MINISTERE DE L'AMENAGEMENT DU TERRITOIRE ET DE L'ENVIRONNEMENT 0$0* f0* Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe Etude réalisée dans le cadre des actions de Service public du BRGM 99-H-096 L. Stieltjes novembre 1999 R 40445 BRGM Lï NTKCKlJC »U îSOVItî DE LA 1*S»»£ Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe Mots clés : Risque-volcanique, évaluation, zonage, vulnérabilité, Guadeloupe. E n bibliographie, ce rapport sera cité de la façon suivante : Stieltjes L . (1999) - Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe. B R G M / R 4 0 4 4 5 , 1 5 2 p., 41 fig., 24 tabl., 1 annexe © B R G M , 1999, ce document ne peut être reproduit en totalité ou en partie sans l'autorisation expresse du B R G M . 2 Rapport BRGM R40445 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe Synthèse L a 2 è m e étape du programme pluriannuel d'évaluation de la vulnérabilité de la Guadeloupe aux éruptions volcaniques a été réalisée par le B R G M en 1999 dans le cadre de sa mission de Service Public, avec un cofinancement d u Ministère de l'Aménagement du Territoire et de l'Environnement ( S D P R M ) . Elle fait suite à la première étape du programme (1998) au cours de laquelle avaient été caractérisés et validés les scénarios éruptifs passés. L'objectif de cette 2 "^ étape consiste à évaluer les aléas puis à en faire u n zonage préliminaire afin de préparer l'évaluation ultérieure de la vulnérabilité (puis du risque). Les principaux résultats sont les suivants : période de référence prise en compte : - 1 1 500 ans B . P . à aujourd'hui ; neuf scénarios éruptifs connus de la période de référence sont cartographies à 1/100000. L'interprétation de l'extension des différents aléas (évaluables) est explicitée et référencée ; définition des " éruptions futures maximales crédibles " ( E F M C ) pour les deux types d'activité possibles connues : • type explosif : éruption de type " M o n t Saint-Helens ", • type éruptif : dôme et laves massives (andésitiques) ; sept aléas volcaniques spécifiques sont attendus pour les scénarios des "éruptions futures maximales crédibles " ( E F M C ) : 4 aléas directs (lave, pyroclastites, retombées aériennes, gaz), et 3 aléas indirects (lahars, mouvements de terrains, tsunamis) ; dix processus d ' e n d o m m a g e m e n t principaux ont été individualisés donnant des intensités allant de « très élevée » jusqu'à « très faible à nulle » ; cinq tableaux descriptifs détaillent les effets et d o m m a g e s liés à chaque aléa majeur pour chaque milieu exposé ; milieu naturel, milieu vivant, milieu construit (bâtiments et réseaux, secteurs d'activité agricole et forestier, artisanal et industriel ) ; deux échelles de classification des paramètres des aléas ont été définies et quantifiées : • échelle d'intensité : 5 niveaux (Io à 14), • échelle de fréquence : 4 niveaux (F0 à F3) ; vingt " indices d'exposition aux aléas " utilisables dans chaque zone exposée ont été calculés à partir de la construction de matrices intensité/fréquence : ils s'échelonnent de 0,01 à 100 ; vingt trois cartes préliminaires de zonage des aléas ont été établies pour les 4 périodes de retour d'éruption (F3 à Fo) individualisées : elles affichent les diverses intensités d'aléas (14 à Io) pour chaque zone exposée. Rapport BRGM R40445 3 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe Sommaire Synthèse........... ....—....... ............................................................. 1. Contexte général d e l'étude...............—.—........ .................3 .............—...............................7 1.1. Besoins exprimés et objectifs d u programme pluriannuel 7 1.2. Contenu du programme 1999 7 1.2.1. 1.2.2. 1.2.3. 1.2.4. Cadre méthodologique Objectifs Description des tâches 1999 Délivrable : documents et produits 7 7 7 9 2. Evaluation des aléas (qualitative et quantitative)..............—..... ................ 13 2.1. Choix de la période de référence de l'activité d u volcan de la Soufrière (rappel) 13 2.2. Inventaire des scénarios et types éruptifs passés connus (pour la période de référence) 13 2.2.1. Principaux types d'éruptions de la Soufrière (rappel) 2.2.2. Inventaire des événements éruptifs passés connus 13 19 2.3. Sélection des événements éruptifs passés 2.4. 2.5. 20 2.3.1. Eruptions les Plus Fortes Connues ( E P F C ) 2.3.2. Eruptions Maximales Possibles ( E M P ) 2.3.3. Eruptions Futures Crédibles ( E F C ) 20 21 23 2.3.4. Eruptions futures maximales crédibles ( E F M C ) 2.3.5. Phénomènes associés : les tsunamis 26 26 Définition des phénomènes volcaniques menaçants (aléas spécifiques) 33 2.4.1. Aléas volcaniques spécifiques majeurs 33 2.4.2. Aléas volcaniques spécifiques secondaires 2.4.3. Aléas volcaniques spécifiques attendus à la Soufrière 34 35 Evaluation de la fréquence des phénomènes (qualitative et quantitative) 37 et de l'aléa volcaniques 2.5.1. Approche méthodologique : de l'évaluation de la fréquence des éruptions à celle des phénomènes menaçants 37 2.5.2. Evaluation des diverses fréquences : des éruptions, des types éruptifs et des phénomènes volcaniques 38 2.5.3. Echelle quantitative de fréquence des phénomènes volcaniques menaçants utilisée à la Soufrière 39 4 Rapport BRGM R40445 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe 2.6. Evaluation de l'intensité de l'aléa volcanique (qualitative et quantitative) 40 2.6.1. Démarche méthodologique de l'évaluation de l'intensité de l'aléa volcanique global .-. 2.6.2. Processus et modes d'endommagement des éruptions 2.6.3. Evaluation qualitative et semi-quantitative de l'intensité des phénomènes volcaniques : description des effets et d o m m a g e s sur les principales familles d'éléments exposés 2.6.4. Evaluation quantitative de l'intensité de l'aléa 40 45 50 50 2.7. Quantification globale de l'aléa volcanique : exposition d ' u n site aux phénomènes volcaniques (combinaison intensité / fréquence) 64 2.7.1. Cas général : construction de matrice intensité / fréquence 3. Z o n a g e de l'aléa. 64 ........................................................................... ................ 65 3.1. Principe du zonage (rappel) 65 3.2. Définition des paramètres pris en compte pour le zonage 65 3.2.1. Extension géographique des phénomènes 3.2.2. Intensité et fréquence des aléas 3.3. Données et règles utilisées pour le zonage de l'aléa volcanique à la Soufrière 3.3.1. 3.3.2. 3.3.3. 3.3.4. 3.3.5. 3.3.6. 3.3.7. Zonage de l'aléa spécifique « lave » Zonage de l'aléa spécifique « pyroclastites » Zonage de l'aléa spécifique « retombées aériennes » L e zonage de l'aléa spécifique « gaz » Zonage de l'aléa spécifique « lahar » Zonage de l'aléa spécifique « mouvement de terrain » Zonage de l'aléa spécifique « tsunamis » 3.4. Diverses représentations cartographiques du zonage 65 67 67 67 68 68 68 69 69 70 71 3.4.1. Deux modes de représentation du zonage 71 3.4.2. Zonage préliminaire des aléas spécifiques par période de retour 72 3.4.3. Validation des cartes de zonage de l'intensité des aléas spécifiques par période de retour 100 3.4.4. Zonage des aléas spécifiques pour la période actuelle 102 4. Bilan d u p r o g r a m m e 1999 d'évaluation et de zonage des aléas volcaniques.. ..—. ....—. . .—..103 4.1. Evaluation des aléas 103 4.2. Zonage préliminaire des aléas spécifiques : zonage par période de retour des éruptions 106 Rapport BRGM R40445 5 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe Références bibliographiques.........—.................................................... Liste des figures..........—.... ..........................................—..... ........... 109 ................. 121 Liste des tableaux....................................—.............................—....—.......—......... 124 Annexe 1 - 6 Fiches descriptives et cartographie à 1/100 000 des éruptions passées connues d u volcan Soufrière, Guadeloupe (pour la période d e référence : 1 1 5 0 0 ans B . P . à aujourd'hui)..................... 127 Rapport BRGM R40445 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe 1. Contexte général de l'étude 1.1. BESOINS EXPRIMES ET OBJECTIFS DU PROGRAMME PLURIANNUEL E n vue de la préparation à l'évaluation de la vulnérabilité de la Guadeloupe aux éruptions volcaniques, le Ministère de l'Education, de la Recherche et de la Technologie a confié au B R G M , dans le cadre de sa mission de Service Public, une étude portant sur l'évaluation et le zonage des aléas volcaniques du volcan Soufrière, Guadeloupe. Cette étude a été cofinancée à 50% par le Ministère de l'Aménagement du Territoire et de l'Environnement ( S D P R M ) . Ce programme pluriannuel est destiné à fournir aux autorités et services responsables les premiers documents d'aide à la décision en vue de la réduction de la vulnérabilité et, par là, du risque volcanique en Guadeloupe. 1.2. CONTENU DU PROGRAMME 1999 1.2.1. Cadre méthodologique L'évaluation puis le zonage des aléas volcaniques de la Soufrière, représente la 2 è m e étape méthodologique de l'évaluation de la vulnérabilité aux phénomènes volcaniques (figure 1), la 1ère étape ayant été réalisée en 1998 (caractérisation des scénarios éruptifs à partir des études géologiques du volcan : rapport B R G M R 40277). 1.2.2. Objectifs Les objectifs du programme 1999 sont de parvenir à la réalisation des premières étapes suivantes d'aide à la décision (voir figure 1) : - évaluation quantitative des aléas, zonage des aléas. 1.2.3. Description des tâches 1999 La nature des principales phases de travail et leur enchaînement est présentée dans les 2 organigrammes des tâches ci-après (figures 2 et 3) : - choix de la période de référence de l'activité du volcan ; - sélection des scénarios éruptifs passés (pour l'évaluation de l'aléa) ; - définition des aléas majeurs attendus ; - définition des modes d'endommagement ; - description des effets et d o m m a g e s de chaque aléa sur chaque milieu ; - définition d'échelles d'intensité et de fréquence ; - définition des coefficients d'exposition aux aléas (matrices I x F ) ; - évaluation de l'extension de chaque aléa majeur par niveau d'intensité : ébauche cartographique. Rapport BRGM R40445 7 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe Domaines d'études . ~? Etapes d'approche v ' Elaboration; tâches . ' Documents d'aide à la décision Figure 1 - Définition des principales étapes méthodologiques de l'évaluation du risque volcanique (modifié d'après le rapport B R G M R 40098) 8 Rapport BRGM R40445 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe 1.2.4. Délivrable : documents et produits Les documents et produits délivrables en fin de programme 1999, qui apparaissent dans les 3 organigrammes des figures 2 et 3, sont les suivants : •^ Tableau des modes d'endommagement ; •^ Tableau des effets et d o m m a g e s sur les divers milieux ; •^ Echelles de fréquence et d'intensité des aléas majeurs attendus ( A M A ) ; coefficients d'exposition à l'aléa ; •^ Ebauche cartographique de l'extension de chaque aléa majeur par niveau d'intensité ; • ^ Rapport. Rapport BRGM R40445 9 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe Elaboration, tâches : Etape d'approche Documents, produits : qualification et quantification des alcas cartes 1- descriptifs classification C h o i x d e la période d e référence d e l'activité d u volcan SELECTION DES EVENEMENTS ERUPTIFS REPRESENTATIFS DU VOLCAN matrices Inventaire des é v é n e m e n t s éruptifs passés \ Sélection des scénarios éruptifs passés représentatifs Définition des processus et m o d e s d'endommagement T EVALUATION D E V ALEA 6Déflnltlon des intensités : effets et dommages de chaque jh¿TOm¿n¿jur¿ha3uej¡¡ilieu_ ./^MilieiTN /VjialureiXV \/*Klille¡rV/ " VCgnstruit/ Définition d'échelles d e classification des p a r a m é t r e s des aléas : 4 échelle d'Intensif , + ¿chellede fréquence VOLCANIQUE • • il il ii n FI 8'onstruction d e matrice; "intensité X fréquence" PI Définition des Indices d'exposition a u x aléas _jourçhao1iieiaIéa^_ PI PJ F4 evatalea.ppt • matrice . IxF 1 1 111 1 Figure 2 - Organigramme des tâches pour l'évaluation de l'aléa volcanique (d'après Stieltjes, 1999, rapport BRGM R 40492) Rapport BRGM R40445 10 coefficients d'exposition Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe Etape d'approche Elaboration, tâches : Documents d'aide à la décision zonage de l'endommagement potentiel d'une région donnée pour une période donnée cartes de zonage danger potentiel par zone Ftéjoencè tie» érurjtfôrls i~ Fréquence les phénomènes dangereux (probabilité d'occurrence) Définition des paramètres d'évaluation |— de chaque phénomène volcanique menaçant Magniiude des arùptîofti : f ^ .\4utte M ma$tf>»tiinis.'^. " degré d'exposition potentielle des principaux groupes d'éléments exposés ( pertes potentielles) ™i • pyroclasiites /*Aleas\ "( spécifiques T" - rc tombé* i aérien nés P" ~l • lahars • mouvements . 1 spécifiques T de lemln • tsunamis \jndiremx /"""Âleas'N Extension géographique — de chaque phénomène dangereux (aléa spécifique) ZONAGE 0ÊIMU3A Intensité des phénomènes dangereux attendus (allas spécifiques) Cartographie de l'extension de chaque aléa spécifique par niveau d'intensité • zonage \ 3Superposltlon des sept cartes de zonage des aléas spécifiques toñjiltiippt Figure 3 - Organigramme Rapport BRGM R40445 Regroupement d'aléas spécifiques dont les effets et dommages sur un mime groupe d'éléments exposés sont équivalents (population» constructions, végémion, perturbation des ondes) des tâches pour le zonage de l'aléa volcanique, puis le zonage de l'exposition à l'aléa volcanique (d'après Stieltjes, 1999, rapport BRGM R 40492) 11 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe 2. Evaluation des aléas (qualitative et quantitative) 2.1. CHOIX DE LA PERIODE DE REFERENCE DE L'ACTIVITE DU VOLCAN DE LA SOUFRIERE (Rappel) La période de référence de l'activité volcanique de la Soufrière prise pour l'évaluation des aléas est de - 1 1 500 ans B . P . à aujourd'hui. Elle a été définie dans le rapport B R G M n° R 40277, et ce choix a été discuté dans les termes suivants. L'approche des périodes de retour possibles des divers types d'éruptions connus sur le volcan de la Soufrière a été menée avec deux des principaux auteurs scientifiques ayant travaillé depuis ces vingt dernières années sur les dynamismes éruptifs et la géologie du volcan 1 . La difficulté majeure de cette approche tient au très petit nombre d'événements éruptifs connus au cours des derniers milliers d'années. E n effet, les effondrements successifs de l'édifice depuis 11 500 ans ont g o m m é les traces de dépôts de la plupart des événements. Evaluer les périodes de retour de deux ou trois événements connus en une dizaine de milliers d'années ne relève plus d'une analyse statistique fiable, mais de l'appréciation subjective du géologue de terrain. Faute d'autres éléments pertinents, nous nous contenterons pour l'instant de cette appréciation de terrain, sans bases statistiques (sauf pour les éruptions phréatiques). L'échelle de fréquence des éruptions de la Soufrière est établie sur ces bases et explicitée au § 2.7. 2.2. INVENTAIRE DES SCENARIOS ET TYPES ERUPTIFS PASSES CONNUS (pour la période de référence) 2.2.1. Principaux types d'éruptions de la Soufrière (rappel) Les principaux dynamismes et types éruptifs du volcan de la Soufrière ont été analysés dans le rapport B R G M n° R 40277, et sont synthétisés dans le tableau 1 ci-après. G . Boudon (IPG Paris) et J. Dagain ( B R G M ) , coauteurs de la carte géologique à 1/20 000 du massif volcanique de la Soufrière (1988). Ces auteurs ont fait leur thèse sur le volcan et/ou publié de nombreux articles scientifiques parmi les plus récents (voir bibliographie). Rapport BRGM R40445 13 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe REFERENCES DE L'ACTIVITE VOLCANIQUE HISTORIQUE ET RECENTE Nature des produits émis Sites d'occurrence Age des principaux événements (ou de référence) coulées de ponces Pintade plinien chutes de cendres et ponces Baillif ; crête des Icaques 40 000 à 1 000 000 ans B.P. (?) lahars nuées ardentes (type Saint-Vincent) ; dôme de la Soufrière an 1440 péléen lahars dôme de l'Amie an 1283; 3 500 ans B.P. cônes de scories strombolien cônes de l'Echelle et entre 1 000 et 3 000 B.P. (?) de la Citerne vulcanien chute de blocs et de dôme de la Soufrière phréatique historique cendres ; lahars dôme de l'Amie préhistorique et récent : 2 600, 2 900,3 500,8 100 ans B.P. - intrusion dômes d'andésite Grande-Découverte 100 000 à 200 000 ans B.P. laves massives Madeleine 14 000 à 100 000 ans B.P. - coulée (andésites) de lave effondrement d'une partie du volcan : - coulée de volcan Carmichaël 3100 ans B.P. gigantesques avalanches volcan Grandedébris 11 500 ans B.P. Découverte - coulée de boue de débris DYNAMISMES ET TYPES ERUPTIFS Type éruptif ou Dynamisme VEI* mécanisme 5 4 EXPLOSIF 3 2 1 EFFUSIF 0 EFFONDREMENT EDIFICE * Indice d'explosivité (VEI = Volcanic Explosivity Index) : échelle internationale d'explosivité croissante de 0 à 8. Chaque intervalle correspond à peu près à un facteur 10. Le V E I intègre la prise en compte de nombreux facteurs, dont le volume total des produits émis, la hauteur du nuage éruptif, la durée des éruptions (en continu). Tableau 1 - Dynamismes 14 et types éruptifs connus au volcan de la Soufrière, Guadeloupe Rapport BRGM R40445 (d'après rapport B R G M R 40277, 1998) Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe a) Eruptions pliniennes2 - ^ Scénario-type "Précédée généralement par des éruptions phréatiques (= explosion des nappes d'eau souterraines), une éruption plinienne se caractérise par de violentes explosions à cratère ouvert projetant un volumineux panache d e cendres et de ponces (moins dense que l'air) à des altitudes de 10 à 20 k m (et exceptionnellement plus). L e coeur d u panache s'effondre sous son propre poids, donnant des coulées de ponces et cendres déferlantes s'écoulant à très grande vitesse sur les flancs du volcan, en empruntant préférentiellement les chenaux des rivières (fig. 4). L a partie la plus légère d u panache retombe sous forme de pluie de cendres et de ponces sur une vaste zone couvrant des centaines, voire des milliers de k m 2 . L'épaisseur d u tapis cendreux peut atteindre plusieurs mètres près d u cratère ; elle décroît progressivement plus on s'en éloigne et devient décimétrique à plusieurs k m , puis centimétrique à plusieurs dizaines de kilomètres. Figure 4 - Représentation schématique d'une éruption plinienne : colonne eruptive et son effondrement gravitaire donnant des coulées de pyroclastites (d'après Stieltjes, 1996) • ^ Effets et d o m m a g e s L e pouvoir destructeur de ce type d'éruption est beaucoup plus important que pour les éruptions péléennes du fait de la plus grande quantité de matériau rocheux émis et de la violence de l'éruption qui les disperse : - coulées de pyroclastites (coulées de ponces, déferlante de la base du nuage,...) destruction totale sur le trajet de la coulée, chutes de cendres et de ponces : destruction totale au-delà de 2 m d'épaisseur ; destruction partielle au-delà de 1 m d'épaisseur (et décroissante avec la diminution de l'épaisseur de cendres). Leur n o m provient de Pline-Ie-Jeune qui décrivit l'éruption-type du Vésuve (Italie) en l'an 79. Rapport BRGM R40445 15 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe b) Eruptions péiéennes " ^ Scénario-type Précédée par des éruptions phréatiques(= explosion de nappes d'eau souterraines surchauffées), une éruption péléenne se caractérise par : - la montée d'un d ô m e de lave à partir duquel se produisent : - des " nuées ardentes ", c'est-à-dire des avalanches incandescentes de cendres, de ponces et de blocs (plus denses que l'air), se propageant latéralement à très grande vitesse sur les flancs du volcan (de 5 0 k m / h à plus de 200 k m / h ) . Les nuées ardentes à la Soufrière peuvent être de 2 types (figure 5) : • • - nuées par effondrement de d ô m e (type " Merapi "), nuées par débordement d'un cratère ouvert (type " Saint-Vincent " ) . u n panache de cendres accompagnant des nuées ardentes pouvant s'élever à plusieurs kilomètres de hauteur, retombant sur une superficie plus ou moins vaste ; la direction du vent conditionne l'extension des chutes de cendres. •ffontir*m*nt gravitait** du d6m« V H M M Initials nulls da ta nvA* vitoaao au front : SO a IZO km/h nuée árdante de type 'Merapi' éruption à c n t t f * ouv«ft <pas d« domo) retombée eu acouloment eravhair* de la colonne eruptlv vheoa* Initial* pou Important* vHooao au front : 60 km/h nuée ardente do type ~St Vincent" Figure 5 - Les deux types de nuées ardentes dans l'histoire récente du volcan de la Soufrière de Guadeloupe : les nuées par avalanche de dôme (de type Merapi) et les nuées produites à cratère ouvert (de type Saint-Vincent), d'après Stieltjes, 1998 Les nuées ardentes de type " péléen ", responsables de l'éruption catastrophique de la Montagne Pelée (Martinique) en 1902, n'ont pas été reconnues dans les dépôts de nuées analysés à la périphérie du volcan de la Soufrière. Ce type de nuées peut donc soit ne pas s'être produit, soit leurs dépôts n'ont pas été conservés ou mis à l'affleurement (ensevelis) par les avalanches de débris des effondrements successifs de l'édifice. 