Analyse du risque volcanique: Etat de l`art sur l - Infoterre

Ana lyse du risque volcanique:
Etat de l'art sur l'aléa volcanique.
BRGM/RP-53006-FR
mars 2004
L. Stieltj es
Analyse du risque volcanique:
Etat de l'art sur l'aléa volcanique.
Rapport provisoire, d'avancement ou final
BRGM/RP- 53006-FR
mars 2004
Projet RISK_NAT- Approche évaluation aléa volcaniqueDocuments préparatoires, LS, -fév. 2004-
Mots clés: Risque volcanique, aléa
En bibliographie, ce rapport sera cité de la façon suivante:
Stieltjes L. (2004) - Analyse du risque volcanique: Etat de l'art sur l'aléa volcanique. Rapport
BRGM/RP- -FR, ... p, ... lllust., ... Ann.
©
BRGM, 2004, ce document ne peut être reproduit en totalité ou en partie sans l'autorisation expresse du
BRGM.
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BRGMlRP- 53006 -FR
Projet RISK_NAT- Approche évaluation aléa volcaniqueDocuments préparatoires, LS, -fév, 2004-
Synthèse
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Sommaire
Synthèse
3
1. Introduction
9
1.1. Contexte de l'étude
9
1.1.1. Etat de l'art sur le risque volcanique
9
1.2. Etat du développement des méthodologies du risque volcanique
10
1.3. Positionnement du BRGM dans la contribution méthodologique sur le risque
volcanique
11
2. Problématiques actuelles du risque volcanique
13
13
2.1. Les différents Problèmes posés à la société et a ses autorités
2.1.1. Problématique de l'ensemble de la société
13
2.1.2. Problématique des responsables de la sécurité des populations
13
2.1.3. Problématique des responsables du développement économique
14
2.2. Le risque volcanique a un Caractère pernicieux
14
2.3. Deséquilibre nord-sud des régions exposées au risque volcanique
16
2.4. Les problèmes de connaissance et de surveillance des volcans actifs ne sont
pas résolus
20
2.5. Les Contraintes et limites actuelles de la prévision du risque
21
24
2.6. Politique à long terme pour la prévention
2.7. Les problèmes actuels de gestion des crises volcaniques
24
24
2.7.1.Confusion fréquente du rôle des scientifiques [à corriger]
3. Spécificités de l'approche du risque volcanique
25
25
3.1. spécificités de la gestion d'une crise volcanique
25
3.2. spécificités et complexité de l'approche de l'aléa volcanique
26
3.3. La Maîtrise de la vulnérabilité des enjeux est un outil essentiel de la gestion du
risque volcanique
26
4. Méthodologie d'evaluation quantitative de l'aléa volcanique (BRGM)
27
4.1. Protocole d'analyse quantitative de l'aléa volcanique: évaluation, zonage
27
4.2. Eléments fondamentaux nouveaux apportés par la méthode quantitative
27
4.3. Choix de la période de référence de l'activité actuelle d'un volcan
27
4.4. Définition et selection des Eruptions passées de référence
28
4.4.1. Problématique, limites et définition de concepts nouveaux d'évaluation
des éruptions passées de référence
29
4.4.2. Notion de scénario éruptif de précaution
33
4.5. Méthode de déquantification de l'intensité de l'aléa volcanique: proposition
d'une echelle d'intensite experimentale
33
4.5.1. Problématique et difficultés de quantification de l'intensité
des
phénomènes naturels: cas général
33
4.5.2. Problèmes spécifiques d'évaluation de l'intensité de l'aléa volcanique 34
4.5.3. Etapes méthodologiques de définition et de quantification de l'intensité de
l'aléa volcanique global; Règles d'expert (BRGM)
35
4.5.4. Proposition d'une échelle générale quantitative des intensités de l'aléa
volcanique global: cas général
37
(PAR RAPPORT AUX AUTRES RISQUES DITS NATURELS)
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4.6. Méthode de quantification de la frÉquence des phÉnomÈnes volcaniques
menaçants: proposition d'une echelle de frequence de reference
39
4.7. METHODE DE QuantiFICATION de l'alÉa volcanique: définition d'un indice
d'exposition d'un site aux phénoménes volcaniques
40
5. Méthodologie de zonage quantitatif de l'aléa volcanique
43
5.1. Divers modes de représentation du zonage de l'aléa
.43
5.2. Zonage classique quantifié de l'aléa volcanique global:
par site géographique
43
5.3. Nouvelle forme de zonage quantitatif proposée: pour un groupe d'éléments
exposés (passage au zonage de la vulnerabilite)
44
Légende
47
(illustration 13)
.47
6. Limites d'utilisation des cartes d'aléa volcanique
57
7.Applications opérationnelles des cartes de zonage de l'aléa à la prévention du risque
volcanique
59
7.1. Reproductibilité de l'analyse de différents scénarios
59
59
7.2. Cartes d'aide à la décision directement opérationnelles
7.3. Portées informative et juridique des cartes d'aléas
59
8. Références bibliographiques
61
Liste des illustrations
Illustration 1 - Cadre général d'approche de l'analyse et de la prévention du risque
volcanique proposé par le brgm 5D4APR7S Stieltjes et coll., 2001) ..... 12
Illustration 2 - Distance d'impact sur l'environnement des principaux phénomènes
volcaniques dommageables (d'après Stieltjes, 1994)
16
Illustration 3 - Répartition des volcans terrestres connus selon leur latitude (modifié
d'après Simkin et Siebert, 1994)
17
Illustration 4 - Répartition géographique des victimes des éruptions volcaniques pour
18
les 4 derniers siècles (de 1600 à aujourd'hui) (Stieltjes, 1995)
Illustration 5 - Distribution des volcans mondiaux connus selon leur altitude (d'après
Simkin et Siebert, 1981, 1994)
19
Illustration 6 - Démarche méthodologique d'évaluation de l'aléa volcanique:
organigramme des tâches (d'après Stieltjes et coll., 2001)
28
Illustration 7 - Organigramme des tâches pour les deux modes de zonage de l'aléa
volcanique: a) par site géographique (zonage classique) ; b) par groupe
d'éléments exposés (nouveau mode de zonage) (d'après Stieltjes et
coll., 2001)
29
Illustration 8 - Méthodologie d'approche de l'évaluation des aléas volcaniques
spécifiques (phénomènes volcaniques menaçants) (d'après Stieltjes et
coll., 2001)
25
Illustration 9 - Schéma méthodologique d'évaluation de l'intensité de l'aléa volcanique
36
global lié à une éruption (d'après Stieltjes et coll., 2001)
Illustration 10 - Schéma méthodologique de l'évaluation de la fréquence des
phénomènes volcaniques dangereux attendus (cas général) (d'après
Stieltjes et coll., 2001)
39
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Illustration 11 - Principe de construction de la matrice d'exposition d'un site aux
phénomènes volcaniques menaçants (ou aléas spécifiques), (Stieltjes et
al., 1998)
35
Illustration 12 - Exemple de hiérarchisation des menaces liées aux phénomènes
volcaniques les plus dangereux (aléas spécifiques) pour les différentes
zones exposées de la Martinique à une éruption de la Montagne Pelée
(d'après Stieltjes et coll., 2001)
.42
Illustration 13 - Présentation d'une carte de zonage quantitatif d'un aléa volcanique
spécifique « pyroclastites» à la Soufrière de Guadeloupe pour la
période actuelle (d'après Stieltjes, 2004)
.46
Illustration 14 - Présentation d'une carte de zonage quantitatif de l'aléa volcanique pour
une période de retour donnée: exemple sur le volcan Soufrière de la
Guadeloupe (d'après Stieltjes, 2004)
48
Illustration 15 - Présentation d'une carte de zonage quantitatif détaillé de l'aléa
volcanique pour la période actuelle (46 zones) à la Martinique, Antilles
françaises (d'après Stieltjes et al., 1998)
49
Illustration 16 - Présentation d'une carte de zonage quantitatif simplifié de l'aléa
volcanique (5 zones) pour la période actuelle à la Martinique, Antilles
françaises (d'après Stieltjes et al., 1998)
50
Illustration 17 - Présentation de l'extension du zonage quantitatif de l'aléa volcanique à
celui de la vulnérabilité physique de la population: cas de la Martinique,
51
Antilles françaises (d'après Stieltjes et al., 1998)
Illustration 18 - Présentation de l'extension du zonage quantitatif de l'aléa volcanique à
celui de la vulnérabilité physique de la végétation: cas de la Martinique,
Antilles françaises (d'après Stieltjes et al., 1998)
52
Illustration 19 - Présentation de l'extension du zonage quantitatif de l'aléa volcanique à
celui de la vulnérabilité physique des constructions de surface: cas de la
Martinique, Antilles françaises (d'après Stieltjes et al., 1998)
53
Illustration 20 - Présentation de l'extension du zonage quantitatif de l'aléa volcanique à
celui de la vulnérabilité physique des constructions enterrées: cas de la
Martinique, Antilles françaises (d'après Stieltjes et al., 1998)
54
Illustration 21 - Présentation de l'extension du zonage quantitatif de l'aléa volcanique à
celui de la vulnérabilité physique de l'atmosphère: cas de la Martinique,
Antilles françaises (d'après Stieltjes et al., 1998)
55
Liste des tableaux
Tabl. 1 - Contraintes et limites de mise en œuvre des moyens techniques en matière
de prévision des aléas volcaniques
23
Tabl. 2 - Echelle d'intensité de l'aléa volcanique global. Proposition de quantification
des niveaux d'intensité des phénomènes volcaniques sur tout type de volcan
(d'après Stieltjes, 1997)
38
Tabl. 3 - Exemple d'échelle quantitative des degrés d'intensité des aléas volcaniques
spécifiques utilisée pour le zonage des aléas à la Montagne Pelée,
Martinique, (d'après Stieltjes et al., 1998)
32
Tabl. 4 - Proposition d'une grille de fréquence des phénomènes volcaniques
menaçants, préliminaire à l'établissement d'une échelle de fréquence
(d'après Stieltjes, 1997)
.40
Tabl. 5 - Exemple d'échelte quantitative de fréquence des phénomènes volcaniques
menaçants utilisés à la Montagne Pelée, Martinique (d'après Stieltjes et al.,
1998)
.41
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1. Introduction
1.1. CONTEXTE DE L'ETUDE
1.1.1. Etat de l'art sur le risque volcanique
Le développement de la volcanologie a franchit un palier spectaculaire depuis les
années 1980, avec en particulier le répertoire systématique des volcans mondiaux sur
les continents et sous les océans et de leur activité depuis 10 000 ans (Simkin and
others, 1981, 1994), la maîtrise de la géochimie, de la nature et de l'origine des
magmas, l'approfondissement des connaissances des mécanismes éruptifs et de leurs
paramètres, un essor remarquable de la modélisation des processus éruptifs, des
écoulements laviques ou pyroclastiques, de la dynamique des gaz, ainsi que de la
stabilité des édifices.
Cette nouvelle génération de connaissances constitue une plateforme de données
significative, permettant d'envisager une approche maîtrisée du risque volcanique à
travers celle de ses deux composantes fondamentales: l'aléa volcanique et la
vulnérabilité des enjeux exposés aux éruptions ou à leurs produits.
Or si la science volcanologique a concentré les efforts (et les financements) de la
communauté scientifique internationale, l'approche du risque volcanique est restée, à
ce jour, très largement délaissée (même si elle préoccupe et motive les chercheurs).
En effet, l'approche du domaine du risque se situe à la croisée de nombreux domaines
et nécessite des compétences situées bien au-delà de celles de la volcanologie:
aménagement du territoire, finances publiques et privées, économie, sociologie,
gestion administrative, gestion de crise et sécurité civile, gestion des infrastructures,
des réseaux et du patrimoine mobilier, statistique décisionnelle, etc, pour lesquelles la
recherche volcanologique n'a pas vocation. De plus, l'appréhension du risque
volcanique nécessite d'en bien maîtriser le concept, les composantes, ce qui peut
parfois induire en erreur quelques scientifiques, qui croient traiter de l'aléa quand ils
n'abordent que la phénoménologie, ou encore pensent traiter du risque quand ils n'en
sont qu'à analyser l'aléa.
Par ailleurs, l'analyse du risque volcanique n'apparaît généralement pas aux autorités
communautaires, nationales ou locales comme une priorité face aux contraintes
naturelles plus courantes (inondations, cyclones, mouvements de terrain, séismes... ),
ou encore face aux problèmes de développement durable à assumer dans le cadre
des juridictions et doctrines nationales ou internationales.
Ainsi, les approches du risque volcanique dans le monde restent aujourd'hui souvent
très parcellaires ou adaptées à un contexte local. Les réflexions méthodologiques
globales et leurs développements scientifiques, de même que leurs applications
pratiques, n'ont été à ce jour que très peu abordées.
Quelles sont les problématiques actuelles du risque volcanique, ses contraintes et ses
limites? Quelles sont les spécificités et les problèmes de la gestion des crises
volcaniques? Où en est l'état de l'art sur le développement des méthodes d'analyse
du risque volcanique, et, de manière plus détaillée, sur l'aléa volcanique?
Ce document tente d'apporter quelques éléments de cadrage sur cette thématique.
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9
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1.2. ETAT DU DEVELOPPEMENT DES METHODOLOGIES DU RISQUE
VOLCANIQUE
La très grande majorité des travaux scientifiques et techniques de ces dernières
décennies sur l'approche du risque volcanique dans le monde s'est essentiellement
cantonnée à la connaissance de la composante « aléa volcanique », et encore souvent
que de manière partielle (essentiellement phénoménologique). Par contre, la
composante « vulnérabilité des enjeux» (ainsi d'ailleurs que l'analyse des scénarios de
crise induite par une éruption) avaient été, jusqu'à la fin des années 1990, largement
délaissés.
