusqu'à 250 km de I'évent qu'est répandue - sous le vent •- la
pluie de cendre d'une épaisseur de 5 cm et plus.
C - l'éruption dite "Mazama" issue de l'actuel "Crater Lake" (Oregon) qui date de
6600 ans B.P. est prise comme référence du type "très vaste". C'est jusqu'à 500
kilomètres de distance de I1évent que le même effet est produit.
IV.4.3.3. -
Rema£ques_
La démarche de CRANDELL et MULLINEAUX peut, et doit être appliquée à la
Montagne Pelée, un volcan qui a été coutumier d'éruptions pliniennes. Une première
zonation en intensité (mais non en fréquence tant que les études de terrain n'auront
pas été plus avancées) est proposée sur la base de l'éruption plinîenne majeure datée
à 2400 ans B.P. (GUNN et al., 1974) et sur le régime actuel des vents (figure 13).
A la Soufrière de Guadeloupe, l'étude des dépôts pliniens anciens qu! recouvrent la côte ouest de la Basse Terre jusqu'à Bouillante au moins, n'a pas été entamée. On ne sait d'ailleurs pas si la Soufrière (S.L.) est à l'origine de ces produits.
* • •/ • • •
Fig. 13-ÉBAUCHE CARTOGRAPHIQUE DU RISQUE POTENTIEL D'ÉRUPTIONS
PLINIENNES À LA MONTAGNE PELÉE
G R A N D ' RIVIÈRE
MACOUBA
^_^
l
/
i
/
1
r
^ nV ¿
A Piton Conil (/
/ /
^^^
/
^MONTAGNE
\ ^ -
A
^
PELÉE*
•im r ^*
/ >T
^fim
Jo
• 0.6m \ S * ^
CAIMT-PIFPP^R
^ * * ^
*
5 km
• 0,5m
j
FOND-S T -DENIS
|
1
/V
y —-^"^AJOUPA \«1m
^K^yS
BOUILLO^1 C\"1,2m
k
0
^
^/
W
LE
/ L -/ ^
PRÊCHEUR^
r\l
r ^ ^ - A \ B A S S E - POINTE
•
Eruption plinienne de 1650 ans B.P
•
Eruption ponceuse de 2400 ans B.P.
1m
X
Epaisseux du dépôt
Dépôt absent
-
21
-
Des informations inédites seraient détenues par G. WALKER (com. pers. J.V.).
IV. 4.3.4. -
Dé£at s_occa s io0.nés_et prévention
Le long trajet effectué dans l'atmosphère par les cendres et lapîllî émis au
cours d'éruptions pliniennes leur assure un refroidissement important. Dès qu'on
s'éloigne du cratère de quelques kilomètres, l'absence ou la rareté en bois carbonisés
dans les dépôts indiquerait des températures de retombées inférieures à 250 degrés C.
Ces dépôts ne réprésentent plus qu'une nuisance pour les êtres humains situés
à plus de 25 km de distance, sous le vent, du cratère. Au vent, cette limite peut
être réduite à quelques kilomètres mais un changement dans sa direction, toujours possible, impose de rester vigilant. Les dégâts sur les infrastructures économiques et
les terres cultivées ou d'élevage dépendent de la durée de l'éruption et de l'épaisseur cumulée des produits volcaniques. Le dégagement des voies de communication et le
déblaiement des toits ne posent pas réellement de problèmes, sinon que les moyens à
mettre en oeuvre doivent être proportionnels à l'intensité de l'éruption.
La pollution des eaux de surface est particulièrement à craindre et des solutions de rechange (utilisation des eaux souterraines) doivent être prêtes à fonctionner.
Les terres cultivées sont particulièrement menacées en particulier les récoltes qui peuvent être détruites par une pluie de cendres d'un centimètre d'épaisseur.
Même le bétail est en danger si des précautions ne sont prises.
x
X
X
IV.5 - Les coulées de lave
IV.5.1 - Introduction
Les coulées de lave sont le résultat d'une éruption de magna, pauvre en gaz
et relativement fluide. Elles s'écoulent à partir de leur point de sortie jusqu'à ce
qu'elles se refroidissent et se solidifient, en cherchant la ligne de plus grande
pente.
On distingue plusieurs types de cou loes de lave qui correspondent plus ou
moins à des volcans à chimisme et en position structurale différente.
- les coulées de tave sont le phénomène volcanique majeur des volcans basaltiques
intraocéaniques - tel l'archipel des Hawaii.
Les laves sont relativement fluides (en moyenne 300 m/heure) peu épaisses (quelques
mètres) à surface lisse et cordée (type pahoehoe) ou relativement visqueuses,
épaisses de une à quelques dizaines de mètres et débitées en blocs (type a a ) . Elles
s'épanchent à partir de fissures, alignées préférentiellement dans des zones étroites ou rifts.
- les volcans andési tiques sont susceptibles d'émettre des coulées de lave en abondance généralement elles seront visqueuses donc épaisses (jusqu'à 100 mètres), ceinturées d'une brèche abondante et de mise en place lente (quelques mètres à l'heure).
Les coulées s'épanchent généralement du cratère central lorsque celui-ci est ouvert.
Dans le cas d'un cratère oblitéré par un dôme - le Mt St Helens par exemple - les
fissures d'origine s'ouvriront probablement sur les flancs du volcan, comme cela
s'est produit généralement dans le passé.
-
22 -
Contrairement aux phénomènes volcaniques précédemment décrits, les problèmes
d'évaluation et de zonation des risques de coulées de lave tiennent plus à l'incertitude sur l'emplacement du futur point de sortie5 que sur l'intensité du phénomène
lui-même. Par ailleurs, certains types de risque, indirects, sont intrinsèquement
liés aux coulées de lave : les déformations du sel et ses fissurations possibles,
les tremblements de terre et les tsunamis qui ne seront pas analysés ici.
IV.5.2 -
Evaluation et zonation des risques de coulées de lave.
I V. 5.2,1 - £ajns_l£S_Cascades
Le risque de coulées de lave est en intensité, en fréquence, et en surface
susceptible d'être affecté,
du même ordre de grandeur que celui Iié à la brèche
principale des nuces ardentes (S.L.).
Les coulées de lave sont donc aussi un risque mineur comparé à ceux des
lahars et des éruptions pliniennes.
Au Mt St Helens, CRANDELL et MULLINEAUX (1976), admettent que la surface
mise en danger par ce phénomène, coïncide à peu près avec la zone couverte par les
coulées de lave mises en place au long des 4.500 dernières années. Le caractère central du volcan - donc l'apparition des fissures mères toujours à proximité du sommet et les faibles changements survenus dans sa morphologie au cours des derniers millénaires, justifient ce point de vue (cf. figure 9 ) .
IV.5.2.2 -
A HawajJ_
Hawaii est l'île principale et la seule réellement active sur le plan volcanique, de l'archipel hawaïen. Elle est constituée par cinq volcans coalescents dont
trois (I'Hura(alai, le Mauna Loa et le Kilauea) sont entrés en éruption depuis l'arrivée des européens au début du XIXe siècle (cf. figure 3 ) .
A l'échelle de l'île, trois zones bien distinctes apparaissent, en fonction
du degré d'activité de chaque volcan. Les limites entre ces zones sont celles des
édifices volcaniques eux-mêmes ; ce sont des limites physiques.
On distingue :
- la zone du kohala (aucune activité depuis 5.000 ans)
- la zone du Mauna Kea (faible activité depuis 5.000 ans, aucune activité historique)
- la zone incluant Hualalai, Mauna Loa et Kilaaea (activité historique).
Au fur et à mesure que le risque croît, le besoin de divisions plus fines
se fait sentir, en particulier pour la zone groupant l'ensemble des volcans actifs.
Le nombre d'éruptions y a été si élevé depuis le début du XIXe siècle (date d'installation des européens) que leurs caractéristiques suffisent pour faire
un travail détaillé (cf tableau III et IV).