16 Rapport BRGM R40445 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe • > Effets et d o m m a g e s L a destruction est totale sur le trajet des nuées ardentes. L ' e n d o m m a g e m e n t diminue rapidement au-delà du front des nuées - l'épaisseur des cendres, conditionnent l'intensité des d o m m a g e s la densité et la nature des gaz c) Eruptions stromboliennes et vulcaniennes • ^ Scénario-type Dans le conduit éruptif qui reste ouvert, de grosses poches de gaz viennent éclater à la surface de façon intermittente, projetant à quelques dizaines ou quelques centaines de mètres de hauteur, des lambeaux de lave liquide (figure 6). L'accumulation des lambeaux soudés entre-eux à chaud donne des cônes de scories. Lorsque l'énergie eruptive est plus intense, la fragmentation de la lave est plus forte et la dispersion des lambeaux beaucoup plus large. Dans ce cas, les cônes de scories sont plus étalés et leurs pentes moins fortes (figure 6) : l'éruption est alors qualifiée de " vulcanienne ". ERUPTION STROMBOLIENNE ERUPTION VULCANIENNE Figure 6 - Représentation schématique d'éruptions strombolienne et vulcanienne (d'après Holmes, 1965) Rapport BRGM R40445 17 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe •ï Effets et d o m m a g e s Les conséquences sur l'environnement sont limitées aux pourtours immédiats du cône éruptif. Il est rare que les projections balistiques de blocs ou de bombes atteignent quelques kilomètres du cratère. L a chute de blocs rocheux ou de bombes de lave encore incandescents tombant de plusieurs dizaines à centaines de mètres de hauteur, provoque la destruction totale o u la mort de tout être vivant, mais limitée au point d'impact. d) Eruptions phréatiques + Scénario-type Les explosions de l'eau de la nappe phréatique ou de l'eau de surface (infiltrée généralement par desfissures,des cheminées vides) projettent la vapeur en un nuage dense chargé de blocs et de cendres à des hauteurs de plusieurs centaines de mètres. Ces explosions phréatiques peuvent se répéter pendant plusieurs heures, plusieurs jours, plusieurs semaines, et éjecter une quantité de débris solides pouvant atteindre plusieurs dizaines à centaines de m 3 . Des cratères d'explosions phréatiques peuvent être engendrés de la sorte ; suivant l'ampleur des éruptions phréatiques, ils peuvent avoir un diamètre allant de la dizaine de mètres au kilomètre. Les éruptions phréatiques, qu'elles se produisent seules ou associées à des éruptions de lave, apparaissent aujourd'hui liées à l'activité du d ô m e de la Soufrière. Figure 7 - Représentation schématique d'une éruption phréatique 18 Rapport BRGM R40445 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe •^ Effets et d o m m a g e s Les retombées de blocs et de cendres sont limitées à un périmètre de 1 à 2 k m autour du d ô m e . L'impact des blocs a un pouvoir destructeur fort mais localisé. Les cendres, dont l'épaisseur peut atteindre un à quelques décimètres dans un périmètre de 1 à 2 k m , peuvent alimenter le déclenchement de lahars (coulées boueuses) dans les vallées voisines. U s peuvent provoquer la destruction de la végétation, des installations de surface : voiries, captages, ouvrages, constructions,..., situés dans le lit des cours d'eau, jusqu'à une distance de 3 ou 4 k m du d ô m e . 2.2.2. Inventaire des événements éruptifs passés connus a) Eruptions connues peu nombreuses et grande diversité des types éruptifs L a plupart des scénarios éruptifs connus de la période de référence (11 500 ans B . P . à aujourd'hui) ont laissé des dépôts qui ont été cartographies à 1/20000 sur la carte géologique du massif de la Soufrière (Boudon et a/., 1988). Seules les éruptions phréatiques de 1797-98 et de 1976 n'ont laissé aucune trace cartographiable. L a période de référence de l'activité eruptive du volcan Soufrière (11 500 ans B . P . à aujourd'hui) comporte ainsi 11 scénarios éruptifs dont 9 seulement ont laissé des traces connues. Elle met en évidence 6 types éruptifs différents (pour 9 éruptions), ce qui souligne la grande variabilité de l'activité de ce volcan (tableau 2). b) Disparition des traces des événements par deux effondrements de l'édifice Soulignons encore que durant cette période de référence, le sommet de l'édifice s'est effondré deux fois. Les épais dépôts d'avalanches de débris (jusqu'à 80 m d'épaisseur) qui ont recouvert des secteurs des flancs W à S W de l'édifice sur des largeurs pouvant atteindre 3 à 4 k m , ont probablement effacé et recouvert la trace de nombreux événements éruptifs. Ceci explique le petit nombre de scénarios connus, et souligne les grandes difficultés d'interprétation et d'extrapolation sur la nature et la fréquence des événements et des aléas. Rapport BRGM R40445 19 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe EVENEMENT AGE TYPEERUPTIF Eruption phréatique de 1976 Eruption phréatique de 1956 Eruption phréatique de 1837 Eruption phréatique de 1797-98 Eruption de la Soufrière 1286-1440 Eruption de la Citerne Eruption de l'Amie Environ 25 ans Environ 45 ans Environ 160 ans Environ 200 ans Environ 600 à 700 ans phréatique Entre 1000 et 2500 ans B . P . (?) 2600 à 3100 ans B . P . Eruption péléenne 3500 B . P . 3500 B . P . Eruption péléenne 4500 B . P . Eruption phréatique 8100 B . P . Eruption de la Grande Découverte 4500 B . P . PHENOMENES CONNUS CARTOGRAPHIE Lave (dôme) Retombées aériennes Lave (dôme) Retombées aériennes Lahars (phréatiques) oui oui non non oui Retombées aériennes Mouvements de terrain Péléen Lave (dôme) type St Vincent Pyroclastites Retombées aériennes strombolien Lave (coulées) lahars St Helens Lave (dôme) Pyroclastites Avalanches de débris péléen Pyroclastites (type St Vincent ?) Lahars (remaniement de nuée) péléen Retombées aériennes non non oui oui oui oui oui oui oui oui oui oui phréatique phréatique phréatique oui 8100 B.P. phréatique Lanar (phréatiques) oui 11500B.P. Bandaï-San Retombées aériennes (phréatiques) Avalanche, coulées de débris non oui Tableau 2 - Inventaire des événements éruptifs passés connus du volcan Soufrière, Guadeloupe 2.3. SELECTION DES EVENEMENTS ERUPTIFS PASSES 2.3.1. Eruptions les Plus Fortes Connues (EPFC) Pour la période de référence (allant de - 11 500 ans B . P . à aujourd'hui), la phase eruptive la plus forte connue en termes de dommages potentiels3 est liée à une phase explosive magmatique associée à une phase d'effondrement partiel de l'édifice : c'est l'éruption d u d ô m e A m i e de - 3 100 ans B . P . (éruption dite de type " Saint-Helens4) présentée dans la figure 8. Le critère de définition de la (ou les) E P F C est le suivant (cf. rapport B R G M R 40098) : « les éruptions de la période de référence présentant les plus grandes surfaces couvertes par les phénomènes provoquant une destruction sub-totale à totale du bâti sur leur passage ou leur aire d'extension (> 80%), tels : - les coulées et intrusions de lave, - les coulées de pyroclastites : nuées ardentes, coulées de ponces et/ou de blocs, déferlantes, básales,... - les retombées aériennes : chutes de blocs, chutes de cendres > 1,50 m , - les lahars 2 1 m , - les mouvements de terrain de grande ampleur (effondrements sectoriels, avalanches de débris), - les tsunamis > 2 m ». par référence à l'éruption qui s'est produite en 1980 au volcan du Mont Saint-Helens (Oregon, U S A ) , et qui a pu être abondamment décrite et illustrée par de nombreux scientifiques et observateurs. 20 Rapport BRGM R40445 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe Les étapes de cette éruption dévastatrice sont résumées ci-dessous5 : • activité sismique anormale importante correspondant à une nouvelle arrivée de m a g m a dans la partie haute de l'édifice volcanique ; • gonflement important du flanc sommital S W ; • effondrement de tout le flanc S W du volcan (déclenché par un fort séisme ?) ; • déferlement d'une gigantesque avalanche de débris d'un volume de 3 500 millions de m . Cette avalanche dévale les pentes du volcan vers la mer caraïbe à une vitesse estimée à 100 k m / h environ ; elle ensevelit plus de 30 k m 2 de terres6 ; • à l'instant m ê m e où le flanc du volcan s'écroule, développement d'une très puissante explosion s'étendant vers le S W à des vitesses généralement supérieures à 200 k m / h ; ses retombées s'étendent sur plus de 60 k m 2 . Le puissant effet de souffle (" blast ") lié à l'explosion aurait tout détruit sur une surface de 40 k m 2 au-moins. des lahars déferlent dans lesrivièresjusqu'à la mer, détruisant tout sur leur trajet, dévastation complète de tout un secteur aujourd'hui occupé par les villes et les villages du Matouba, de Saint-Claude, de Baillif, de Basse-Terre, de Gourbeyre, de Dolé et des hauteurs de Trois-Rivières5. La région de Vieux-Fort semble avoir été protégée par les reliefs des Monts Caraïbes, développement probable d'un gigantesque raz-de-marée dû à l'arrivée en mer de l'avalanche de débris, provoquant d'importants dégâts sur les franges littorales de la Guadeloupe et des autres îles de la Caraïbe. 2.3.2. Eruptions Maximales Possibles (EMP) L a définition des Eruptions Maximales Possible ( E M P ) se réfère aux éruptions de magnitude maximale qui se sont produites sur le m ê m e volcan à d'autres époques ou sur d'autres volcans terrestres situés dans un contexte géodynamique semblable. Pour la Soufrière de Guadeloupe, on se référera ainsi aux " éruptions les plus fortes connues " (EPFC) produites sur des volcans des zones de subduction produisant des m a g m a s de composition voisine (andésite). Cette analyse considère alors des éruptions dont la magnitude (= volume de matière émise) ou l'intensité (= débit de m a g m a ) sont d'un ordre de grandeur supérieur à celles des éruptions les plus fortes connues (EPFC) pour la période de référence à la Soufrière. Statistiquement, leur probabilité d'occurrence sera alors d'un ordre de grandeur supérieur aux E P F C . d'après Boudon et al. (1988) : notice de la carte géologique à 1/20 000 du massif volcanique de la Soufrière, voir carte de lafigure23 du rapport B R G M n" R 40277 et la figure 8 de ce rapport. Rapport BRGM R40445 21 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe Bouillante Petit-Bourg Capesterre-Be Avalanche de débris récente ( 3 100 ans BP) Avalanche de débris ancienne ( 1 1 500 ans BP) Avalanche de débris très ancienne ( > 40 000 ans BP) A : \]j : ; : Sommet de la Soufrière Retombées de cendres ,- Propagation d* un tsunami et régions affectées ( estimation de hauteur de vague possible ) Baillif Limite de côte Nom de commune Figure 8 - Eruption la plus forte connue (EPFC) au massif volcanique de la Soufrière, Guadeloupe pour la période de référence : - 11 500 ans B.P. à aujourd'hui f 22 Rapport BRGM R40445 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe 2.3.2.1. Activité explosive : éruption plinienne L'une des éruptions maximales possibles en terme d'explosivité serait une éruption plinienne équivalente à celle de Pintade qui a affecté la Guadeloupe entre - 4 0 000 et - 1 0 0 000 ans B . P . (?) (figure 9). Cela se traduirait par un panache éruptif pouvant s'élever à plus de 25 k m d'altitude, dispersant des cendres sur une épaisseur de plus de 1 m jusqu'à une dizaine de k m du volcan (destruction totale), et de plusieurs d m à c m sur une grande partie de la BasseTerre et des îles voisines. L a retombée de la colonne eruptive provoquerait des déferlantes de ponces et de cendres sur les flancs du volcan (coulées de pyroclastites) dont le pouvoir destructeur est total pour les personnes et les biens. A la Soufrière, pour ce type d'éruption, on passe à une fréquence d'occurrence supérieure à une fréquence décamillennale, ce qui nous fait sortir de la période de référence pour l'activité future du volcan (-11 5 0 0 ans B . P . à aujourd'hui), et nous conduit à ne pas considérer les E M P pour la période historique intéressant l'approche de la vulnérabilité aux phénomènes volcaniques. 2.3.2.2. Activité effusive : grandes coulées de lave U n autre type d'éruption maximale possible concernerait un tout autre type d'activité : l'émission de grandes coulées de lave épaisses de plusieurs dizaines de mètres descendant sur plusieurs k m les pentes du volcan à partir d'un d ô m e , à l'instar de ce qui s'est produit entre - 1 1 500 et - 4 0 000 ans B . P . autour du massif de la Madeleine (figure 10). Dans ce cas, le recouvrement total des zones basses des pentes jusqu'à la m e r pourra se faire très lentement (vitesse de progression : quelques mètres par jour) : si le danger pour la population est quasi-nul, la destruction de toute installation humaine est totale, de m ê m e que la stérilisation des sols, la disparition des points d'eau,... 2.3.3. Eruptions Futures Crédibles (EFC) Les éruptions futures crédibles peuvent être de divers types compte-tenu de l'activité passée du volcan depuis 11 500 ans : - éruptions phréatiques seules, éruptions à nuée ardente de type " Merapi " ou de type " St-Vincent ", éruptions de type " St-Helens " : éruption explosive d ' u n d ô m e accompagnée d ' u n effondrement partiel de l'édifice, éruption de type " Bandaï-San " : éruption phréatique accompagnée de l'effondrement partiel de l'édifice, éruption effusive de type " strombolien ", avec ou sans coulée de lave, éruption effusive à d ô m e : coulées de laves massives issues d'un d ô m e (andésitique). Rapport BRGM R40445 23 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe 3km Coulée de pyroclastites Coulée de ponces A Sommet de la Soufrière Coulée de lave <> Retombées de cendres ( isopaches interprétés d'après la carte géologique à 1/20 000 I ) Baillif Limite de côte Nom de commune Figure 9 - Eruption maximale possible (EMP) de type explosif au massif volcanique de ht Soufrière, Guadeloupe pour la période de référence : - 40 000 à 100 000 ans B.P : éruption plinienne de type « Pintade » 24 Rapport BRGM R40445 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe Cônes stromboliens ( < 3 500 ans BP ) 3km Cônes stromboliens récents à intermédiaires (11500 à 40 000 ans BP) O I <3 Dômes récents à intermédiaires (11500 à 40 000 ans BP) Coulées de lave massive : andésite (11500 à 40 000 ans BP) A ^_s Baillif Sommet de la Soufrière Limite de côte Nom de commune f I Figure 10 -Eruption maximale possible " (EMP) de type effusifau massif volcanique de la Soufrière, Guadeloupe pour ta période de référence : - 3 500 ans à 40 000 ans B.P. : dôme et coulées de lave massive (andésite) Rapport BRGM R40445 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe 2.3.4. Eruptions futures maximales crédibles (EFMC) L a ou les éruption(s) future(s) maximale(s) crédible(s) ( E F M C ) sont déduites de l'activité eruptive depuis 11 500 ans B . P . (considérée c o m m e la période de référence pour le comportement à court terme du volcan). O n considère que les éruptions les plus fortes connues ( E P F C ) de chaque type peuvent se reproduire sous les m ê m e s formes. Leur fréquence d'occurrence sera la m ê m e que celle des éruptions les plus fortes connues (EPFC). Dans la mesure où aucune observation ou mesure n'indique qu'un changement ait p u se produire dans l'activité récente du volcan, on peut admettre que le modèle de comportement de la Soufrière depuis 11 500 ans B . P . se poursuit de nos jours (et dans le futur proche). Dans ce cas, et compte tenu de la relative régularité des fréquences des éruptions, on admettra qu'une synthèse de l'extension des E P F C nous permet de passer directement au concept du zonage de l'extension des "éruptions futures maximales crédibles" ( E F M C ) . Dans l'histoire future du volcan, on peut donc s'attendre à l'occurrence d'une éruption future maximale crédible ( E F M C ) de type explosif qui serait une éruption de type " St Helens " : effondrement d'une partie de l'édifice immédiatement suivi par une éruption explosive à cratère ouvert (figures 11 et 1 Ibis). Si l'éruption était de type effusif, l ' E F M C consisterait en l'intrusion de lave andésitique, la formation de cônes stromboliens, et l'émission de coulées de lave. 2.3.5. Phénomènes associés : les tsunamis L a propagation de tsunamis significatifs peut s'opérer à partir de deux types d'événements : - l'arrivée en m e r de lahars, l'arrivée en m e r d'une avalanche de débris (provoquée par l'effondrement d'une partie de l'édifice volcanique). Ces différents scénarios sont représentés dans la figure 12 pour l'arrivée de lahars en mer par les rivières principales actuelles, les figures 13, 14 et 15 pour l'arrivée en mer d'avalanches de débris respectivement dans la région de Basse-Terre, de Trois-Rivières et de Capesterre. Les scénarios de propagation des travauyx ont été dessinés à partir de modèles de simulation réalisés sur l'île voisine de Montserrat (Caristan et al., 1977 ; Heinrichefa/., 1999). 26 Rapport BRGM R40445 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe £ *^-v Bouillante * Petit-Bourg Goyave U £ ^Hïo-p^Slss^ </', Vieux-Habitants C A ))hmÉIP:.-^l , Capésterre-BèHe^EaTi^ Ba Sf-Cfl X" *\ /i / Gotfffteyra 1 N Trois-Riferes i//'eux-Fori' 3km ( ) [\:y Gaz / s Coulées de pyroclastites possibles & Retombées de cendres possibles Effet de souffle possible ( "blast " ) Lahars possible Zone d' arrachement Avalanche de débris possible A ^_s Baillif Sommet de la Soufrière Limite de côte Nom de commune Zone pouvant être touchée par des tsunamis 'L Figure II -Eruption future maximale crédible (EFMC) au massif volcanique de la Soufrière, Guadeloupe : éruption de type Mt. St.-Helens (explosion d'un dôme accompagné par l'effondrement d'une partie de l'édifice) Rapport BRGM R40445 27 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe Figure 11 bis Eruption future maximale crédible (EFMC) au massif volcanique de la Soufrière, Guadeloupe : éruption de type M t. Sl.-Helens (explosion d'un dôme accompagné par l'effondrement d'une partie de l'édifice) La Désirade N Iles de la Potite Terre O Gaz g& Coulées de pyroclastttes possibles (jf5)) Retombées de cendres possibles . jf "9 /fliîp" s < A ^_z Baillif Terre-de-Bas * <-Q Rapport BRGM R40445 Figure llbis - Eruption future maximale crédible (EFMC) au massif volcanique de la Soufrière, Guadeloupe : éruption de type Mt St-Helens (explosion d'un dôme accompagné par l'effondrement d'une partie de l'édifice) 28 Rapport BRGM R40445 Effet de souffle possible ( "blast " ) Lahars possible Zone d' arrachement Avalanche de débris possible Zone pouvant être touchée par des tsunamis Sommet de la Soufrière Limite de côte Nom de commune Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe Anse Bemand -n wPofl OCEAN Louis ^torne-à-l'Ëau leMoule Saint-François l \t\l a n tique nord Capes taris MARIE-GALANTE LES SAINTES ' d'après le schéma d'un modèle de Boussinesq ; " scénario de I' " Eruption Future Maximale Crédible " (EFMC) Figure 12 - Représentation schématique d'un scénario de propagation d'un tsunami7 lié à l'arrivée en mer de lahars8 dans les régions de Basse-Terre, de Trois-Rivières et de Capesterre 8 D'après le schéma d'un modèle de Boussinesq scénario de 1' " Eruption Future Maximale Crédible " (EFMC) a B Rapport BRGM R40445 29 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe Anse BertrandQ OCEAN orne-à-l'Eau leMoule Saint-François QUE NORD Capes'»"' MARIE-GALANTE ' d'après le schéma d'un modèle de Boussinesq ; " scénario de I' " Eruption Future Maximale Crédible " (EFMC) S i i I Figure 13 - Représentation schématique d'un scénario de propagation d'un tsunami6 lié à l'arrivée en mer d'une avalanche de débris dans la région de Basse-Terre 30 Rapport BRGM R40445 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe OCEAN nd-8ourgvQs^ _^T Capes terre MARIE-GALANTE ' d'après le schéma d'un modèle de Boussinesq ; ** scénario de t " Eruption Future Maximale Crédible " (EFMC) Figure 14 - Représentation schématique d'un scénario de propagation d'un tsunami6 lié à l'arrivée en mer d'une avalanche de débris dans la région de Trois-Rivières I 1 Rapport BRGM R40445 31 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe Anse Bertrand q V-^oil OCEAN Louis Petit Canal orne- à -l'Eau -Je Moule o- Capestene IE-GALANTE ' d'après le schéma d'un modèle de Boussinesq ; " scénario de t " Eruption Future Maximale Crédible " (EFMC) ! 5 Figure 15 - Représentation schématique d'un scénario de propagation d'un tsunami6 lié à l'arrivée en mer d'une avalanche de débris dans la région de Capesterre } I 32 Rapport BRGM R40445 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe 2.4. DEFINITION DES PHENOMENES (ALEAS SPECIFIQUES) VOLCANIQUES MENAÇANTS 2.4.1. Aléas volcaniques spécifiques majeurs A partir de l'analyse des evénenents éruptifs crédibles, l'aléa volcanique se décline, de manière classique, en sept types de phénomènes, ou sept « aléas volcaniques » spécifiques majeurs découlant des principaux types d'éruptions. Ces principaux types de phénomènes menaçants, ou sept aléas spécifiques majeurs se regroupent en deux grandes familles : - les aléas spécifiques directs, les aléas spécifiques indirects. 