Dans l'évaluation des deux composante du risque, les règles d'expert utilisées, si
élaborées soient-elles, ne suivaient aucune procédure bien définie et rigoureuse qui
permettraient de rendre la démarche reproductible d'un scénario à l'autre, et donc de
comparer deux analyse de risque entre-elles. On constate alors qu'aucune approche
globale cohérente du risque volcanique, même partielle, n'a pu être menée à son
terme par manque d'outils appropriés d'analyse des deux paramètres du risque: l'aléa
et la vulnérabilité des enjeux.
Signalons toutefois quelques approches de vulnérabilité qualitative abordées par des
géographes ou des sociologues sur de rares volcans d'Amérique latine, d'Italie, ...
(Suarez 1992; Thouret and D'Ercole, 1994; Lirer et al., 1997; ... ; de Vanssay and
Colbeau-Justin, 2000; ...). Elles consistent à estimer la capacité de réponse d'une
société à un phénomène dangereux par l'analyse des facteurs structurels,
conjoncturels ou sociologiques de vulnérabilité. Mais ces approches uniquement
qualitatives sont sans lien direct avec l'intensité de l'aléa. L'absence d'analyse
quantitative de la vulnérabilité des enjeux ne permet donc pas d'évaluer
l'endommagement physique possible, zone par zone, en cas d'éruption volcanique.
Ainsi, jusqu'à ces dernières années, l'analyse de la vulnérabilité, et par là l'analyse du
risque, manquaient singulièrement de langageet d'outils opérationnels.
C'est à partir de 1995 que le développement méthodologique sur l'analyse du risque
volcanique, a été tenté aux Antilles françaises (Martinique puis Guadeloupe) dans le
cadre de la mise en place de la législation et de la réglementation françaises sur les
risques naturels, instaurée depuis le début des années 1980. Il a été complété par de
larges discussions sur ses domaines de validité, par les tests et applications
quantifiées basées sur des partenariats et enquêtes détaillées avec les acteurs locaux
(évaluation des probabilités de préjudices, de coûts, de dysfonctionnements liés à une
crise). Désormais, les plans d'urgence et de secours (plan ORSEC, PSS volcan
Martinique) de ces régions dites « ultrapériphériques» de l'Europe commencent à
intégrer les résultats de ces études: cartes de zonage de l'aléa, cartes de vulnérabilité,
cartes de risque, schémas d'alerte, scénarios d'évacuation, mesures de protection et
de prévention, etc.
10
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1.3. POSITIONNEMENT DU BRGM DANS
LA CONTRIBUTION
METHODOLOGIQUE SUR LE RISQUE VOLCANIQUE
Face à ce déficit d'outils opérationnels d'évaluation du risque, les programmes d'études
et de recherches sur le menées à la Martinique (Antilles françaises) par le BRGM de
1995 à 2002 autour du volcan de la Montagne Pelée ont d'abord conduit à élaborer
une méthodologie rigoureuse d'évaluation du risque volcanique (Stieltjes et al.,
1998,2001), en proposant:
i)
une méthodologie globale d'approche du risque dans le cadre d'une
politique de prévention,
ii)
une méthodologie
vulnérabilité).
de quantification de ses paramètres (aléa,
Ces méthodologies ont été discutées, testées et validées de 1996 à 1999 avec
l'ensemble des autorités politiques, administratives et techniques de la Martinique.
Elles sont aujourd'hui appliquées à la Guadeloupe et proposées à la communauté
scientifique internationale.
Les étapes méthodologiques, définies pour l'analyse du risque volcanique en vue
d'une politique de prévention, sont schématisées dans l'illustration 1 :
la caractérisation de l'activité volcanique passée connue conduit à l'évaluation
quantitative puis au zonage de l'aléa volcanique, par site géographique et par
groupe d'enjeux;
la caractérisation du système régional (analyse systémique des enjeux), conduit
à l'identification des principaux enjeux de la région (ressources), puis à leur
évaluation, leur hiérarchisation;
l'évaluation et le zonage de l'aléa conduisent à l'évaluation du degré d'exposition
de tout site et de tout groupe d'enjeux (milieux), classés par activité (sociale,
économique, fonctionnelle, ...) ;
l'analyse de la vulnérabilité des enjeux révèle les points faibles du système
régional;
l'analyse du risque mesure les impacts humain,
environnemental des catastrophes prévisibles.
social,
économique,
Ces cinq types d'informations constituent des données fondamentales pour la
planification spatiale de la région et pour la recherche de solutions de prévention
socialement acceptables. Pour être rentabilisées, ces solutions doivent ensuite être
intégrées dans les plans d'aménagement, de développement ou d'occupation du sol
régionaux. Les choix, les décisions doivent être éclairés par un système organisé
d'information, de concertation et de négociations locales.
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Projet RISK_NAT- Approche évaluation aléa volcanique-Documents préparatoires, lS, -fév. 2004-
Caractérisation de
l'activité volcanique
nassée
Caractérisation du
système régional:
composantes humaines,
matérielles, fonctionnelles,
sociales, économiques,
environnementales,
patrimoniales
Règles
de décision
Évaluation et
zona e
Analyse
du risque
Analyse
de la vulnérabilité
des principaux enjeux
Politique
de
prévention
Mesures
préventiv
Illustration 1 - Cadre général d'approche de l'analyse et de la prévention du risque volcanique
proposé par le BRGM (d'après Stieltjes et coll., 2001)
Aujourd'hui, les autorités et services de la Martinique se sont appropriés la gestion du
risque volcanique: les cartes de zonage, cartes de vulnérabilité, cartes de risque,
cartes de divers scénarios d'évacuation et d'accueil des population déplacées sont
aujourd'hui intégrés dans les plans de secours et le schéma d'aménagement régional
de la Martinique.
12
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Projet RISK_NAT- Approche évaluation aléa volcanlqueDocuments préparatoires, LS, -fév. 2004-
2. Problématiques actuelles du
risque volcanique
2.1.
LES DIFFERENTS PROBLEMES POSES A LA SOCIETE ET A SES
AUTORITES
Le positionnement des col/ectivités et des instances responsables face au risque
volcanique consiste à répondre:
• aux questionnements de la population et de l'ensemble de la Société civile sur la
survenance d'une éruption;
• aux deux volets de la politique de prévention:
la mise en sécuritéde la population en cas de menaced'éruption,
le développement économique durabledes régionsexposées aux éruptions.
2.1.1. PROBLEMATIQUE DE L'ENSEMBLE DE LA SOCIETE
Cinq questions essentielles se posent de façon permanente aux autorités et aux
populations concernant la prévision du risque volcanique:
- quand et comment peuvent se produire des éruptions volcaniques dangereuses?
- où peuvent survenir les phénomènes volcaniques dangereux et de quelle nature sontils?
- qui est menacé par les effets des éruptions, et quand court-on un risque?
- quelle est l'ampleur des dommages encourus?
- comment se protéger des effets des éruptions?
2.1.2.
PROBLEMATIQUE DES RESPONSABLES DE LA SECURITE DES
POPULATIONS
Les préoccupations prioritaires des autorités responsables de la sécurité des
populations (préfecture, mairies) face à un risque éruptif peuvent se résumer dans la
série de questionnements suivante:
• quelles sont les spécificités d'une crise volcanique? quelles informations (et formations) sur le
sujetsontdisponibles?
• quand évacue-t-on ?
• qui évacue-t-on ?
• où accueille-t-on les personnes évacuées?
• comment évacue-t-on ?
• comment gérer les populations déplacées sur une longuedurée: mois, années?
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Projet RISK_NAT- Approche évaluation aléa volcaniqueDocuments préparatoires, LS, -fév. 2004-
2.1.3.
PROBLEMATIQUE DES RESPONSABLES DU DEVELOPPEMENT
ECONOMIQUE
Les préoccupations essentielles des responsables du développement durable et de la
gestion régionale et locale face au risque volcanique peuvent se regrouper au sein des
questionnements suivants:
• comment développer et aménager durablement les reglons exposées à une
éruption, malgré l'existence du risque et en prenant en compte ses contraintes?
- comment réorganiser l'espace régional (foncier, social, économique, politique,
fonctionnel) en cas de déplacement massif de population du nord de l'île vers le
centre et le sud de l'île, pour une durée de plusieurs mois à plusieurs années?
2.2.
LE RISQUE VOLCANIQUE A UN CARACTERE PERNICIEUX
Le risque volcanique, comme d'ailleurs tout risque d'origine tellurique (risque
sismique), a un caractère pernicieux comparé aux autres risques naturels d'origine
superficielle, tels les inondations, les mouvements de terrain, les avalanches, les feux
de forêt, les cyclones et tempêtes. En effet:
~
L'activité volcanique est un phénomène à fréquence aléatoire et à période
de retour généralement faible (fréquence cinquantenale, centennale ou millénale
pour le volcanisme explosif), ce qui induit le fait que:
•
la vigilance des populations et des autorités a tendance à s'assoupir,
•
peu ou pas de personnes ont l'expérience d'une crise,
•
il n'existe que peu ou pas de références, de mémoire sur une éruption sur
le volcan de la région,
•
le risque a tendance à être minimisé,
•
sa prise en compte par les autorités n'est pas une priorité en période de
repos du volcan (avant une crise).
Or les politiques de prévention doivent se concevoir à moyen ou long terme (sur des années à des
décennies) : mesures de planification, d'aménagement du territoire et d'urbanisme, d'occupation du sol,
de conception des infrastructures et des réseaux; plans d'évacuation et de secours, stratégies de
redéploiement de l'activité sociale et économique, mesures financières
•
l'étude des phénomènes tombe essentiellement dans le domaine de la
recherche scientifique (compréhension des origines, des mécanismes, des
phénomènes, ...) et non du service public des états.
En un seul événement, il peut y avoir de très nombreuses victimes
plusieurs milliers à plusieurs dizaines de milliers.
Tous les milieux sont affectés par une éruption volcanique: milieu vivant
(population, faune, végétation), milieu naturel (sol, paysages, hydrosphère,
14
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Projet RISK_NAT- Approche évaluation aléa volcaniqueDocuments préparatoires, LS, -fév. 2004-
atmosphère), milieu construit ( bâtiments, infrastructures, réseaux, biens
manufacturés).
A contrario, et à titre de premier exemple, un séisme n'affecte qu'un seul milieu de manière directe que le
milieu construit (et uniquement les constructions ancrées dans le sol). Deuxième exemple : les mouvements
de terrain, les inondations, les séismes, les avalanches, .... n'affectent pas l'atmosphère et n'impliquent aucun
cortège de conséquences sur la transmission des ondes hertziennes (radio, TV, téléphone, Internet, ...), les
perturbations climatiques, la sécurité aérienne, ...
Le risque peut être géographiquement beaucoup plus étendu que pour les
autres risques naturels (inondations, cyclones, avalanches, mouvement de
terrain, feux de forêt) : jusqu'à plusieurs dizaines à plusieurs centaines de
kilomètres (Illustration 1).
C'est un risque local qui peut évoluer en risque continental, voire
intercontinental et/ou océanique, du fait des cendres, raz-de-marée, gaz et
pluies acides, ... (Illustration 2) aboutissant même régulièrement à des
phénomènes planétaires (fréquence décennale) : atteinte périodique de la
haute atmosphère, avec un impact notable sur le climat (baisse de plusieurs
degrés de la température mondiale pendant plusieurs années; modification des
circulations océaniques superficielles et profondes
-l.e, le phénomène
« el Nina» -J, sur la circulation et la sécurité aériennes, sur les
télécommunications.
Le pays qui le subit peut être, en même temps, exportateur de la « pollution»
(au sens de la Convention des Nations Unies de 1982), c'est-à-dire qu'il a une
certaine responsabilité internationale de la connaissance de l'aléa, de sa
surveillance et de l'information des pays voisins exposés « de son fait 1».
La politique de prévention porte ses fruits à beaucoup plus long terme
que pour les autres risques naturels : générations actuelles ne travaillent
guère pour elles mais plutôt pour les générations futures, ce qui ne prédispose
pas à une motivation politique et économique.
1Notons, à ce litre, que les services météorologiques mondiaux se sont organisés depuis les
années 1990 en un réseau international de surveillance et de suivi des cendres volcaniques
dans la haute atmosphère, destinées à l'aviation civile (envoi des prévisions à 3 jours à
l'OIAC - Organisation Internationale de l'Aviation Civile).
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FREQUENCE DE DOMMAGES HUMAINS ET MATERIELS
SELON LA DISTANCE AU POINT DE DEPART DE L'ALEA
ALEA VOLCANIQUE
àmoinsde10km
10à30km
20 à 100 km
100 à 500 km
500 à 1000 km
Gaz el pluiu acides
R
TR
Raz de marée
(Isunamis)
R
TR
Chute de cendres
Plus de
1000 km
TR
R
mels atmosphériques
TR
Coulées de pyroclastites
TR
Coulées de boue
TR
TR
Coulées de lave
Activité sismique
(et dé/oomations du sol)
Projections balistiques
(blocs)
Toujours
Très fréquent
Fréquent
Courant
Rare
Très rare
++++++
++++
+++
++
R
TR
Illustration 2· Distance d'impact sur l'environnement des principaux phénomènes volcaniques
dommageables (d'après Stieltjes, 1994)
2.3. DESEQUILIBRE NORD-SUD DES REGIONS EXPOSEES AU RISQUE
VOLCANIQUE
Les volcans connus sur Terre sont répartis de façon très inégale entre les deux
hémisphères d'une part, entre les zones intertropicales et les zones tempérées et
polaires d'autre part (Illustration 3) :
-+
16
Deux-tiers des volcans se situent dans l'hémisphère Nord et 1/3 à peine dans
l'hémisphère Sud, ce qui souligne la vulnérabilité de l'hémisphére Nord:
•
aux changements climatiques
•
aux risques de circulation aérienne.