La hiérarchie de l'évaluation et de la zonation consiste à tracer des limites de jugement à l'intérieur des grandes zones précédentes ; elle est basée sur :
- la position des bouches eruptives et leur déplacement au cours du temps
- la fréquence des éruptions pour chaque bouche eruptive et l'ampleur des éruptions
qui les caractérisent
- les caractéristiques topogrpphiques locales qui conditionnent la distribution dans
l'espace des coulées de lave.
-
23 -
On constate (figure 14) :
- que les risques d'éruption sont très élevés dans les calderas et les rlfts du Kilauea et Mauna Loa, où la majorité des events historiques sont situés. Ces secteurs, qui ont été le siège d'une centaine d'éruptions historiques et de quelques
milliers au cours de la période préhistorique, constituent la zone F à risque maximum.
- le risque décroît graduellement en s'éloignant de ces zones. H reste élevé dans
les vallées et les pentes abruptes qui ont été affectées par quelques dizaines
d'éruptions historiques et plusieurs centaines d'éruptions préhistoriques (zone e)
M est moins élevé (zone d) pour les buttes et les crêtes situées dans la même région. Ces secteurs ont été touchés par un peu plus d'une dizaine d'éruptions préhistoriques.
- le volcan Hualalaî est séparé du Mauna Loa et Kilauea parce qu'il a été nettement
moins actif que ces deux volcans dans la période historique et préhistorique proche.
Toutefois, le risque y apparaît plus élevé que pour les secteurs les moins menaces
du Mauna Loa,, ce qui conduit à attribuer un degré de risque intermédiaire entre
d et e à l'ensemble de la zone (zone d e ) .
- le Mauna Kea est divisé en deux zones :
. la région du sommet qui groupe moins de cinq bouches actives pendant la période
historique, définit la zone c
. le reste du volcan, uniquement affecté par les coulées de lave issues de ces
bouches eruptives appartient à la zone b.
- le volcan Kohala constitue la zone de moindre risque, avec une absence totale d'activité volcanique durant ces 5000 dernières années.
Il i I lustre la zone a.
IV.5.2.3 - £ema£q_ues
Le problème d'évaluation et de zonation des risques de coulées de laves a
été récemment revu à la Soufrière de Guadeloupe (WESTERCAMP, 1977 b). Le risque est
traité à l'échelle du massif Madeleine - Soufrière mais les données chronologiques
(en cours) manquent pour déterminer la fréquence du phénomène. Seule la zonation, qui
dépend largement du relief actuel, est traitée en détail. En particulier, la possibilité d'une réactivation de la fissure latérale (Palmiste - I'Herminier) est envisagée (figure 15).
Le type de rythme éruptif du Piton de la Fournaise à la Réunion (tableau VII)
est très comparable ê celui du Kt'auea, à Hawaii. Les méthodes développées par MULLINEAUX et PETERSON peuvent donc y être appliquées largement.
En découlerait une véritable approche quantitative du problème d'évaluation
et de zonation du risque, qui permettrait d'améliorer d'une façon significative l'ébauche de VINCENT et KIEFER (1977).
IV.5.3 -
Pouvoir destructeur des coulées de lave et prévention
"(d'après Me DONALD, 1975).
IV.5.3.1 - introduction
Les coulées de lave sont, en raison de leur faible vitesse de mise en place,
sans danger réel pour les populations. Par contre, la région affectée par ce phénomène est totalement détruite et demeure stérile plusieurs années (variables selon le
climat) sur le plan de l'agriculture. Ces deux caractéristiques permettent et justifient respectivement la "lutte" contre les coulées de lave.
Fig.14. LES RISQUES POTENTIELS DE COULÉES DE LAVE
A H A W A Ü . (D'après MULLINEAUX et PETERSON, 1974)
(Le rjsque croit de "a" à *f")
apoho
10
• VILLAGES
20km
Fig. 15-
ZONATION DES RISQUES POTENTIELS DE
COULÉES DE LAVE A LA SOUFRIÈRE DE
GUADELOUPE
4km
PROBABILITÉ D'ENFOUISSEMENT
FORTE
ÉLEVÉ
SECTEUR D'OUVERTURE
DES FISSURES MERES:
RISQUE RELATIF
RESPECTIVEMENT:
¿0?
• •
/£/
mm
•
A
M O Y E N ^
FAIBLE
MOYENNE
AVALANCHES
INCANDESCENTES ,
DU FRONT DE COULEE
CU
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
SOUFRIERE
CARMICHAEL
ECHELLE
CITERNE
BOUDOUTE
MADELEINE
HERMINIER
GROS FOUGAS
LENGLET
PALMISTE
-
24 -
La première tentative a eu lieu en Sicile en 1669 lors d'une éruption de
l'Etna. Des habitants de Catane ont construit une digue pour protéger leur ville
d'une coulée de lave et réussi à la dévier ... vers un autre village !
Par delà les problèmes techniques qui vont être envisagés maintenant, la
lutte contre les coulées de lave pose un problème de droit légal qui mériterait d'être discuté entre les juristes et les élus politiques des régions éventuellement concernées (en particulier la Réunion).
I V. 5.3.2 - Méthodes_empj_qyées
Trois méthodes - bombardement, construction de digues et arrosage par de
l'eau de la coulée ~ ont été utHteées à Hawaii et en Islande. Les deux premières
méthodes ont été employées pour protéger la ville de Hilo directement menacée par les
prochaines éruptions du Mauna Loa (la ville est en effet construite sur des coulées
de lave émises par ce volcan en 1852, 1855P 1899, 1935 et 1942).
a)
bombardement
Le choc de l'explosion peut bouleverser l'équilibre des gaz dans la lave et
transformer localement une coulée de type pahoehoe en coulée de type aa, plus visqueuse. Il en rosulte généralement un blocage du tube d'écoulement de la coulée qui
provoque sa déviation. La partie aval, qui n ! est plus alimentée et "poussée" on amont
ralentit considérablement sa progression et stoppe au bout de quelques jours. On peut
arriver au même résultat en crevant latéralement le tube d'écoulement.
Dans le cas d'une coulée aa, on cherche è détruire une des digues qui bordent
tout le long le flot de lave.
Le but est encore de dévier la coulée vers une région moins menacée, (si les
conditions topographîques sont favorables, c'est à dire si les bords de la vallée
canalisatrice sont moins élevés que la base de la digue de coulée), et de supprimer
l'alimentation de sa partie aval.
L'emploi de cette méthode est généralement limité par les conditions atmosphériques ; en particulier, une couverture nuageuse toujours présente en cours d'éruption.
Bombarder directement le cône d'alimentation n'a pas été tenté jusqu'à présent. Le but serait d'abaisser la colonne magmatique en provoquant le déversement du
lac de lave qui occupe le sommet du cône. Le résultat augmenterait le pouvoir explosif de la bouche eruptive et réduirait la pression sur la colonne de lavej en aval.
b) Const rue t_?on_de digues
Le volcanologue T.A. JAGGAR, proposait dès 1937 la construction d'un certain
nombre de digues pour protéger Hilo (figure 16). Ces barrières n'assurent pas une
garantie totale mais leur efficacité est reconnue, car les coulées de lave n : exercent
pas semble-t-il une pression Irréststtble. On a vu en effet des murs de maison ? Catane capables de détourner une coulée sans s'effondrer.
La digue idéale mesure 8 à 9 mètres de hauteur, est constituée de matériaux
denses (les cendres par exemple ne conviennent pas) rassemblés au bulldozer et possède
une base large et des flancs en pente douce. La topographie locale doit être favorable,
en particulier permettre une certaine accumulation de la lave en amont. Dans ces conditions, il est évident qu'une digue retient ou dévie une coulée. Si une deuxième
langue importante survient postérieurement par dessus la première, le barrage à toutes
• • »/ • * •
»
15
/
/
155
i /
//
/
10'
1 J iO J
r'l
I
Baie d'Hilo
-^ 3
<,LHILO
_^—1 aéroport
y
r
N
19*40'
—Vi
r
í Íi /
u
1
DIGUES
PROPOSÉES
DIGUES
PROPOSÉES
O
\
EN 1937
•"•"
\
.