2.4.1.1. Quatre aléas spécifiques directs us sont liés à l'impact direct des produits d'une éruption : • ^ les coulées (ou intrusions) de lave, • ^ les coulées de pyroclastites : - nuées de ponces et cendres, - nuées ardentes, - nuées à cendres et à blocs, exemple : déferlantes à la base d'un nuage éruptif, - ignimbrites, •^ les retombées aériennes : - chutes de cendres, de lapillis, de ponces,..., -. chutes de blocs (projections balistiques), • ^ les gaz : - anhydride sulfureux (SO2) - anhydride fluoré (HF) - gaz carbonique ( C O 2 ) Les « aléas volcaniques majeurs » ont été définis par la I A V C E L organisme international de volcanologie (International Association of Volcanology and Chemistry of the Earth's Interior). Nous conservons ici cette dénomination d' « aléas volcaniques» spécifiques pour désigner les phénomènes volcaniques menaçants, afin d'adhérer à la nomenclature internationale. Rapport BRGM R40445 33 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe 2.4.1.2. Trois aléas spécifiques indirects Us sont liés aux effets secondaires d'une éruption : •^ les lahars (= coulées de boue) : - coulées de boue (sensu stricto) (majorité d'éléments boueux fins) - coulées de débris (majorité de blocs dans une matrice boueuse) • • les m o u v e m e n t s de terrain : - glissements, effondrements, chutes de blocs, - avalanches de débris, - gigantesques effondrements des édifices. • ^ les tsunamis (= raz-de-marée). 2.4.2. Aléas volcaniques spécifiques secondaires D'autres aléas volcaniques spécifiques sont souvent mentionnés dans les études concernant les éruptions volcaniques et leurs effets indirects. N o u s citons les plus notables dans le tableau 3 . TYPE NATURE DU PHENOMENE aléas directs effet de souffle - destruction des constructions fauchage des arbres pluies acides - endommagement de la végétation, des équipements, ... = blessures, maladies cendres dans l'atmosphère - menace pour le trafic aérien, perturbation des ondes hertziennes, perturbations météorologiques, modification du climat. PRINCIPALES CONSÉQUENCES aléas indirects Tableau 3 - Principaux aléas volcaniques spécifiques secondaires : nature et conséquences (d'après Stieltjes, 1998) 34 Rapport BRGM R40445 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe 2.4.3. Aléas volcaniques spécifiques attendus à la Soufrière L e s aléas spécifiques attendus ( A S A ) vont se déduire d e la prise e n c o m p t e des E F M C suite à l'analyse des é v é n e m e n t s eruptifs effectuée p r é c é d e m m e n t (figure 1 6 ) . U s vont regrouper les principaux p h é n o m è n e s volcaniques dangereux attendus (aléas spécifiques) pouvant se produire au cours des différents scénarios eruptifs. L e s aléas spécifiques attendus o u p h é n o m è n e s menaçants au volcan d e la Soufrière sont répertoriés ci-dessous (tableau 4 ) : Importance relative Origine Type (indice) Laves av) Pyrodastites (Py) r directs Retombées aériennes (Re) PHENOMENES MAJEURS Caz (Gz) Nature - coulée de lave - intrusion de lave (dôme,...) '- nuées à ponces - nuées ardentes - déferlantes básales de nuage - autres avalanches incandescentes ~- chute de blocs - chute de lapilli* - chute de cendres -HjO -so 2 -HF -CO, - coulée de boue - coulée de débris -- chute de blocs écoulements glissements de terrain effondrements coulées boueuses avalanche de débris - nuage cendreux (troposphère et stratosphère) C chute de pluies corrosives (acides) Tableau 4—Inventaire des phénomènes volcaniques menaçants possibles (ou aléas spécifiques attendus) en cas d'éruption du volcan de la Soufrière (Guadeloupe) Rapport BRGM R40445 35 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe Inventaire et cartographie des événements éruptifs passés Eruptions Maximales Possibles Eruptions les Plus Fortes Connues (EPFC) (EMP) Sélection des Eruptions Futures Crédibles ( E F C ) Sélection des Eruptions Futures Maximales Crédibles ( E F M Q Phénomènes volcaniques dangereux attendus (directs et indirects) Aléas spécifiques directs ] Aléas spécifiques indirects Evaluation des caractéristiques de chaque aléa volcanique spécifique - probabilité d'occurrence -extension , ' - intensités Figure 16 - Méthodologie d'approche de l'évaluation des aléas volcaniques spécifiques (phénomènes volcaniques menaçants) à la Guadeloupe 36 Rapport BRGM R40445 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe 2.5. EVALUATION DE LA FREQUENCE DES PHENOMENES ET DE L'ALEA VOLCANIQUES (QUALITATIVE ET QUANTITATIVE) 2.5.1. Approche méthodologique : de l'évaluation de la fréquence des éruptions à celle des phénomènes menaçants L'évaluation de la fréquence des phénomènes volcaniques menaçants (ou phénomènes dangereux attendus) d'un volcan, passe au préalable par l'évaluation de deux types de fréquence (tableau 5) : - 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). Frequence des éruptions (period.: de retour) I T I rtqiu n u des typis tt dynamismes éruptifs connus du volcan Analyse des typeset dynamismes éruptifs possibles Analyse des phénomènes dangereux possibles Analyse de la probabilité d'occurrence des p h é n o m è n e s dangereux Lvslave ; Fyspyroclastites ; Re>retombees aériennes ; Gz»Gaz ; Lb>labar ; Mvsmouvements de teirain (Mvfsfaible ampleur, Mvgsgrande ampleur) ; Ts=tsunami ; EsaEffet de souffle ; Ce*cendres dans l'atmosphère ; Paspluies acides ; Tableau 5 - Schéma méthodologique de l'évaluation de la fréquence des phénomènes volcaniques dangereux attendus sur le volcan de la Soufrière (organigramme des tâches simplifié) Rapport BRGM R40445 37 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe L'enchaînement des approches géologiques et probabilistes successives nécessite de se fonder sur un très important travail de reconnaissance de terrain, de cartographie, de datations absolues des événements éruptifs connus, d'analyse des mécanismes et dynamismes éruptifs, ainsi que le suggère le schéma du tableau 5. 2.5.2. Evaluation des diverses fréquences : des éruptions, des types éruptifs et des phénomènes volcaniques 2.5.2.1. Evaluation qualitative et semi-quantitative de la fréquence Cinq classes de fréquence d'occurrence des phénomènes dangereux (ou de période de retour) sont généralement utilisées au niveau international c o m m e échelle de référence pour l'activité volcanique en général, sans que soient précisées ou quantifiées les limites entre les classes : Fo très faible à nulle Fl Faible F2 Moyenne F3 Elevée F4 très élevée F5 permanent à subpermanent Cette échelle de fréquence est utilisée indifféremment, selon les cas, pour l'activité eruptive, la période de retour des types éruptifs, l'occurrence des phénomènes dangereux. C'est celle prise en compte pour les cartes d'aléas spécifiques. 2.5.2.2. Echelle quantitative des fréquences : cas général L a quantification de l'échelle de fréquence générale des éruptions en fonction de la période de retour permet de déduire le principe d'une grille de référence quantitative simple pour tout type éruptif, pour tout volcan (tableau 6). Il convient toutefois d'adapter cette échelle à la période de retour propre à l'activité historique et préhistorique de chaque volcan. 38 Rapport BRGM R40445 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe CLASSE DE FRÉQUENCE QUALIFICATION DELA FREQUENCE DE L'ALÉA PÉRIODE DE RETOUR DE L'ACTIVITÉ POSSD3LE QUANTIFICATION DELA FREQUENCE DE L'ALEA FO TRÈS FAIBLE A NULLE décamillennale lu"4 ou supérieure Fl FAIBLE millennale 10-3 F2 MOYENNE cinqcentennale 2.10-3 F3 ELEVEE centennale 10-2 F4 TRÈS ÉLEVÉ cinquantennale 2.10-2 F5 PERMANENT A SUB-PERMANENT annuelle à décennale 1 à 10-1 Tableau 6 - Echelle de fréquence d'un aléa volcanique spécifique .-proposition de quantification des niveaux de fréquence des phénomènes volcaniques menaçants (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 spécialités de son activité eruptive passée. 2.5.3. Echelle quantitative de fréquence des phénomènes volcaniques menaçants utilisée à la Soufrière A la Soufrière, compte tenu de la période de retour des éruptions, nous n'utiliserons que 4 classes de fréquence (F 0 à F 3 ) , les classes F 4 et F 5 du cas général étant sans objet. L'échelle d e fréquence de chacun des 7 principaux types de phénomènes menaçants (tableau 7) sera prise en compte dans les cartes d'aléas et dans les matrices d'exposition à l'aléa (matrices " intensité x fréquence "). Rapport BRGM R40445 39 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe CLASSE DE QUALIFICATION FRÉQUENCE DE L'EVENEMENT PÉRIODE DE RETOUR DU TYPE D'ACTIVITÉ OU DU PHENOMENE QUANTD7ICATION TRÈS FAIBLE ANULLE décamillennale à cinquantemillennale 2.10" 5 0,002 , FAIBLE cinqmillennale à décamillennale lO"4 0,01 F2 MOYENNE cinqcentennale à millennale lo"3 0,1 F3 ELEVEE cinquantennale à centennale lo' 2 1 Fo F DELA FREQUENCE DU PHENOMENE (Q) VALEUR DE L'INDICE UTILISÉ POUR LA MATRICE D'EXPOSITION AU PHENOMENE (100 xQ) Tableau 7 - Echelle quantitative des niveaux de fréquence des phénomènes volcaniques menaçants utilisée pour le zonage des aléas spécifiques à la Soufrière, Guadeloupe 2.6. EVALUATION DE L'INTENSITE (QUALITATIVE ET QUANTITATIVE) DE L'ALEA VOLCANIQUE 2.6.1. Démarche méthodologique de l'évaluation de l'intensité de l'aléa volcanique global 2.6.1.1. Problématique et difficultés de quantification de l'intensité des phénomènes naturels : cas général Dans le domaine des risques naturels, l'intensité exprime les effets d ' u n événement naturel et de ses diverses manifestations sur les milieux environnants : population, biens et constructions, milieu naturel,... C'est l'un des paramètres fondamentaux de l'aléa10, de la vulnérabilité11, et donc du risque. L a quantification de l'intensité s'établit selon une échelle de référence, spécifique à chaque phénomène naturel. A ce jour, parmi l'ensemble des phénomènes naturels dangereux, seule l'intensité macrosismique a fait l'objet d'élaboration d'échelles de Avec la probabilité d'occurrence et l'extension du phénomène Les dommages varient avec l'intensité du phénomène 40 Rapport BRGM R40445 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe classification internationales, dont les plus courantes et les plus connues sont l'échelle M M (Mercalli modifiée) et l'échelle M S K (Medvedev-Sponheuer-Karnik). Toutes deux comportent douze niveaux d'intensité, établis à partir des analyses en retour de nombreux séismes à travers le m o n d e depuis plusieurs années. L a difficulté majeure d'établissement d'une échelle d'intensité est de disposer d'un élément exposé de référence représentatif, c'est-à-dire dont l'endommagement est proportionnel à la magnitude du phénomène (observée, évaluée ou mesurée). C'est le cas particulier pour les séismes dont les effets directs ou induits sont essentiellement sensibles sur un domaine : les constructions (le milieu vivant reste globalement très peu sensible, de manière directe, à un train d'ondes sismiques : personnes, animaux, plantes). L a plupart des autres phénomènes naturels dangereux autres que les séismes (inondations, mouvements de terrain,cyclones, avalanches, feux de forêt, éruptions volcaniques,...) ont eux des effets et conséquences sur l'ensemble des milieux environnants et non pas seulement sur le milieu construit. O r les d o m m a g e s que provoque un m ê m e phénomène vrient très largement selon l'événement exposé concerné. Exemple : une inondation de 10 c m e n d o m m a g e à environ 100% une culture de fraises ou de lentilles, alors que son endommagement sur un verger, un bâtiment en béton, ou une personne est quasi nul. L a magnitude du phénomène est la m ê m e (hauteur d'eau) ; son intensité (dommages sur les personnes et les biens) varie de 0 à 100%. 2.6.1.2. Problèmes spécifiques d'évaluation de l'intensité de l'aléa volcanique global a) Difficultés liées à la multiplicité des phénomènes et à la diversité de leurs effets L'intensité de l'aléa volcanique pour chaque type d'éruption n'est pas unique, mais varie selon l'occurrence des différents phénomènes attendus sur chaque volcan12 pour chaque type d'éruption : 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 ce que cela suppose de faire simultanément deux amalgames : 12 Rapport B R G M R40492 Rapport BRGM R40445 41 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe - l'amalgame de l'ensemble des sept phénomènes dommageables majeurs. O r leur nature, leurs processus et leurs modes d ' e n d o m m a g e m e n t sont extrêmement divers et variables ; l'amalgame de l'ensemble des éléments exposés de tous les milieux sensibles (naturel et vivant ; construit). O r leur susceptibilité à F e n d o m m a g e m e n t (vulnérabilité) de chacun est, elle aussi, extrêmement viariable selon les phénomènes volcaniques atteignant le site où ils se trouvent, - ce qui est totalement irréaliste. Devant une telle impasse, il convient de proposer des solutions admissibles permettant de contourner ces difficultés. b) Solutions proposées pour l'approche quantitative de l'intensité de l'aléa volcanique D e u x solutions sont proposées pour contourner les difficultés de quantification de l'intensité des aléas spécifiques d'abord, puis de l'aléa volcanique global : - Utiliser u n élément exposé de référence qui puisse représenter, de manière globale plus ou moins satisfaisante, Fendommagement de l'ensemble des éléments exposés de tous les milieux dans une m ê m e échelle d'intensité quantifiée - voir § 2.6.4.1. L'élément exposé de référence qui a été choisi est l'habitat global, 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, d'activités sociales, fonctionnelles et économiques (agricoles, artisanales, industrielles, touristiques). - Regrouper les phénomènes volcaniques provoquant le m ê m e niveau de d o m m a g e s a u sein d ' u n m ê m e groupe d'éléments exposés (enjeux) dans des matrices d'endommagement potentiel (une matrice par groupe d'éléments exposés) voir § 2 . 6 . 4 . 1 . Cinq groupes d'enjeux ont été identifiés : la population, la végétation, les constructions de surface, les constructions enterrées, l'atmosphère (pour la perturbation hertzienne). 2.6.1.3. Méthodologie d'évaluation de l'intensité de l'aléa volcanique global a) Schéma méthodologique 13 Rapport B R G M R40098. décembre 1998. 42 Rapport BRGM R40445 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe La méthodologie d'évaluation de l'intensité de l'aléa volcanique lié à une éruption proposée ici, peut être schématisée dans un organigramme simplifié (tableau 8). Matrices d'endommagement qualitatif et semi-quantitatif de chaque élément exposé à chaque phénomène volcanique Qualification de l'intensité relative des phénomènes dangereux Probabilité d'occurrence des phénomène Processus d'endommagement des éléments exposés à chacun des phénomènes Modes d* endommagement : effets directs et indirects Qualification de l'intensité des aléas spécifiques attendus I Quantification de Tf- M n t e n s M d e i i : \ aléas spécifiques i^íáttendwfeS: Intensité : analyse des effets et d o m m a g e s aux phénomènes sur les éléments exposés Définition d'un élément exposé de référence : le bâti global Règles d'expertise V utilisées T population végétation Matrices d'endommagement qualitatif XI : Echelle d'intensité qualitative : ,.:«•• - etsernt-quantitative des...; \ phénomènes (aléas spécifiques};; COfUtlUCIlOU et biens .litres ¿levée . 1 , élevée . 1 , modérée _I, Jaible _ ¿ B i s bible inulle Matrices d'endommagement quantitatif de chaque élément exposé à chaque phénomène (ou aléa spécifique) ' Quantification de limites des niveaux d'endommagement Echelle d'intensité quantitative d e l'aléa yôlcaniqpe global/ ' ( intensités des phénomènes surlebâtiK , '/ : ' _I«x% pertes _I,y% pertes . 1 , 2 % pertes _Ii w * pertes _I« pertes-0 Tableau 8 - Schéma méthodologique d'évaluation de l'intensité de l'aléa volcanique global lié à une éruption b) Qualification et première hiérarchisation des intensités des phénomènes dangereux majeurs d'une éruption Evaluer l'intensité de l'aléa volcanique global nécessite au préalable d'évaluer l'intensité de chacun des sept phénomènes dangereux attendus14 pouvant se produire au cours d'une m ê m e éruption (tableau 8). Or la nature des phénomènes volcaniques est extrêmement diverse : elle varie d'une coulée de lave qui arrase et ensevelit tout sur son trajet, mais dont la vitesse et 14 ou aléas spécifiques (voirfig.16) Rapport BRGM R40445 43 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe 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 tusnamis 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 ' e n d o m m a g e m e n t liés à chacun des phénomènes volcanique possibles ; les principaux m o d e s d'endommagement et la nature des effets dommageables ou perturbateurs ; les effets et d o m m a g e s des phénomènes sur les principales familles d'éléments exposés (intensités). c) Echelle d'intensité qualitative et semi-quantitative: nature et limites d'utilisation L'évaluation qualitative de l'intensité permet de proposer, pour chaque phénomène, une échelle de niveaux d'intensité qualitative et semi-quantitative, pour laquelle on utilise généralement 4 à 5 niveaux : Io Ii 12 13 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 o ù elle ne réfère à aucun critère d'évaluation fixe, facilement quantifiable. Les limites qualitatives entre les différents niveaux d'intensité (c'est-à-dire le zonage de l'aléa) sont d o n c subjectives. Cette échelle d'intensité relative permet toutefois de constituer la trame des matrices d ' e n d o m m a g e m e n t (corporelle, structurelle, fonctionnelle). d) Echelle d'intensité quantitative des phénomènes ; difficultés d'élaboration, intérêt et finalité 44 Rapport BRGM R40445 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe Quantifier les niveaux d ' e n d o m m a g e m e n t de chaque phénomène volcanique sur chaque type d'élément exposé (niveaux d'intensité des phénomènes) constitue une étape longue et délicate. Elle se base en effet sur l'exploitation des retours d'expérience (ou analyses en retour) d'éruptions passées, peu nombreux, disparates et statistiquement insuffisants. L'outil d'évaluation de l'intensité des phénomènes éruptifs (et par conséquence, ultérieurement, de la vulnérabilité puis d u risque) fait donc gravement défaut et rend l'évaluation quantitative difficile. Cette analyse quantitative de l'intensité de chaque phénomène puis d'une éruption est pourtant fondamentale pour l'évaluation du risque volcanique : - 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 érption volcanique ; - son objectif est de pourvoir : • caractériser l'aléa volcanique puis la vulnérabilité des enjeux aux éruptions (analyse de l'évolution des d o m m a g e s 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 d o m m a g e s possibles pour différents scénarios éruptifs, et simuler divers scénarios de crise. 2.6.2. Processus et modes d'endommagement des éruptions 2.6.2.1. Potentiel d'endommagement d'une éruption Le potentiel d ' e n d o m m a g e m e n t d'une éruption ( D ) est fonction de paramètres très divers qui peuvent être liés : - aux caractéristiques internes d u volcan : type de m a g m a , dynamisme éruptif (volume de matériaux émis, vitesse d'éjection d u m a g m a , hauteur d u panache,...), durée de l'éruption, etc. - aux conditions externes : géographiques (topographie terrestre et sous-marine, „.), météorologiques (direction des vents, cyclone,...), humaines (organisation de la prévention, réactivité des autorités et de la population, etc.). ce que l'on peut formuler de la manière suivante : Rapport BRGM R40445 45 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe / -> du type de volcan et de magma -> du type d'éruption, de son dynamisme et de sa magnitude -> de la durée de l'éruption -> de la topographie entre la source et un site -> de la distance du site de la source eruptive -> des conditions météorologiques -^ de la vulnérabilité du milieu, du site,... -> des mesures de prévention prises -> de l'optimisation de la surveillance et de l'alerte -> de la réactivité des autorités et de la population -> etc. D=f \ / \ 2.6.2.2. Processus d'endommagement i* piuvu^uo d'endommagement caractérise l'action physique d'un phénomène volcanique sur un élément exposé. Son ampleur va dépendre de l'intensité relative du phénomène 1 5 , c'est-à-dire ses impacts sur les éléments exposés dans une région donnée. L e tableau 9 récapitule les principaux processus d'endommagement liés aux aléas volcaniques attendus à la Soufrière, ainsi que les intensités qui leur sont associées (échelles des intensités : voir tableau 10), et décrit la " capacité d'endommagement " de chaque aléa, que l'on utilisera ultérieurement pour : - la description des effets et d o m m a g e s des aléas sur les (tableaux 9 à 13) ; la réalisation des matrices d'endommagement. différents milieux à distinguer de la magnitude du phénomène, liée à la puissance de l'éruption (et non à ses effets), que l'on caractérise en volcanologie par le volume de matière émise. 