•
aux perturbations des télécommunications hertziennes
BRGMlRp·
-FR
Projet RI8K_NAT- Approche évaluation aléa volcaniqueDocuments préparatoires, L8, -fév. 2004-
9
9O~
,=- - --
- - - - - - -- - -- ----,
N 80·
60·
40·
66% 82%
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Tropique
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10· 8
20· _
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18%
34%
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40
1
1
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1
,
, , ,
80
100
1
120
1
1
140
1
6
1 0
1
, ,
180
200 ' 220 '
,
FDLE
SJD
Illustration 3 - Répartition des volcans terrestres connus selon leur latitude (modifié d'après
Simkin and Siebert, 1994)
Celle constatation ne fait que refléter la proportion des terres émergées sur le globe.
~
La plupart des volcans actifs dangereux se po sitionnent dans la zone
intertropicale, qui est aussi la bande la plus peuplée: les risques volcaniques
y sont donc également accrus (Illustrations 3 et 4).
On peut même affiner l'observation de la zone intertropicale pour constater que la
moitié des volcans actifs de l'hémisphère Sud (16% sur les 33%) se situent dans
la bande équatoriale Sud, très étroite (O· à 10· S), dans laquelle on retrouve des
pays très peuplés et très exposés à l'activité volcanique : Indonésie Papouasie,
Caraïbes, Nouvelle Guinée, Equateur, rift Est -Africain.
8RGMlRP-53006 -FR
17
Projet RISK_NAT- Appro che évaluation aléa volcaniqueDocuments préparatoire s, LS, -fév. 2004-
20000
3 1000
4500
5500
Tro pique
161000
[6 1000
Ind onésie
Amérique Centrale
5500
Papouasie-Nvelle Guinée
3500
:::":::::2"---''---, /
Autres(10 Pays ou Régions)
2\00
Illustration 4 - Répartition géographique des victimes des éruptions volcaniques pour les 4
derniers siècles (de 1600 à aujourd'hui) (Stieltjes, 1995)
On constate sur cette représentation que prés de 90% des victimes des éruptions
volcaniques dans le monde se situent dans la zone intertropicale.
Les approches de surveillance globale (par satellite), les problémes de sécurité
aérienne et de répercussions atmosphériques et météorologiques concernent donc, en
priorité, la bande géographique située 2000 km de part et d'autre de l'équateur.
18
BRGMlRP-
-FR
Projet RISK_NAT- Approche évaluation aléa volcaniqu eDocuments préparatoires, LS, -fév. 2004-
-+
La couverture nuageuse fréquente pose des problèmes de surveillance et
de suivi de l'activité, visuels ou par télédétection.
Non seulement la majorité des volcans actifs dangereux se situent dans des zones
climatiques à forte couverture nuageuse (tropiques, équateur), mais près de 70%
culminent à plus de 1000 m d'altitude (Illustration 5), ce qui les expose à une
couverture nuageuse fréquente :
•
•
•
•
•
5% des volcans ont une altitude> 5000 m
25% des volcans ont une altitude> 3000 m
40% des volcans ont une altitude> 2000 m
68% des volcans ont une altitude> 1000 m
32% des volcans ont une altitude> 1000 m (ou sont situés sous le niveau de
la mer)
La surveillance à distance des précurseurs et de l'activité est ainsi rendue plus
problématique, de même que l'accès terrestre (généralement à pied) aux appareillages
de mesure ou d'enregistrement.
ALTITUDE
( en m )
:
5000.
4000
1
4000
f-
2000m
;
5%
1-
:600 0
O"~
séoo
3OO0mr -
:f1
4000.
i
_15 %
-25%
-32%
3000
2000
1000.-
o
: :--5%:
: - 8%
:
6000
•
r- .6000
·5000
--4000
--3000
'--
1000m
64
LI :o
1
0
,
,
100
,
,
--2000
200
,
,
1000
300
,
NOMBRE DE VOLCANS
-.... 5OOà600AcUfs
1200 Connus
Illustration 5 - Distribution des volcans mondiaux connus selon leur altitude
(d'après Simkin and Siebert, 1981, 1994)
BRGM/RP-5 3006 -FR
19
Projet RISK_NAT- Approche évaluation aléa volcaniqueDocuments préparatoires, LS, -fév. 2004-
2.4. LES PROBLEMES DE CONNAISSANCE ET DE SURVEILLANCE DES
VOLCANS ACTIFS NE SONT PAS RESOLUS
-+
Chaque année, 50 à 60 éruptions volcaniques se produisent dans le monde, en
moyenne, alors que 500 à 600 volcans sont considérés comme étant actifs.
Toutes ces éruptions ne font pas des victimes, mais quelques unes d'entre elles
sont particulièrement meurtrières et traumatisantes pour les populations proches,
pour des causes très diverses allant de l'impact direct d'une coulée de
pyroclastites, aux conséquences indirectes de la famine liée à la destruction des
cultures, du bétail, la disparition des points d'eau.
-+
Aujourd'hui, seul un petit nombre de volcans actifs (une cinquantaine sur les 600
répertoriés dans le monde) sont surveillés par des observatoires permanents
bien équipés, disposant de personnel qualifié, et ceci généralement dans des
pays développés tels l'Islande, l'Italie, le Japon, la France, les U.S.A. ...
Cette surveillance a permis, depuis une quinzaine d'années, de participer à un
développement spectaculaire de la connaissance des mécanismes éruptifs, mais
encore à leur variabilité et leur complexité pour un même édifice.
Les volcans pour lesquels on dispose à ce jour d'une carte du zonage de l'aléa
sont très peu nombreux.
-+
Un grand nombre d'édifices volcaniques potentiellement dangereux restent
encore sans surveillance. L'UNESCO a répertorié 89 "volcans à hauts risques",
répartis géographiquement comme suit:
Asie de l'Est et du Sud-Est:
Amériques + Caraïbes:
Afrique + Europe:
42
40
7
89
Mais des volcans considérés actuellement comme non dangereux, sur lesquels
on ne dispose que de peu d'informations sur la géologie, la géophysique ou sur
l'activité, peuvent ne pas figurer sur cet inventaire de l'UNESCO.
Et ceci sans compte les volcans qui ne sont pas encore identifiés comme actifs.
-+
20
La plupart des éruptions volcaniques de la dernière décennie se sont
produites sur des volcans dont l'activité n'était pas ou peu connue : El
Chichon (Mexique, 1982), Nevado dei Ruiz (Colombie, 1985), Pinatubo
(Philippines, 1991), Galeras (Colombie, 1993).
BRGM/RP-
·FR
Projet RISK_NAT- Approche évaluation aléa volcaniqueDocuments préparatoires, LS, -fév. 2004-
-+
La zone climatique tropicale et équatoriale est peu propice à
surveillance:
o
o
la
des phénomènes précurseurs des éruptions,
du suivi du déroulement des éruptions et de ces changements brutaux de
phase ou de type d'activité
car elle est génératrice de fortes couvertures nuageuses. Or la plupart des volcans
dangereux se situent dans la zone inter -tropicale qui est également la zone la plus
peuplée, donc la plus exposée aux risques.
2.5. LES CONTRAINTES ET LIMITES ACTUELLES DE LA PREVISION DU
RISQUE
Les limites actuelles de la connaissance du suivi et de la surveillance des volcans
actifs sont à la fois d'ordre technique et économique (Tabl, 1).
-+
-+
La plupart des volcans actifs se situent dans les pays en développement
(contraintes techniques et économiques), ce qui suppose:
•
un manque de moyens d'intervention, d'études, de transmission de
données, de moyens et voies de communication
•
un manque de personnel qualifié.
La couverture nuageuse est développée en temps ordinaire ce qui rend
l'observation directe et continue problématique en temps d'inactivité; elle est très
fortement accrue en période éruptive, et intensément compliquée par les
panaches de cendres et de gaz.
La majorité des volcans actifs se situent en zone intertropicale d'une part
(Illustration 3) ; d'autre part, l'altitude des volcans est supérieure à 1000 m pour
près de 70% d'entre deux (Illustration 5).
Les produits éruptifs condensent l'eau atmosphérique d'une part, et sont euxmêmes chargés en vapeur d'eau (98% des gaz).
Les panaches de cendres et de gaz, très denses, montent jusque dans la
stratosphère et parfois la troposphère.
-+
Les ondes radios sont généralement perturbées pendant les phases
éruptives.
Cela suppose des appareillages au sol indépendants des transmissions par
ondes radios.
-+
La surveillance doit être permanente et continue.
Cela suppose des appareillages enregistrant et émettant en continu ou semicontinu quelles que soient les conditions externes, la distance, l'isolement, ...
BRGM/RP-53006 -FR
21
Projet RISK_NAT- Approche évaluation aléa volcaniqueDocuments préparatoires, LS, -fév. 2004-
-+
Les moyens de prévision sont généralement limités et très insuffisamment
développés ou même inexistants. Les limites actuelles de la connaissance du
suivi et de la surveillance des volcans actifs sont à la fois d'ordre technique et
économique (Tab!. 1).
1 - La plupart des volcans actifs se situent dans les pays en
développement (contraintes techniques et économiques), ce qui suppose:
• un manque de moyens d'intervention, d'études, de transmission de
données, de moyens et voies de communication
• un manque de personnel qualifié.
2 - La surveillance doit être permanente et continue.
Cela suppose des appareillages enregistrant et émettant en continu ou semicontinu quelles que soient les conditions externes, la distance, l'isolement....
3 - Les outils de surveillance préventive sont actuellement insuffisants:
• prévision à moyen terme du réveil des volcans (quelques années) suivi
des signes précurseurs des réveils éruptifs,
• prévision à court terme de l'évolution d'une éruption en cours (quelques
heures, jours, semaines).
4 - La couverture nuageuse est développée en temps ordinaire ce qui rend
l'observation directe et continue problématique en temps d'inactivité; elle est
très fortement accrue en période éruptive, et intensément compliquée par les
panaches de cendres et de gaz.
La majorité des volcans actifs se situent en zone intertropicale d'une part
(Illustrations 3 et 4) ; d'autre part, l'altitude des volcans est supérieure à 1000 m pour
près de 70% d'entre deux (Illustration 5).
Les produits éruptifs condensent l'eau atmosphérique d'une part, et sont eux-mêmes
chargés en vapeur d'eau (98% des gaz).
Les panaches de cendres et de gaz, très denses, montent jusque dans la stratosphère
et parfois la troposphère.
5 - Les ondes radios sont généralement perturbées pendant les phases
éruptives. Cela suppose des appareillages au sol indépendants des
transmissions par ondes radios.
6 - Les approches sur l'évaluation des risques volcaniques sont peu
développées : la nature, la distribution des produits des éruptions et la
fréquence des éruptions récentes, historiques et préhistoriques de la plupart
des volcans actifs mondiaux sont généralement mal connues (manque
d'études géologiques).
L'évaluation des enjeux exposés et de leur vulnérabilité à une éruption d'un
volcan reconnu comme actif sont quasiment inexistantes (à quelques
exceptions près).
22
BRGMlRP-
-FR
Projet RISK_NAT- Approche évaluation aléa volcanique-Documents préparatoires, LS, -tév . 2004 ·
-+
Les besoins scientifiques actuels pour l'atténuation du risque volcanique
sont:
• d'établir des caries d'exposition aux aléas et aux risques sur les volcans
représentant les plus grands dangers pour l'activité humaine,
•
de développer la surveillance permanente minimale sur les volcans les plus
dangereux,
•
de pouvoir suivre le déroulement des éruptions: impacts locaux, sur la sécurité
aérienne, sur les perturbations météorologiques.
- S'affranchir
des
mauvaises
météorologiques dues:
condilions
+ à l'activité volcanique, génératrice :
• de perturbations cHmaliques
(orages, ...)
* de panaches de cendres
Télédétection
locales
+ à la zone climatique (tropicale, équatoriale)
génératrice de fortes couvertures nuageuses
+ a l'altitude (40% des volcans ontune allilude
supérieure à 2000 ml.
Télétransmission
Fréquence des observations
et/ou transmission
~
S'affranchir de la perturbation des ondes radio
pendant les éruptions (ionisation ; destruction
des émetteurs).
- Transmission en temps réel des réseaux de
mesures au sol,danstoutes conditions.
- Fréquences des passages toutes les 12 H au
maximum sur n'importe quel volcan .
- Satellites géostationnaires sur les Antilles et la
Réunion ,
- Globalement :
+ hémisphère Nord: 213 desvolcans actifs
+ zone équatoriale: de 0 à 100 S : volcans les
plus dangereux
Couverturegéographique
- Spécifiquement
européen) :
Europe
(au
Secteur
outre-rner
français
Autres
Secteurs
niveau
français
et
Caraïbes
Océan Indien
Méditerranée
(lia lie, Gréce)
Atlantique Nord
(Islande, Acores)
. Accès peu co ûteux auxdonnées,
cout
(La plupart des pays concernés par le risque
volcanique n'ont pas les moyens financiers d'une
surveillance minimale de leurs volcans actifs).
Tab/. 1· Contraintes et limites de mise en oeuvre des moyens techniques
en matière de prèvision des alèas volcaniques
BRGM/Rp·53006 ·FR
23
Projet RISK_NAT- Approche évaluation aléa volcaniqueDocuments préparatoires, LS, -fév. 2004-
2.6. POLITIQUE A LONG TERME POUR LA PREVENTION
[ A COMPLETER]
2.7. LES PROBLEMES
VOLCANIQUES
ACTUELS
DE
GESTION
DES
CRISES
[ A COMPLETER]
2.7.1. Confusion fréquente du rôle des scientifiques [A CORRIGER]
~
Lors d'une crise volcanique, on délègue fréquemment aux scientifiques, dans la
précipitation, un rôle de service public qui n'est ni dans leur vocation, ni dans leur
compétence, concernant en particulier:
o
la gestion des risques, c'est-à-dire des responsabilités liées à :
• la sécurité civile
• la mise en place de secours
• l'aménagement du territoire
qui ne sont pas dans leur domaine:
• de compétence,
• de responsabilité,
• de financement.
o
le financement de la gestion scientifique des crises : renforcement des
équipes de suivi d'une crise éruptive en personnel et en matériel: ce n'est ni
la vocation de la recherche, ni celle des crédits de recherche.
