Formation de caldera par fluage d`un système

Formation de caldera par fluage d’un syst`eme
hydrothermal volcanique
St´ephanie Barde-Cabusson
To cite this version:
St´ephanie Barde-Cabusson. Formation de caldera par fluage d’un syst`eme hydrothermal vol-
canique. Volcanologie. Universit´e Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2007. Fran¸cais. .
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Submitted on 16 Jul 2012
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Numéro d’Ordre : D.U. 1752
UNIVERSITÉ BLAISE PASCAL
U.F.R. Sciences et Technologies
ÉCOLE DOCTORALE DES SCIENCES FONDAMENTALES N° 533
THÈSE
Présentée pour obtenir le grade de
DOCTEUR D’UNIVERSITÉ
Spécialité : Volcanologie
par
Stéphanie BARDE CABUSSON
Diplômée d’Etudes Approfondies
Formation de caldera par fluage d'un système
hydrothermal volcanique
Soutenue publiquement le 25 juin 2007, devant la commission d’examen composée de :
Jean-François LENAT Université de Clermont-Ferrand Président
Patrick BACHELERY Université de la Réunion Rapporteur
Olivier DAUTEUIL Université de Rennes Rapporteur
Anthony FINIZOLA Université de la Réunion Examinateur
Olivier ROCHE Université de Clermont-Ferrand Examinateur
Olivier MERLE Université de Clermont-Ferrand Directeur de thèse

Résumé
L'influence d'un système hydrothermal au sein d'un édifice volcanique est un
concept encore peu étudiée au regard de son importance pour la stabilité d'un volcan. Ce
travail s'intéresse à la relation entre système hydrothermal et tectonique à travers l'étude des
déformations engendrées dans un cône volcanique par le fluage de roches affectées par
l'altération hydrothermale. La présence de ces argiles, ductiles à l'échelle de temps
considérée, modifie profondément le comportement d'un édifice volcanique au cours de son
évolution, pouvant conduire à la formation de grandes structures d'effondrement de type
caldera. La confrontation de modèles analogiques avec la géologie et les données
géophysiques nous permet de contraindre dans ce sens l'interprétation des structures
d'effondrement observées par exemple sur Nuku Hiva (Polynésie française) et sur le Piton
de la Fournaise (Ile de la Réunion). La modélisation analogique montre également que la
formation du plancher plat d'une caldera peut être le résultat d'un processus syn-
effondrement, ne nécessitant pas de resurfaçage postérieur par érosion ou mise en place de
nouveaux produits éruptifs. Les expériences nous permettent d'identifier la pente du cône et
la diminution des contraintes latérales sur l'édifice comme les paramètres prépondérants à
l'origine de la déformation. Les variations de ces paramètres sont déterminantes pour la
morphologie de la caldera.
Abstract
The influence of a hydrothermal system within a volcanic edifice has been poorly
studied with respect to volcano instability. This study deals with the relation between
hydrothermal systems and tectonics, through the analysis of the deformations triggered in a
volcanic cone by the flow of hydrothermally altered rocks. The presence of these clays,
ductile at geological time scale, deeply changes the behaviour and the evolution of a
volcanic edifice, which may lead to the formation of huge collapse structures like calderas.
The comparison of analogue models with geology and geophysics allows us to interpret in
this sense the collapse structures observed for example on Nuku Hiva (French Polynesia)
and on the Piton de la Fournaise (Reunion Island). The analogue modelling also shows that
the formation of the flat floor of a caldera can result from a syn-collapse process and does
not necessarily involve posterior resurfacing by erosion or deposit of new eruptive
products. Also, the experiments make it possible to identify the cone slope and the lowering
of lateral stresses as the key parameters for explaining the birth and morphology of such
calderas.