46 Rapport BRGM R40445 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe NATURE DU PROCESSUS D'ENDOMMAGEMENT Ablation (résulte d'une érosion ou d'une arrasion) O n d e de choc (effet de souffle) Température élevée, inflammation PHÉNOMÈNES RESPONSABLES (ordre décroissant) -lahar - mouvements de terrain \ - coulée de pyroclastites W W - coulée de pyroclastites - coulées de lave -gaz - chutes de cendres Effondrement, affaissement, tassement - coulées de pyroclastites -lahars Enfouissement, ensevelissement Impact violent Submersion INTENSITÉ DU PHÉNOMÈNE* - chute de cendres, de blocs - coulées de pyroclastites - coulée de lave -lahar - mouvement de terrain *l àI 4 W - chute de blocs -lahar - tsunami Abrasion - cendres - coulée de pyroclastites Corrosion - gaz, pluie acide Colmatage - cendre -boue I,àl2 * l'échelle d'intensité utilisée est explicitée dans le tableau 15. Tableau 9 - Principaux processus d'endommagement liés aux phénomènes volcaniques dangereux et des intensités correspondantes attendus à la Soufrière, Guadeloupe (d'après Stieltjes, 1998) Rapport BRGM R40445 47 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe 2.6.2.3. Modes d'endommagement dommageables ou perturbateurs : nature des principaux effets Les effets destructeurs o u perturbateurs provoqués par les éruptions de la Soufrière peuvent se regrouper selon deux catégories : - les effets directs - les effets indirects (ou induits) a) Les effets directs us sont liés à l'action physique, chimique ou biologique des phénomènes ; ils se traduisent par différents niveaux de destructions ou d'endommagements, tels que : - destruction totale, de toute vie, de la végétation, des constructions et infrastructures, des engins et machines. causes : - destruction o u e n d o m m a g e m e n t partiel des biens, des constructions,... causes : - 48 - manteau de cendres au sol, - nuage de cendres dans la troposphère et dans la stratosphère perturbation des ondes radio causes : - - brûlures (cendres, ponces, gaz,...) - intoxications (gaz) - lésions externes et internes (cendres, gaz,...), - traumatismes, perturbation ou coupures des voies de communications : circulation terrestre, aérienne, maritime causes : - - impact des blocs et cendres, -forte température et incendie, - ensevelissement partiel (cendres, boues, laves,...), - abrasion, corrosion (cendres, gaz, pluies acides,...)» blessures, maladies des êtres vivants : nature : - - ondes de choc, - ensevelissement (lave, cendres, boue,...), - températures très élevées (200° à 1100° C ) , -gaz, - orages violents (éclairs, foudre), - cendres. changement d u paysage : Rapport BRGM R40445 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe causes : - destruction de reliefs existants, - comblements de rivières, de vallées, de dépressions, d'étangs ou de lacs,... (laves, cendres, boue, avalanches de débris,...) - effondrement partiel du volcan, - modification du littoral (raz de marée) - destruction totale des forêts (coulées de pyroclastites, incendies, „.) - disparition des sources, - apparition de nouvelles morphologies : dôme, crêtes, croupes b) Les effets indirects (ou induits) Us sont liés aux difficultés o u aux ruptures de fonctionnement, de communication, ... ainsi qu'aux modifications des milieux externes, provoquées par les divers aléas volcaniques. Les effets induits sont très nombreux ; à titre d'illustration, nous présentons ci-dessous quelques exemples : - famines, maladies, troubles mentaux causes : - destruction des cultures, de la végétation, - disparition des points d'eau (rivières, sources), - cendres et gaz en suspension dans l'air, - chocs psychologiques. - perturbation de l'activité économique : industrie, agriculture, artisanat, tourisme, commerce,... - perturbation de la vie sociale : habitat, santé, enseignement, transports, ... - conséquences économiques et financières : perte d'activité, perte d'emploi, destruction du bâti, destruction des outils productifs,... - perturbation des institutions : dysfonctionnement judiciaire, financière,...),... - arrêts o u perturbations d e services, d'activités : services publics, réseaux d'alimentation,... - perturbation d u climat causes : - pluies et orages violents, - abaissement de la température stratosphère). Rapport BRGM R40445 de la société (nuage (politique, de cendres dans la 49 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe 2.6.3. Evaluation qualitative et semi-quantitative de l'intensité des phénomènes volcaniques : description des effets et dommages sur les principales familles d'éléments exposés L a description des effets et d o m m a g e s des phénomènes volcaniques sur les divers milieux environnant la Soufrière a été rassemblée ici à partir des expériences en retour d'éruptions de m ê m e type s'étant produites dans le m o n d e depuis un siècle environ. Elle permet de calibrer ? Les cinq tableaux qui suivent présentent les types de d o m m a g e s par gravité croissante pour les principaux milieux et les principaux secteurs d'activité économiques exposés de la Guadeloupe : - milieu naturel (tableau 10) - milieu vivant (tableau 11) - milieu construit (tableau 12) secteurs d'activité économique : . agricole, forestier, pêche (tableau 13) . artisanale et industrielle (tableau 14) C'est sur cette typologie des effets et d o m m a g e s directs et induits que s'appuiera ultérieurement la construction des matrices d'endommagement. 2.6.4. Evaluation quantitative de l'intensité de l'aléa 2.6.4.1. Echelle d'intensité de l'aléa volcanique global : cas général L a grille quantitative de référence de l'intensité proposée16, reprend le découpage qualitatif de l'intensité analysée en détail dans les tableaux 10 à 14 auquel a été adjointe une évaluation quantitative de chaque niveau d'endommagement basée sur un élément de référence : l'ensemble de l'habitat (tableau 15). S o n intérêt est de proposer des limites objectives précises, quantifiées entre les 5 niveaux d'intensité. rapport B R G M n° R 40098 : " Approche méthodologique de la vulnérabilité aux phénomènes volcaniques. Test d'application sur les réseaux de la Martinique. Rapport de synthèse ". 50 Rapport BRGM R40445 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe PHÉNOMÈNE VOL C A N 1 Q U E 'V-.'Î . " ' .-••¡:-.:-v-cj*-¿ ;:••: ••:rA-f¿WQic$i>idj r e û'tm^ï^K^-'-^JiV^. ^ ; v ; r N . . ' v 'x'tCï * s ' V ' Î C '•"£ ? * • • ' » • **S coulée retombées aériennes gaz, coulée coulée de b o u e de l a v e chute cheveux chute pluies acides de pyroclastites (lahar) de c e n d r e s de P e l e de b l o c s N A TURE DES EFFETS I * / n.d;i)r.l%ô,c t:;«•..••-)-$>$&&•&•. mouvements de terrain, avalanches de débris de raz marée (tsunami) I si cendres > 2m \ toute Destruction totale lorèls, v é g é t a t i o n savanna, prés, toute végétation : : pfituragea,... i loiêls souillées, arasées; troncs sectionnés el couchés ou emportés | stérilisation du sol cultivable t i recouvrement du sol fertile par la lave («roche) toute végétation forêts,... recouvrement du sol fertile recouvrement du sol 1er lile par cendres el blocs. t soudés disparition des points i forêt, savanne balayée par la vague stérilisation du sol arrachement el recouvrement du soi fertile t terre arable emportée 1 d'eau de la surface du sol : sources, petits étangs, mares, rivières, ruisseaux 1 c h a n g e m ei n t d e la 1 m o ir p h o l o g i e • comblement des dépressions • comblement des cours d'eau ; un nouveau réseau hydrographique se développe à côté de rancien • nouveaux reliefs formés par tes matériaux des coulées (cendres, pierres, lapitis, blocs) • manteau uniforme de cendres, profondément raviné par les plûtes changement de la morphologie changement de paysage • cours d'eau comblé • creusement de nouveaux ravins aux parois subvertíales (jusqu'à 10 à 20 m de hauteur) • épais dépôts sur de vastes étendues formant des collines el des buttes (sur des km* ft des centaines de km1) • comblement de lacs. cours d'eau, dépressions,... I i i chutes de cendres sur une large zone autour de la coulée Destruction partielle endommagement important' à modéré" I I aux limites de (a coulée boueuse : ennoyage partiel des plantes, arbustes, pied des arbres ;écorce abimée ou arrachée i etdetéphras: endommagement laible à négligeable * l a .mita anlr. un andommagafnanl *imponant* at *modiia' a u aiA^artar. 14a h una appraciaaon da robiarvataut Eua na aa leíate è aucun cmaia <fé«aluabon lixa, lacaamant quanMiabwj si cendres 1 > f 00-150 cm : la plupart de ta végétation est détruite : arbres, ai bustes, végétation herbacée.... Quelques planles subsistent > 10-15 cm : arbres plus ou moins gravement endommagés : branches, palmes cassées sous le poids • savane, sous-bois, feuilles des cendres, des arbres chargés > 4 cm : destruction de 10 ft 50% des graminées, d'aiguilles de Tibre de céréales, légumineuses, - . verre-» perforation >3cm: certaines planles el fleurs ne parviennent intestinale du gibief pas a pousser è travers la croûte cendreuse • sources et points d'eau (mares, ruisseaux, > 2.5 cm : branches des Jeunes arbres et certains rivières,-.) pollués par la arbustes cassés : planles ft rhizome abîmées (partie végétale) fibre de verre effet thermique et des gaz > 2cm .destruction de tO ft 30% des graminées, céréales, sur la végétation el les sots légumineuses,... limité ft l'immédiate > 1cm : chute de certains gros fruits et Heurs, tiges périphérie de la coulée des plantes herbacées cassées ; plantes rampantes {quelques mètres ou rases abîmées ou dizaines de mètres) < 1cm : feuilles d'arbres et de planles, fleurs, brûlées ou percées : pourrissement de certains fruits poussant près du sol. fraises, baies, ... i feuilles et tiges brûlées destruction de la végétation ou percées (acides) (imitée au point d'impact des projectiles (blocs, pierres) *hs effets sur le vègémon et tes sofs du soute, des drvers gaz d'origine volcanique (sulfureux,.. ) à grande échoie sort encore très ç-c.i cii-rfés » Tableau 10 - Intensité des principaux phénomènes volcaniques sur le milieu naturel à la Guadeloupe : effets et dommages sur le sol, la végétation, la morphologie, et les paysages (d'après Stieltjes L, 1996) Rapport BRGM R40445 aux hmites des zones atteintes par la vague salure du sol par reau de mer I V cendres destruction variable avec l'épaisseur de 1 ; destruction partielle du sol 51 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe PHÉNOMÈNE N A DES EFFETS TURE JT~ •*• Mort •> Blessure, maladie • < • * ' - • . ,•.••.-•>.;',.•. : .:;•''::* ;Y= :-:>r'" coulée de l a v e coulée de pyroclasliles très rare toujours (possibililé de s'échapper avanl) (sur le trajet de la coulée) : nombreuses victimes dans un seul événement très rare V) fréquente (aux limites d e la coulée) ° peau brûlures graves yeux brûlures graves ai '" •a poumons ^ nez 1 ^'^^n^m^^dtiü^^ltmi^^W !^^ retombées aériennes chute chute cheveux de b l o c s de c e n d r e s de P e l e peu fréquente très rare très rare pour l'homme pour les animaux (car limitée au point d'impact du projectile) dans une aire proche du côno éruptif peu fréquente très rare Irritation, blessure blessure fréquente très fréquente VOLCANIQUE *&M&%%J4-:'$t:': S\.:.';.:o-;'-- "\ • coulée gaz. de b o u e pluies acides (lahar) rare rare ou mal connu fréquente brûlure, Irritation brûlure, blessure irritation : démangeaison, brûlures, rougeur, suppuration rougeur, irritation, i i t Y irritation, étoutlements brûlure inflammation démangeaison, nez bouché inllammtion, démangeaison 1 brûlure \ UJ ' gorge • •> blessure, maladie V) — •>• famine 3 T3 C mouvements de terrain, avalanches de débris 0> 1 perforation intestinale P a nique, d é p r e s s i o n possible : risque modéré : fréquente : destruction totale des cultures, des points d'eau silos, stocks, greniers, », sur le trajet de la coulée destruction des cultures, greniers, silos, stocks,... localisée à certains secteur du volcan (etfeclês par les coulées de pyroclast'ites) destruction des cultures sur de vastes étendues risque faible pour les hommes : i e r v e u s e , risque nul eau de surlace, légumes el fruits non consommables (libres de verre) tr ) u b 1 e s effets peu connus sur les oitures et la végétation risque faible : impael réduit au chenaux dècoulemenl : peut détruire silos, granges, slocks.... m e n t a u destruction des cultures localisées a un secteur du volcan Tableau 11 - Intensités des principaux aléas volcaniques sur le milieu vivant à la Guadeloupe : effets et dommages sur les hommes et le monde animal - vertébrés seulement (d'après Stieltjes L, 1996) Rapport BRGM R40445 X risque faible : risque moyen : -•sans-abri 52 toujours Y nombreuses victimes dans un seul événement pâturages impraticables (fibres de verre) t»- . raz marée (tsunami) fréquente Y risque moyen pour le bétail : V) 4-i de mal de gorge enrouement estomac, intestins 1 fréquente nombreuses victimes dans un seul événement indirect destruction des cultures de la (range côtiere uniquement Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe PHÉNOMÈNE NATURE DES EFFETS Destruction totale : ¥¿i'::' r •"•• •^:mm ^^^^-^M^^^mm^^H ^^¿^rç^^ retombées aériennes chute cheveux chute de c e n d r e s de Pele de b l o c s toute construction, structure constuctions, bâtiments : et aménagement sont dévastés : | si cendres > 2m \ structures : coulée de lave imité au point Qlmpact des projectiles (à la périphérie du Cône éruptil seulement) eflondremenl des toits, des charpentes, des murs changement du réseau hydrographique (anciens cours d'eau comblés): construction de nouveaux ouvrages : (ponts, canalisations. évacuations, radiers..... et recalibrage des voies. des canrVaux, ds équipements ; reconstruction :• des routes • des réseaux • des ouvrages Menants b â t i m e n t s et s t u c t u r e s partiellement ou totalement enfouis sous les : + aux laves : limites • aucun dégât : etlel thermique dissipé a quelques mettes du fiont de la coûtée gaz, pluies acides coulée de pyroclastites ensevelissement, renversement, incendie des bâtiments, ouvrages, équipements individuels et collectifs • Destruction partielle endommagement grave* VOLCANIQUE 1 * | pyroclas Lies et blocs des coulées I bâtiments et structures souillés, dévastés. fortement détruits de b o u e (lahai) toute construction et aménagement : limité au chenal d'écoulement toute construction, Infrastrucure, superstructure, aménagement : bâtiments : \ si cendres > 1m | *r • eflondremenl des torts • délormalion et tassement des murs, des fondations .• endommegement des owwlu.es, des réseaux (eau, assainissement, électricité, gaz, communications,...) ^mwis^Mï$&iwi&tM^M?J%m mouvements coulée raz ennoyé dans une boue liquide i épaisse, Vés difficile voite impossible i travailler et a enlever ¡ de terrain, avalanches de débris I A I I I A «f*a^t* de m a r é e (tsunami) A I V I I A I I H H lOUie COlian uunuil et aménagement : 1 changement de paysage i dans une (range littorale toute construction, structure, et aménagement : effet direct par la vague effet indirect par les objets, véhicules. débris • tout réseau de distribution : eau. hydrocarbures, électricité.... réseaux enterrés • tout réseau de communication e t S e s OUVrageS : télécommunications, endommagemenl modéré* profondément routes, voies ferrées, ports, aérodrome,... peu touchés par tes ellets thermiques (saul dans le cas « tout réseau de collecte de coulées massives : lorie inerte) e t S e s O u v r a g e s : (assainissement,...) 1 1 f 1 t 1 T 1 1 1 t 1 1 1 1 -> endommagement laible à négligeable * L i ¡ m l , «nirt tyi «naonvnigefnanl "troponin!* 61 'mo*'é' e u tut^cuirt u t à una appecitlKxi d» robswv.l.ur EU. n» s« lalèr. à aucun ciller. tfévaluatnn fa». IKri«>n«ni Quantiliabl. toute construction, structure aménagement : décharges électriques fréquentes dans bâtiments, captages d'eau potable : pollution superstructures : les nuages de cendres : • endommagement des installations électriques • perturbations des ondes radio • déclenchement d'incendies de bâtiments ou dans la végétation des sources, prises chutes de pierres el de petits enrivières,réservoir t Tair blocs a la périphérie de la zone concernée line. ..par la Tibre de verre à la périphérie de l'étalement de la coulée boueuse aux limites de la zone touchée par ta vague T 1 T bâtiments, aménagements i slcendres<trrt toute construction, structure, et aménagement : I • eflondremenl de toits, de structures légères, de cables aériens (électriques téléphoniques) • enfouissement de capiages * • recouvrement des votes, des roules, pistes d'envol, quais,... toute construction, structure, aménagement : abrasan, corrosion, decoloration : au hmíles des coulées • • limle des iones de l'étalement des coulées boueuses abrasion, corrosion, décokxauoi' i Tableau 12 - Intensités des principaux aléas volcaniques sur le milieu construit à la Guadeloupe : effets et dommages sur le sol, les bâtiments, l'habitat individuel et collectif, les ouvrages et les aménagements collectifs, les infrastructures et les réseaux (d'après Stieltjes L, 1996) Rapport BRGM R40445 • • 53 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe PHENOMENE NATURE DES EFFETS • '•••-'r-îf-y. :f%y%c?-::. coulée de l a v e coulée de pyroclastites I si cendres Destruction totale VOLCANIQUE ïï.ycWdi r e &/^'^^:vi?,-^r.---^tV?^g^^??' retombées aériennes gaz, chute chule cheveux pluies acides d e b l o c s de c e n d r e s de Pele •..**• toute plantation et culture : m*mmm**. ¡.n-tMw.c-w. -^.^mm^ mouvements coulée raz de boue (lahar) de terrain, avalanches de débris de marée (tsunami) >2m\ -toute plantation - t o u t e p l a n t a t i o n et c u l t u r e forêt, cultures maraîchères el fruitières : pépinières et culture - toute Installation et bâtiment -toute Installation d'exploitation et bâtiment - tout outillage, engins, ... - stérilisation du sol cultivable -tout outillage (terre arable) et engin • I exploitation forestière e l agricole, pépinières - toute Installation et bâtimentd'exploitation ; forestière, agricole, d'élevage de bétail, d'élevage aquacole, de p ê c h e e n e a u douce ou e a u salée - t o u t outillage, engins et véhicules - disparition des points d'eau de la surface du sol : sources petits étangs, mares, rivières, ruisseaux, marais, m a r é c a g e , . . . arrachement des sols cultivables - mort des animaux (bétail, gibier....) + par Impact direct : o n d e d e choc, impact des projectiles, ensevelissement, brûlures ou chaleur Intense, suffocation et asphyxie + par Impact Indirect : lamine, soif, comblement o u surcharge en sédiments des cours d'eau - via aquatique - , . . . sur le trajet de la coulée arrachement ou recouvrement du sot fertile (terre arable) lene arable emportée emportée ou détruite changement de paysage changement de lit des cours d'eau réaménagement des caplages, de "irrigation, des pompages; construction de nouveaux radiers, passerelles, ponts Destruction partielle endommagemenl Important* à modéré' endommagoment faible à négligeable * l a hmila ami* un anaommagamanl 'wnportam' al 'modelé' aal aubiacliva <<aa è una apfvac>al>on da rcbsafvalatf Ella na a* télaia a aucun cmè'a d évaluation nia. lacilamanl quanlifiabwj retombées de cendres autour de la coulée • destruction partielle suivant l'épaisseur de cendres et de tephns (en cm) 1 si cendres <2m >IOO-1SOcm:\a plupart de (a végétation est dêtrule : quelques plantes .subsistent > 20 cm :rù détruit > 15 cm : arbres gravement endommages > 10 cm branches, palmes cassées sous le pads descendus • les pâturages sont > S cm : bananiers enxforranagas, rnjrisserneni accéléré des ttiTris inutilisables (aiguillles ><CrTi^o^yructiondei0à50%*Sr^umrreiûes(rx«s. de libre de verre lentilles,•..), des céréales (Hé. mais. ma. avoine. volcanique mélangée des graminées (loin) a Therbe -» perforation >3cm: certaines plaines ne peuvent poussa a travers intestinale du bétail) la croûte cendreuse ; Inils pulpeux abîmés (censes, pèches, ) i les végétaux a l'air Ibre > 2,5 cm :• canne à sucre couchée par paquets (légumes, fruits, plantes • branches des |eunes arbres cassées herbacées,... ne sont • partie végétale des planes a rhiiomes abîmées (palaies, ni consommables palates douces, ignames, songes. -.) e certaines cultures : ni commercialisables > 2 cm • * tort endommagement de (aiguilles de dbre de verre t légumes , agrumes (oranges, mandarines, citrons... ) volcanique) destruction de la végétation, effet thermique sur les sols . arbres fruitiers pèches, nèfles, mures, ... des cultures, du bétail, • les sources et points d'eau et les cultures limités • destruction de 5 & 30 \ des légumineuses (pois, lentilles,.. ), fcmilée au point d'impact de surface (rivières, lacs, à l'immédiate périphérie céréales, herbe a foin, fleurs.... des projectiles étangs, mares, ...)sont de ta coulée (quelques > 1,5 cm letoncoupé lavant chuta des cendres) est inutilisable métrés A dùalnes de métrés > I cm : • chute des gros Iru-ts el desfleurspommes, ftuiis pollués par la fibre de vene de la coûtée) volcanique à pain, colon,... • tges des herbacés cassées (coton, tomates. 1 • endommagement de diverses curtures. leites légumes, -» filtrage nécessaire bananes, tabac, baies diverses < l cm : • pourriture de certains Iruts poussant prés du sol liaises, baies averses,.. • labiés dommages sur les céréales • leurlies d'arbres el de plantes brutees percées • feuilles el liges t brûlées ou percé es (acide) -odeurde soufre des plantes à saveur ou a parfum : ihd. tabac... commercialisation Impossible tes effets sur la végëtiion ettessois du soufa. gu sutfumn al Bi/te» Qàj (fortgme vofcamque sont erwtt peu ¿¡utiles Tableau 13 - Intensité des principaux aléas volcaniques sur le secteur d'activité économique agricole et forestier à la Guadeloupe : effets et dommages sur les cultures, les forêts, l'élevage, la pêche,... (d'après Stieltjes L., 1996) 54 Rapport BRGM R40445 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe NATURE DES EFFETS Destruction totale PHÉNOMÈNE VOL C A N 1 Q U E .-•••• •••"•'.•• '.::-:^^Y^M\i<:¥^1í^,j.í^^dJ,f.e tííííc- ? ? . . » % s.-.ï-i: •••-<•• ^•¡^i^MIÎ^//:rî;rf;/'.