N.
;
\
\
^v
\
*1
\
V
\
\
\
1
\
\\\ \\\ \\ \V\\/\xV v^
ci\ )
\ \ Y
\
Fig. 16-PROTECTION DE LA VILLE DE HILO, H A W A N , CONTRE LES
COULÉES DE LAVE, PAR LA CONSTRUCTION DE DIGUES
\ \
25 -
les chances d'être submergé ; les éruptions historiques d'Hawaii, montrent toutefois
que ce cas n'est pas fréquent.
c)
Arrosage_de_J
La première expérience de ce type a été tentée en 1960 sur une coulée de
lave du Kilauea qui détruisait petit à petit le village de Kapoho. Cette manoeuvre,
due à l'initiative du chef des pompiers, fut jugée a l'époque avec une bruyante dérision. Elle permis cependant de ralentir la coulée pendant plusieurs heures,, facilitant les opérations de déménagement des quartiers voués a la destruction. L'expérience
a été tentée à nouveau a Hemaey (Islande), pendant l'éruption du Kirkjufell en 1973.
C'est un professeur de physique qui cette fois est à l'origine de la tentative. Il fait déverser sur la coulée de lave 900 litres d'eau à la seconde. Cela
a-t-il réellement contribué au ralentissement de la coulée qui par ailleurs continuait sa progression en mer ?
IV.5.3.3 L'application de ces méthodes aux coulées andésitiques, plus visqueuses et
plus épaisses, paraît délicate sinon douteuse. Toutefois en 1955, Kapoho a été protégé d'une coulée aa par un remblai de chemin de fer de 3 mètres de puissance. Le sommet de la coulée dominait les rails de 5 mètres. Cette observation indique quo les
coulées visqueuses sont gouvernées par leur baseet que leur déviation ne nécessite
pas la construction d'une digue au moins égale en hauteur à l'épaisseur de la coulée.
Il n'en reste pas moins vrai que l'application de cette méthode en région andésitique
ne pourrait être faite que sur de petites coulées de 20 à 25 mètres d'épaisseur maximum.
Enfin> à propos de la lutte contre les coulées de lave par arrosage d'eau,
G. PETERSENj un des responsables de la sécurité civile d'Islande révèle qu'une telle
action s'inscrit tout à fait dans le cadre de la participation des citoyens à la
défense de leur environnement.
Eduquer les islandais à vivre en contact avec le phénomène volcanique et les
encourager è lutter contre ses menaces, même d'une façon techniquement peu efficace,
est jugé essentiel sur le plan psychologique (rapporté par J. VARET, 1977).
ACTIVITE VOLCANIQUE DU PITON DE LA FOURNAISE, ILE DE LA REUNION ENTRE 1708 et 1958
Tableau
VII
Année
Mois
1708
?
?
1733
1751
juin
Manifes tat ions
éruption par fente excentrique, Sainte-Rose
coulées au Grand Brûlé, une 1 la mer
coulées au Grand Brûlé, une ft la mer
1753
?
explosions vulcaniennes, coulées dans l'enclos,
une â la mer, Formica Leo.
1760
7
projections de cendres
1766
mai
éruption, cheveux de Pelé le 14 mai
1774
?
éruption par fente excentrique. Hauts de Saint
Joseph
1776
î
éruption par fente excentrique
1786
août
éruption le 4, tremblement de terre
1787
juin â août
éruption au cratère central, une coulée à la mer
1789
juin à juillet
coulée à la mer
1791
juin â juillet
eoulée fi la mer, ouverture du Dolomieu, tremblement
de terre
?
1794
éruption au cratère central, une coulée à la mer.
1800
nove ill) re
éruption par fente excentrique, Citrons Galets,
une coulée à la mer
1801
octobre à novembre
éruption au cratère central, grande coulée
1802
janvier
avril
décembre
explosions vulcaniennes, coulées;
coulées, explosions ;
activité au cratère central.
1807
mars
juin
coulée le 23 ;
explosion, éruption au cratère Montagu
1809
juillet à août
activité au cratère central
1810
novembre
activité au cratère central
18J2
août et septembre
éruption, coulées â la mer, explosions vulcaniennes
1813
septembre
novembre
activité au cratère central ;
activité au cratère central, coulée.
1814
septembre
octobre
activité au cratère central, projections ;
activité au cratère central, projections.
1815
j anvier
août
activité au cratère central les 21 et 27 ;
tremblement de terre le 4, activité au cratère le
15, éruption par fente le 16
1816
décembre
éruption le 15, coulée, activité au cratère central
1817
janvier à avril
activité au cratère central
1821
février et mars
explosions au cratère central le 27 février, trois
coulées, tremblement de terre le 9 mars.
?
1824
1830
coulée à la mer
octobre
1832
1842
avril
1844
mars
mai
coulée
7
coulee 3 la mer
?
coulée
coulée le 19 ;
coulee le 11.
1845
7
coulée
1846
7
coulée
1847
coulée
1848
?
?
1849
7
coulée
coulée
1850
octobre
coulée â la mer
1858
novembre & décembre
explosions au cratère central, quatre coulée le 3
novembre ; une coulée le 7 novembre, coulées jusqu.'jtu 4 décembre, fin le 14.
1859
mai
4 explosions au cratère central le 8, coulées.
1860
janvier â février
mars
éruption au cratère central du 22 au 24 janvier,
explosions les 25 et 27, coulées les 1, 3, 5 fév.
éruption par fente le 7, cheveux de Pelé du 7 au 10
coulée le 17 ;
éruption du 11 au 17, explosions le 19.
L863
décembre
éruption et coulée
1865
février
Cruption le 5, coulée
7
1868
coulée à la mer
1871
juin
éruption au cratère central, coulée
1874
juillet
explosions vulcaniennes au cratère le 22, cheveux
de Pelé, coulée ;
coulée le 5.
1878
novembre
mars
Juin
projections, coulée
juillet
août
coulée, éruption sur les Grandes PenteB, projection
coulée le 22, cheveux de Pelé, explosion, coulée ;
coulée le 11
1890
juin
septembre
novembre
décembre
éruption
éruption
coulée à
eoulëe à
1897
janvier
janvier
éruption par fente, coulée & la mar.
coulée le 14 ;
novembre
activité au cratère central le 26, coulée
1899
février
activité au cratère central le 13, coulée
éruption par fente le 19, coulée ;
coulé« le 14 ;
coulée le 8.
1900
mars
juillet
mai
1901
février
juillet
coulée le 21, flanc oriental ;
éruption le 4, explosions, projections, coulée.
1902
août
eruption le 13, par fentes, coulée
1904
août
octobre
éruption le 19, deux coulées ;
éruptions les 4 et 5, deux coulées
1905
février
éruption au cratère central, coulée le 15,
explosions, projections le 16
1907
novembre
éruption le 29, coulée
1909
avril
projections, coulées, est du cratère Faujas.
1910
novembre
édification de trois puys stroiriboliens, coulées
1913
juillet
projections, coulées par fentes le 13.
1915
juillet
éruption le 22, coulée ; le 25, coulée ; le 27;
couler; ;
octobre
éruption au cratère central le tí, coulée ; le 9,
coulée ;
formation de bouches le 9, coulée le 18.
1889
1898
cratère central, cheveux" de Pelé ;
13, flanc oriental, coulée ;
mer ;
mer.
coulée le 11, flanc oriental
novembre
?
1917
au
le
la
la
éruption au-dessus du piton de Crac.
1920
juin
octobre
éruption le 28, coulée triple ;
éruption le 19, coulée.
1921
novembre
décembre
éruption au cratère central les 27 et 28, coulée ;
éruption le 3.
1924
septembre
éruption le 3, deux coulées jusqu'au 12.