La gestion d'une crise et son financement devraient être du ressort :
• des services de la protection civile
• des services de l'aménagement du territoire
et de façon plus générale,
• de l'Etat
• des Collectivités locales.
24
BRGMlRP-
-FR
Projet RISK_NAT- Approche évaluation aléa volcaniqueDocuments préparatoires, LS, -fév. 2004-
3. Spécificités de l'approche du risque
volcanique
(PAR RAPPORT AUX AUTRES RISQUES DITS NATURELS)
3.1. SPECIFICITES DE LA GESTION D'UNE CRISE VOLCANIQUE
La gestion du risque et d'une crise volcanique est généralement complexe. Elle diffère
de celle de la plupart des autres risques naturels par plusieurs caractéristiques
spécifiques:
1 - la manifestation de signes précurseurs d'une éruption pendant des semaines,
des mois (voire des années) ;
2 - la mise e n place d'une procédure d'alerte et d'évacuation;
3 - la possibilité d'organiser l'évacuation et l'accueil des populations menacées;
4 - l'incertitude sur le type d'éruption et son amplitude avant son
déclenchement: incertitude sur dynamisme éruptif, sur la nature des produits
émis, leur direction et la distance de propagation, leur altitude dans l'atmosphère,
etc;
5 - l'incertitude sur la durée d'une éruption et son évolution sont inconnus; elle
peut durer des semaines, des mois, et souvent plusieurs années (pour les
éruptions d'arc insulaire, en particulier), ce qui implique de nombreuses
incertitudes et la gestion des réfugiés sur de très longues périodes :
réorganisations sociale, foncière, économique, politique, fonctionnelle de toute une
région;
6 - l'incertitude sur l'ampleur des phénomènes, et de ce fait sur l'évaluation des
effets préjudices à la population, des dommages aux biens, sur le degré de
perturbations dans l'organisation de la collectivité touchée;
7 - une éruption volcanique affecte tous les milieux: êtres vivants, végétation,
atmosphère, biens, constructions (alors qu'un séisme, par exemple, n'affecte de
manière directe que les constructions ancrées dans le sol).
auxquelles on peut ajouter des éléments spécifiques plutôt par leur ampleur;
8 - la déstructuration à très long terme du tissu socio - économique de toute une
région sur de très longue périodes (années, décennies) par le déplacement massif
(et souvent définitif) de population, le transfert d'activitéss, l'aménagement des
infrastructures, réeaux, lignes de vie, sources de production, ...;
9 - les réorganisations sociale, foncière, économique, politique, fonctionnelle de
toute la région touchée et, par contre coup, des régions avoisinantes
BRGMlRp·53006 -FR
25
Projet RISK_NAT- Approche évaluation aléa volcaniqueDocuments préparatoires, LS, -fév, 2004-
3.2. SPECIFICITES ET COMPLEXITE DE L'APPROCHE DE L'ALEA
VOLCANIQUE
L'approche de l'aléa volcanique est un peu plus complexe que celle de des autres
phénomènes géologiques naturels puisqu'il est constitué par sept phénomènes
volcaniques majeurs (au lieu d'un seul pour les séismes): les coulées de lave, les
coulées de « pyroclastites» (= avalanches incandescentes de cendres, blocs et gaz,
telles les nuées ardentes de la Montagne Pelée), les retombées aériennes (de
cendres, de ponces, de blocs), les gaz, les coulées de boues (ou « lahars »), les
mouvements de terrain et les raz-de-marée (ou « tsunamis »).
Ces multiples aléas peuvent provoquer la destruction partielle ou totale de toute vie
animale, de la végétation, des constructions, des véhicules, des machines et des biens
personnels, des blessures et des maladies (brûlures, intoxications, lésions aux
muqueuses, aux poumons, traumatismes, ...). Ils perturbent
souvent les
télécommunications (radio, télévision, téléphone, Internet) ainsi que le climat (orages
violents, abaissement de la température pendant des jours, voire des mois), et
menacent la sécurité des avions (arrêt des réacteurs). Ils provoquent encore des
coupures de routes et de lignes électriques, comblent des rivières, des étangs, des
lacs, font disparaître des sources.
3.3. LA MAITRISE DE LA VULNERABILITE DES ENJEUX EST UN OUTIL
ESSENTIEL DE LA GESTION DU RISQUE VOLCANIQUE
Dans la mesure où il n'est guère possible d'atténuer l'ampleur d'une éruption pour
réduire le risque (personne ne peut arrêter une coulée de lave, empêcher les
retombées de cendres ou la dispersion des gaz), les seules mesures de protection
envisageables contre les effets et impacts des phénomènes volcaniques sont les
mesures préventives à prendre avant une éruption.
Par conséquent, la réduction de la vulnérabilité des enjeux est l'outil essentiel de
la réduction du risque volcanique.
26
BRGMlRP-
-FR
Projet RISK_NAT- Approche évaluation aléa volcanique-Documents préparatoires, LS, -fév. 2004-
4. Méthodologie d'evaluation quantitative de
l'aléa volcanique (BRGM)
Jusqu'à la fin des années 1990, la plupart des démarches d'approche d'évaluation de
l'aléa volcanique utilisées dans le monde se bornaient à une qualification ou à une
semi-qualification de l'aléa, sans échelle quantitative de référence des paramètres.
4.1. PROTOCOLE
D'ANALYSE
QUANTITATIVE
VOLCANIQUE: EVALUATION, ZONAGE
DE
L'ALEA
La méthodologie nouvelle d'évaluation et de zonage de l'aléa volcanique proposée par
le BRGM, élaborée et testée à la Martinique pour les éruptions du volcan de la
Montagne Pelée, permet de quantifier l'aléa volcanique (Stieltjes et coll., 2001). Cette
quantification permet de définir clairement les limites entre les différents degrés
d'exposition du zonage (très fort, fort, modéré, faible, très faible), donc de reproduire et
comparer l'analyse de divers scénarios, puis de quantifier ensuite la vulnérabilité des
enjeux et le risque.
Le protocole d'analyse quantitative de l'aléa volcanique (évaluation puis zonage) se
compose de l'enchaînement d'une quinzaine d'étapes clés, dont l'évaluation et les
règles d'experts sont précisément définies (fig. 6 et 7).
4.2. ELEMENTS FONDAMENTAUX NOUVEAUX APPORTES PAR LA
METHODE QUANTITATIVE
Les éléments fondamentaux nouveaux de ce protocole consistent en la définition:
-
d'une période de référence,
d'éruptions passées de référence;
d'une échelle quantitative d'intensité (indices d'intensité);
d'une échelle quantitative de fréquence (indices de fréquence) ;
d' « indices d'exposition » à l'aléa volcaniques pour tout site ou zone
géographique (par le biais de matrices intensité/fréquence),. Ces indices
d'exposition permettent un zonage quantitatif de l'aléa:
+
par site géographique, c'est à dire l'affichage du degré d'exposition de
tout site à l'ensemble des phénomènes volcaniques dangereux (en
intensité et en fréquence) ;
+
par
groupe
d'éléments
constructions, atmosphère.
exposés:
population,
végétation,
4.3. CHOIX DE LA PERIODE DE REFERENCE DE L'ACTIVITE ACTUELLE
D'UN VOLCAN
La période de référence de l'activité du volcan, prise en compte pour l'évaluation des
aléas, est définie comme la durée du cycle éruptif auquel se rattache la période active
actuelle. Les événements éruptifs produits pendant cette période de référence
constitueront les événements éruptifs de référence pris en compte pour l'évaluation
BRGMlRP-53006 -FR
27
Projet RISK_NAT- Approche évaluation aléa volcaniqueDocuments préparatoires, LS, -fév. 2004-
des aléas majeurs spécifiques attendus (voir Illustrations 6 et 8), ainsi que pour les
scénarios éruptifs prospectifs (pour l'évaluation du risque).
4.4.
DEFINITION ET SELECTION DES ERUPTIONS
REFERENCE
PASSEES DE
Les éruptions de référence, représentatives de l'activité volcanique au cours de la
période de référence, sont sélectionnées à partir de différents critères:
le type éruptif (exemple: phréatique, plinien ,péléen, etc);
le dynamisme éruptif: puissance ou « force» (magnitude) d'une éruption (qui
conditionnera largement ses conséquences en terme d'intensité, c'est-à-dire de
l'impact des divers phénomènes volcaniques sur des éléments exposés).
Etape d'approche
Elaboratlon, tâches:
Documents, produits:
cœntctents
qusuncatco el quantification desalfas
d'expœltton
t-
descrlpllrs
Choix de la période de
référence deI'acttvnê du
volcan
classification
marnees
,.
Inveutalre des éruptions
passées
Tableau descripllf
3·
des lntensltês :
L - - - - - - - 1 Sèlectlon des éruptions
passées
erftln!
dommages des
représentatives
phènomênes
sur lu dlven
mltleur
5-
Dêfinltlondes
processuset modes
d'endommagement
4Définitiondes phénomènes
vclcaulques menaçants
+
de leur période de retour
(aléas spécifiquesattendus)
...
6-
Dêûnlüon des Intensités :
effetset dommagesde chaque
neSUTc
milleu
...
1tllilIJU
g,
L - - - - - - - - - f onstmetlonde rnetrt
"intenslté xfrëquence"
ur cha ue aléa
9.
.~
.
fi
Définitiondes Indices -----..
d'exposition aux éruptions
~Fœ
n
---fI>-
n
Illustration 6 - Démarche méthodologique d'évaluation de l'aléa volcanique: organigramme
des tëcnes (d'après Stieltjes and coll., 2001)
28
BRGMlRP-
-FR
Projet RISK_NAT- Approche évaluation aléa volcaniqueDocuments préparatoires, LS, -fév. 2004-
Etape
,
:
Elaboration, tâches:
d'approche:
Documents d'aide à la décision:
zonage de l'endommagement pctentlel
d'une région donnée pour une période donnée
,,
,,
,,,
cartes de zonage
dfgri d'npoillioll pOUnlidle
de'! p,hdpau grOllpHd'lUmenl' e.pO-S&
(pertH P?'flltldlnl
d.o:ngrrpoltnliil
par zoee
.k)".
·Pl~<'C\.!.>l;'<>
• ...lOmbl..
U",""".
1Dl!finltlondes
paramêtres d'évaluation
_'u
de chaque phênœnêne
l'olcan/que menaçant
alta
i
e
zCartographie de l'ulemlon
de chaquealéa spëctûque
par nlwau d'tetensltè
=zonage
upnrmidM des
OUlU1pldftf'us
\
""=:::'::::--
.~
..."",,-
i'g7<H1jlmWrlûS
IIlhJ~ftq/ln
J=1.. <ffe'"'
....,.""""-~
d
'~'b"a"
a;=b
'''JIimi!drr.
a-
Superposition des sept
cartesde zonage
desalhJ spêctnques
...
Regroupement d'aléas sp«lnQUe5
dont l'lmpa.ct
' - - - - - - - - - - - - 1 sur un même gmupe d'ètëmems
I----'------~
exposéssont équh~rents
(JlOplllltloll, rOBlll1IctloU.
lfgEtlllklll, pn1nblltloll dt:! Oldes)
Illustration 7 - Organigramme des tâches pour les deux modes de zonage de l'aléa
volcanique .. a) par site géographique (zonage classique) ; b) par groupe d'éléments exposés
(nouveau mode de zonage) [d'après Stieltjes et colt., 2001J.
4.4.1.
Problématique, limites et définition de concepts
d'évaluation des éruptions passées de référence
4.4.1.1.
nouveaux
Paramètres scientifiques classiques de caractérisation
d'une éruption
Une éruption volcanique se caractérise, elle, par plusieurs paramètres intrinsèques
principaux (explosivité, magnitude, intensité, violence -Walker, 1980-) qu'il est souvent
difficile de mesurer et donc de comparer d'une éruption à l'autre sur un même volcan.
Comme il n'est pas possible de reconstituer, pour les éruptions passées, leur magnitude
en terme d'énergie dégagée ou de hauteur du panache, on se base sur des évaluations
indirectes (car effectuées a posteriori), telles que les épaisseurs des dépôts accumulés
autour du volcan.
BRGM/RP-53006 -FR
29
Projet RISK_NAT- Approche évaluation aléa volcaniqueDocuments préparatoires, LS, -tév. 2004-
4.4.1.2.
Problèmes d'évaluation et de mesure de la force d'une
éruption
Pour les éruptions volcaniques, il est pratiquement impossible d'établir des échelles de
mesure fiables de la puissance ou la « force » d'une éruption sur une base de mesures
instrumentales, équivalentes aux échelles de magnitude des séismes.
La magnitude d'une éruption se définit par l'énergie libérée, évaluée par défaut par le
volume de matiére émise (Walker, 1980). On considére généralement qu'à ce volume
est associé une certaine quantité de gaz qui confére à l'éruption son « explosivité ».
Cette dernière s'évalue par défaut par la hauteur du panache, la dispersion des
projections pour les éruptions explosives (types arc insulaire, par exemple), mais aussi
la durée de l'éruption.