^^ôl(^i^V^^f«: -M*'.W*; mouvements raz coulée retombées aériennes gaz, coulée coulée de terrain, de m a r é e de b o u e avalanches chute cheveux chute de l a v e de pyroclastites pluies acides (tsunami) de c e n d r e s de P e l e de b l o c s (lahar) de débris tout équipement, engins, et machinerie (saut réseaux enterrés suffisamment engins mécaniques, appareillages électroniques,... profond et hermétisés) s'ils sont e n s e v e l i s sur le trajet de la coulée sous u n e couche d e cendres suffisamment épaisse Destruction partielle endommagement grave* limité à quelques mètres du front de la coulée tout équipement, engins et machines en surface : ' petits engins et véhicules, petit matériel, mécanique, électronique, ... 6ur le trajet de la coulée (sauf réseaux enterrés et protégés) s'ils s e trouvent a u point d ' i m p a c t de projectiles suffisamment gros 1 . t o u t équipement, engin, véhicule et machinerie partieflemenl ou totalement enfoui sous les matériaux (cendres, ponces, pierres, blocs) : effets thermiques. corrosion, abrasion, délormalkn, écrasement, flambement. tout équipement 'tout réseau de distribution : tout réseau de communication et ses ouvrages : telecommunication, roules, voies terrées, ponts, aérodromes, installations portuaires,... ' t o u t réseau de collecte et ses ouvrages : 1 changement de paysage \ dans une certaine Itange littorale atteinte par le déferlement directe de la vague .t i . . 1 • • I dans les zones latérales de débordement de la foulée I I I selon ta taille des blocs et projectiles 1 1 1 1 1 1 1 . eau, hydrocarbures, électricité... tout é q u i p e m e n t , véhicule, e n g i n , machinerie équipement, véhicules, engins, oubls et machines touchés partiellement pat la t assainissement, (égouts, collecteurs....).... sur les avions et aéronefs traversant les nuages de cendres (dans la stratosphère ou la troposphère) : abrasion importante des moteurs et turbines, des parties externes dont pare-brise (pilote aveugle) endommageaient modéré" endommagement faible ' l * lamí» «nu* i n .ndominag.ni.nl ' n p o n . n l ' . 1 'model*' . s i suoiochvo h * , a u n . «pfvaciaiion d . robs.'v.laur E t o n . . . itltea à aucun c i n t i . dévaluation l u . . lacrianMnl qu.nlm.Ma corrosion, abrasion, décoloration i 1 t de lout véNcule. engin, ouIR, machine, réservoir. mécanisme (vannes,...). réseau apparent, ~ 1 i 1 i 1 1 i 1 1 1 i + risque faible corrosion abrasion, décote ration 1 i | 1 par les acides de tout équipe nent, engin et machinerie, de lout réseau iu non isolé i I 1 I I 1 i I ' corrosion, décoloration par reau de mer, de tout équipement, engn et machinerie, réseau apparent ou non isolé t I 1 1 1 + | } Tableau 14 - Intensité des principaux aléas volcaniques sur le secteur d'activité économique artisanal et industriel à la Guadeloupe : effets et dommages sur les ateliers, les usines et industries, les véhicules et engins, les machines et les outils, les appareillages et équipement,... (d'après Stieltjes L, 1996) Rapport BRGM R40445 55 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe NIVEAU D'INTENSITÉ QUALIFICATION NIVEAU D-ENDOMMAGEMENT (référence = habitat global) Io I, h h h TRÈS FAIBLE A NUL FAIBLE MOYENNE ÉLEVÉE TRÈS ÉLEVÉE <5% de destruction 5 à 10% de destruction 10à50% de destruction 50 à 80% de destruction >80% de destruction R E G L E S D'EXPERTISE UTILISÉES: phénomènes volcaniques déclencheurs => pas de danger pour les populations ; gène passagère, = * dégât peu important pour l'agriculture (plantes près du sol), = > corrosion légère occasionnelle = > pas de danger réel pour les populations = > dégâts éventuellement notables pour l'agriculture, le bétail,... = * corrosion, abrasion des engins mécaniques, outillages et installations industrielles,... TYPES D E D O M M A G E S PRODUITS (exemples) - retombées de cendres < 1 c m - gaz diffus, pluies acides - dépôts de cendres, ponces, lapillis de faible épaisseur (< 2 0 c m ) - gaz, pluies acides - bordures (ou limites) d'une coulée de pyroclastites = > nuisances graves aux - retombées d e cendres, de petits blocs ponceux (épaisseur infrastructures importante, jusqu'à 1 m - volcans = * population moyennement exposée explosifs - retombée d e cheveux de Pelévolcans effusifs surtout- 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 latérales d'une coulée d e pyroclastites - effet thermique - effet de souffle (onde de choc) - dépôts épais de cendres, lapillis, ponces, (plus de 1 m ) - coulée de lave - coulée de boue - coulée de pyroclastites (trajectoire principale) => destruction totale : êtres vivants, - balayage ou enfouissement sous végétation et infrastructures des laves, des cendres, des ponces, des blocs, de la boue - effet de souffle puissant (onde de choc) - effet thermique puissant L'intensité des phénomènes volcaniques est ici exprimée 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 humain) et non d'une " intensité absolue " de l'éruption. Tableau 15 - Echelle d'intensité de l'aléa volcanique global. Proposition de quantification des niveaux d'intensité des phénomènes volcaniques (d'après Stieltjes, 1997) 56 Rapport BRGM R40445 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe 2.6.4.2.. Echelle d'intensité de l'aléa volcanique à la Soufrière L'échelle d'intensité des aléas volcaniques spécifiques de la Soufrière (tableau 16) se fonde sur la représentation de la quantification des niveaux d'intensité de chaque phénomène volcanique présentée dans le tableau 15. Elle est utilisée dans les matrices d'exposition d ' u n site aux aléas spécifiques (matrices " intensité x fréquence ") et pour les cartes de zonage de l'aléa. CLASSE QUALIFICATIO D'INTENSITÉ N DE L'ALÉA NIVEAU D'ENDOMMAGEMENT (référence : habitat global) EQUIVALENT NUMÉRIQUE TRÈS FAIBLE ANUL <5% d'endommagement 0,05 VALEUR D E L'INDICE UTILISÉ POUR LES MATRICES " INTENSITE FREQUENCE" (100E,) 5 II FAIBLE 5 à 10% d'endommagement 0,1 10 h MODÉRÉ de 10 à 50% d'endommagement 0,5 50 h ÉLEVÉ de 50 à 80% d'endommagement 0,8 80 I4 TRÈS ÉLEVÉ de 80 à 100% d'endommagement 1 100 Io (E¿ Tableau 16 - Echelle quantitative des niveaux d'intensité des aléas volcaniques spécifiques utilisée pour le zonage des aléas à la Soufrière, Guadeloupe Rapport BRGM R40445 57 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe 2.6.4.3. Matrices d'endommagement: quantification des niveaux de danger ou d'endommagement potentiels par groupe d'enjeux L'évaluation de 5 niveaux d'endommagement potentiel a été réalisée à travers les matrices d ' e n d o m m a g e m e n t élaborées pour chacun des groupes d'enjeux (milieux exposés) considérés : population, végétation, constructions de surface, constructions enterrées, atmosphère, c o m m e cela a été décrit au chapitre 5.3. Les matrices d'endommagement, établies à partir des expériences en retour d'éruptions effectuées sur d'autres volcans de dynamisme semblable, établissent u n e correspondance simple entre l'intensité de l'aléa et les d o m m a g e s sur les enjeux, traduite par un taux d'endommagement quantifiant chaque niveau d'endommagement. Les règles d'expertise utilisées dans chaque niveau sont définies dans les matrices. Cinq matrices d'endommagement ont été établies à partir de l'exploitation des retours d'expérience connus sur des éruptions semblables à celles de la Soufrière : - une matrice d'endommagement corporel pour : • la population (tableau 17) ; - trois matrices d'endommagement structurel pour : • la végétation (tableau 18), • les constructions de surface (tableau 19), • les constructions enterrées (tableau 20), - une matrice d'endommagement fonctionnel pour : • la perturbation des ondes hertziennes (tableau 21). 58 Rapport BRGM R40445 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe REGLES D'EXPERTISE UTDLISÉES DEGRE DE DANGER POTENTffiL POUR LA POPULATION INDICE QUALIFICATION TAUX D'EXPOSITION A UN DANGER DE M O R T (% de la population présente dans la zone) H0 très faible à nul -0 Hl faible <1% PHENOMENES VOLCANIQUES PRIS EN COMPTE - H2 moyen là5% - H3 élevé H4 très élevé 5à50% - >50% - gaz diffus chutes de cendres < 1 c m gaz, pluies acides (peu denses) retombées aériennes : 1 cm à 50 cm coulées/intrusion de lave tsunami < 20 c m retombées aériennes : de 50 c m à 1 m (cendres, lapillis, ponces) lahars faibles (I2) tsunami : amplitude 1 m à 2 m mvt de terrain de moyenne et faible ampleur retombées aériennes : chutes de blocs (dispersés) chute de cendres de 1 m à 1,50 m lahars forts (I3) tsunamis : amplitude de 2 m à 5 m coulée de pyroclastites - lave retombées aériennes : chute de blocs (dense) chute de cendres > 1,50 m lahars forts (L) mvt de terrain de grande ampleur tsunamis : amplitude > 5 m Tableau 17 - Matrice d'endommagement corporel pour la population de la Guadeloupe exposée aux effets d'une éruption volcanique de la Soufrière Rapport BRGM R40445 59 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe DEGR]E D'ENDOMMAGEIMENT POTENTIEL POUR LA VEGE:TATION INDICE QUALIFICATION TAUX DE PERTE DE LA VÉGÉTATION v0 très faible à nul <5% Vl faible 5à30% v2 moyen 30 à 50% v3 élevé 50 à 90 % v4 très élevé >90% REGLES D'EXPERTISE UTILISÉES PHENOMENES VOLCANIQUES PRIS EN COMPTE - chutes de cendres < 1 c m d'épaisseur - chutes de cendres de 1 à S c m d'épaisseur - gaz diffus - chutes de cendres de 5 à 20 c m d'épaisseur - gaz peu denses - chutes de cendres de 20 c m à 1 m d'épaisseur - gaz denses - coulée ou intrusions de lave - coulées de pyroclastites - chute de cendres > 1 m - gaz très denses - lahars - mouvements de terrain - tsunamis Tableau 18 - Matrice d'endommagement de la végétation exposée aux effets d'une éruption volcanique à la Guadeloupe 60 Rapport BRGM R40445 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe DEGR]E D'ENDOMMAGE*AENT POTENTIEL DE S CONSTRUCTIONS D E SURFACE INDICE QUALIFICATION R E G L E S D'EXPERTISE UTILISÉES T A U X D E PERTE (endommagement global du bâti ) PO très faible à nul <1% Pi faible 1 à 10% P2 moyen 10 à 50% P3 élevé 50 à 80 % P4 très élevé >80% PHENOMENES VOLCANIQUES PRIS EN COMPTE - cendres < 1 c m gaz diffus tsunami < 50 c m cendres : 1 c m à 20 c m gaz denses tsunami : 50 c m à 1 m cendres : 20 c m à 1 m lahars faibles mvt terrain moyenne à faible ampleur tsunami : 1 m à 2 m cendres : 1 m à 1,50 m tsunami : 2 ~ m à 5 m coulée/intrusion lave coulée pyroclastites cendres > 1,5 m mvt de terrain de grande ampleur lahars forts tsunami > 5 m Tableau 19 - Matrice d'endommagement structurel des éléments construits de surface de la Guadeloupe exposés aux effets d'une éruption volcanique de la Soufrière Rapport BRGM R40445 61 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe DEGR]ED'ENDOMMAGEI VIENT POTENTIEL DES CONSTRUCTIONfS ENTERREES INDICE QUALIFICATION REGLES D'EXPERTISE UTILISÉES PHENOMENES VOLCANIQUES PRIS EN COMPTE TAUX DE PERTE (sur la totalité d u bâti) P'O très faible à nul <5% P'i faible 5 à 10% P'2 moyen 10 à 50% P'3 élevé 50 à 80 % P'4 très élevé >80% - retombées de cendres et de blocs gaz coulées de pyroclastites mvt de terrain de faible ampleur lahars faibles tsunamis coulée de lave tsunami < 5 0 c m mvt de terrain de grande ampleur (zone de transport) lahars forts tsunami : 50 c m à 2 m intrusion de lave mvt de terrain de grande ampleur (zone de départ) Tableau 20 - Matrice d'endommagement structurel des éléments construits enterrés de la Guadeloupe exposés aux effets d'une éruption volcanique de la Soufrière 62 Rapport BRGM R40445 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe DEGRÉ DE PERTURBATION POTENTIELLE DES ONDES HERTZIENNES INDICE QUALIFICATION FRÉQUENCE DE LA PERTURBATION DELA PROPAGATION z0 très faible à nul exceptionnel à jamais Zl faible Z2 moyen z3 élevé Z4 très élevé O C C A S I O N N E L F R E Q U E N T mensuel ^ 1 h RÈGLES D'EXPERTISE UTILISEES PHENOMENES VOLCANIQUES PRIS EN COMPTE - présence exceptionnelle de cendres diffuses dans l'atmosphère - nuages de cendres diffus et rares (une à quelques fois par mois) hebdomadaire £lh - nuages de cendres peu denses et peu fréquents (une à quelques fois par semaine) - orages très rares quotidienne <lh - nuages de cendres denses et fréquents (environ une à 2 fois par jour) - orages rares quotidienne 1 h à plusieurs heures - nuages de cendres très denses et très fréquents (plusieurs fois par jour) - orages fréquents Tableau 21 - Matrice de perturbation fonctionnelle des ondes hertziennes (radio, TV) à la Guadeloupe pour une éruption volcanique de la Soufrière Rapport BRGM R 40445 63 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe 2.7. QUANTIFICATION GLOBALE DE L'ALEA VOLCANIQUE : EXPOSITION D'UN SITE AUX PHENOMENES VOLCANIQUES (COMBINAISON INTENSITE / FREQUENCE) 2.7.1. Cas général : construction de matrice intensité / fréquence Dans la mesure où les caractéristiques (intensité, fréquence) de chaque phénomène menaçant (ou de chaque aléa spécifique) varient fortement sue tout l'espace exposé aux événements éruptifs de référence, la représentation cartographique (zonage) de chacun des 7 aléas volcaniques spécifiques qui a été proposée17 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'aléa18. L a combinaison quantitative des deux variables intensité et fréquence (I*F) se base sur la construction d'une série de « matrices d'exposition d'un site aux phénomènes ». Ces matrices combinent, pour chaque aléa, l'intensité et la fréquence d'apparition de chaque phénomène éruptif sur l'ensemble de la zone exposée aux effets des éruptions. L a proposition faite ici est d'attribuer une valeur numérique à chaque case de la matrice, de la plus faible (JQ-F0) à la plus élevée (I4-F4). C e sont les valeurs extraites des échelles quantitatives d'intensité et de fréquence qui sont utilisées pour la matrice. Pour une meilleure lisibilité, les valeurs des indices de I et F utilisées dans les matrices sont multipliées par un facteur de 10 2 (voir tableaux des échelles d'intensité et de fréquence de l'aléa). Chaque case des matrices est le produit des valeurs respectives de I et de F. Sur la base de cette matrice, il devient ainsi possible d'évaluer chaque aléa spécifique de manière quantitative (tableau 22), en attricuant à chaque site exposé un « indice d'exposition » à chacun des phénomènes dangereux. 10 5 F0 0,002 FI 0.01 F2 0,5 F3 II 10 12 50 13 14 80 100 10 II 12 13 14 om asa 0,1 0.16 02 FI ajas ai 0.5 0.8 1 F2 0.5 i 5 S 10 F3 5 10 50 80 100 PO Tableau 22 - Construction de la matrice d'exposition d'un site aux phénomènes volcaniques menaçants (ou aléas spécifiques) de la Soufrière, Guadeloupe rapport B R G M n° R 40098 : " Approche méthodologique de la vulnérabilité aux phénomènes volcaniques. Test d'application sur les réseaux de la Martinique. Rapport de synthèse ". lorsqu'on travaillera sur la vulnérabilité des éléments exposés, on ne considérera plus que l'intensité de l'aléa (le concept de vulnérabilité étant indépendant de toute notion de probabilité). 64 Rapport BRGM R40445 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe 3. Zonage de l'aléa 3.1. PRINCIPE DU ZONAGE (rappel) Le zonage de chacun des 7 aléas volcaniques spécifiques (phénomènes) définis par l ' I A V C E I consiste à délimiter l'extension géographique de chaque niveau d'intensité d e chacun des 7 aléas spécifiques, pour une période de retour donnée (sur la base des échelles d'intensité et de fréquence définies précédemment). Ainsi, tout point situé à l'intérieur d'une m ê m e zone présentera le m ê m e degré d'exposition à un phénomène volcanique : il sera soumis a priori à la m ê m e intensité de cet aléa et à la m ê m e période de retour (fréquence). Trois paramètres fondamentaux participent donc à l'établissement du zonage de l'aléa : - l'extension géographique, - l'intensité, - la fréquence. Cette évaluation des 3 paramètres de l'aléa s'établit à partir de la connaissance de l'histoire géologique du volcan (études, coupes et carte géologique ; cartes des événements éruptifs passés,...) et de leur interprétation. Elle suppose d'avoir préalablement défini clairement les règles d'expert utilisées, afin de permettre l'étalonnage de ces zones au niveau qualificatif et quantitatif. Si deux des paramètres utilisés pour le zonage (l'extension et la fréquence) peuvent s'établir de manière relativement objective à partir de l'histoire géologique d u volcan, nous avons vu que l'évaluation du 3e paramètre (l'intensité) est beaucoup plus délicate. 3.2. DEFINITION DES PARAMETRES PRIS EN COMPTE POUR LE ZONAGE 3.2.1. Extension géographique des phénomènes A partir des cartes de scénarios des « Eruptions Futures Maximales Crédibles » ( E F M C ) , o n va tracer l'enveloppe de l'extension maximale de chaque phénomène, dans toutes les directions plausibles (figure 17). E n effet, e n tenant compte de la zone crédible d'arrivée du m a g m a (ouverture d'un cratère ; montée d'un d ô m e ; ...) de la morphologie du volcan et des régions voisines (rivières, reliefs,...), de l'orientation possible des projections, des conditions météorologiques, etc, l'extension d'un phénomène peut aller, a priori, aussi loin que l'aléa m a x i m u m et dans toutes les directions (à partir de la zone d'émission), ainsi que l'illustre lafigure17. Rapport BRGM R 40445 65 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe u rncocut 4a Extension connue du phénomène " chute de cendres " pour V "Eruption la Plus Forte Connue" (EPFC) de l'histoire du volcan $ U U W UVAKC / 4b Tracé de l'extension maximale du phénomène " chute de cendres " pour V "Eruption Future Maximale Crédible" / (EFMC) du volcan àpartir de EPFC Figure 17 - Principe de cartographie de l'extension du phénomène « retombées aériennes » à partir de la sélection de « l'Eruption Future Maximale Crédible » (EFMC) - Exemple : phénomène" chute de cendres "pour le volcan de la Montagne Pelée, Martinique (d'après Stieltjes, 1998) 66 Rapport BRGM R40445 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe 3.2.2. Intensité et fréquence des aléas Les caractéristiques de chaque zone s'établissent en fonction des deux échelles d'évaluation définies précédemment : - - l'échelle d'intensité (tableaux 10 et 11), qui traduit les effets et d o m m a g e s des phénomènes volcaniques sur les milieux exposés. Cette évaluation peut s'établir à partir d'un certain nombre de critères (qui varient selon le phénomène volcanique) c o m m e par exemple : • • la densité des gaz, l'épaisseur de cendres, de ponces, de blocs,... • ... l'échelle de fréquence d'occurrence du phénomène (tableau 12) se détermine à partir de critères tels que : • • • l'étude géologique et géochronologique du volcan, l'approche statistique ou probabiliste des éruptions de la période récente, la modélisation de l'activité eruptive, de la stabilité de l'édifice,... 3.3. DONNEES ET REGLES UTILISEES POUR LE ZONAGE DE L'ALEA VOLCANIQUE A LA SOUFRIERE 3.3.1. Zonage de l'aléa spécifique « lave » L e zonage de l'aléa spécifique « lave » prend en compte le zonage de deux principaux types de phénomènes (voir annexe 1) : - les zones d'intrusion possible de dômes ; les zones d'épanchement possibles de coulées à partir de d ô m e s , de cratères. Pour cela nous avons pris en compte, pour chacune des périodes de retour considérées19, les zones à l'intérieur desquelles s'inscrivent : - l'ensemble des dômes connus et des coulées déversées de ces d ô m e s , qu'ils soient de type « péléen » ou autre ; - les coulées de lave épanchées par des cratères ouverts (en particulier lors d'activité strombolienne). a) cinquentennale à centennale (F3) ; b) cinquentennale à millennale (F2) ; c) cinqmillennale à décamillennale (Fi) ; d) décamillennale à cinquantemillennale (Fo) Rapport BRGM R 40445 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe 3.3.2. Zonage de l'aléa spécifique « pyroclastites » Sous le vocable « pyroclastites » sont englobés divers phénomènes d'écoulements incandescents variés, tels les nuées ardentes, les coulées de ponces, les coulées de cendres et de blocs, les déferlantes básales, etc. Pour le zonage des pyroclastites, nous avons pour chaque type éruptif et pour chaque période de retour considérée15 : - la zone de départ potentielle, - la nature du phénomène éruptif, - les orientations ou directions possibles de départ de la propagation (en fonction du dynamisme éruptif et de la morphologie, - la morphologie actuelle du terrain (barrières morphologiques ; vallées et rivières, plateaux) pour la canalisation des écoulements (voir annexe 1). 3.3.3. Zonage de l'aléa spécifique « retombées aériennes » Sous le vocable « retombées aériennes » sont inclus aussi bien les chutes de blocs, de lapilli, de ponces, de cendres, etc, mis en mouvement lors d'une phase eruptive : éruption phréatique, explosion ou effondrement de d ô m e , projection de panache éruptif, éruption strombolienne,... Pour le zonage de cet aléa spécifique, nous avons pris en compte, pour chacune des périodes de retour considérées", l'enveloppe des zones à l'intérieur desquelles les retombées aériennes des divers types éruptifs possibles sont envisagés (voir annexe 1) : éruption phréatique, éruption strombolienne, éruptions péléennes, explosion de dômes, éruptions explosives à cratère ouvert. Dans la mesure où l'orientation de départ des éruptions peut se faire, a priori, dans n'importe qu'elle direction à partir du s o m m e t du volcan (en particulier pour les éruptions à cratère ouvert, les éruptions phréatiques). 3.3.4. Le zonage de l'aléa spécifique « gaz » L e zonage de l'aléa spécifique « gaz » prend en compte la dispersion des gaz essentiellement à partir de la zone d'émission de la lave (dôme, cratère), et dans une plus faible mesure de sa dispersion par des processus éruptifs. N o u s ne disposons d'aucun relevé, d'aucune trace quantifiable de ce phénomène pourtant omniprésent dans toute éruption. 