1925
décembre
éruption par fente le 30, coulée
1926
février
avril
septembre
novembre
janvier
avril
éruption par fente, coulée, projections ;
coulée ;
coulée le 19 ;
coulée le 5.
1929
décembre
activité au cratère central du 23 au 28 ; coulée
le 30 du Cratère Rouge.
1931
janvier
février â juin
juillet
activité au cratère central, fumerolles, coulées
activité au cratère central ;
coulées i partir du 20 ; & la mer ; coulées le 21
cheveux de Pelé le 24 ;
activité au cratère, coulées du 4 au 16.
1927
août
1933
éruption par fente le II, coulée ;
éruption par fente le 28, coulée.
novembre
éruption au Dolomieu du 7 au 15, coulée ;
coulée du II au 13.
1934
février
mars
activité au cratère central du 15 au 23 ;
coulée fin mars.
1937
août
activité au cratère central, fentes, coulées
1938
décembre
éruption par fente le 7, coulée, fentes le 16,
projections, coulées les 20 et 25.
1939
janvier
suite de l'éruption, projections, coulées les 6
et 7, explosions le 9, projections, cheveux de
Pelé, fontaines de laves,le M , coulée
1943
avril
éruption par fentes, formation d'un cSne, deux
coulées à la mer, fumerolles.
1944
avril
éruption le 16, projections, coulée
1945
avril
éruption le 15, trois puys, deux fentes, coulée
1946
juin et juillet
éruption le 18 juin dans le cratère Dolomieu,
coulée ; fin le 15 juillet.
1948
février et mars
éruption mi-février, puy, coulée
1950
février et mars
août
puy sur le flanc sud du cratère central, coulée
activité au Sud-Est du Bory, fente, coulée.
1952
mai à juillet
eruption le 30 mai, sur rempart des Osmondes,
puy, fentes, coulée.
1953
mars et avril
juin et juillet
éruption le 13 mars, quatre puys, fentes, coulée,
cheveux de Pelé, fumerolles ;
éruption le 16 juin, explosions, puy, coulée, activité, fumerolles aux Bory et Dolomieu, cheveux
de Pelé.
1954
janvier à décembre
fumerolles
1955
janvier à juillet
juillet
fumerolles ;
éruption le 6, puy, coulée, fumerolles, cheveux
de Pelé.
activité, puys, fumerolles
juin
•eût à octobre
1956
janvier à mars
mars
mars et avril
avril ä septembre
novembre
décembre
1957
janvier ä mars
septembre
octobre
activité
éruption
coulée
activité
activité
éruption
éruption
au cratère central
le 9 mars, puy au Sud-Est du Dolomieu,
au cratère central, vapeurs ;
au cratère central, conelet de lave ;
par fente le 23, projections, coulée
le 30 décembre, puy, coulée
poursuite de l'éruption, fin le 16 mars ;
éruption le 2, deux puysi, deux coulées, fin le 9
J'ruption le 21, deux puys, fentes, fumerolles,
] i
V.
B I B L I O G R A P H I E
CRANDELL, D.R. et MULLINEAUX, D.R., 1967
Volcanic hazards at mount Rainier, Washington : U.S. Geol. Survey, Bull.
1238 - 26 p.
CRANDELL, D.R., et WALDRON, H.H., 1969
Volcanic hazards in the Cascade Range, in OLSON, R.A. and R.M. WALLACE,
Eds., Geologic hazards and public problems : office of emergency preparedness,, Region - 7e conf. Proc.s Santa Rosa, Calif., p. 5 - 18.
CRANDELL, D.R., 1971
Post-glacial lahars from Mount Rainier volcano, Washington : U.S. Geol.
Survey Prof. Paper 677, 73 p.
CRANDELL, D.R. 1973
Map showing potential hazards from future eruptions of Mount Rainier,
Washington : U.S. Geol. Survey Miscellaneous Geol. Investigations Map
1-836.
CRANDELL, D.R., et MULLINEAUX, D.R., 1975
Technique and rationale of volcanic-hazards appraisals in the Cascade
Range, northwestern United States : Environmental geology, v. 1? n° 1,
p. 23-32.
CRANDELL, D.R., 1976
Preliminary assessment of potential hazards from future volcanic eruptions In Washington : U.S. Geological Survey Miscellaneous Field Studies
Map MF-774.
CRANDELL, D.R., et MULLINEAUX, D.R., 1976
Potential hazards from future eruptions of Mount St Helens volcano,
Washington : U.S. Geological Survey Open-File Report 76-491, 25 p.
FRANK, D., MEIER, M.F., et SWANSON, O.A., 1977
Assessment of Increased thermal activity at Mount Baker, Washington,
Mars 1975 - Mars 1976 : Hazard analysis - U.S. Geol. Survey, prof, paper
1022 - A - p. 36 à 42.
GUNN, M.B., ROOBOL, M.J., et SMITH, A.L., 1974
Petrochemistry of the pelean-type volcanoes of Martinique : Geol. Soc.
Am. B u l k , V 85, p. 1023 - 1030.
HYDE, J.H. et CRANDELL, D.R., 1975
Origin and age of post-glacial deposits and assessment of potential
hazards from future eruptions of Mount Baker, Washington : U.S. Geol.
Survey Open-file Rept. 75-286; 22 p.
HYDE, J.H. et CRANDELL., D.R. 1977
Post-glacial volcanic deposits at Mount Baker,. Washington, and potential
hazards from future eruptions : U.S. Geol. Survey Prof-Paper 1022-E.
MARINELLI, G. (1969)
Cameroun : développement des recherches vol cano logiques. Unesco., n° de
série 1581 / BMS - RD / SCE, Paris - 19 p.
Me DONALD, G.A., 1975
Hazards from volcanoes : chapitre 2, de Geological Hazards, par B.A.
BOLT, W.L. HORN, G.A. Me DONALD et R.F. SCOTT, Springer-Verlag, Berlin
Heidelberg New-York, p. 63 ë 131.
MULLINEAUX, D.R., et PETERSON, D.W., 1974
Volcanic Hazards on the island of Hawaii : U.S. Geol. Survey- open-file
report 74--239, 61 p.
MULLINEAUX, D.R., 1976
Preliminary overview map of volcanic hazards in the 48. United states :
Miscellaneous field studies. Department of the ¡nterrior / U.S.G.S.,
MAP. MF-786.
NEALL, V.E., 1976
Lahars as major geological hazards : Bull. Ass. intern, de Géologie de
l'ingénieur, _1£, p. 233 - 240.
ROOBOL, M.J., et SMITH, A.L., 1976
Mount Pelée, Martinique : a pattern of alternating «ruptlve styles.
Geology, V.4, p. 521 - 524.
ROSSI, 1977 Communication orale au congrès ;'les volcans actifs dans la région
napolitaine" - Naples, Juin 1977. (d'après J. VARET, compte-rendu de
congrès
B.R.G.M. - inédit).
STIELTJES, L., et WESTERCAMP, D., 1977
Première ébauche de sjonatîon du risque volcanique à la Montagne Pelée
Rapport BRGM Inédit : 77. ANT. 28.
TAZIEFF, H., 1964
Costa Rica, mission volcanologique au yolcan Irazu, Unesco / Epta /
Cos 1 -- 10 p.
United States department of the interior aód Geological Survey;
Natural hazards on the island of Hawaii, plaquette d'information à
l'usage du grand public, U.S.G.S. : INF - 75 - 18, 1975.
VARET, J., 1977
Les volcans actifs dans la région napolitaine, Italie - Compte-rendu
interne BRGM de Congrès, 14 p.
WALKER, G.P.L., et CROASDALE, R., 1971
Two plinian type eruptions în the Azores. Geol. Soc. London Jour.,
V. 127, p 17-56
WARRICK, R.A., 1975
Volcano Hazards in the United States - a Research Assessment : Univ. of
Colorado, inst. of Behavioral Science, program on technology, Environment an man, monograph 012, 144 p.