Mais quel paramètre mesurable sur le terrain faut-il choisir pour déterminer l'éruption « la
plus forte»? Retiendra-t-on les épaisseurs maximales absolues de cendres? Les
épaisseurs moyennes à une certaine distance du cratère? La superficie totale affectée
par le volcan? Ou encore l'impact - en quantité, en superficie - des coulées de lave ou de
pyroclastites sur l'environnement, les installations humaines? En effet plusieurs éruptions
passées peuvent présenter une intensité maximale (en terme de dommages) pour l'un ou
l'autre de ces critères.
La seule échelle d'estimation de la puissance ou de la magnitude d'une éruption,
établie à partir de 1'« indice d'explosivité volcanique» (VEI) se fonde sur des
observations ou mesures indirectes de quelques caractéristiques éruptives: le volume
de matière émise et la hauteur de la colonne éruptive dans l'atmosphère (Newhall and
Self, 1982).
4.4.1.3. Notion d' »Eruptions les plus fortes connues (EPFC))
Pour les définir, on est confronté à des problèmes plus complexes et plus délicats
qu'en sismologie dans la mesure où les phénomènes volcaniques ont un impact direct
sur tous les milieux (population, faune, flore, atmosphère, constructions) et non sur un
seul (constructions). Nous proposons ici de retenir le critère suivant pour définir la (ou
les) EPFC:
« Les Eruptions les Plus Fortes Connues (EPFC) sont les éruptions survenues durant
la période de référence, dont les effets provoquent une destruction du bâti sub-totale à
totale (supérieure à 80 %) sur la plus grande surface, tels:
les coulées et intrusions de lave;
les coulées de pyroclastites : nuées ardentes, coulées de ponce et / ou
de blocs, déferlantes basales, ... ;
les retombées aériennes: chutes de blocs, chutes de cendres
supérieures à 1,50 m;
les lahars d'épaisseur supérieure à 1 m ;
les mouvements de terrain de grande ampleur: effondrements
sectoriels de l'édifice, avalanches de débris;
les tsunamis d'amplitude supérieure à 2 m ».
30
BRGM/RP-
-FR
Projet RISK_NAT- Approche évaluation aléa volcaniqueDocuments préparatoires, lS, -fév. 2004
Eruptions Maximales
Possibles
(EMP)
Eruptions tes Plus
Fortes Connues
(EPFC)
Période
de référence
Séleetiou des Eruptions
Futures Crédibles (EFC)
Sélection des Eruptions
Futures Maximales
Crédibles (EFMC)
I-_~
Définition du
« scénario éruptif
de oréceutlon })
Probabilité
d'occurrence
des phénomènes
Aléas spécifiques
majeurs indirects
Illustration 8 - Méthodologie d'approche de l'évaluation des atéas volcaniques spécifiques
(phénoménes volcaniques menaçants),
(d'aprés Stieltjes et coll., 2001)
Devant cette lacune de critères objectifs permettant de définir la « force» d'une éruption
par des paramètres quantitatifs mesurables, nous avons proposé l'introduction d'une
méthodologie d'approche basée sur l'impact destructif sur leur environnement, à l'instar
des démarches réalisées pour les séismes (Stieltjes, 1996), en définissant (fig.6 et 8) :
les
les
les
les
éruptions
éruptions
éruptions
éruptions
BRGM/RP-
-FR
les plus fortes connues (EPFC),
maximales possibles (EMP),
futures crédibles (EFC),
futures maximales crédibles (EFMC),
31
Projet RISK_NAT- Approche évaluation aléa volcaniqueDocuments préparatoires, LS, -fév, 2004-
les aléas spécifiques attendus (ASA).
Pourtant, cette adaptation au domaine volcanique d'un concept utilisé pour les séismes, si
elle est intéressante dans son principe, n'est pas d'une manipulation simple. En effet, ces
diverses classes d'éruptions manipulent des concepts mécanistes et probabilistes très
différents de ceux des séismes: en aucun cas, on ne peut donc envisager une
transposition directe des concepts de la sismologie à la volcanologie.
Par contre, il n'existe pas l'équivalent des échelles d'intensité de l'impact d'une éruption sur
l'environnement humain comme en sismologie (échelle MSK, par exemple). Par ailleurs, il
convient de distinguer l'intensité intrinsèque d'une éruption (définie par défaut en
volcanologie comme le débit de magma -Walker, 1980-) et son intensité en terme de
risque, c'est-à-dire son impact sur l'environnement, à savoir l'intensité des effets et
dommages potentiels qu'elle peut produire sur les éléments exposés. Or il n'y a pas
nécessairement une relation directe entre les deux.
4.4.1.4.
Notion d' ((Éruptionsmaximales possibles (EMP))
La définition des éruptions maximales possibles (EMP) se réfère aux éruptions de
magnitude maximale qui se sont produites sur des volcans terrestres situés dans un
contexte géodynamique semblable, et qui pourraient se produire sur le volcan étudié.
Cette analyse considère alors des éruptions dont la magnitude (= volume de matière
émise) ou l'intensité (= débit de magma) sont d'un ordre de grandeur supérieur à celles
des éruptions les plus fortes connues (EPFC) sur le volcan considéré. Statistiquement,
leur probabilité d'occurrence peut être d'un ordre de grandeur supérieur aux EPFC,
c'est-à-dire d'un facteur 10 supérieur (Stieltjes, 1996).
La prise en compte d'une EMP de fréquence d'occurrence supérieure à la période de
retour la plus faible de la période de référence, peut alors conduire à ne pas considérer
les EMP pour l'approche de la vulnérabilité aux phénomènes volcaniques.
4.4.1.5.
Notion d' ((Éruptions futures crédibles (EFC) »
Les éruptions futures crédibles (EFC) englobent tous les types d'activité éruptive
connus de la période de référence pour le comportement à court terme du volcan
(Stieltjes, 1996), auxquelles s'ajoutent les éruptions de type non connu ou reconnu sur
le volcan (Illustration 5).
4.4.1.6.
Notion d' ((Éruptions
(EFMC) »
futures
maximales
crédibles
On considère que les éruptions les plus fortes connues (EPFC) de chaque type
d'éruptions futures crédibles peuvent se reproduire sous les mêmes formes. Leurs
fréquences d'occurrence seront donc celles des éruptions les plus fortes connues
(EPFC). Elles servent d'ailleurs de base pour la définition du scénario éruptif de
précaution (Illustration 5). C'est donc sur la base de ces trois types d'éruptions de
référence que vont être établies les cartes d'aléas.
32
BRGMlRP-
-FR
Projet RISK_NAT- Approche évaluation aléa volcanique-Documents préparatoires, LS, -fév. 2004
4.4.2. Notion de scénario éruptif de précaution
Il synthétise l'ensemble des « éruptions futures maximales crédibles » (EFMC) définies
pour la période de référence (16 000 ans BP à aujourd'hui).
Il permet d'élaborer les mesures de protection et de prévention de la population:
alerte, évacuation, accueil.
C'est le scénario maximal possible qui a été choisi par la Préfecture, et donc qui a été
utilisé dans cette étude pour les différentes approches et présentations des niveaux de
danger potentiel maximal de la population, des niveaux d'endommagement potentiel
maximal, des bâtiments et infrastructures, de la végétation et des espaces naturels.
4.5.
METHODE DE DEQUANTIFICATION DE L'INTENSITE DE L'ALÉA
VOLCANIQUE: PROPOSITION D'UNE ECHELLE D'INTENSITE
EXPERIMENTALE
4.5.1. Problématique et difficultés de quantification
des phénomènes naturels: cas général
de
l'intensité
Dans l'approche des risques naturels, on considère que l'intensité exprime les
dommages d'un événement naturel sur les milieux environnants: population, biens et
constructions, milieu naturel, ... L'intensité, définies sous cette forme, est à la fois l'un
des paramètres fondamentaux de l'aléa et de la vulnérabilité, et par conséquent du
risque.
Dans ce contexte, la quantification de l'intensité s'établit selon une échelle de référence,
spécifique à chaque phénomène naturel. La difficulté majeure d'établissement d'une
telle échelle est de disposer d'un élément exposé de référence représentatif, c'est-àdire dont l'endommagement est proportionnel à la magnitude du phénomène
(observée, évaluée ou mesurée). Ce problème a été rapidement résolu pour le cas
particulier de séismes, car leurs effets directs ou induits ne concernent qu'un seul
rnilieu : les constructions. En effet, le milieu vivant (personnes, animaux, plantes) reste
globalement très peu sensible, de manière directe, à un train d'ondes sismiques Ainsi,
à ce jour, parmi l'ensemble des phénomènes naturels dangereux, seule l'intensité
macrosisrnique a fait l'objet d'élaboration d'échelles de classification internationales, dont
les plus courantes et les plus connues sont l'échelle MM (Mercalli modifiée) et l'échelle
M8K (Medvedev-8ponheuer-Karnik), établies à partir des analyses en retour de l'impact
sur les constructions de nombreux séismes à travers le monde depuis des décennies.
La plupart des autres phénomènes naturels dangereux autres que les séismes
(inondations, mouvements de terrain, cyclones, avalanches, feux de forêt, éruptions
volcaniques, ...) ont, par contre, des impacts d'ampleur très variable sur la plupart des
milieux environnants et non pas uniquement sur le milieu construit. Or les dommages
que provoque un même phénomène varient très largement selon l'élément exposé
concerné.
BRGMlRP-
-FR
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Projet RISK_NAT- Approche évaluation aléa volcaniqueDocuments préparatoires, LS, -tév. 2004-
Exemple: une inondation de courie durée, d'une amplitude de 10 cm, endommage à
environ 100 % des cultures merotcnères, alors que son endommagement sur
un verger, un bâtiment en béton, ou une personne est quasi nul. La
magnitude du phénomène est la même (hauteur d'eau); son intensité
(dommages sur les personnes et les biens) varie de 0 à 100 %.
4.5.2. Problèmes spécifiques d'évaluation de
volcanique
l'intensité de l'aléa
Evaluer l'intensité de l'aléa volcanique global nécessite donc au préalable d'évaluer
l'intensité de chacun des sept phénomènes dangereux attendus pouvant se produire
au cours d'une même éruption.
Or la nature des phénomènes volcaniques est extrêmement diverse: elle varie d'une
coulée de lave qui arase et ensevelit tout sur son trajet, mais dont la vitesse et
l'extension sont limités, jusqu'à des cendres dont l'épaisseur des dépôts varie de
plusieurs mètres à quelques millimètres (mais qui peuvent être projetées jusque dans
la stratosphère et circuler tout autour du globe), en passant par des vagues de
tsunamis n'affectant que les zones littorales ou par la dispersion de gaz dont les effets
corrosifs ou nocifs sont très mal connus.
Quantifier l'intensité d'une éruption volcanique nécessite donc de qualifier et de
hiérarchiser au préalable:
l'ensemble des processus d'endommagement liès à chacun des phénomènes
volcanique possibles;
les principaux effets dommageables ou perturbateurs;
les dommages et les effets des phénomènes sur les principaux groupes
d'éléments exposés: population, faune et flore, constructions, atmosphère.
C'est une opération longue et délicate, basée sur l'exploitation des retours
d'expériences sur les éruptions passées. Or, ceux-ci sont peu nombreux, disparates et
statistiquement insuffisantes: cet outil essentiel d'évaluation de l'intensité des
phénomènes éruptifs (et par conséquent, ultérieurement, de la vulnérabilité puis du
risque) fait donc gravement défaut et rend l'évaluation quantitative difficile.
Ainsi, l'intensité de l'aléa volcanique n'est pas unique, mais varie selon l'occurrence
des différents phénomènes attendus sur chaque volcan pour chaque type d'éruption
(Stieltjes et al, 1998). Le problème devient donc assez complexe puisqu'il est multiplié
par le nombre de phénomènes produits par chaque volcan, pour chaque type et
chaque dynamisme éruptif.
Les difficultés essentielles d'évaluation quantitative globale de l'intensité de l'aléa
volcanique viennent de la contrainte de faire simultanément deux amalgames:
l'amalgame de l'ensemble des sept phénomènes dommageables majeurs (fig.4). Or
leur nature, leurs processus d'endommagement et leurs effets sont extrêmement
divers et variables;
34
BRGM/RP-
-FR
Projet RISK_NAT- Approche évaluation aléa volcaniqueDocuments préparatoires, LS, -fév, 2004
- l'amalgamede l'ensemble des éléments exposés de tous les milieux sensibles (naturel
et vivant; construit). Or leur susceptibilité à l'endommagement (vulnérabilité) de
chacun est, elle aussi, extrêmement variable selon les phénomènes volcaniques
atteignant la zone, la région ou le site où ils se trouvent.
De toute évidence, ces deux hypothèses sont totalement irréalistes. Devant une telle
impasse, il convient d'essayer de proposer des solutions admissibles permettant de
contourner ces difficultés.
4.5.3. Etapes méthodologiques de définition et de quantification de
l'intensité de l'aléa volcanique global; Règles d'expert (BRGM)
4.5.3.1.
Principe de la méthode
Deux étapes ont été proposées et utilisées par le BRGM pour contourner les difficultés
de quantification de l'intensité des aléas spécifiques d'abord, puis de l'aléa volcanique
global 5Stieltjes et coll., 2001) :
utiliser un élément exposé de référence (ou un groupe d'éléments = « milieu »)
qui puisse représenter, de manière globale plus ou moins satisfaisante,
l'endommagement de l'ensemble des éléments exposés de tous les milieux dans
une même échelle d'intensité quantifiée.
Le milieu de référence qui a été choisi est l'habitat global (Stieltjes et al, 1998), dans la
mesure où il est le plus représentatif de la présence et de l'importance de l'activité
humaine d'une région: densité des constructions et des infrastructures, densité de
biens, densité d'activités sociales, fonctionnelles et économiques (agricoles,
artisanales, industrielles, touristiques) ;
- regrouper les phénomènes volcaniques provoquant le même degré de
dommages au sein d'un groupe d'éléments exposés dans des matrices
d'endommagement potentiel (une matrice par groupe d'éléments exposés).