68 Rapport BRGM R40445 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe Nous avons considéré, pour le zonage, une décroissance rapide de la concentration en gaz autour de la zone sommitale du volcan, en tenant compte de la dispersion dans l'ensemble des directions possibles de vents, des effets liés au relief (rotors et rouleaux de grande amplitude de l'alizé à l'échelle du massif), de l'influence de la brise de mer. Au-delà d'une distance de plusieurs k m du cratère, nous avons toujours tenu-compte de l'ensemble des directions de vents, mais avec un effet dominant de l'alizé ( E - W ) . 3.3.5. Zonage de l'aléa spécifique « lahar » Le zonage de l'aléa spécifique « lahar », aléa indirect, se base essentiellement sur celui des aléas spécifiques « retombées aériennes » et « coulées de pyroclastites ». Les écoulements boueux (lahars) d'intensité destructrice maximale se déclencheront dans les zones où les dépôts de cendres o u de pyroclastites atteindront 50 c m à 1 m , et se trouveront sur des versants à forte pente. Le zonage inclut ainsi l'ensemble des rivières rayonnant autour du volcan, et ce jusqu'à la mer : l'intensité de l'aléa « lahar » est croisant à partir du point de déclenchement jusqu'à la zone d'étalement (embouchure des rivières). Au-delà du bassin versant de la Soufrière, en particulier sur les versants externes d u Petit Sans-Toucher et des Pitons de Bouillante, où les retombées de cendres sont faibles (souvent très inférieures à 5 0 c m ) , nous avons tracé des zones d'extension de lahars de faible intensité dans lesrivièressur les versants desquels on pouvait avoir plus de 2 0 c m de cendres (voir annexe 1). 3.3.6. Zonage de l'aléa spécifique « mouvement de terrain » Le zonage de l'aléa spécifique « m o u v e m e n t s de terrain» exclut celui des coulées de boues (traité de manière spécifique dans l'aléa "«lahar», et considère deux grandes familles : les mouvements dits « de faible ampleur » et les mouvements dits « de grande ampleur ». Le zonage de l'aléa spécifique « mouvements de terrain de faible ampleur » (incluant les phénomènes de chutes de blocs, d'éboulement, d'écroulement de masses rocheuses, de glissements,...), prend en compte le zonage de ces mouvements de terrain classiques, déjà effectué dans les atlas c o m m u n a u x de risques sur la base de l'analyse détaillée des phénomènes, des terrains sensibles (rapports B R G M R37940, R37941, R 3 9 9 3 7 , R39541, R39572). Le zonage de l'aléa spécifiques « mouvements de terrain de grande ampleur » prend en compte les effondrements de dômes, ou d'une partie de l'édifice volcanique suscitée en particulier soit par l'injection de m a g m a et de gaz, soit par de violentes éruptions phréatiques, qui déstabilisent le cône volcanique en générant des glissements de grande Rapport BRGM R 40445 69 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe ampleur ou «d'ampleur catastrophique» (arrachements hectométriques kilométriques) provoquant de gigantesques « avalanches de débris ». à Les structures tectoniques superficielles de l'édifice, qui soulignent les zones de faiblesse de l'édifice, ont constitué un des guides de ce zonage (voir annexe 1). 3.3.7. Zonage de l'aléa spécifique « tsunamis » L e zonage de l'aléa spécifique «tsunami» considère deux types de phénomènes générateurs de la propagation des vagues : - l'arrivée en m e r de lahars ; - l'arrivée en m e r d'une avalanche de débris (provoquée par l'effondrement d'une partie de l'édifice volcanique). C e zonage tient donc compte des cartes de zonage des aléas spécifiques « lahar » et « mouvements de terrain de grande ampleur » préétablies. D a n s la mesure où l'on ne dispose d'aucune observation, d'aucune trace, d'aucun dépôt reconnu ou daté de tsunamis, nous avons été contraint de considérer les modèles de simulation existant sur l'amplitude des vagues. Or les modèles utilisés sont d'une part très empiriques et valables uniquement dans des conditions particulières précises (ex : volume cubique de matériau), et utilisent des formules de génération qui ne sont pas linéaires en vitesse. D e plus, les paramètres précis à entrer dans les modèles manquent : volume, densité et lois de comportement des matériaux ; bathymétrie grossière ou inconnue,... L'amplitude de la vague étant très dépendante de l'épaisseur du volume de matière déplacé, de sa vitesse, la hauteur de vague arrivant sur les côtes ne peut être connue qu'à un facteur 5 à 10 près, au mieux ! Dans ces conditions d'incertitude (à un ordre de grandeur près), l'approche du zonage de cet aléa s'est faite en deux temps : - les scénarios de propagation des vagues à partir de lahars et d'avalanches de débris (amplitude, distance d'impact) ont été dessinés à partir de modèles de simulation réalisés sur l'île voisine de Montserrat (Caristan et al, 1997 ; Heinrich et al, 1999) ; - les hauteurs des vagues de tsunamis utilisées par défaut dans notre zonage sont assimilées à celles des vagues de marées de tempête, soit 0 à 10 m environ. Cet ordre de grandeur a paru acceptable par les auteurs des simulations de propagation de tsunamis d'origine volcanique à Montserrat. volume déplacé supérieur à 10 millions de 70 Rapport BRGM R40445 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe 3.4. DIVERSES REPRESENTATIONS CARTOGRAPHIQUES DU ZONAGE 3.4.1. Deux modes de représentation du zonage L e zonage de chaque aléa spécifique peut s'effectuer sur la base d'une échelle d'intensité à 5 niveaux m a x i m u m (tableau 1 et tableau 4) et peut se représenter sous deux angles différents (figure 18) : - soit par période de retour de l'aléa (annuelle, décennale, centennale, ...) ; chaque carte de zonage n'affiche alors que : • l'extension • l'intensité de l'aléa spécifique - soit p o u r la période actuelle ; chaque carte de zonage affiche alors : • • • l'extension l'intensité la période de retour Elle peut également afficher le « degré d'exposition » de chaque site à l'ensemble des phénomènes dangereux, par le biais d'un « indice d'exposition » (intensité * fréquence), défini par les « matrices intensité * fréquence ». Rapport BRGM R 40445 71 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe ZONAGE ALEAS VOLCANIQUES SPECIFIQUES ZONAGE PHENOMENES VOLCANIQUES DANGEREUX ZONAGE ALEA VOLCANIQUE GLOBAL • zonage aléa spécifique- LAVE annuelle • zonage aléa spécifiquePYROCLASTTTES — zonage aléa spécifique RETOMBEES AERIENNES cinquantennaJe par période de retour" centennale zonage aléa spécifique • GAZ Superposition des aléas spécifiques zonage aléa spécifique cinqcentennale Cartographie de l'extension des phénomènes par niveau d'intensité « zonage LAHARS £ intensité, fréquence, extension + indices d 'exposition zonage aléa spécifique M VT TERRAINS pour la période actuelle zonage aléa spécifique TSUNAMIS * à adapter selon chaque volcan Figure 18 - Divers modes de représentation du zonage des aléas volcaniques : par période de retour et pour la période actuelle pour l'établissement des zonages de l'aléa volcanique global (Stielties, 1999) 3.4.2. Zonage préliminaire des aléas spécifiques par période de retour 3.4.2.1. Evaluation des périodes de retour des événements: opératoire et difficultés rencontrées mode L'approche des périodes de retour possibles des divers types d'éruptions connus sur le volcan de la Soufrière a été menée et validée avec deux des principaux auteurs scientifiques ayant travaillé depuis des vingt dernières années sur les dynamismes éruptifs et la géologie du volcan21. G . Boudon (IPG Pans) et J. Dagain ( B R C M ) , coauteurs de la caite géologique à 1/20 000 du massif volcanique de la Soufrière (1988). Ces auteurs ont fait leur thèse sur le volcan et/ou publié de nombreux articles scientifiques parmi les plus récents (voir bibliographie). Validation des cartes d'aléas : septembre 1999. Pour les tsunamis, la validation de la démarche d'assimilation à une marée de tempête (par défaut), a été faite par Ph. Heinrich ( C E A / D A S E ) , spécialiste de la modélisation de la propagation des tsunamis 72 Rapport BRGM R40445 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe La difficulté majeure de cette approche tient au très petit nombre d'événements éruptifs connus au cours des derniers milliers d'années. E n effet, les effondrements successifs de l'édifice depuis 11 500 ans ont g o m m é les traces de dépôts de la plupart des événements 22 . Evaluer les périodes de retour de deux ou trois événements connus en une dizaine de milliers d'années ne révèle plus d'une analyse statistique fiable, mais de l'appréciation subjective du géologue de terrain14. Faute d'autres éléments pertinents, nous nous contenterons pour l'instant de cette appréciation de terrain, sur une base essentiellement déterministe. 3.4.2.2. Zonage des intensités des aléas spécifiques pour une période de retour cinquantennale à centennaie (F3) Le zonage pour chacun des aléas volcaniques spécifiques majeurs attendus pour cette période de retour (cinquantennale à centennaie : F 3 ) est présenté dans les figures 19 à 21. Seuls 3 aléas spécifiques sur 7 sont attendus (pas de laves, de pyroclastites, ni de mouvements de grande ampleur, ni de tsunamis attendus). La fréquence (période de retour) de chaque aléa spécifique étant fixée a priori, les cartes de zonage n'affichent donc que deux paramètres : • l'extension attendue de chaque aléa spécifique • l'intensité Le zonage a été effectué à partir de la connaissance scientifique stabilisée, traduite dans les cartes d'événements éruptifs élaborées dans le rapport B R G M R 40277 (1998). Pour cette période de retour, on prend en compte uniquement l'occurrence d'éruptions phréatiques seules. Stieltjes (1998) - Rapport B R G M R 40277 : voir figure 13. Rapport BRGM R 40445 73 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe Intensité de l'aléa 1 A Sommet de la Soufrière Limite de côte î Baillif I ? Nom de commune 4 Très élevé ( > 1 ,50m ) 13 Elevé (1 à 1,50m) 12 Modéré ( 0,20 II Faible ( 10 Très faible à nul ( < 1cm 1 a m , à 20cm ) Figure 19 - Zonage de l'aléa spécifique « Retombées aériennes » au volcan de la Soufrière, Guadeloupe pour une période de retour cinquantennale à centennale (F3) 74 1 Rapport BRGM R40445 ) Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe Bouillante Petit-Bourg y Goyave <s Vieux-Habitants Capesterre-Belle-Eau Bailltf St-Claude Basse-Terre '-. \ Gourbeyre Vieux-Fort Trois-Rivières ^~\. N A ^> Intensité de l'aléa Sommet de la Soufrière Limite de côte | j Nom de commune | | 3km Baillif 1 1 Faible jQ Très faible à nul I Figure 20 - Zonage de l'aléa spécifique « Gaz » au volcan de la Soufrière, Guadeloupe pour une période de retour cinquantennale à centennale (F3) 1 Rapport BRGM R 40445 75 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe Intensité de l'aléa A ^_S Baillif Sommet de la Soufrière I4 Limite de côte 1 Nom de commune Io 2 Très élevé Modéré Très faible à nul ï i Figure 21 - Zonage de l'aléa spécifique « Lahars » au volcan de la Soufrière, Guadeloupe pour une période de retour cinquantennale à centennale (F3) ! ! I 76 Rapport BRGM R40445 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe 3.4.2.3. Zonage des intensités spécifiques des aléas pour une période de retour cinqcentennale à millennale (F2) Le zonage a été effectué à partir de la connaissance scientifique stabilisée, traduite dans les cartes d'événements éruptifs connus élaborées dans le rapport B R G M R 40277 (1998). Pour cette période de retour F 2 on prend en compte l'intrusion d'un d ô m e qui peut d'une part produire : - des explosions de type « pliniennes » de relativement faible ampleur (panache éruptif de quelques k m de hauteur), et d'autre part des effondrements du d ô m e donnant des nuées ardentes (= pyroclastites) de type Merapi. - des éruptions à cratère ouvert de faible amplitude, accompagnées d'une colonne eruptive atteignant plusieurs k m de hauteur avant de s'effondrer, produisant des écoulements de matériaux à haute température dans plusieurs directions (pyroclastites), caractérisant des nuées ardentes de type « St Vincent ». Ces phénomènes s'accompagnent alors de diffusion de gaz, de chutes de cendres et de blocs (=retombées aériennes) qui s'écoulent en petits lahars dans les rivières. L'arrivée en m e r de ces lahars peut déclencher des tsunamis de faible ampleur (vagues de quelques mètres d'amplitude) se propageant sur quelques k m autour de l'embouchure des rivières. Le zonage pour chacun des aléas volcaniques spécifiques majeurs attendus pour cette période de retour (cinqcentennale à millennale : F2) est présenté dans les figures 2 2 à 27. Seuls 6 aléas spécifiques sur 7 sont attendus (pas de mouvements de grande ampleur attendus). La fréquence (période de retour) de chaque aléa spécifique ayant été fixée a priori, les cartes de zonage n'affichent donc plus que deux paramètres : l'extension attendue de chaque aléa spécifique l'intensité Rapport BRGM R 40445 77 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe : Petit-Bourg Bouillante yï Goyave Vieux-Habitants Capesterre-Belle-Eau Baillif St-Claude Bassie-Terre Gourbeyre v Trois-Rivières Vieux-Fort N ± Intensité de l'aléa Sommet de la Soufrière | ^y 3km Baillif 4 Très élevé | Nom de commune | i Q Très faible à nul Figure 22 - Zonage de l'aléa spécifique « Lave » au volcan de la Soufrière, Guadeloupe pour une période de retour cinqcentennale à millennale (F2) I ! 1 Limite de côte 78 Rapport BRGM R40445 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe N Intensité de l'aléa A ^_s * Sommet de la Soufrière Limite de côte 5*OT Baillif 1 4 Très élevé I Q Très faible à nul Nom de commune Figure 23 - Zonage de l'aléa spécifique « Pyroclastites » au volcan de la Soufrière, Guadeloupe pour une période de retour cinqcentennale à millennale (F2) ! Rapport BRGM R 40445 79 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe " Petit-Bourg ! Goyave Vieux-Habitants Capesterre-Belle-Eau Baillif Basse-Terre Gourbeyre Trois-Riviàres Vieux-Fort Intensité de l'aléa A ^_/ Sommet de la Soufrière 4 1 3 Nom de commune Très élevé ( > 1 ,50m ) Elevé ( 1 à 1 ,50m ) 12 Modéré (0,20 à 1m) 1 1 Faible ( Io Très faible à nul ( < 1 cm ) Limite de côte 3km Baillif 1 1 à 20cm ) I I Figure 24 - Zonage de l'aléa spécifique « Retombées aériennes » au volcan de la Soufrière, Guadeloupe pour une période de retour cinqcentennale à millennale (F2) 80 Rapport BRGM R40445 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe N A ^_y 3km Baillif Intensité de l'aléa Sommet de la Soufrière Limite de côte Nom de commune 1 I II Faible Io Très faible à nul Figure 25 - Zonage de l'aléa spécifique « Gaz » au volcan de la Soufrière, Guadeloupe pour une période de retour cinqcentennale à millennale (F2) Rapport BRGM R 40445 81 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe Figure 26 - Zonage de l'aléa spécifique « Lahars » au volcan de la Soufrière, Guadeloupe pour une période de retour cinqcentennale à millennale (F2) 82 Rapport BRGM R40445 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe Figure 27- ?A-V^ Zonage de l'aléa "Tsunamis " au volcan de la Soufrière, Guadeloupe, pour une période de retour cinqcentennale à millennale ( F2) Anse Bertrand Port-Louis Petit-Canal { Le Moule Mome-à-l'Eau sshaies Ste-Rose St-François La Désirade ^r Le Lamentin N Gosier ^ointe-Noire Iles de la Petite Terre c3 6km - ouillante Petit-Bourg Goyave Vieux-Habitants Intensité de l'aléa Capesterre-Belle-t Baillif St-Claude l ! 1 Bass&Terre GourbeyreTmjs.RMè0l ! ! 1 13 Elevé 12 Modéré II Faible 10 Très faible à nul A Hauteur de vague considérée 1 à 2m 0,5 à 1m 20 à 50cm <20cm Sommet de la Soufrière ^ Limite de côte Baillif Nom de commune 1 cri Terre-de-Haut 1 * Carte indicative, sans support scientifique stabilisé. Terre-de-Bas Rapport BRGM R40445 En l'absence de toute modélisation de la propagation des tsunamis d'origine volcanique cette carte de zonage a été établie sur la base d'une simulation réalisée sur 111e voisine de Montsenrat, à partir d'un modèle de Boussinesq. 83 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe I 3.4.2.4. Zonage des intensités des aléas spécifiques pour une période de retour cinqmillennale à décamiilennale (F1) Le zonage pour chacun des aléas volcaniques spécifiques majeurs attendus pour cette période de retour (cinqmillennale à décamiilennale : FI) est présenté dans les figures 28 à 34. Les 7 aléas volcaniques spécifiques majeurs sont attendus pour cette période de retour d'éruption à la Soufrière. L a fréquence (période de retour) de chaque aléa spécifique ayant été fixée a priori, les cartes de zonage n'affichent donc plus que deux paramètres : l'extension attendue de chaque aléa spécifique l'intensité L e zonage a été effectué à partir de la connaissance scientifique stabilisée, traduite dans les cartes d'événements éruptifs élaborées dans le rapport B R G M R 40277 (1998). Pour cette période de retour F I , on prend en compte deux types distincts d'activité, l'un explosif, l'autre effusif. Le type explosif est de type «Si Helens», avec l'intrusion d'un d ô m e de lave qui explose entraînant l'effondrement d'une partie de l'édifice, produisant de gigantesques avalanches de débris se propageant jusqu'à la mer, déclenchant des tsunamis de forte intensité (vagues pouvant atteindre plusieurs dizaines de mètres d'amplitude), dont la propagation peut toucher la presque totalité des côtes de la Guadeloupe et des îles voisines (Les Saintes, Marie-Galante, la Désirade,...). Le panache plinien produit son cortège de gaz, de pyroclastites, de cendres épaisses, de lahars. L'amplitude de la vague d'un tsunami étant très dépendante de l'épaisseur du volume de matière déplacé, de sa vitesse, la hauteur de vague arrivant sur les côtes ne peut être connue actuellement, d'après les modèles de simulation utilisés, qu'à u n facteur 5 à 10 près, au mieux ! Le type effusif comprend la formation de dômes andésitiques. E n effet, malgré l'absence de datations absolues des divers dômes de ce type à la périphérie de la Soufrière, les morphologies apparemment récentes de certains nous conduisent à les prendre en compte pour une période de retour de 5 000 à 10 000 ans. Ces dômes peuvent produirent des coulées de lave massives d'une part, mais également des effondrements de leurs flancs produisant des nuées ardentes, avalanches incandescentes fluant jusqu'à l'océan. 84 Rapport BRGM R40445 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe Petit-Bourg Bouillante Goyave Vieux-Habitants Baillif Basse-Terre N A Sommet de la Soufrière Intensité de l'aléa 1 3km ^^ Baillif 4 Très élevé Limite de côte Nom de commune Io Très faible à nul 5 ! Figure 28 - Zonage de l'aléa spécifique « Lave » au volcan de la Soufrière, Guadeloupe pour une période de retour cinqmillennale à décamillennale (FI) Rapport BRGM R 40445 85 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe :) Vieux-Fort N A Sommet de la Soufrière <> 3km i t i Baillif Intensité de l'aléa Limite de côte Nom de commune 1 | 4 jQ Très élevé Très faible à nul Figure 29 - Zonage de l'aléa spécifique « Pyroclastites » au volcan de la Soufrière, Guadeloupe pour une période de retour cinqmillennale à décamillennale (FI) Rapport BRGM R40445 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe Bouillante Petit-Bourg Goyave Vieux-Habitants Càpesterre-Belle-Eau Baillif Basse-Terre Gourbeyre Trois-Rivières .< Vieux-Fort N Intensité de l'aléa 14 1 A 3km 3 Sommet de la Soufrière +S-* Limite de côte Baillif Nom de commune 12 Très élevé (> 1,50m) Elevé ( 1 à 1 ,50m ) Modéré (0,20 à 1m) à 20cm) II Faible ( 10 Très faible à nul ( < 1cm ) 1 Figure 30 - Zonage de l'aléa spécifique « Retombées aériennes » au volcan de la Soufrière, Guadeloupe pour une période de retour cinqmillennale à décamillennale (FI) I Rapport BRGM R 40445 87 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe Bouillante Petit-Bourg Goyave Vieux-Habitants : Capesterre-Belle-Eau Baillif St-Claude Basse-Tenre Gourbeyre Trois-Rivières N A ^_s Sommet de la Soufrière Limite de côte 3km Baillif Nom de commune Intensité de l'aléa i 1 1 Faible I Très faible à nul Q 1 I Figure 31 - Zonage de l'aléa spécifique « Gaz » au volcan de la Soufrière, Guadeloupe pour une période de retour cinqmillennale à décamillennale (FI) ! ! 