,
• * •/ • • •
WESTERCAMP, D., 1976
Dynamismes éruptifs et zonation des risques volcaniques à la Soufrière
de Guadeloupe. Rapport BRGM non publié 76.ANT.26 - 19 p.
WESTERCAMP, D., 1977 a
Une méthode d'évaluation et de zonation des risques volcaniques à la
Soufrière de Guadeloupe, F.W.I. -• 8ee conf. geol. des Caraïbes, Curaçao.
WESTSRCAMP. D., 1977 b
Levés géologiques, évaluation et zonation des risques volcaniques à la
Soufrière de Guadeloupe : mission mai - juin 1977 - rapport BRGM inédit,
77. ANT. 29.
WICKMAN, F.E., 1965
Repose period patterns of volcanoes IV. eruption histories of some selected volcanoes : Ark. Mineral. Geol., 4, n° 10, p. 337 - 350.
WILLIAMS, H., 1932
Geology of the Lassen volcanic national park, California : California
Univ. Dept. Geol. SCI. Bull., V. 21, n° 8, p. 195 - 385.
ZEN, M.T., et HADIKUSUMO, D., 1965
The future danger of Mt Kelut (eastern Java, Indonesia) : Bull. V o l e ,
ser. 2, 7. 28, p. 275 - 282.
RAPPORT
77.ANT.28
Intitulé
tes méthodes d'évaluation et de zonstion des risques volcaniques
aux Etats Unis d'Amérique •• Rapport de mission - Août 1977
J. VARET et D. WESTERCAMP
Liste de diffusion :
14 et
16 et
26 et
33 à
- Département Documentation
2 - Microfiches
3 -- Département GTH
4 •• Gui I lern in
- Bodelle
6 • Goguel
7 ••• W e b e r
0 • Al sac
9 - Humbert
10 - Vogt
11 - Direction Générale
12 - Direction S6N et DRE
13 - Préfet de Région Guadeloupe
15 -• Gérondeau
17 - Préfet de Région Martinique
10 - Tonturier
19 - Aubert
20 - Treuil
21 - Sangnier
22 - Tazieff
23 - Labeyrfe
24 -- Mar i ne I I I
25 - Barberi
2? - Billard
28 - Westercamp
29 - Varet
30 - Arrondissement mînéralogique Cayenne
+ résumé Service des Mines Martinique
31 - S.G. Antilles
32 - Dossier
45 - Réserve
FICHE
SIGNALETIQUE
DU
MONT
SAINT
HELENS
Morphologie - Situation - dimensions
Le Mt St Helens est un stratovolcan symétrique de 2.960 m d'altitude, situs
dans le Nord-Ouest de l'état de Washington, à environ 75 km au Nord-Est de la ville
de Portland, dans une région quasi inhabitée.
Activité volcanigue
II s'est formé
une activité sporadique
4.500 dernières années,
on fait référence à ces
au cours des 50.000 dernières années et s'est caractérisé par
explosive,
particulièrementintensedepuis ces
c'est le plus actif des volcans américains du continent si
derniers 2.500 ans.
Le volcan a connu des périodes de dormance de 400 à 500 ans (aux environs
de 500 ans B.C., 800 ~ 400 ans A.D. - 1.200 - 900 A.D.) et des périodes de dormance
de 80 à 120 ans dans la période récente (15ef 17e et 20e siècle).
L'activité volcanique est variée en dynamisme et en composition chimique et
minéralogîque (alternance basalte, andésite et dacite). Les éruptions futures comprendront, comme par le passé, des coulées de lave et des dômes, des coulées pyroclastlques (coulées de ponces, nuées ardentes Mérapi) et des téphra, accompagnées d'émissions de gaz et de coulées boueuses. Leur nature dépendra de la qualité physicochimique du magma présent sous le volcan à ce moment là.
Présentement le Mt St Helens n'est le siège d'aucune activité, directe ou
indirecte. Il n'est pas surveillé constamment. Des campagnes infrarouges aériennes
et des mesures de tiltmètnte sont effectuées une ou deux fois l'an.
• • •/ • • •
Arrêt n° 1 Coupe de référence des retombées de cendres et lapilli du Mt St Helens
On reconnaît :
. des dépôts pliniens typiques (photo) (cendres lithiques grises)
. des retombées de nuage de nuées ardentes et de coulées de ponces
(cendres fines jaunes).
Arrêt n° 3 -
. nuée ardente typique - présence de gros troncs carbonisés, (photo)
. exemple de lahar chaud à bois carbonisés et non carbonisés. Abondance
des ponces dacitiques cent i métriques à décimétriques.
âge : 3.350 ans B.P.
situation : 8 - 9 km par
rapport au sommet
Arrêt n° 4 -
Dépôt du nuage de la nuée ardente de l'arrêt 3, épaisseur environ 20
centimètres, granulométrte fine, présence de bois carbonisés. Ce dépôt
est situé è moins de 1 km de la brèche grossière.
Arrêt n° 5 -
Dépôt d'éruption plinienne. La granulométrie devient de plus en plus
fine dans les 5 centimètres supérieurs, en montant (exemple du niveau
We).
Le niveau daté 1.800 A.D. contient des ponces blanches dacitiques et
des ponces sombres basaltiques. Les cas de mélanges sont très rares at
peu avancés.
Arrêt n° 6 -
Dépôt consécutif à l'explosion partielle d'un dôme. Peu épais (variable jusqu'à 50 centimètres), riche en lapilli pierreux ; petites poncer
assez abondantes; absence des cendres et présence de grosses bombes
craquelées.
Le dôme d'origine est situé à 3 km de distance. Il s'agit d'un petit
volcan adventif qui a poussé sur le flanc N.NE. du Mt St Helens, et est
connu sous le nom de Sugar Bowl. La répartition générale des dépôts
suggère une explosion dirigée.
Arrêt n° 7 - Ape Canyon
Echantillonnage de ponces dacitiques è hornblende, biotîte, cummingtonite,, feldspath alcalin et plagioclase ; elles auraient environ
40.000 ans (éch. SH.1).
Arrêt n° 8 -
Bord de Ape Canyon
Coulées pyroclastiques ; base du nuage de nuée ardente ou brèche principale qui aurait remonté les pontes de la vallée ?
Arrêt n° 9 - Nuée ardente remaniée par rivière, contenant des bois partiellement
carbonisés.
âge environ 400 ans
(photos).
Arrêt n° 10 -
Dépôt direct de nuées ardentes âgées de 600 ans B.P.
A noter les grandes variations de texture des blocs juvénils composant
3
-
la nuée et les I ngues et inexpliquées lentilles de ponces de même
composition chimique et minora logique interstratifiées.
Cette nuée s'est étendue jusqu'à 13 Hem du cratère, (photos).
Arrêt n° 11 -
Dépôt du nuage des nuées ardentes précédentes. Deux niveaux possibles :
Le niveau inférieur contient des bois carbonisés à la base \ il fait
25 centimètres d'épaisseur. Il est situé 70 m plus haut que sa brèche
principale et à quelques centaines de mètres de l'axe de la vallée.
La granulométrie est fine (inf. à 0,5 centimètre). Rares blocs jusqu'à
10 centimètres.
Arrêt n° 12 -
Dépôt récent de nuée ardente (âge environ 400 ans B.P.) a blocs scoriacés noirs d'andésite à deux pyroxenes. Quelques blocs métriques.
Paraît être de faciès péléen typique.
Arrêt n° 13 -
Dépôt de nuée ardente avec quelques blocs à prismation radiale périphérique. Présence de gros troncs d'arbres partiellement carbonisés
(photo). La granulométrie est intermédiaire entre une brèche grossière
de nuée et le dépôt du nuage accompagnateur.
Nuée remontée sur le flanc ou base de nuée ardente ?
Même formation que pour les arrêts 10 et 11.