Cinq groupes d'éléments exposés ont été identifiés: la population, la végétation, les
constructions de surface, les constructions enterrées, l'atmosphère.
La méthodologie proposée pour évaluer de l'intensité de l'aléa volcanique lié à une
éruption, peut être schématisée dans un organigramme simplifié (Illustration 6).
BRGMlRP-
-FR
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Projet RISK_NAT- Approche évaluation aléa volcaniqueDocuments préparatoires, LS, -fév, 2004-
hld}'~e
€n7e~,.
Matricesd'endommagement qualitatif et semi-quaititaif
de chaqueëëmeneexposé chaquephénomène volcanique
d'bupiekl
T~
Qualificationde
1'~tensitéreIaUve
des phênurnènes
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phénomènes (aléas spécifiques)
1
1
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il
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Intensité: analyse des
effets et dommages
arx phénomènes sur
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Qualification de
l'intensité des
aléas spécifiques
attendus
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Types
d'endommagement:
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l'Intensité des
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attendus
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Matrices d'endommagement
qumtitatifde chèqueéliment
exposé à chaque aléaspécifique
(ou phénomène d<:rlgereux)
Définition d'un élément
exposéde référence :
le bâti global
~d",)\
d~x~nw
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(intensités des phénomènes
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Apodes
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Illustration 9 -Schéma méthodologique d'évaluation de l'intensité de l'aléa volcanique global lié
à une éruption (d'après Stieltjes et coll., 2001)
4.5.3.2. Définition des règles d'experts utilisées pour l'échelle
d'intensité
En règle générale, lors de l'évaluation qualitative de l'intensité, les experts proposent
globalement (tous phénomènes confondus) une échelle de niveaux d'intensité
qualitative et semi-quantitative, pour laquelle on utilise généralement 4 à 5 niveaux:
10
Il
12
la
14
très faible à nulle
faible
modérée
élevée
très élevée.
Les qualificatifs utilisés (très élevé, élevé, ...) pour ces niveaux d'intensité sont liés à
l'appréciation de celui qui les évalue. Cette appréciation peut varier grandement d'un
expert à l'autre dans la mesure où elle ne réfère à aucun critère d'évaluation fixe,
facilement quantifiable. Les limites qualitatives entre les différents niveaux
36
BRGMlRP-
-FR
Projet RISK_NAT- Approche évaluation aléa volcaniqueDocuments préparatoires, LS, -fév, 2004
d'intensité, utilisées dans le zonage qualitatif de l'aléa, sont donc subjectives, d'où
la nécessité de définir les règles d'expert utilisées pour séparer les zones.
Cette échelle d'intensité relative permet toutefois de constituer la trame des matrices
d'endommagement (corporelle, structurelle, fonctionnelle).
4.5.4.
Proposition d'une échelle générale quantitative des intensités de
l'aléa volcanique global: cas général
La grille quantitative de référence de l'intensité proposée (Stieltjes et al, 1998), reprend
le découpage qualitatif de l'intensité analysée en détail auquel a été adjointe une
évaluation quantitative de chaque niveau d'endommagement basée sur un élément de
référence: l'ensemble de l'habitat (Tabl, 2).
son intérêt est de proposer la définition de limites objectives précises quantifiées
entre les 5 niveaux d'intensité, afin de disposer d'une base de référence
homogène: échelle d'intensité quantitative utilisable pour toute éruption volcanique;
son objectif est de pouvoir:
•
caractériser l'aléa volcanique puis la vulnérabilité des enjeux aux éruptions
(analyse de l'évolution des dommages avec la gravité des phénomènes),
•
ébaucher une classification relative de l'intensité des phénomènes (zonage de
l'aléa) ;
sa finalité est de pouvoir évaluer le risque, comparer l'intensité globale de
plusieurs éruptions, c'est-à-dire les dommages possibles pour différents scénarios
éruptifs, et simuler divers scénarios de crise.
Un exemple d'application proposé pour la Martinique (Tabl, 3) permet de définir l'indice
d'intensité utilisé dans les matrices d'exposition d'un site aux aléas spécifiques
(matrices « intensité x fréquence ») puis pour les cartes de zonage de l'aléa.
NIVEAU
D'INTENSITÉ
QUALIFICATION
RÈGLES D'EXPERTISE
UTILISÉES:
NIVEAU
D'ENDOMMAGEMENT
(référence = habitat
alaball
phénomènes volcaniques
déclencheurs
~
la
TRÉS FAIBLE
A
::>:5%
de destruction
~
NUL
=>
=>
1,
FAIBLE
5 à 10%
de destruction
BRGM/RP-
-FR
TYPES DE DOMMAGES
PRODUITS
(exemples)
~
=>
pas de danger pour les
populations; gène passagère,
dégét peu important pour
J'agriculture (plantes prés du
sol),
corrosion légère occasionnelle
~
retombées de cendres < 1 cm
gaz diffus, pluies acides
pas de danger réel pour les
populations
dégéts éventuellement notables - dépôts de cendres, ponces,
pour J'agriculture, le bétail, ...
lapillis de faible épaisseur « 20
corrosion, abrasfon des engins
cm)
mécaniques,
outillages
et • gaz, pluies acides
installationsindustrielles, ...
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Projet RISK_NAT- Approche évaluation aléa volcaniqueDocuments préparatoires, LS, -fév, 2004-
-
10à 50 %
de destruction
MOYENNE
12
=>
=>
=>
ÉLEVÉE
13
50 à 80 %
de destruction
=>
bordures (ou limites) d'une
coulée de pyroclasutes
nuisances
graves
aux - retombées de cendres, de
infrastructures
petits blocs ponceux (épaisseur
population
moyennement
importante,
jusqu'à
1mexposée
volcans explosifs
- retombée de cheveux de Pelévolcans effusifs eunoin- et/ou
gaz
- panaches/toxiques
destruction
partielle
des
infrastructures
danger important pour les
populations
qui
peuvent
toutefois échapper à la mort si
elles sont bien protégées: relief
important, mur, cave, toit
résistant, ...
- ...
- zones
-
TRÉS ÉLEVÉE
l,
;::.;80%
de destruction
=>
destruction totale
:
vivants,
végétation
infrastructures
êtres
et
-
latérales d'une coulée
de pyroclastites
effet thermique
effet de souffle (onde de choc)
dépôts épais de cendres,
lapillls, ponces, (plus de 1 m)
coulée de lave
coulée de boue
coulée de pyroclastites
(trajectoire principale)
balayage ou enfouissement
sous des laves, des cendres,
des ponces, des blocs, de la
boue
effetde souffle puissant
(onde de choc)
effetthermique puissant
L'intensité des phénomènes volcaniques est ici expnmee en terme d'endommagement sur le milieu
construit, et non en terme de magnitude de l'éruption. Il s'agit donc d'une « intensité relative » (effets sur
l'environnement et les activités humaines) et non d'une « intensité absolue» de l'éruption.
Tabl. 2 - Échelle d'intensité de l'aléa volcanique global. Proposition de quantification des
niveaux d'intensité des phénomènes volcaniques sur tout type de volcan
(d'après Stieltjes, 1997)
CLASSE
D'INTENSITÉ
QUALIFICATION
DE L'INTENSITÉ
DE L'ALÉA
INDICE UTILISÉ
POUR LES
MATRICES
« INTENSITÉ
FRÉQUENCE»
(100El)
DEGRÉ
D'ENDOJ\Ii\IAGRMENT
(RÉFÉRENCE: HABITAT
GLOBAL)
ÉQUIVALEA'IT
NUMf;IlIQUE
(El)
0,05
5
0,1
10
._-
-_._~~--"'~-
10
TRÉS FAIBLE
À NULLE
<5%
d'endommagement
Il
FAIBLE
5à 10%
d'endommagement
~.
12
MODÉRÉE
de10à50%
d'endommagement
0,5
50
13
ÉLEVÉE
de50à80%
d'endommagement
0,8
80
14
TRÉS ÉLEVÉE
de80à 100%
d'endommagement
1
-
100
Tabl. 3 - Exemple d'échelle quentitetive des degrés o'lntenslté des aléas votceniques
spécifiques utilisée pour le zonage des aléas à la Montagne Pelée, Martinique,
(d'après Stieltjes et et., 1998)
38
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Projet RISK_NAT- Approche évaluation aléa volcaniqueDocuments préparatoires, LS, -tév. 2004
4.6. METHODE DE QUANTIFICATION DE LA FRÉQUENCE DES
PHÉNOMÈNES VOLCANIQUES MENAÇANTS: PROPOSITION D'UNE
ECHELLE DE FREQUENCE DE REFERENCE
L'évaluation de la fréquence des phénomènes volcaniques menaçants (ou
phénomènes dangereux attendus), passe au préalable par l'évaluation de deux types
de fréquence:
- la fréquence des éruptions d'un volcan (ou période de retour),
- la fréquence des principaux types ou dynamismes éruptifs connus sur ce volcan
(période de retour),
fondées sur un très important travail classique de reconnaissance géologique de
terrain, de cartographie, de datations absolues des événements éruptifs connus,
d'analyse des mécanismes et dynamismes éruptifs (Illustration 7).
Analyse des
types et
dynamismes
éruptifs
Erupllon
péléenne
Eruption
pllnlenne
Eruption mixte
Hienne·pllnlenne
ete.
possibles
Analyse des
phénomènes
dangereux
possibles
n
id
Analyse de la
probabilité
d'occurrence
des phénomènes
dangereux
'-----------,---------------1
f-----+
Lv-rave : Py-pyroelastites ; ge-retcmbëes atriennes; Gz~Gaz ; Lh~labar; Mv=mOll'"emenlsde teltain
Ts=tsunami ;Es=Efret de seuffle ; Ce-cendres dans l'atmosphhe; Pa=pluiu acides
(~tvf.-faible
ampleur, Mvge graüde ampleur;
Illustration 10 - Schéma méthodologique de l'évaluation de la fréquence des phénomènes
volcaniques dangereux attendus (cas général).
(d'après Stieltjes et coll., 2001)
La quantification des fréquences des éruptions en fonction de la période de passe par
l'élaboration d'une grille de référence quantitative simple pour tout type éruptif, pour
tout volcan basé sur plusieurs classes de fréquence: FO à F6 (Tabl. 4). Il convient
bien évidemment d'adapter ensuite cette grille à la période de référence propre à
l'activité historique et préhistorique de chaque volcan, d'établir une échelle quantitative
de fréquence qui sera appliquée à chacun des 7 principaux types de phénomènes
menaçants sera prise en compte dans les matrices d'exposition aux éruptions
(matrices « intensité x fréquence»), dont les indices d'exposition seront utilisés dans
les cartes d'aléas (Tabl. 5).
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CLASSE
QUALIFICATION DE
PÉRIODE
DE FRÉQUENCE
LA FRÉQUENCE
DE RETOUR
DE L'ALÉA
DE L'ACTIVITÉ
POSSIBLE
FO
extrêmement faible à supérieure
à
nulle
décamillennale
très faible à nulle
décamillennale
F1
QUANTIFICATION
DE LA FRÉQUENCE
DE L'ALÉA
10-5, 10- 6
10- 4
F2
faible
millennale
10- 3
F3
moyenne
cinq centennale
2.10- 3
F4
élevée
centennale
10- 2
F5
très élevé
cinquantennale
2.10-2
F6
permanent à
sub-permanent
annuelle
à décennale
1 à 10- 1
Tabl. 4 - Proposition d'une grille de fréquence des phénomènes volcaniques menaçants,
préliminaire à l'établissement d'une échelle de fréquence (d'après Stieltjes, 1997).
Bien que la grille de référence de la fréquence des éruptions d'un volcan soit
proposée pour être applicable à tout volcan, il est nécessaire de l'adapter à chaque
volcan, en fonction des spécificités de son activité éruptive passée.
4.7. METHODE DE
QUANTIFICATION DE L'ALÉA VOLCANIQUE:
DEFINITION D'UN INDICE D'EXPOSITION D'UN SITE AUX
PHENOMENES VOLCANIQUES
Nous proposons de quantifier l'aléa volcanique par le biais d'un « indice d'exposition»,
défini
par la combinaison des indices d'intensité et de fréquence de chaque
phénomène (Tabl, 2 et 4) au sein de matrices d'exposition d'un site ou d'une zone
(Illustration 8). Sur la base de cette matrice, il devient ainsi possible d'évaluer chaque
phénomène menaçant de manière quantitative. Ces indices sont utilisés dans les
cartes de zonage de l'aléa pour quantifier le degré d'exposition de chaque zone à
l'ensemble des phénomènes volcaniques.
Par ailleurs, l'utilisation des indices d'exposition « intensité'fréquence » permet de
hiérarchiser les menaces relatives que représente chaque phénomène volcanique, des
plus fortes aux moins fortes (Illustration 9).
40
BRGMlRP-
-FR
Projet RISK_NAT- Approche évaluation aléa volcaniqueDocuments préparatoires, LS, -fév. 2004
5.
methodologie de zonage quantitatif
de l'alea volcanique
La représentation cartographique des zones d'égale intensité (pour chaque période de
retour) de chacun des sept aléas volcaniques spécifiques majeurs proposée
(Illustrations 7 et 10) permet d'obtenir un zonage du degré d'exposition de tout site à
l'ensemble des phénomènes volcaniques menaçants, c'est-à-dire un zonage de l'aléa.
Rappelons que le zonage de chacun des sept principaux types de phénomènes
volcaniques menaçants (ou sept aléas volcaniques spécifiques) consiste à délimiter
l'extension géographique de chaque degré d'intensité de chacun des sept
phénomènes, pour une période de retour donnée (fréquence) sur la base des
échelles d'intensité et de fréquence, pour une période de référence donnée
(Illustration 10). Ainsi, tout point situé à l'intérieur d'une même zone présentera le
même degré d'exposition à un phénomène volcanique : il sera soumis a priori à la
même intensité de ce phénomène et à la même période de retour (fréquence).