88 Rapport BRGM R40445 I Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe I Figure 32 - Zonage de l'aléa spécifique « Lahars » au volcan de la Soufrière, Guadeloupe pour une période de retour cinqmillennale à décamillennale (FI) Rapport BRGM R 40445 89 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe Petit-Bourg Goyave N A Sommet de la Soufrière Intensité de l'aléa 1 3km ^_s Baillif 4 Très élevé Limite de côte Nom de commune lo Très faible à nul Figure 33 - Zonage de l'aléa spécifique « Mouvements de terrain » (de grande ampleur) au volcan de la Soufrière, Guadeloupe pour une période de retour cinqmillennale à décamillennale (FI) 90 Rapport BRGM R40445 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe Figure 34 Zonage de l'aléa "Tsunamis " au volcan de la Soufrière, Guadeloupe, pour une période de retour cinqmillennale à décamillennale (FI) Ste-Rose Ç-< La Désirade N 'ointe-Noire Iles de la Petite Terre 6km Quittante Intensité de l'aléa WM 14 Très élevé WÊÊ 13 Elevé ~Z 12 Modéré II Faible 10 Très faible à nul A Hauteur de vague considérée >2m 1 à 2m 0,5 à 1m 20 à 50cm <20cm Sommet de la Soûl Tière ^ Limite de côte Baillif Nom de commune * Carte indicative, sans support scientifique stabilisé. Terre-de-Bas Rapport BRGM R40445 En l'absence de toute modélisation de la propagation des tsunamis d'origine volcanique cette carte de zonage a été établie sur la base d'une simulation réalisée sur nie voisine de Montserrat, à partir d'un modèle de Boussinesq 91 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe 3.4.2.5. Zonage des intensités des aléas spécifiques pour une période de retour décamillennale à cinquantemillennale (FO) Le zonage pour chacun des aléas volcaniques spécifiques majeurs attendus pour cette période de retour (cinqmillennale à décamillennale : FI) est présenté dans les figures 35 à 42. Les 7 aléas volcaniques spécifiques majeurs sont attendus pour cette période de retour d'éruption, à la Soufrière. L a fréquence (période de retour) de chaque aléa ayant été fixée a priori, les cartes de zonage n'affichent donc plus que deux paramètres : l'extension attendue de chaque aléa spécifique l'intensité Le zonage a été effectué à partir de la connaissance scientifique stabilisée, traduite dans les cartes d'événements éruptifs connus élaborées dans le rapport B R G M R 40277 (1998). Pour cette période de retour FO, on prend en compte (en plus des scénarios déjà envisagés en F 3 , F 2 et FI) une éruption plinienne de grande ampleur dont le panache atteindrait plusieurs dizaines de k m de hauteur et pénétrerait dans la stratosphère. I Les effets nouveaux par rapport aux situations précédentes (F3 à FI) seraient liés à une forte dispersion d'un épais manteau de cendres sur une grande partie de la Basse-Terre, et corrélativement le déclenchement de lahars dans la plupart des rivières du sud de Basse-Terre. 92 Rapport BRGM R40445 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe Petit-Bourg Bouillante Goyave <s Vieux-Habitants Capesterre-Belle-Eau Baillif Basse-Terre N A Intensité de l'aléa Sommet de la Soufrière ^ 1 Limite de côte 4 Très élevé 3km Baillif Nom de commune | | jQ Très faible à nul Figure 35 - Zonage de l'aléa spécifique « Lave » au volcan de la Soufrière, Guadeloupe pour une période de retour décamillennale à cinquantemillennale (FO) Rapport BRGM R 40445 93 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe Figure 36 - Zonage de l'aléa spécifique « Pyroclastites » au volcan de la Soufrière, Guadeloupe pour une période de retour décamillennale à cinquantemillennale (FO) 1 i 94 Rapport BRGM R40445 I I I I I I I I I I I I I I I I I Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe Figure 37 Zonage de l'aléa " Retombées aériennes " au volcan de la Soufrière, Guadeloupe pour une période de retour décamillennale à cinquantemillennale ( FO) Le Moule St-François 6km Intensité de l'aléa 1 Très élevé 13 Elevé 12 Modéré II Faible 10 Très faible à nul ï Capesterre 1 ce I Ij (3 I 14 A Sommet de la Soufrière ^ Limite de côte Baillif Nom de commune Terre^de-Haut Terre-de-Bas-~^-~û Rapport BRGM R40445 95 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe Bouillante Petit-Bourg Goyave \ Vieux-Habitants Baillif Basse-Terre Gourbeyre Trois-Rivières Vieux-Fort N A ^^s Sommet de la Soufrière Limite de côte 3km Baillif Nom de commune Intensité de l'aléa 1 1 Faible Ig Très faible à nul Figure 38 -Zonage de l'aléa spécifique « Gaz » au volcan de la Soufrière, Guadeloupe pour une période de retour décamillennale à cinquantemillennale (FO) 96 Rapport BRGM R40445 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe Intensité de l'aléa A ^^S Baillif Sommet de la Soufrière Limite de côte Nom de commune 1 4 Très élevé 1 2 Modéré { Q Très faible à nul Figure 39 - Zonage de l'aléa spécifique « Lahars » au volcan de la Soufrière, Guadeloupe pour une période de retour décamillennale à cinquantemillennale (FO) Rapport BRGM R 40445 97 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe A ^r Baillif i ! I Sommet de la Soufrière Limite de côte Nom de commune Intensité de l'aléa 1 4 Iq Très élevé Très faible à nul Figure 40 - Zonage de l'aléa spécifique « Mouvements de terrain » (de grande ampleur) au volcan de la Soufrière, Guadeloupe pour une période de retour décamillennale à cinquantemillennale (FO) Rapport BRGM R40445 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe Figure 41 Zonage de l'aléa "Tsunamis " au volcan de la Soufrière, Guadeloupe, pour une période de retour décamillennale à cinquantemillennale ( FO) O jSeshaies La Désirade ointe-Noire Iles de la Petite Terre 6km ouillante Vieux-Habitants Intensité de l'aléa WÊÊ in Baillif Basse-Terre V. s i 14 Très élevé 13 Elevé 12 Modéré II Faible 10 Très faible à nul Gourbeyre Trois-Rivière. A Vieux-Fo Hauteur de vague considérée >2m 1 à 2m 0,5 à 1m 20 à 50cm <20cm Sommet de la Sou frière ^ Limite de côte Baillif Nom de commune Terre-de-Haut * Ni t Terre-de-Bas Rapport BRGM R40445 ~\. j£^ Carre indicative, sans support scientifique stabilisé. En l'absence de toute modélisation de la propagation des tsunamis d'origine volcanique cette carte de zonage a été établie sur la base d'une simulation réalisée sur nie voisine de Montserrat, à partir d'un modèle de Boussinesq. 99 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe 3.4.3. Validation des cartes de zonage de l'intensité des aléas spécifiques par période de retour 3.4.3.1. Contexte de la validation Les deux auteurs scientifiques principaux ayant étudié la géologie du volcan de la Soufrière (G. Boudon, I P G P et J. Dagain, B R G M ) , avaient déjà été consultés en 1998 pour valider l'approche et la sélection des événements éruptifs passés connus du volcan, ainsi que la période de référence à prendre en compte pour l'étude des aléas spécifiques (11 500 ans B . P . à aujourd'hui) - cf. rapport R 40277. L a cartographie des intensités des aléas spécifiques par période de retour ayant été réalisée sur cette base en 1999 (dans le cadre du programme S P 9 9 H 0 9 6 ) , les m ê m e s auteurs ont été à nouveau consultés afin de valider les cartes ainsi réalisées. Par ailleurs, l'évaluation des tsunamis a été discutée avec Ph. Heinrich, C E A , spécialiste de la modélisation des tsunamis, et qui a en particulier participé à l'étude de la propagation des tsunamis d'origine volcanique à partir de l'île de Montserrat, Petites Antilles (entre 1997 et 1999). 3.4.3.2. Résultats 1 - Les 4 périodes de retour prises en compte sont confirmées : F3 F2 FI F0 : cinquantennale à centennale : cinqcentennale à millennale : cinqmillennale à décamillennale : décamillennale à cinquantemillennale ainsi que les événements éruptifs de référence pour chacune de ces périodes. 2 - Plusieurs confirmations o u propositions sont avancées (par G . Boudon et J. Dagain) : - l'intrusion d'un d ô m e a une période de retour de 500 à 1000 ans (F2) ; il ne sera donc pas considéré en F 3 ; - les dômes andésitiques (type Madeleine) peuvent être pris en compte en FI (5 000 à 10 000 ans), compte-tenu des morphologies bien conservées de certains dômes, et malgré l'absence d'âges absolusfiables.Des avalanches incandescentes (type nuées ardentes) doivent alors être prises en compte ; - la région du N e z Cassé pourrait s'avérer moins stable que son environnement (hydrothermalisation des roches, sources thermales) et être préférentiellement impliquée dans des effondrements partiels du flanc W de l'édifice. 100 Rapport BRGM R40445 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe 3 -Confirmation de l'assimilation provisoire des tsunamis, par défaut, à des marées de tempête (par P h . Heinrich) Ph. Heinrich ( C E A ) considère que la simulation actuelle des tsunamis d'origine volcanique n'est pas trèsfiable: - par m a n q u e de paramètres précis à entrer dans les modèles d'une part (densité des matériaux ? lois de comportement de ces matériaux ? dégazage ? bathymétrie grossière ou inconnue ; . . . ) , - du fait que les formules de génération des tsunamis (c'est à dire l'impact en m e r d ' u n effondrement -qui ne peut être déterminé empiriquement- ) utilisées sont très empiriques, et valables uniquement dans des conditions particulières précises (exemple : formule de Slingerland & Voight valable pour un volume cubique de matériaux), qu'elles ne sont pas linéaires en vitesse, etc. O r l'amplitude de la vague étant très dépendante de l'épaisseur du volume de matière déplacé, de sa vitesse, la hauteur de vague arrivant sur les côtes ne peut être connue q u ' à un facteur 5 à 10 près, au mieux ! L'espoir d'avancer vers une meilleure précision dans l'estimation de la hauteur des vagues de tsunamis réside dans la modélisation numérique, une fois que les modèles pourront être calibrés par des événements passés (tels que ceux découverts au large des Antilles au cours de la dernière campagne océanographique, pilotée par l'EPGP en 1999). Lorsque les lois de friction et les volumes déplacés seront connus, alors la modélisation pourra permettre de déterminer les hauteurs de vague avec beaucoup plus de précision. Dans ces conditions d'incertitude (à un ordre de grandeur près), la première prise en compte de la hauteur des vagues de tsunamis proposée, par défaut, dans notre approche (à savoir l'assimilation à des vagues de marée de tempête : de 0 à 10 m environ), paraît acceptable pour le zonage de cet aléa, jusqu'à plus ample informé. 3.4.3.3. Bilan de la validation ; perspectives Les 23 cartes de zonage des aléas volcaniques spécifiques par période de retour ainsi validées vont pouvoir servir de plate-forme de base aux cartes de zonage des aléas volcaniques pour la période actuelle puis aux cartes d'exposition de tout site aux phénomènes dangereux (qui seront réalisées lors des programmes S P 2000). L'approche de la vulnérabilité sera développée ultérieurement à partir de ces documents. Rapport BRGM R 40445 101 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe 3.4.4. Zonage des aléas spécifiques pour la période actuelle C e zonage sera effectué dans le cadre de la poursuite de ce programme en 2000 à partir des cartes de zonage des aléas spécifiques par période de retour désormais validées et des matrices d'exposition à l'aléa (matrices intensité/fréquence). L e zonage de l'aléa global pour la période actuelle constituera l'un des deux supports23 de construction des cartes d'exposition à l'aléa global des différents milieux : milieu naturel et vivant (population, végétation, atmosphère), milieu construit (de surface, enterré). L'autre support étant les matrices d'endommagement (corporel, structurel, fonctionnel) des divers milieux (et secteurs d'activité) exposés. 102 Rapport BRGM R40445 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe 4. Bilan du programme 1999 d'évaluation et de zonage des aléas volcaniques 4.1. EVALUATION DES ALEAS L'évaluation des aléas spécifiques a été établie sur la démarche méthodologique présentée à lafigure2 , consistant en une succession de 9 étapes. Les principaux résultats utiles sont les suivants : 1 - Choix de la période de référence : 1 1 5 0 0 ans B . P . à aujourd'hui. 2 - Inventaire et sélection des événements eruptifs passés de référence, présentés dans les tableaux 2 , 2 3 et dans l'annexe 1. 3 - Sept aléas volcaniques spécifiques majeurs sont attendus : aléas spécifiques directs : lave, pyroclastites, retombées aériennes, gaz ; aléas spécifiques indirects : lahars, mouvements de grande ampleur (effondrement de l'édifice), tsunamis (déclenchés par l'arrivée en mer soit de lahars, soit d'avalanches de débris). Les autres aléas spécifiques possibles sont les effets de souffle, les pluies acides, les cendres dans l'atmosphère (tableau 3). 4 - Dix processus d ' e n d o m m a g e m e n t principaux sont décrits liés aux phénomènes attendus, ils correspondent à des intensités variables, allant de « très élevée » (14) à « faible » (II) : ablation (ou arrasion), onde de choc, température élevée, effondrement, enfouissement, impact violent, submersion, abrasion, corrosion, colmatage (tableau 4). 5 - L a description des effets et d o m m a g e s liés à chaque phénomène majeur est présentée pour chaque milieu exposé (milieu naturel et vivant, milieu construit), et décliné pour divers secteurs d'activité économique : agricole et forestier, artisanat et industriel (tableaux 5 à 9). 6 - Les échelles de classification des paramètres de chaque aléa spécifique sont définies de manière qualitative et quantitative : - échelle d'intensité (tableaux 10 et 11), échelle de fréquence (tableaux 12 et 13). Rapport BRGM R 40445 103 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe 7 - L a construction des matrices « intensité x fréquence » a permis d'établir les « indices d'exposition » à chaque phénomène dangereux, pour tout site exposé (tableau 14). 8 - L a réalisation de 2 4 cartes de zonage de l'intensité des aléas spécifiques pour les 4 périodes de retour F 3 à F O (tableau 16) préliminaires aux futures cartes d'aléas spécifiques pour la période actuelle (réalisées lors de la 3 e étape du programme, en 2000). 104 Rapport BRGM R40445 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe REFERENCES (Rapports) R40277 R40445 Evénements éruptifs passés connus E V E N E M E N T S ERUPTIFS SOUFRIERE (Guadeloupe) I éruption phréatique (type 1976-1977) fig. 17 - éruption péléennes (éruption à dômes) fig. 18 éruption plinienne (de Pintade) fig. 19 - coulées de lave et éruptions stromboliennes... fig. 21 . lahars effondrement de l'édifice éruptions maximales possibles* (EMP) de type explosif de type effusif _C fig. 8 éruption plinienne.. fig. 9 grandes coulées de lave massives Issues d'un d ô m e andésitique fig. 10 éruptions explosives liées à un d ô m e (acide) fig. 'pe « Mempi » I E 7 „....Vincent. » .... fig. 'pe « Si ° 5 — pliniennes fig. 4 — type « if Helens » fig.U et Ubis - éruptions effusives fig. 10 liées à un d a m e (andésitique) éruption stomboliennes et vulcaniennes fig. 6 (avec ou sans coulées de lave) éruption type « Bandaï-San » éruptions futures crédibles* (EFQ (ou phénomènes crédibles) pour la période actuelle I 23 éruption du dome A m i e . -3100ansB.P de type « Si Helens » ' éruptions phréatiques seules éruption future maximale crédible* (EFMQ fig. 2 2 fig. de type explosif de type effusif tsunami fig. 12 a IS éruption de type « Ml St Helens» (avec effondrement d'une partie de l'édifice) fig. 11 et 11 bis d ô m e + laves massives andésitiques fig. 10 ' pour la période de référence 16 000 ans B.P. A aujount'hul Tableau 23 - Inventaire des scénarios éruptifs passés de référence, pour les éruptions futures du volcan de la Soufrière, Guadeloupe Rapport BRGM R 40445 105 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe 4.2. ZONAGE PRELIMINAIRE DES ALEAS SPECIFIQUES : ZONAGE PAR PERIODE DE RETOUR DES ERUPTIONS L'étape préliminaire du zonage des aléas volcaniques spécifiques a été réalisée selon la démarche méthodologique présentée à la figure 3 . Elle a consisté à la cartographie de l'extension de chaque phénomène volcanique dangereux majeur, par niveau d'intensité, et pour 4 périodes de retour. L a détermination des périodes de retour possibles des divers types d'éruptions connus sur le volcan de la Soufrière, a été menée avec deux des principaux auteurs scientifiques ayant travaillé depuis les vingt dernières années sur les dynamismes éruptifs et la géologie du volcan : G . Boudon (IPG Paris) et J. Dagain ( B R G M ) . Ainsi, 2 4 cartes de zonage des aléas spécifiques ont été établies, concernant les 4 périodes de retour d'éruption considérées (F3 à FO), prenant en compte les variations d'intensité (échelle de 5 niveaux : 10 à 14) de chaque aléa spécifique dans chaque zone (tableau 24). Ces cartes ont été validées par G . Boudon et J. Dagain pour les phénomènes volcaniques directs, et par P . Heinrich ( C E A ) pour les tsunamis. C'est à partir de ce zonage préliminaire pour les différentes périodes de retour d'éruption que pourra être établi le zonage pour la période actuelle, puis le zonage de l'aléa global et les cartes d'exposition de tout site à une éruption (qui seront réalisés au cours de la tranche suivante du programme, durant l'année 2000). L'approche de la vulnérabilité sera développée ultérieurement à partir de ces documents. 106 Rapport BRGM R40445 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe ALEAS SPECIFIQUES attendus FREQUENCE - période de retour {scénarios pris en compte) Cinquanlennale a ceniennale REFERENCES attendues (RAPPORT R40445) retombées lericnnea 14,13.12,11,10 Fig. 19 «« 11.10 Fi|.20 lahan 14.12,10 Fig. 21 live 14,10 Fig.22 pyroctaslites 14.10 Flg.23 retombées aériennes 14.13.12.11,10 Flg.24 tu 11,10 Fig. 25 lahus 14,12,10 Fig. 26 12,11,10 Fig. 27 Uve 14,10 Fig. 28 pynxlastiles 14.10 Fig. 29 retombées aériennes 14.13.12.11,10 Fig. 30 «« 11,10 Fig. 31 lahan 14,12,10 Fig. 32 mouvements de tena in 14,10 Fig. 33 tsunamis 14,13,12,11,10 Fig. 34 • éruptions phréatiques •période de f F3 INTENSITES reïér ence prise en compte ; • U500ansB.P. A aujourd'hui Cinqcentennale 1 millennale F2 • intrusion dôme ZONAGE ALEAS VOLCANIQUES SPECIFIQUES D E LA SOUFRIERE (Guadeloupe) nuées ardentes « Merapt », petites pllniennes par période defetour jsunamis nuées ardentes m Si. Vincent • Cinqmlllennale 1 decamillennale FI * éruption type «Si Helens» • dômes andésHïques 4 coûtées fnivf massiws Decamillennale 1 cinquantemillennale > fortes éruptions pttnlennes FO lave 14,10 Fig. 33 pyroclastiles 14,10 Fig. 36 retombées aériennes 14,13.12,11,10 Fig. 37 1" 11,10 Fig. 3 2 lahan 14,12,10 •=¡1-39 mouvements de terrain 14,10 Fig. 4 0 tsunamis 14,13,12,11,10 Fig. 41 Tableau 24 - Cartes de zonage des aléas volcaniques spécifiques établies par périodes de retour des éruptions de la Soufrière, Guadeloupe Rapport BRGM R 40445 107 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe Références bibliographiques Andreieff P., Bouysse P., Westercamp D . 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Rapport BRGM R 40445 119 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe Liste des figures Figure 1 - Définition des principales étapes méthodologiques de l'évaluation du risque volcanique 8 Figure 2 Organigramme des tâches pour l'évaluation de l'aléa volcanique 10 Figure 3 Organigramme des tâches pour le zonage de l'aléa volcanique, puis le zonage de l'exposition à l'aléa volcanique 11 Figure 4 Représentation schématique d'une éruption plinienne : colonne eruptive et son effondrement gravitaire donnant des coulées de pyroclastites 15 Figure 5 Les deux types de nuées ardentes dans l'histoire récente du volcan de la Soufrière de Guadeloupe : les nuées par avalanche de d ô m e (de type Merapi) et les nuées produites à cratère ouvert (de type SaintVincent) 16 Figure 6 - Représentation schématique d'éruptions strombolienne et vulcanienne 17 Figure 7 Représentation schématique d'une éruption phréatique 18 Figure 8 Eruption la plus forte connue (EPFC) au massif volcanique de la Soufrière, Guadeloupe pour la période de référence : - 11 500 ans B . P . à aujourd'hui 22 Figure 9 Eruption maximale possible ( E M P ) de type explosif au massif volcanique de la Soufrière, Guadeloupe pour la période de référence : - 4 0 000 à 100 000 ans B . P : éruption plinienne de type « Pintade » 24 Figure 10 - Eruption maximale possible " ( E M P ) de type effusif au massif volcanique de la Soufrière, Guadeloupe pour la période de référence : - 3 500 ans à 4 0 0 0 0 ans B . P . : d ô m e et coulées de lave massive (andésite) 25 Figure 11 - Eruption future maximale crédible ( E F M C ) au massif volcanique de la Soufrière, Guadeloupe : éruption de type M t . St.-Helens (explosion d'un d ô m e accompagné par l'effondrement d'une partie de l'édifice) 27 Figure 1 Ibis -Eruption future maximale crédible ( E F M C ) au massif volcanique de la Soufrière, Guadeloupe : éruption de type M t St-Helens (explosion d'un d ô m e accompagné par l'effondrement d'une partie de l'édifice).... 