Arrêt n° 14 -
Lahar envelopp nt des troncs d'arbres restés debout. Probablement le
lahar n'était pas très rapide (environ 15 km/heure). Il contient de
gros blocs souvent arrondis.
âge environ 350 ans S.P. Les arbres généralement ont été tués par
l'éruption, mais certains ont pu repousser (photos).
Arrêt n° 15 -
Ape Cave
Tunnel de lave dans une coulée basaltique à divine.
Arrêt n° 16 - Pine Creek (rivière Pine)
Alternance de coulées pyroclastiques et de lahars respectivement compris entre 2.400 - 2.900 ans B.P. et 2.400 - 1.700 ans B.P. (Castle
Creek).
A noter la présence de lentilles de ponces blanches dans les nuées
ardentes alors qu'elles sont absentes dans la matrice de la brèche.
Arrêt n° 17 -
Illustre bien le phénomène de placage des brèches de lahar ou de nuée
sur le flanc de la Pine Creek, maintenant recreusée.
Arrêt n° 18 -
Alternance de lahars et de coulées pyroclastiques : âge environ 2.800
ans.
Arrêt n° 21 -
Dépôt de nuée ardente de Spirit Lodge (Nord du volcan). Abondance des
bois carbonisés. Certains sont verticaux mais non enracinés (photos).
Un tronc non carbonisé du tout nous paraît être une racino rócente et
non un bois préservé de la carbonisation.
• • •/ • • •
Arrêt n° 23 -
Dépôt de nuage de coulée pyroclasti que. Le mélange est granoclassé
(plus fin vers le haut). Minéraux libres dans la matrice.
Cet affleurement illustre le niveau W.
Arrêt n° 24 - Coupe stratigraphique détaillöe dans les dépôts des éruptions de
4.000 à 3.000 ans.
_ 5 Chronostratigraphie des principólos périodes eruptives du Mt St ! le Ions.
Produits des éruptions
Périodes eruptives
Age
1.800 - U-856 A.D.
700 - 350
B.P.
Tephra :
Goat Rocks
- 1042
dôme de dacite
coulées de lave andósitique
Kalama
X
dômes de dacite, coulées de
lave andésitique, laharsP coulées de ponces, nue* os ardentes
w
Sugar Bowl
1.150
dôme dacite, lahars
u
I
D
L
2.400 -
1.700
Castle Creek
2.900 -
2.400
Pine Creek
P
Smith Creek
Y
> 4.000 - 3.300
dôme de dacite, coulée de lave
andésitique et basaltique, coulées de ponces, nuées ardentes,
lahars.
J
Congar
S
Ape Canyon
M
C
> 20.400 - 11.500
< 45;09© - > 35.000
Autres produits
dômes de dacite, lahars,
coulées de ponces,
nuées ardentes.
LOCALISATION DES AFFLEUREMENTS DE LAVE VISITES
RELIABLES A L'ACTIVITÉ DU MONT St HELENS
Seattle
WASHINGTON
Mt
Portland
MOUNT St HELEN
A2903IB
St Helens
H»-.
S*"
HELENS
••••••••••,'••••••:•• [ i n . . . . y
O
o
o
o
«o
o
-4<ooo < «-y.
< ío.ooo
O o
UJI;
«
te/
02)
p, » ;
í af
w
a
" {wík¡uuW *i • O
L,
A
"'
e
t>
o o
t
ill .*
bUtt ew
Û
° .
e
o
rm
»ft
. ice
»
ft.f.
FICHE SIGNALETIQUE DU MONT RAINIER
Situation, dimensions
= = s = = =: = = = — s = s==: — = S — r= =
Le Mont Rainier est un stratovolcan situé au centre sud de Ifétat de Washington. Ce volcan,le plus haut de la chaîne des Cascades,dornine ses alentours de 2.400
mètres à une altitude de 4.200 mètres. Le Mont Rainier amorce son édification au
pléîstocène.
Se mettent en place en premier de puissantes coulées de lave dites ?1intracanyons" parce qu'elles ont rempli en partie les anciennes vallées sur des épaisseurs
pouvant atteindre 600 mètres. Ces coulées sont maintenant en inversion de relief
suite à une longue érosion fluviatile et glaciaire.
Le cône lui-même est essentiellement composé de centaines de coulées de
lave empilées les unes sur les autres. Elles sont associées à des brèches pyroclastiques, sortes de hyaloclastites de neige, formées au contact entre la lave fluide des
coulées et la couverture de neige et de glace. Le phénomène pouvait évoluer en lahar
selon la quantité d'eau obtenue. La partie récente du sommet du volcan est constituée
par un cône de lave, édifié il y a 1.000 et 500 ans, qui trahit une activité moins
importante que par le passé.
Sur le plan chimique et minéralogique les laves du Mont Rainier sont essentiellement des andésites à deux pyroxenes avec olivine subordonnée.
Arrêt 1 Arrêt 2
affleurement du lahar Osceola - matrice d'argile bleutée, collante à
kaoltnite et montmoriIlonite ; présence de pyrite.
- près du sommet - niveau de quelques centimètres d'une cendre jaune, fine,
provenant de l'éruption du volcan Mazama (Crater Lake) datée a 6.600 ans
B.P. - On retrouve aussi les couches Y, P et W émises par le Mt St Helens.
Ces couches sont recouvertes par des lapilli gris ponceux, issus du Mt
Rainier vers 2.000 ans B.P.
Arrêt 3
-
Paradise Lahar
Cendres encadrant un lahar daté à 5.000 ans B.P. On retrouve aussi les
couches de cendres issues des Mt St Helens et Mazama.
Arrêt 4
-
Coulée à blocs d'andésite antérieure à l'éruption du Mazama, affleurement
du toit du lahar Paradise, de granulométrie fine, à 270 mètres au-dessus
du fond de la vallée empruntée par le lahar. Ceci implique un front de
coulée minimum de 270 m pour ce lahar.
Arrêt 5
-
Lahar de Kautz Creek, produit en 1947.
Son épaisseur n'a pas dépassé 25 m. Il a laissé des arbres en place.
Un gros orage est à son origine.(rappelons que le Mt Rainier a eu sa
dernière éruption magmatique au XIXe siècle).
Arrêts 6 - Lahar de Round Pass
et 7
Ce lahar est âgé de 2.800 ans., c'est le plus épais des lahars êtudiésavec
un front de coulée de l'ordre de 350 mètres.
Ce lahar recouvre les ponces Y émises par le Mont St Helens. Ce lahar
comme la plupart des grands lahars du Mont Rainier, provient de I'effondrement dans la région du cratôre de larges pans fumerollisos du volcan.
EXTENSION
DES
LEVELS
N
JD E 5
DU
ft
^ O N T
R
ff LEUf^E H E N T 5
VisiTES
CHRONOLOGIE DES ERUPTIONS POST-GLACIAIRES AU Mt RAINIER
(CRANDELL
-
1971)
LAHARS
AGES
COULEES DE LAVE . PYROCLASTITES
années
1963
petits lahars
1947
ages C. 14, B.P.
Couche
(3 cm)
100 - 150
Couche W
(9 cm)
(b)
450
Coulées de
laves ?
(cône actuel)
500
600
Nombreux lahars
îahar Electron
affectant l'ensemble des vallées.
(a)
Couche C
(20 cm)
2.300
Nuée ardente (Tahoma)
2.500
2.800
lahar Round Pass
3.000
3.500
Couche Y
(50 cm)
(b)
3.600
Couches B ( a ) et H ( a )
Couche F
5.000
(a)
5.800
Iahar ôsceola
a
Couche
S* ¡
N<a>
Conche
(15 cm)
(a)
Couche L
(20 cm)
Couche i (a)
lahar Paradise
lahar Greenvater
Couche <
(18 cm)
Couche R Ca)
(12 cm)
Lieux d'origine :
(a) : Mt Rainier
-
6.600
lahar (Indian Bar)
9.000
lahars
(b) : Mt St Helans
-
(c) : Mt Mazama.