5.1. DIVERS MODES DE REPRESENTATION DU ZONAGE DE L'ALEA
Zonage des aléas spécifiques (phénomènes volcaniques menaçants)
Le zonage de chaque aléa volcanique spécifique peut s'effectuer, pour la période de
référence fixée, sur la base d'une échelle d'intensité à 5 niveaux maximum (cf. tabl. 2
et 3) et peut se représenter sous deux modes différents (voir Illustration 10) :
soit par période de retour de l'aléa spécifique (de cinquantennale à centennale
jusqu'à plus de décamillennale - cf. Illustration 11) chaque carte de zonage affiche
alors:
l'extension
]
de l'aléa
l'intensité
soit pour la période actuelle (Illustrations 12 et 13) ; chaque carte de zonage
affiche alors:
l'extension
l'intensité
la période de retour
]
de l'aléa
5.2. ZONAGE CLASSIQUE QUANTIFIE DE
GLOBAL: PAR SITE GEOGRAPHIQUE
L'ALEA
VOLCANIQUE
Le zonage de l'aléa volcanique s'effectue classiquement par la superposition de
l'ensemble des cartes de zonage des aléas spécifiques (voir Illustration 7). Il permet de
visualiser l'exposition de tout site géographique à l'ensemble des phénomènes volcaniques
attendus.
BRGMlRP-
-FR
43
Projet RISK_NAT· Approche évaluation aléa volcaniqueDocuments préparatoires, lS, -fév. 2004·
La quantification de l'aléa volcanique dans sa globalité a été effectuée par le biais des
indices d'exposition à chaque aléa spécifique dont on a fait la somme (Illustration 11),
puis que l'on a regroupé en 5 classes d'exposition (Illustration 12). Nous disposons
ainsi d'une représentation objective des zones les plus exposées aux effets d'une
éruption volcanique, tenant compte à la fois de l'intensité des phénomènes volcaniques
et de leur fréquence sur tout site donné.
5.3. NOUVELLE FORME DE ZONAGE QUANTITATIF PROPOSEE: POUR
UN GROUPE D'ELEMENTS EXPOSES (PASSAGE AU ZONAGE DE LA
VULNERABILITE)
Les cartes classiques de zonage géographique de l'aléa volcanique global,
directement issues de la connaissance scientifique, ne sont généralement que peu
opérationnelles pour une utilisation directe par les services administratifs ou techniques
(Ëtat, territoriaux, locaux, entreprises publiques ou privées), de même que pour la
préparation de l'alerte et des secours, pour la gestion de la crise, pour la maintenance
fonctionnelle des principales lignes de vie de la région, pour l'évaluation des
dommages possibles.
Nous avons alors choisi de faire évoluer les cartes classiques de zonage géographique
de l'intensité globale de l'aléa en cartes de zonage de l'intensité de l'aléa volcanique
par grand type d'éléments exposés (voir Illustration 7) : population, constructions (de
surface, enterrées), végétation, atmosphère.
L'affichage de la fonction « aléa» ne se fait plus dans ce cas, soit phénomène par
phénomène, soit par l'aléa volcanique global mais par regroupement des aléas
spécifiques dont l'impact (degré d'endommagement) est équivalent sur un groupe
d'éléments exposés : destruction totale, endommagement à 50 %, endommagement à
10 %, ..., effectués dans les matrices d'endommagement.
Ce choix de principe amène ainsi à proposer la réalisation d'une carte d'exposition
potentielle pour chaque grand type d'éléments exposés (Illustrations 14 à 18), et
nécessitent de détailler les règles d'expertise utilisées: magnitude des phénomènes,
taux d'endommagement.
Il est intéressant de noter que, par leur mode de construction, ces cartes d'aléa
volcanique par enjeux vont afficher directement le degré d'endommagement d'un
milieu, c'est-à-dire déjà la vulnérabilité lorsque la fonction de vulnérabilité est binaire
(0 ou 1).
Ces cartes d'exposition potentielle des enjeux aux éruptions peuvent correspondre
donc déjà, dans certains cas, à des cartes de vulnérabilité physique de chaque milieu
ou groupe d'enjeux. Par leur biais se formalise le lien étroit aléa - vulnérabilité : la
fonction « aléa» est ainsi représentée par son intensité relative sur le milieu exposé.
Les applications opérationnelles de ces cartes par groupe d'enjeux sont directes pour
la gestion d'une crise éruptive (avant, pendant ou après l'éruption), chaque service
responsable n'a donc plus à considérer qu'une seule carte d'aléa global ou d'exposition
(assortie de sa matrice d'endommagement) et la superposer à la carte des enjeux de
son domaine pour évaluer le degré de perte potentiel attendu (au lieu d'analyser sept
cartes d'aléas, plus un ou plusieurs Tabl, descriptifs de leurs effets.
44
BRGMlRp·
·FR
Projet RISK_NAT- Approche évaluation aléa volcaniqueDocuments préparatoires, LS, -tév. 2004 ·
CLASS E DE QUALIFICATION
FRÉQU ENC E
DELA
FRÉQUENCE
DE
L'ÉV ÉNEMENT
PÉRIOD E
DE RETOUR
DU TYPE
D'ACTIVITÉ
OU DU
PHÉNOM ÈNE
QUANTI FICATION
DE LA
FRÉQUENC E
DU PHÉNOMÈNE
(Q)
VAL EUR
DE L'INDIC E
UTILIS É POUR
LA MATRIC E
D'EXPOSITION
AU PHÉNOMÈN
E
(100 X Q)
Fa
F1
F2
Fa
F4
extrêmement
faib le à nulle
très faible
supérieure à
décamillennale
cinqmillennale
à décamillennale
faible à moyenne
2.10
-5
0,002
10-4
0,01
cinq centennale
à millennale
10-3
0,1
moyenne à élevée
centennale à
cinqcentennale
2 .10-3
0 ,2
élevée à très
élevée
cinquantennale
à centennale
10
-2
1
Tabl. 5 - Exemple d'échelle quantitative de fréquence des phénomènes volcaniques menaçants
utilisée à la Montagne Pelée, Martinique, (d'aprè s Stielljes et al., 1998)
1,
10
5
10
l,
50
13
80
/4
100
1
FO
0,002
FO 0,01
F1
0,01
F1
F2
0,1
F2
F3
0,2
F3
F4
1
F4
,02 0,1 0,16
0,2
0,0 0,1
5
0,5 1
0,5
0,8
1
5
8
10
1
2
10
16
20
5
10
50
80
100
Illustration 11 - Princip e de constru ction de la matrice d'exposition d'un site aux phén omènes
volcaniques men açants (ou aléas spécifiques),
(Stieltje s et al., 1998)
BRGMlRp·
·FR
41
Projet RISK_NAT- Approche évaluation aléa volcaniqueDocuments préparatoires, LS, -fév, 2004-
ZONES
EXPOSÉES
VALEUR DES INDICES D'EXPOSITION
A CHA~UE PHÉNOMÈNE
PHÉNOMÈNES
MENACANTS
.
• ,
20
30
40
50
80
70
80
90
100
- --- - - - - ---
l aves (Intru sions)
~
,
se
R etom bées aérie nne s (magmatiques)
~
)=,...
La lla rs (magmatiqu es )
..
R etom bée s aé riennes (magmatique s)
~
-
-
l ahars (p hré atiques)
Pyroc lastile
--
üusqu'à 5·6 km)
1-- -
C'
.-
Périphérie éloignée
du volca n
}t=
,.
~ !;;::;:;;
T suna m i
T sunami
Tsunam i
, c=J '
du sommet du volca n)
10
- - -- - -- -- 1-- - - -- ---
, D'
La hars (wrsenl s C arbe t, Jacob )
,
P yroclaslile
Retom bée s aériennes (magmatiques)
M ouvemen ts de terrain (moyenne/grande am pleur)
Mouvem ents de terra in (fa ible ampleur)
______________
üusqu'à 15·20 km
,
M ouw men ts de 18I"rain (moyenne/grande a mpleur
Sommet du volcan
00
Périphérie immédiate
du volcan
R etom bée .s aérien nes (magmatiqu es
P yroclasli le
,
•
00
R etom bée s aène nnes ( phréatiqu es )
2 ~ ~~
r:
T s unamis
T sunam is
T s una mis
l ave s (cou lée s)
Pyrocla stites
R etomb ée s aériennes (m agmatiques)
Mouvements de ter fa]n (g ran da am pleur )
T su nam is
Ts unam is
Tsunamis
Tsunami s
T sunamis
:::J'
Centre de l'île
,
,
,
,
,
•
••
....
...
..
..
....
...
..
..••
(enlre 20 el30 km
du sommet du volcan,
environ)
- - 1--
- - -- --
- -
- - -- --
Sud de l'i1e
(enlre 30 et 60km
du sommet du volcan,
environ)
0 .1$
Illustration 12 - Exempl e de hiérarchisation des mena ces liées aux phénomènes volcaniques
les plus dangereux (aléas spécifiques) pour les différentes zones exposées de la Martinique à
une éruption de la Montagne Pelée (d'après Stieltjes et coll., 200 1).
La combinaison de l'indice de fréquence de chaque phénoméne avec son indice
d'intensité permet de hiérarchiser les phénoménes dangereux les plus menaçants,
selon les zones de niveau d'exposltlon de la Martinique aux éruplions volcaniques.
Cette hiérarchisation ne tient pas compte de l'extension des phénoménes volcaniques,
c'est-à-dire des aires d'impact (qui sont représentées sur les cartes d'aléas spécifiques
pour la période actuelle).
42
BRGMlRP-
-FR
Projet RISK_NAT- Approche évaluation aléa volcanique-Documents préparatoires, LS, -fév. 2004
Ces cartes de synthèse de l'aléa volcanique global par milieux exposés constituent
donc les documents de travail pratiques et opérationnels, d'emploi immédiat
pour l'évaluation directe de la vulnérabilité d'une famille d'éléments exposés
donnés (Illustrations 14 à 18).
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Projet RISK_NAT- Appro che évaluation aléa volcaniqueDocument s préparato ires, LS, -fév, 2004 -
" tf M Il
,
Bouillante
!
!
IO
Il
Il
IJ
FO
0,01
',0>
FI
c.œ
n
0,'
','
','
0,18
FJ
"
c.e
c.e
so
'"
"
','
"
'00
Vieux-H abitants
Vieux-Fort
o,
...
~
Baillil
So mm et de la So ufrière
Indice
d'exposition
lim ite de côte
Nom de commune
ITJ
~
Probabilité
d'occurrence
Intensité du
phénomène
modé rée (F2)
tr ès élevée0 4)
faible (F1)
très faible à nulle(FO)
très élevée
0 4)
très élevée (1 4)
II/ustration 13 - Présentation d'une catte de zonage quantitatif d'un l'aléa volcaniqu e spécifique:
ici, l'aléa volcanique spécifique «pyrcctestlies» à la Soufrière de Guadeloupe pour la période
actuelle (d'après Stieltjes, 2004)
Zones potentiellement exposées à l'extension de coulées de pyroclastites : nuées
ardentes, coulées de ponces, déferlantes basales, ... : affichage de la probabilité
d'occurrence d'écoulements pyroclastiques en fonction de l'intensité du phénomène
(indication de l'indice d'exposition : probabilité 1 intensité).
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BRGMlRP-
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Projet RISK_NAT- Approche évaluation aléa volcaniqueDocuments préparatoires, LS, -fév. 2004·
Légende
(ILLUSTRATION 13)
Probabilité d'occurrence modérée (F2) :
(500 à 1000 ans)
millennale
Intensité très élevée (14):
période de retour cinqcentennale à
déferlement rapide d'avalanches incandescentes
(de 40
à 250 km/h) formées d'un mélange de blocs, de lapillis, de cendres, de gaz à
température élevée ( > 120·C) . Le front de ces coulées incandescentes dites
« pyroclastiques» est précédé par une puissante onde de choc (effet de souffle) .
Le déferlement d'une coulée de pyroclastites provoque généralement la destruction sub-totele à
totale de tout élément de surface situé sur sa trajectoire, soit par impact violent (effet de souffle),
soit par ablation ou renversement, soit par combustion ou inflammation, salt par enfouissement ou
recouvrement, soit par abrasion ou corrosion, ... , salt par la conjonction de plusieurs de ces
processus.
I/ndice d 'expositioïj à l'aléa spécifique « pyroclastites » (fréquence F2 x intensité 14):
D
Probabilité d'occurrence faible (F1):
décamillennale
(5 000 à 10 000 ans)
[1g
cinqmillennale à
période de retour:
Intensité très élevée (14): déterlement rapide d'avalanches incandescentes (de 40 à
250 km/h) formées d'un mélange de blocs, de lapillis, de cendres, de gaz à température
élevée ( > 120·C). Le front de ces coulées incandescentes dites « pyroclastiques » est
précédé par une puissante onde de choc (effet de souffle) .
Le déferlement d'une coulée de pyroclastites provoque généralement la destruction sub-totale à
totale de tout élément de surface situé sur sa trajectoire, soit par impact violent (effet de souffle),
soit par ablation ou renversement, salt par combustion ou inflammation, soit par enfouissement ou
recouvrement, soit par abrasion ou corrosion, ..., soit par la conjonction de plusieurs de ces
processus .