Nombreux lahars
affectant les
vallées Niaqu«lly
Cowlitz, Ohanapecosh, inter Fork
West Fork et Tíhite
FICHE SIGNALETIQUE
DE LASSEN
PEAK
LfiSSEN PEAK est le plus méridional des volcans de la chaîne active des
Cascades. Il domine tout un complexe volcanique plus ancien, à l'altitude de 3.150
mètres.
Activité volcanique
L'étude géologique de base de la région de Lassen Peak est due â H. WILLIAMS
(1932).
1 - Les événements anciens
L'activité la plus ancienne de la région immédiate produit des coulées de
basaltes (échantillon LP.4) principalement dans la région du lac Willow. Ultérieurement des andésites sont émises près des lacs Juniper et Twin et constituent l'essentiel du Plateau central. Puis, sur ce plateau, trois cônes sont formés : Hat Mountain,
Crater Butte et Fairfîeld Peak. L'activité andésltlque se poursuit dans la région de
Reading Peak; par ailleurs, elle est de type basaltique dans la région est. Le Mont
Tehama, un large stratovolcan de 3.300 m d'altitude (en dehors de la carte) est le
plus spectaculaire témoin de cette époque.
Les volcans basaltiques boucliers, Prospect Peak, Red Mountain et Mt Harkness
s'édifient à cette époque au bord du plateau central.
- le dôme rhyolitique de Raker Peak, affecte le flanc nord de Red Mountain après que
l'activité basaltique ait cessé.
Lassen Peak, apparaît ensuite, par accumulation de dacites visqueuses, et
plusieurs autres centres dont Bumpas, Eagle Peak, etc.(ech. LP.3 : front de coulée de
dacite - LP.6, 7 P 8 : dômes de dacite).
Ces événements sont antérieurs à la grande glaciation - "l'âge de glace" qui a pris fin il y a 20.000 ans environ, et s'étagent probablement sur plusieurs
mi 11 ions d'années.
2 - Les événements récents
Trois éruptions très récentes : Chaos Crags et Jumbles, Cinder Cone et la
dernière manifestation volcanique sur le continent américain en 1915 sont maintenant
décrites plus en détail.
2.a - £hao£ £rags et Jumbles
L'éruption commence avec l'émission de cendres et lapilli et la construction
de plusieurs cônes de ponces le long d'une fracture N-S qui affecte le flanc nord du
-
2
-
Lassen Peak. Cette fracture est ensuite oblitérée avec la mise en place de trois
larges dômes de dscite emboitésv Les Chaos Crags -, tout à fait comparables au Lassen
Peak lui-même. Dec explosions phréatiques (à la suite de pluies intenses ?) sapent
la base du dôme rcptentrional qui s'écroule. Environ 100 millions de m3 dévalent les
flancs du Lassen Peak vers le Nord sur un front de 3 km.
Le dépôt est constitué de blocs de toute taille empilés les uns sur les autres, sans matrice. Les blocs (éch. LP.1 et 2) ne présentent pas de prismation périphérique radiale., une caractéristique des avalanches incandescentes- confirmant un
effondrement "à froid" ; Les Chaos Jumbles sont un exemple de lahar d'effondrement
à sec. La différence entre la végétation installée sur le dépôt et cells des alentours suggère que la mise en place du lahar remonte à 300 ans.
2.b - Cl_nder__Cone_
L'éruption de :'Cinder Cone" se produit dans la région E.NE du Lassen Peak.
Le début de l'éruption n'est pas connu, mais le dernier épisode a eu lieu
pendant l'hiver 1850 - 1851.
L'activité volcanique débute avec l'édification du Cinder Cone, un volcan
strombolIen symétrique à plusieurs cratères emboîtés.
Les cendres et coulés de lave émises sont des basaltes à quartz. Parallèlement, des dépôts de dîatomîtes s'accumulent dans le lac Butte, qui seront en partie
englobés dans les coulées de lave de 1851.
L'individualisation du lac Snake est une autre conséquence du derriler
épisode de l'éruption.
2 c
- " i'
Mis à part quelques lahars produits durant les 500 dernières années, le
Lassen Peak ne présentait aucune activité de mémoire d'homme, avant 1914.
Le 30 mai de cette année, une explosion phréatique de courte durée a lieu
brusquement au sommet du Lassen Peak.
Aucun signe précurseur n'a été observé. Le 20 octobre, 72 explosions avalent
eu lieu créant un cratère de 60 mètres de profondeur sur 150 à 250 mètres de large.
En mars 1915, le cratère atteignait 300 mètres de large et des "poussières" étaient
retombées jusqu'à 25 km de distance.
L'éruption change de type le 19 mai 1915, avec la mise en place dans le
fond du cratère d'un dôme de dacite. Il ne tarde pas à déborder vers le Sud-Ouest sous
forme d'une coulée visqueuse qui ne dépasse pas 300 mètres de long, et vers le NordEst. Une des premières conséquences de l'accumulation de magma en surface est la production de lahars par fonte de la couverture de neige. Les débris froids ds 150 explosions phréatiaues précédentes et les blocs incandescents. (Jusqu'à 30 tonnos) effondrés du dôme, sont englobés dans le mélange boueux, de cendres et de neige fondue.
Le lahar principal s'écoule par la rivière Hat jusqu'à une distanco de 30
kilomètres ; le front de coulée est au minimum de 45 mètres. La surface du lahar
chaud était affectée de petits cônes d'explosion phréatique, à l'aplomb des blocs
encore Incandescents. A leur contact, les bois se sont également carbonisés.
Trois jours plus tard, le 22 mai 1915, l'éruption est à son apogée. Une
•• •/ • • •
3
-
violente explosion magmatique produit un énorme nuage volcanique en forme de champignon, qui monte à 9 km d'altitude et dispense ses cendres jusqu'au Nevada (figyre).).
L'explosion crée un vaste cratère nouveau, adjacent à celui de 1914 (figure'
Les nuées ardentes péléennes émises
s'écoulent plus ou moins sur le ?!grand';
lanar (éch. LP.9 et 10) mais le front de la brèche principal est plus large. Les arbres quelque soit leur taille sont renversés sous le souffle de l'explosion jusqu'à
une distance de 5 km du cratère.
L'éruption décline à partir de ce moment à travers une succession de pet
tes explosions phréatiques, jusqu'en février 1921.
A signaler toutefois la création d'un nouveau cratère en juin 1917, conséquence d'une explosion plus violente.
A l'heure actuelle, on dénombre une trentaine d'évents fumerolIiens à proxi
mité des cratères historiques. Les sources chaudes en revanche sont situées surtout
dans la CaIdara d'effondrement du Mt Tehama.
2.d - J3i_b_Ij_ograp_h_i_e _séjecfjpnpée
- Day, Arthur L., and Allen, E.T. 1925
The Volcanic Activity and Hot Springs of Lassen Peak, 175 pp., il lus., indexe,
maps, Washington, Carnegie lnstit.P Washington, Publ. n° 360.
- Finch, R.H. and Anderson, C.A. 1930
The Quartz-Basalt Eruptions of Cinder Cone, Lassen Volcanic National Park,
California, Univ. Calif. Publ. Dull. Dopt. Geol. Sei., 19 : pp 245-73, i I I us.
- Loomis, B.F.
Rev. Pictorial History of the Lassen Volcano (1926)
Loomis Museum Association - Lassen Volcanic National Park - Mineral California - 96063, (third Revised Edition Copyright 1971), 96 p.
- Mac Donald, G.A., et Katsura, T., 1965
Eruption of Lassen Peak, Cascade Range, California, in 1915 .- exemple of
iTMxed magmas. Geo!. Soc. America Bull., _76_, 475 - 482.
- WiI I iams, Howe I - 1929
The Volcanic Domes of Lassen Peak and Vicinity, California, Am. Jour. Sei.,
vol 18, pp 313-30
- WilIiams, Howe I - 1931
The Dae i tes of Lassen Peak and Vicinity, California, am. Jour. Sei., vol 22,
pp 385-403
- Williams, Howel - 1932
Geo'ogy of the Lassen Volcanic National Park, California, Univ. of Calif.
r'uoli. Gcol. Sei., vol 21, fase. 8, pp. 195-385, maps, i I lus., and one folded
colored geological map. A comprehensive tretise on the geology of the area
including chemical analyses and a review of pertinent literature.
LASSEN
L'EXPLOSION
A
PEAK (Californie) :
DU 22 MAI
UNE DISTANCE
CARTE
GÉOLOGIQUE
1915
VUE DE LA VALLEE
DE 70 K M . CHAOS
CRAGS
DE LA PARTIE SOMMITALE
X
Eruption de 1914 1917
X
X
X
X
X
X X
DE
SACRAMENTO
EST SUR LA GAUCHE
DU LASSEN PEAK
x x x x x
N
PEAK
Cratère
actuel
Bouches
eruptives
récentes
Bouches
eruptives
oblitérées
1917
Période
d'activité
Jg%m
Coulée
V*S\
Le "Grand" lahar
*
de dacite
Fumerolles
actives
de
1917
CARTE
Alluvions
•'•1
Lahar de 1915
GÉOLOGIQUE
|
SIMPLIFIEE
[ Volcanisme
D U PARC
andésitique
Dômes
NATIONAL
DE LASSEN
Dômes
PEAK
(Californie)
de rhyolite
A A A | Coulées et cendres
de basalte
A
A
A
A
A
A
A
incandescentes
à quartz
AAAA A
AAAA A
AAAA A
AAAA A
AAA A A
AAA A
AA A
Lake A A
Butte
\AA A A A A
AAAAAAAA
AAAAAAAAA
AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAÄ
(lAAAAAAAAAAAAA/ A A A A A A A A A
A /AAAAAAAAA
AAAA/ 1 A A A A A A A A A /
AAAAAAAA A A AAAAAAAAAA
AAAAAAAAAAAAAAAAAAAA
AAAAAAAAAAAAAAAAAAAA
AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA
A AAAAA A
Lower Twim
Lake
AAAAAAAAAA
AAAAAAAA
AAAAAAAA
AAAAAAAA
Snag Lake
AAAA
A AA
AAAA
AAAAAÍ
A A A A A A A A A/A A
A A A A A A A A A(A A\
A A A A A A A A AV\ A
Butte A A A A A A A / A A
Juniper Lake
L
Willow Lake
FICHE SIGNALETIQUE DE NEWBERRY CALDERA
Situation - dimensions
Le Mont Newberry est un volcan bouclier qui s'élève du plateau basaltique
de I'Oregon Central, à environ 65 km à IfEst de l'axe de la cha \rtè volcanique des
Cascades. La Caldera de Newberry est située au sommet du volcan bouclier.
L'étude de base de la Caldera est due à H. WILLIAMS (1935).
Activité volcanique
Le volcan bouclier basaltique est probablement très récent et¿ très peu
entaillé par l'érosions ce sont les murs eux-mêmes de la Caldera qui procurorh Ja coupe
la plus profonde.
Avant l'effondrement sb'mmital et la formation de la Caldera, des coulées
rhyolitiques. et dacitiques dans une moindre mesure, sont émises par des fissures,
qui dessinent une pre-caldéra; des coulées d'andésite sont ensuite produites, qui
s'écoulent vers l'extérieur de la prê-caldéra^ sur les pentes du volcan bouclier.
Ces andésites sont couvertes par des soofîes basaltiques probablement issues des mêmes
fissuresA cette époque, la Cafdéra s'était suffisamment approfondie pour
qu'un petit lac l'occupe. Des éruptions phréatiques successives produisent alors des
"cendres" boueuses qui s'empilent sous forme d'un tuf noirâtre lité.
Une activité magmatique continu est responsable du dépôt de tuf soudé sur
le mur est de la Caldera, de l'émission de basaltes et d'andésites sur son mur ouest.
Un système de failles nord-sud abaisse la partie ouest du sommet et une partie de
la Caldéra.
Avec le début de l'effondrement et la formation de l'actuelle Caldera, un
énorme volume de rhyol¡te est émis à partir de fissures affectant les abords du mur
sud. Ces rhyolites forment le Peak Paulina.
CARTE frEOLOG-JQUE SCHEMftTîcpUE DE Lft
CALDERA,
NEW
-f
¿e
ft. p.
•
Coulee
3
: 4.000 *«l 6.ft
jot. K'«j
CI4
el-
T
*
•
c
J
»
*
FICHE SIGNALETIQUE DE CRATER LAKE ET DE L'ERUPTION DU Mt. MAZAMA
S¿tu§tj.on_-Kdimens|ons
CRATER LAKE, est une caldera de 8 à 10 km de diamètre, d'une profondeur de
1.130 mètres, située dans le centre-sud de l'état d'Oregon. Crater Lake appartient
à la chaîne volcanique des Cascades.
Activité volcanique
La géologie de Crater Lake a été décrite par H. WILLIAMS, (1942). Les roches
les plus anciennes sont oligo-miocènes et affleurent sous forme de coulées de lave et
de brèches pyroclastiques d'andésite à hypersthène. Leur épaisseur peut atteindre
6.000 m dans la partie ouest de la région : c'est la "Western Cascade Sequence".
Au Pliocène et au Pleistocene, des volcans boucliers basaltiques et andésitobasaltiques se mettent en place. Des stratovolcans andésites (Mts. Bailey, Thielsen,
Scott, Mazama et Union Peak) s'édifient ¿ur les laves basiques précédentes. Ils constituent les principaux reliefs de la région : c'est la "high Cascade Sequence".
L'éruption du Mt MAZAMA
(6.600 ans B.P.)
Avant lvéruption, qui devait détruire le Mont Mazama et provoquer la formation de la Caldera du Crater Lake, ce volcan s'élevait à 3.900 mètres au-dessus du
niveau de la mer ; il devait ressembler plus ou moins à l'actuel Mont Rainier.
L'éruption démarra par une activité explosive qui émit cendres et ponces et
qui devint rapidement cataclysmale. Autour du volcan une surface de 13.000 km2 fut
couverte par au moins 15 centimètres de cendres. Des coulées pyroclastiques dévalèrent la plupart des vallées rayonnantes du Mont Mazama jusqu'à 60 km de distance,
transportant des blocs de ponces de deux mètres de large jusqu'à 30 km. La fonte des
neiges et glaces qui courraient le Mont Mazamç a probablement causé d'importants
lahars. Le volume total de matériau éjecté est compris entre 50 et 70 km3 ; il en
résulta l'effondrement du sommet du volcan et l'actuel Crater Lake. Par analogie
avec des éruptions historiques comparables., l'éruption s'est probablement déroulée
en quelques jours. Postérieurement à l'effondrement, le cône de scories basaltiques
de l'île de Wizard scêdifie dans la Caldera.
L'éruption du Mt Mazama est la plus violente qu'ait connuela chaîne volcanique des Cascades après les grandes glaciations (c'est à dire durant ces 10.000 dernières années).
L'ERUPTION DU M O N T M A Z A M A
(6
eoo ans B.P.)
COULEES PYROCLASTIQUES,CENDRES ET ALLUVIONS ISSUES DE
L'ÉRUPTION DU MONT MAZAMA
10
20
30km
REPARTITION DES CENDRES EMISES LORS DE L'ERUPTION
DU MONT MAZAMA
DÉPÔTS PRIMAIRES DES
COULÉES PYROCLASTIQUES
I
l
DÉPÔTS REMANIES
|.-.;.;.'|
DÉPÔT D E C E N D R E S
A 15cm
SUPÉRIEUR
D'ÉPAISSEUR
LES POINTS SITUENT LES
DÉPÔTS,INFÉRIEUPS A 15cm,
RECONNUS DANS L'OUEST
DES ÉTATS UNIS
160
320km