I/ndice d'expositiod à l'aléa spécifique « pyroclasliles » (fréquence Ft
Probabilité d'occurrence très faible à nulle (FO):
décamillennale
( > 10 000 ans)
0 ,2
x intensité 14):
période de
retour
I!l
>
Intensité très élevée (14): déferlement rapide d'avalanches incandescentes (de 40 à
250 km/h) formées d'un mélange de blocs, de lapillis, de cendres, de gaz à température
élevée ( > 120·C). Le front de ces coulées incandescentes dites « pyroclastiques » est
précédé par une puissante onde de choc (effet de souffle) .
Le déferlement d'une coulée de pyroclastltes provoque généralement la destruction sub-totale à
totale de tout élément de surface situé sur sa trajectoire, soit par impact violent (effet de souffle),
soit par ablation ou renversement, salt par combustion ou Inflammation, soit par enfouissement ou
recouvrement, soit par abrasion ou corrosion, .,, ' soit par la conjonction de plusieurs de ces
processus.
Ilndice d'expositiod à l'aléa spécifique « pyroclastites » (fréquence Ft
BRGM/Rp·
·FR
x
intensité 14):
I!l
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Projet RISK_NAT- Approche évaluation aléa volcaniqueDocuments préparatoires, LS, -fé v. 2004-
Carte 4.2. Zonage quantifié détaillé de l'aléa volcanique global à la Guadeloupe, pour une période de retour
rruüennale à décamlllennale (fréquence F2 à F1)
Scénarios eruonra futurs créd ibles (EFC) pris en compte :
• Eru pl ion phréatique seule
• Eruplion magmatique explosiveliée ou non à un dOme (acide) : nuées ardentes de type "Mérapi"
(à dôme) ou de type "St-Vincent" (à cratère ouvert sans dOme) ; petites éruptions pliniennes
- Ëruption magmalique explosive liée à un dOme (acide), accompagnée d'un effondrement partiel de
l'édifice volcanique (éruption de type "St Helena") : éruption future maximale crédible (EFMC)
- Eruption explosive et effusivede type "strombolien" (andèsitlque), avec ou sans coulées de lave.
Aff.'(;/lig e du d~(lj d'eitpo$lion potMliel de fout $le g«>gNphique OIJ!t pM~,.,es l'Okenique s men.~'r'lfs m.jeu,s (48 1000N), qUioofl.
'1II lflmn d. Wqu'f'I< ' If d'iMlHld' , ombinhs..
Indice
d'exposition
0 0,05
0 0,1
0 0,15
00,55
00,6
00,65
00,85
I§ 0,9
1,05
. 1,1
m
•
1,15
•
1,55
•
t ,6
•0 1,9
t ,65
0 2,05
02, 1
0 2,15
0 2,55
02,6
02,65
r::J 2,9
03, 1
0 3,15
l'i'I
3,55
t\] 3,6
0 3,65
0 3,9
0 4,1
0 4,15
0 4,55
0 4,6
0 4,65
04,9
05,05
0 5,1
0 5,15
Il 5,55
5,6
.
&1
.
.
.
5,65
5,9
6,1
6,15
6,55
.
6,6
.
.
.
6,9
7,1
1,15
II/ustration 14 - Présentation d'une cane de zonage quantitatif de l'atéa volcanique pour une
période de retour donnée : exemple sur le volcan Soufrière de la Guadeloupe
(d'après Stieltjes, 2004)
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Projet RISK_NAT- Approche évaluation aléa volcanique-Documents préparatoires, LS, -f év, 2004 -
Indices d'expceftlon
0
0
0
0
0
0
0
0,2
0,4
1
2
2,2
3
4
I!I
7
0 a
0 10
0 10,2
0 15
0 15,2
0 16
0
16,2
17
UI
17,2
0
0
0
0
0
20
20,2
25
26
27
30
30,2
Cl
0
o
,1j o
Ji o
o
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• o
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"Jie
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Il
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-c
a
E
0
0
0
0
Il
36
36 ,2
37
37,2
40
40,2
42
46
47
50
56
57
60
117
120
127
130
137
140
142
147
150
-c
>
-"
-e
,~
'l
-c
>
-c
'u
,~
.a'l'"
0
.s
'l
Illustration 15 - Présentation d'une carte de zonage quantitatif détaiffé de l'aléa volcanique pour
la période actuelle (46 zones) à la Martinique, Antiffes françaises (d'aprés Stieltjes et al" 1998)
Cette carte exprime le degré d'exposition de tout site aux phénomènes volcaniques menaçants majeurs
(pour ta pèriode actuelle), L'addition des indices d'exposition de chacun des 7 aléas spécifiques majeurs
pennet de distinguer 46 zones ptus ou moins exposées à l'aléa volcanique, Notons que te rapport entre la
zone ta plus faibtement exposée (indice : 0,2) et la zone ta plus fortement exposée (indice: 150) est de
11750, ce qui fournit une hiérarchisation du degré d'exposition, et de pondérer sur cette base la réponse de
la collectivités à la menace volcanique, site par site,
Afin de simplifier la lecture et l'utilisation pratique de cette carte (en particulier pour l'alerte et
l'évacuation), les 46 zones d'exposition ont étè regroupées en 5 zones d'exposition, sur la base de la
valeur des indices d'exposition (voir carte de l'iffustration 13)
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Projet RISK_NAT- Approche évaluation aléa volcaniqueDocume nts préparatoires, LS, -fév, 2004 -
/
-
Indice
d'expositio n
>
100
Qualif1CQtion
de l'aléa
Très élévé
(=:J
(=:J
35 · 100
Elevé
20 - 3S
Modéré
(=:J
(=:J
5 - 20
Faible
<5
très faible
0
..
Illustration 16 - Prése ntation d'une carte de zonage quantitatif simplifié de l'aléa volcanique (5
zones) pour la période actuelle à la Martinique , Anlilles françaises (d'après Stieltjes et al 1998).
Cette carte exprime le degré d 'exposition de 5 zones principales aux phénomènes volcaniques menaçants
majeurs (pour la période actuelle). Le scénario éfUptif pris en compte est le « scénario éruptif de précaution })
qui considère les zones d 'extension des « Ëruptions Futures Maximales Cr édibles » (EFMC).
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Projet RISK_NAT - Approche évaluation aléa volcaniqueDocuments préparatoi res, LS, -fév. 2004 ·
a
Zone
Qualification
,;;50%
Fm.
H2
Modérée
J
Olll
TaUI( do perte
(popu lation présente)
H4
H3
l
5.50%
1
•
H1
HO
Très faible à nune
-0%
Illustration 17 - Présen tation de l'exte nsion du zonage quantitatif de l'aléa volcanique à celui de
la vulnérabilité physique de la population: cas de la Martinique, A ntilles françaises
(d'après Stieltjes et et., 1998).
Celfe carte exprime le degré de pettumetion potentielde la population à une éruption de la Montagne Pelée à
la Martinique, c'est à dire la vulnérabilité physique de la population à un scénario éruptif donné. Le scénario
éruptif pris en compte ici est le « scénario éruptif de précaution », qui considère les zones d'extension des
« Éruptions Futures Maximales Crédibles» (EFMC).
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-FR
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l
J
am
Zono
1 V4
1 V3
FOli e
50 à 90%
1 V2
Modérée
30 à 50%
5 à 30%
< =5%
1
V1
Faible
1
vo
Très faible à nuDe
Illustration 18 - Présentation de l'extension du zon age quantitatif de l'aléa volcanique à celui de
la vulnérabilité physique de la végétation : cas de la Martinique, Antilles françaises
(d'après Stieltjes et et., 1998).
Cette carte exprime le degré de perturbation potentiel de la végélation à une éruplion de la ManIagne Pelée à
la Martinique, c'est à dire la vulnérabilifé physique de la végétation à un scénario éruptif donné. Le scénario
éruptif pris en compte ici est le « scénario éruptif de précaution », qui considère les zones d'extension des
« Ëruptions Fulures Maximales Crédibles» (EFMC) .
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Projet RISK_NAT- Approcheévaluation aléa volcaniqueDocuments préparatoires, LS, -fév. 2004·
,
l
,
Do
P4
Zone
Qualmcation
TaUle de perte
potentiel
P4
Très.forte
'60%
P3
Fatte
50 0 60%
P2
Modérée
100 50%
1
P'
Fe"'"
5 0 10%
1
PO
Très ft'lible à ru'le
1
1
•
/IIustration 19 - Présentation de l'extension du zonage quantitatif de l'atéa volcanique Il celui de
la vulnérabilité physique des constructions de surface : cas de la Martinique, Antilles françaises
(d'après Stieltjes et al., 1998).
Cette carte exprime le degré de pertumationpotentiel du bâti de surface à une éruptionde la Montagne Pelée
à la Martinique, c'est à dire la vulnérabilité ptlysique des éléments construits de surface à un scénario
éruptif donné. Le scénario éruptif pris en compte ici est le « scénario éruptifde précaution », qui considèreles
zones d'extensiondes « Éruptions Futures Maximales Crédibles» (EFMC).
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Projet RISK_NAT- Approche évaluation aléa volcaniqu eDocuments prépar atoires , LS, -fév. 2004-
D
Zone
Qualifi cation
r
,
..
TaUle do pert e
potentiel
"'.
Tr.ès tOrte
P'3
Forl e
à 60%
1
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Modérée
10 0 50%
1
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Illustration 20 - Présentation de t'extension du zonage quantitatif de t'aléa volca nique à celui de
la vulnérabilité physique des constructions enterrées: cas de la Martinique, Antilles françaises
(d'après Stieltjes et al., 1998).
Cette carte exprime le degré de perturbation potentiel du bâti enterré à une éruption de la Montagne Pelée à /a
Martinique, c'est à dire te vulnérabilité physique des élémenls construils enlerrés à un scénario éruptif
donné. Le scénario éruplif pris en compte ici esl /e « scénario éruptif de précaution », qui considère /es zones
d'extension des « Ëruplions Futures Maximales Crédibles » (EFMC).
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fl/ustration 21 - Présentation de J'extension du zonage qua ntitatif de J'aléa volcanique à ce lui de
la vulnérabilité physique de J'atmosphère: cas de la Ma rtinique, Antilles franç aises
(d'après Stieltjes et al., 1998).
Celte carle exprimele degré de perlurbationpotentiel de l'atmosphère à une éruption de la Montagne Pelée à
la Marlinique, c'est à dire la vulnérabilité physique de l'atmosphére à un scénario éruptif donné. Le
scénario éruptifpris en compte ici est le « scénario éruptif de précaution», qui considère les zones d'extension
des « Éruptions Futures Maximales Crédibles» (EFMC).
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6. Limites d'utilisation des cartes d'aléa
volcanique
Les cartes de zonage de l'aléa ne représentent pas la prochaine éruption (extension,
intensité) mais caractérisent les zones susceptibles d'être atteintes par l'ensemble des
phénomènes volcaniques plausibles: elles permettent d'appliquer le principe de
précaution.
Ainsi, les cartes de zonage de l'aléa volcanique n'affichent en aucun cas une prévision
de la prochaine éruption, mais les zones à l'intérieur desquelles devraient s'inscrire, de
manière plausible, l'extension des produits d'une éruption.
Ces cartes de zonage représentent alors l'enveloppe théorique des zones exposées
aux prochaines éruptions. Cette approche prospective est fondée sur la connaissance
de l'ensemble des éruptions connues de la période de référence. Elle néglige donc les
éruptions qui n'ont pas laissé de traces visibles ou interprétables, mais aussi des types
d'éruption autres que ceux actuellement connus.
Les cartes de zonage de l'aléa sont donc empreintes d'une certaine incertitude.
Elles constituent une base de travail pour la prévention du risque, en permettant
d'appliquer le principe de précaution, en particulier pour la protection ou l'évacuation
des populations ainsi que pour l'aménagement régional, en fournissant une vision
maximaliste plausible des phénomènes dangereux pouvant se produire sur une région
exposée.
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7.App lications opé rationnelles des cartes de
zo nage de l'aléa à la prévention du risque
volcanique
7.1. REPRODUCTIBILITE DE L'ANALYSE DE DIFFERENTS SCENA RIOS
Les démarches rigoureuses d'évaluation, de zonage et de quantification de l'aléa
volcanique (2 organigrammes des tâches), permettent une reproductibilité de
l'analyse d'une éruption à l'autre, donc une comparaison de plusieurs scénarios éruptifs
et donc, ultérieurement, plusieurs scénarios de crise.
Ce type de démarche constitue une approche innovante de l'évaluation du risque
volcanique dans une région.
7.2. CARTES D'AIDE A LA DECISION DIRECT EMENT OPERATIONN ELLES
Les cartes de zonage de l'aléa constituent la premiére génération de documents
d'aide à la décision pour les autorités territoriales et nationales, en vue de la
préparation d'une crise et des propositions de mesures de prévention.
Ensuite, la transformation des cartes de zonage géographique de l'intensité et de la
fréquence (zonage classique) en carte de zonage par milieu exposé (population,
végétation, atmosphére, construction) constitue une génération nouvelle de documents
de travail pratiques et directement opérationnels, d'emploi immédiat par les services
pour la prévention et la préparation à une crise. Ainsi, chaque service superpose
directement la carte de zonage du milieu exposé qui le concerne (ex. : milieu construit
de surface) à celle des éléments exposés dont il a la responsabilité (ex. : bâtiments de
secours et de sécurité) pour connaître la susceptibilité d'endommagement de son parc
de bâtiments, et de prendre les mesures et décisions qui lui semblent opportunes.
7.3. PORT EES INFORMATIVE ET JURIDIQU E DES CARTES D'ALEAS
Les cartes d'aléas sont des documents simplement informatifs et non opposables.
Toutefois, l'éclairage qu'elles fournissent est tel que les expertises judiciaires les utilisent.
De ce fait, quoiqu'on en dise, elles ont une portée jurldique" et engagent les
responsabilités des autorités et des experts",
2
Bourrelier et al...1.1.2m.
3_
Mingasson et 8f...11.M.ID..
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