28 Figure 12 - Représentation schématique d'un scénario de propagation d'un tsunami lié à l'arrivée en m e r de lahars dans les régions de BasseTerre, de Trois-Rivières et de Capesterre 29 Figure 13 - Représentation schématique d'un scénario de propagation d'un tsunami" lié à l'arrivée en m e r d'une avalanche de débris dans la région de Basse-Terre 30 Figure 14 - Représentation schématique d'un scénario de propagation d'un tsunami" lié à l'arrivée en m e r d'une avalanche de débris dans la région de Trois-Rivières 31 Rapport BRGM R 40445 121 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe Figure 15 — Représentation schématique d'un scénario de propagation d'un tsunami" lié à l'arrivée en m e r d'une avalanche de débris dans la région de Capesterre Figure 16 - Méthodologie d'approche de l'évaluation des aléas volcaniques spécifiques (phénomènes volcaniques menaçants) à la Guadeloupe Figure 17 - Principe de cartographie de l'extension du phénomène « retombées aériennes » à partir de la sélection de « l'Eruption Future Maximale Crédible » ( E F M C ) - Exemple : phénomène" chute de cendres " pour le volcan de la Montagne Pelée, Martinique Figure 19 - Zonage de l'aléa spécifique « Retombées aériennes » au volcan de la Soufrière, Guadeloupe pour une période de retour cinquantennale à centennale (F3) Figure20- Zonage de l'aléa spécifique « G a z » au volcan de la Soufrière, Guadeloupe pour une période de retour cinquantennale à centennale (F3) Figure 21 - Zonage de l'aléa spécifique «Lahars» au volcan de la Soufrière, Guadeloupe pour une période de retour cinquantennale à centennale (F3) Figure 2 2 - Zonage de l'aléa spécifique « Lave » au volcan de la Soufrière, Guadeloupe pour une période de retour cinqcentennale à millennale (F2) Figure 23 - Zonage de l'aléa spécifique « Pyroclastites » au volcan de la Soufrière, Guadeloupe pour une période de retour cinqcentennale à millennale (F2) Figure 2 4 - Zonage de l'aléa spécifique « Retombées aériennes » au volcan de la Soufrière, Guadeloupe pour une période de retour cinqcentennale à millennale (F2) Figure 2 5 - Zonage de l'aléa spécifique « Gaz » au volcan de la Soufrière, Guadeloupe pour une période de retour cinqcentennale à millennale (F2) Figure26- Zonage de l'aléa spécifique «Lahars» au volcan de la Soufrière, Guadeloupe pour une période de retour cinqcentennale à millennale (F2) Figure 27 - Zonage de l'aléa spécifique « Tsunamis » au volcan de la Soufrière, Guadeloupe pour une période de retour cinqcentennale à millennale (F2) Figure28- Zonage de l'aléa spécifique « L a v e » au volcan de la Soufrière, Guadeloupe pour une période de retour cinqmillennale à décamillennale (FI) Figure 29 - Zonage de l'aléa spécifique « Pyroclastites » au volcan de la Soufrière, Guadeloupe pour une période de retour cinqmillennale à décamillennale (FI) Figure 3 0 - Zonage de l'aléa spécifique « Retombées aériennes » au volcan de la Soufrière, Guadeloupe pour une période de retour cinqmillennale à décamillennale (FI) 122 32 36 66 74 75 76 78 79 80 81 82 83 85 86 87 Rapport BRGM R40445 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe Figure31- Figure 3 2 - Figure 33 - Figure 34 - Figure 35 - Figure 36 - Figure 37 - Figure 38 - Figure 39 - Figure40- Figure 41 - Zonage de l'aléa spécifique « G a z » au volcan de la Soufrière, Guadeloupe pour une période de retour cinqmillennale à décamillennale (FI) Zonage de l'aléa spécifique «Lahars» au volcan de la Soufrière, Guadeloupe pour une période de retour cinqmillennale à décamillennale (FI) Zonage de l'aléa spécifique «Mouvements de terrain » (de grande ampleur) au volcan de la Soufrière, Guadeloupe pour une période de retour cinqmillennale à décamillennale (FI) Zonage de l'aléa spécifique «Tsunamis » au volcan de la Soufrière, Guadeloupe pour une période de retour cinqmillennale à décamillennale (FI) Zonage de l'aléa spécifique « Lave » au volcan de la Soufrière, Guadeloupe pour une période de retour décamillennale à cinquantemillennale (F0) Zonage de l'aléa spécifique « Pyroclastites » au volcan de la Soufrière, Guadeloupe pour une période de retour décamillennale à cinquantemillennale (F0) Zonage de l'aléa spécifique « Retombées aériennes » au volcan de la Soufrière, Guadeloupe pour une période de retour décamillennale à cinquantemillennale (F0) pour la partie sud de la Basse-Terre) Zonage de l'aléa spécifique « G a z » au volcan de la Soufrière, Guadeloupe pour une période de retour décamillennale à cinquantemillennale (F0) Zonage de l'aléa spécifique « Lahars » au volcan de la Soufrière, Guadeloupe pour une période de retour décamillennale à cinquantemillennale (F0) Zonage de l'aléa spécifique «Mouvements de terrain» (de grande ampleur) au volcan de la Soufrière, Guadeloupe pour une période de retour décamillennale à cinquantemillennale (F0) Zonage de l'aléa spécifique « Tsunamis » au volcan de la Soufrière, Guadeloupe pour une période de retour décamillennale à cinquantemillennale (F0) Rapport BRGM R 40445 88 89 90 91 93 94 95 96 97 98 99 123 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe Liste des tableaux Tableau 1 Tableau 2 Tableau 3 Tableau 4 - Tableau 5 - Tableau 6 - Tableau 7 - Tableau 8 Tableau 9 - Tableau 10 - Tableau 11 - Tableau 12 - Tableau 13 - Tableau 14 - Tableau 15 - 124 Dynamismes et types éruptifs connus au volcan de la Soufrière, Guadeloupe Inventaire des événements éruptifs passés connus du volcan Soufrière, Guadeloupe Principaux aléas volcaniques spécifiques secondaires : nature et conséquences Inventaire des phénomènes volcaniques menaçants possibles (ou aléas spécifiques attendus) en cas d'éruption du volcan de la Soufrière (Guadeloupe) Schéma méthodologique de l'évaluation de la fréquence des phénomènes volcaniques dangereux attendus sur le volcan de la Soufrière (organigramme des tâches simplifié) Echelle de fréquence d'un aléa volcanique spécifique : proposition de quantification des niveaux de fréquence des phénomènes volcaniques menaçants Echelle quantitative des niveaux de fréquence des phénomènes volcaniques menaçants utilisée pour le zonage des aléas spécifiques à la Soufrière, Guadeloupe Schéma méthodologique d'évaluation de l'intensité de l'aléa volcanique global lié à une éruption Principaux processus d'endommagement liés aux phénomènes volcaniques dangereux et des intensités correspondantes attendus à la Soufrière, Guadeloupe Intensité des principaux phénomènes volcaniques sur le milieu naturel à la Guadeloupe : effets et d o m m a g e s sur le sol, la végétation, la morphologie, et les paysages Intensités des principaux aléas volcaniques sur le milieu vivant à la Guadeloupe : effets et dommages sur les h o m m e s et le m o n d e animal - vertébrés seulement Intensités des principaux aléas volcaniques sur le milieu construit à la Guadeloupe : effets et d o m m a g e s sur le sol, les bâtiments, l'habitat individuel et collectif, les ouvrages et les aménagements collectifs, les infrastructures et les réseaux Intensité des principaux aléas volcaniques sur le secteur d'activité économique agricole et forestier à la Guadeloupe : effets et d o m m a g e s sur les cultures, les forêts, l'élevage, la pêche, Intensité des principaux aléas volcaniques sur le secteur d'activité économique artisanal et industriel à la Guadeloupe : effets et d o m m a g e s sur les ateliers, les usines et industries, les véhicules et engins, les machines et les outils, les appareillages et équipement, Echelle d'intensité de l'aléa volcanique global. Proposition de quantification des niveaux d'intensité des phénomènes volcaniques 14 20 34 35 37 39 40 43 47 51 52 53 54 55 56 Rapport BRGM R40445 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe Tableau 1 6 - Echelle quantitative des niveaux d'intensité des aléas volcaniques spécifiques utilisée pour le zonage des aléas à la Soufrière, Guadeloupe 57 Tableau 17 - Matrice d'endommagement corporel pour la population de la Guadeloupe exposée aux effets d'une éruption volcanique de la Soufrière 59 Tableau 18 - Matrice d'endommagement de la végétation exposée aux effets d'une éruption volcanique à la Guadeloupe 60 Tableau 19 - Matrice d'endommagement structurel des éléments construits de surface de la Guadeloupe exposés aux effets d'une éruption volcanique de la Soufrière 61 Tableau 2 0 - Matrice d'endommagement structurel des éléments construits enterrés de la Guadeloupe exposés aux effets d'une éruption volcanique de la Soufrière 62 Tableau 21 - Matrice de perturbation fonctionnelle des ondes hertziennes (radio, T V ) à la Guadeloupe pour une éruption volcanique de la Soufrière 63 Tableau 2 2 - Construction de la matrice d'exposition d'un site aux phénomènes volcaniques menaçants (ou aléas spécifiques) de la Soufrière, Guadeloupe 64 Tableau 23 - Inventaire des scénarios éruptifs passés de référence, pour les éruptions futures du volcan de la Soufrière, Guadeloupe 105 Tableau 24 - Cartes de zonage des aléas volcaniques spécifiques établies par périodes de retour des éruptions de la Soufrière, Guadeloupe 107 Rapport BRGM R 40445 125 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe Annexe 1 Fiches descriptives et cartographie à 1/100 000 des éruptions passées connues du volcan Soufrière, Guadeloupe (pour la période de référence : 11 500 ans B.P. à aujourd'hui) Rapport BRGM R 40445 127 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe Volcan de la Soufrière, Guadeloupe Inventaire des éruptions passées connues pour la période de référence : 11500 ans B.P. à aujourd'hui EVENEMENT AGE Eruption phréatique de 1976 Eruption phréatique de 1956 Eruption phréatique de 1836-38 Eruption phréatique de 1797-98 Eruption phréatique de 1680 Eruption de la Soufrière 1286 -1440 Eruption de la Citerne Eruption de l'Amie environ 25 ans TYPE ERUPTIF phréatique PHENOMENES CONNUS Lave (dôme) Retombées aériennes Lave (dôme) Retombées aériennes Retombées aériennes Lahars (phréatiques) environ 45 ans environ 160 ans environ 200 ans phréatique phréatique Retombées aériennes Mouvements de terrain non non environ 320 ans environ 600à700ans phréatique Retombées aériennes Mouvements de terrain non non péléen type St Vincent Lave (dôme) Pyroclastites Retombées aériennes oui oui oui entre 1000 et 2500 ans B . P . ( ? ) strombolien oui oui 2600 à 3100 ans B . P . St Helens oui phréatique Eruption péléenne 3500 B.P. 3500 B . P . Eruption péléenne 4500 B.P. Eruption phréatique 8100 B . P . Eruption de la Grande Découverte 4500 B . P . péléen Lave (coulées) lahars Lave (dôme) Pyroclastites Avalanche de débris Pyroclastites Lahars (remaniement de nuée) Retombées aériennes 8100 B . P . phréatique Lahar (phréatiques) 128 CARTOGRAPHIE EXISTANTE oui oui 11500B.P. péléen (type St Vincent?) Bandàï-San Retombées aériennes (phréatiques) Avalanche, coulées de débris non non oui oui oui oui oui oui oui non oui Rapport BRGM R40445 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe Soufrière, Guadeloupe FICHE D'ERUPTION Nom de l'éruption Datation 14C Commentaire Carte 1976 Type de l'éruption : phréatique Observation visuelle directe + surveillance instrumentale des éruptions sur le dôme actif de la Soufrière : _____ * Lava : dôme intruslf Atfiounyawnt* connus M cmrlaanipniéilcMil* géologique) Dépôts de retombées aériennes I 1 £____ Retombée» de Hoc» Retombées de cendres AJthunmwnta connut M certoorapMet (cartm gtologiquo. revue, tcrnititkjuot j Isopaches des épaisseurs de cendres Eruption phréatique de 1976 Dépôts de lahars Mllounmontt connut et cartegreenet. f carte péatooieue; Phénomènes : Lave, retombées aériennes, lahars Cartographie des phénomènes existante LAVE Retombées aériennes Lahars Rapport BRGM R 40445 Echelles 1/20 000 1/250 000 1/20 000 129 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe Eruption : 1976 (page 2) Données de terrain disponibles Dépôts de petits lahars d'effondrement au pied du dôme (Sud et Est). Interprétation de l'extension des phénomènes Pas d'interprétation : observation directe de l'éruption par de nombreux scientifiques, et enregistrement de paramètres géophysiques par l'observatoire volcanologique de l'IPG ainsi que par divers laboratoires mobiles de terrain ( C N R S , C E A , Universités, équipes étrangères). Reprise des diverses cartographies publiées : carte géologique à 1/20 000 (lave, lahars) et travaux de Le G u e m et al. (retombées aériennes). Bibliographie : Boudon G . , Dagain J., Semet M . P . , Westercamp D . (1988) - Carte géologique à 1/20 000 du massif volcanique de la Soufrière. Carte et notice explicative, 43p. Editions BRGM, CNRS, D R M et IPGP-BRGM, Orléans. Brousse R . , Monneyron N . et Semet M . P . (1977) - Sur la présence de verres non altérés dans les projections de la Soufrière (Guadeloupe), durant la crise de 1976. C.R. Acad. Sci. Paris, Sir. D . , 285, p. 753-754. Feuillard M , Allègre C.J., Branddeis G . , Gaulon R . , Le Mouel J.L., Mercier J.C., Pozzi J.P. et Semet M . P . (1983) - The 1975-1977 crisis of la Soufrière de Guadeloupe (F.W.I.), A still-bom magmatic eruption. J. Volcano!. Geotherm. Res., 16, 317-334. Heiken G . , Crowe B . , M e Getchin, T . West, F. Eichelberger, J. Bartram, D . Peterson, R . and Wohletz K . (1980) Phreatic eruption clouds : the activity of la Soufrière de Guadeloupe, F . W . I . , August-October 1976, -Bull. Volcanol., vol. 43-2, p. 383-396. Le G u e m F., Bernard A . et Chevrier R . M (1980) - Soufrière of Guadeloupe, 1976-77 eruption, Mass an energy transfer and volcanic health hazards. Bull. Volcanol., 43, p. 577-593. Marinelli G . (1976) - Sur la « cendre » projetée par la Soufrière (Guadeloupe) en août 1976. C.R. Acad. Sci. Paris, Sér. D , 283, p. 1731-1732. Vincent P . M , Vatin-Pérignon N . , Semet M . et Cheminée J.L. (1979) - Le dôme de la Soufrière (Guadeloupe), son âge et son mode de mise en place. C.R. Acad. Sci. Paris, 288, Sér. D . , p. 51-54. 130 Rapport BRGM R40445 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe Soufrière, Guadeloupe FICHE D'ERUPTION Nom de l'éruption Datation 14C Commentaire 1956 Type de l'éruption : âge : environ 45 ans phréatique Observation visuelle par divers scientifiques. Enregistrement d'une recrudescence de petits séismes (Laboratoire de Physique du Globe). Carte: PAS DE CARTE Cartographie des phénomènes existante Echelles aucune Rapport BRGM R 40445 131 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufnère, Guadeloupe Eruption : 1956 (page 2) Données de terrain disponibles aucune Interprétation de l'extension des phénomènes - aucune : l'observation directe des dépôts de cendres et blocs montre des retombées restreintes autour du dôme. Quelques cendres ont été poussées par les alizés presque vers Baillif et Rocroy. Bibliographie : Barrabé L. et Jolivet J. (1958) - Les récentes manifestations d'activité de la Guadeloupe (Petites Antilles). BulL volcanologique (Naples), (série H), t X K , 1958, p. 143-157,1 fig., 1 pi. h.t Boudon G . , Dagain J., Semet M . P . , Westercamp D . (1988) - Carte géologique à 1/20 000 du massif volcanique de la Soufrière. Carte et notice explicative, 43p. Editions BRGM, CNRS, DRM et IPGP-BRGM, Orléans. Jolivet J. (1958) - La crise volcanique de 1956 à la Soufnère de Guadeloupe. Ann. Géophys., 11, p. 305-322. 132 Rapport BRGM R40445 Soufrière, Guadeloupe FICHE D'ERUPTION Nom de l'éruption : Datation 14C : Commentaire : 1836-1838 Type de l'éruption : âge : environ 160 ans phréatique Observation visuelle par les habitants. Précédée par de nombreuses secousses sismiques pendant une dizaine d'années (depuis 1825) Carte: Cartographie des phénomènes existante Lahars Echelles 1/20 000 133 Eruption : 1836-38 (page 2) Données de terrain disponibles U n seul dépôt de lanar au pied N W du dôme (cartographie à 1/20 000 Observation visuelle de dépôts de cendres jusqu'à Vieux-Habitants Qe 3 décembre 1836) Interprétation de l'extension des phénomènes -aucune Bibliographie : Barrabé L . et Jolivet J. (1958) - Les récentes manifestations d'activité de la Guadeloupe (Petites Antilles). BulL volconologique (Naples), (série II), t X I X , 1958, p. 143-157.1fig.,1 pi. h.t. Boudon G . , Dagain J., Semet M . P . , Westercamp D . (1988) - Carte géologique à 1/20000 du massif volcanique de la Soufrière. Carte et notice explicative, 43p. Editions BRGM, CNRS, DRM et IPGP-BRGM, Orléans. Lherminier. (1836)- Archives 134 Soufrière, Guadeloupe FICHE D'ERUPTION Nom de l'éruption 1797-1798 Type de l'éruption : phréatique Datation 14C : âge : environ 200 ans Commentaire : Observations et descriptions des phénomènes par une commission spéciale nommée par le Directoire des îles. Eruption apparemment précédée par de nombreuses secousses sismiques pendant une dizaine d'années (depuis 1825) Carte: Pas de carte Cartographie des phénomènes existante Echelle aucune 135 Eruption : 1797-98 (page 2) Données de terrain disponibles Aucun dépôt connu Observations visuelles : Retombées aériennes : dépôts de cendres dans un périmètre d'environ 1 k m autour du dôme. Quelques cendres peu épaisses (< 1 cm) poussées par le vent dans les hauts de Capesteire. Mouvements de terrain : éboulement de gros blocs dans la partie amont de la Rivière Noire (éboulement Faujas). Interprétation de l'extension des phénomènes aucune Bibliographie : Boudon G . , Dagain J., Semet M . P . , Westercamp D . (1988) - Carte géologique à 1/20 000 du massif volcanique de la Soufrière. Carte et notice explicative, 43p. Editions BRGM, CNRS, DRM et IPGP-BRGM, Orléans. Victor Hugues et Lebas (1798) - Rapport de la commission spéciale du Directoire exécutif aux îles du vent. 136 Soufrière, Guadeloupe FICHE D'ERUPTION Nom de l'éruption : Datation 14C : Commentaire : 1680 Type de l'éruption : âge: environ 320 ans phréatique Observations et descriptions des phénomènes mentionnées dans des archives Carte: Pas de carte Cartographie des phénomènes existante Echelle aucune 137 Eruption : 1680 (page 2) Données de terrain disponibles Aucun dépôt reconnu Constatations visuelles de l'époque : Retombées aériennes : projections de blocs et de cendres. Moavements de terrain : éboulement d'une partie du Piton du Nord Interprétation de l'extension des phénomènes aucune Bibliographie : Boudon G . , Dagain J., Semet M . P . , Westercamp D . (1988) - Carte géologique à 1/20 000 du massif volcanique de la Soufrière. Carte et notice explicative, 43p. Editions BRGM, CNRS, DRM et IPGP-BRGM, Orléans. 138 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe Soufrière, Guadeloupe FICHE D'ERUPTION Nom de l'éruption Datation 14C Soufrière Commentaire apparition du dôme actif actuel de la Soufrière. Magma dacitique en début d'éruption (petites pliniennes) puis andésitique ensuite (péléenne type St Vincent) Type de l'éruption 370 à 720 ans B.P. : péléenne, type « St. Vincent» Carte Lave : dôme Intruslf Affl»unm»ntJ connut ef cartoçntphtés (cmiU yéologiqu») Dépôts de coulées de pyroclastites nuées ardentes de type St Vlneent : AfflaurwMflti connu» mtcmrtoçrmphiàg (cmrtm gécloçiquml i 1 1 ' Dépôts de retombées aériennes : cendres, tapit*» ponceux AflJauwn»n_ï_xjnntwat'(_*rt->^^ Interprétation d* l'extension des coulées de pyroclastites {nuées ardentes) D"»pn»s >_. dennéM la topographie "* Ç j Eruption de la Soufrière ( 1286 - 1440 ) Phénomènes : Rapport BRGM R 40445 interprétation de l'extension des retombées aériennes > 1 m : chuta* de cendres, de lapififcs ponceux. de blocs. CTaprèi riTrîarpratrton t_yn»rniqu« d« rênjption tt d4»ci-*K.rti<wts metèwotogiqi-M, Interprétation de l'extension des retombées aériennes < chutes de cendres, ds lapilli. 1 m: D'après rintarprttrton dynamique -te rérupdon «t de* conditions m*Mnxotos,tilJ«". Interprétation de l'extension des lahars Lave, pyroclastites, retombées aériennes Cartographie des phénomènes existante LAVE Pyroclastites Retombées aériennes ' pMogiquM de «tram. rMarprtoeton dynamique d* reruptton. . : ( de remaniement des nuées ardentes) D'-rpnt* rtnttprétÊdon dynumjum d» récoulttmnt dm» fanera Echelles 1/20 000 1/20 000 1/20 000 139 .. Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe Eruption : Soufrière 1286-1440 ans (page 2) Données de terrain disponibles - d ô m e de lave toujours actif aujourd'hui : fumeroles, sources chaudes ; dépôts de cendres et de lapillis ponceux dans l'immédiat périphérie du dôme ; dépôts de nuées ardentes de type St Vincent datées 1 ) dans la rivière St Louis, 2) dans la rivière du Gallion jusqu'au plateau Dugommier, 3) dans larivièredu Grand Carbet, Interprétation de l'extension des phénomènes - lave : pas d'interprétation (dôme toujours actif), - pyroclastites : l'extension des nuées ardentes de type St Vincent autour du d ô m e semble assez limité, et ne paraît pas s'étendre au-delà de 3 à 4 k m de leur point d'émission (J. Dagain). Les dépôts identifiés de ces formations montrent une distribution rayonnante dans les vallées autour du dôme. L'interprétation de l'extension des nuées ardentes prend donc en compte l'écoulement de nuées dans l'ensemble des vallées partant du dôme, sur une extension de 4 k m environ, - retombées aériennes : elles accompagnent les nuées ardentes (retombées du nuage) et leur épaisseur décroit avec la distance au d ô m e et à l'axe des nuées. Origine des interprétation : Boudon étal. (1988). complété parL. Stieltfes (1998-99) Bibliographie : Boudon G . , Dagain J., Semet M . P . , Westercamp D . (1988) - Carte géologique à 1/20 000 du massif volcanique de la Soufrière. Carte et notice explicative, 43 p. Editions BRGM, CNRS, D R M et IPGP-BRGM, Orléans. Bruet E . (1953) - L'âge absolu de la dernière grande éruption péléenne de la Soufrière de la Guadeloupe. Bull. Volcano., Sér. H , 13, p.105-107. Dagain J. (1981) - La mise en place du massif volcanologique Madeleine-Soufrière, Basse-Terre de Guadeloupe, Antilles. Thèse S'cycle, Univ. Paris Sud, Orsay, 156p., A n n . Dagain J., Paterne M . et Westercamp D . (1981) - La mise en place du massif volcanique Madeleine-Soufrière, Basse-Terre de Guadeloupe, Antilles. C.R. Acad. Sci. Paris, 292, Sér. H , 921-926. Mervoyer B . (1974) - Volcanisme récent et actuel de la Basse-Terre. L e massif de la Soufrière. V u e Conférence Géologique des Caraïbes, 30 juin-12 juillet 1974. Livret-guide d'excursions dans les Antilles françaises, BRGM, Orléans, p. 25-56. Paterne M . (1980) - Chronologie des éruptions récentes du massif de la Soufrière (Guadeloupe - Petites Antilles). Essai de comparaison des périodes d'activité volcanique de quelques grandes régions volcaniques. Thèse 3' cycle, Univ. Bordeaux 1,165 p., A n n . Vincent P . M . , Vatin-Pérignon N . , Semet M . et Cheminée J.L. (1979) - Le d ô m e de la Soufrière (Guadeloupe), son âge et son m o d e de mise en place. C.R. Acad. Sci. Paris, 288, Sér. D . p. 51-54. 140 Rapport BRGM R40445 Soufrière, Guadeloupe FICHE D'ERUPTION Nom de l'éruption 14, Datation "C Commentaire : Citerne Type de l'éruption : Strombolien aucune datation directe des laves. Datation 14C des lahars de 1545 à 1800 ans B.P. âge des cônes éruptifs estimé entre 1000 et 2500 ans B.P. d'après leur position stratigraphique (postérieurs à l'éruption de 3100 ans B.P.) Carte -Tepnta «w mfUmutwrmit* oit Im neatwnùmteanoçnphiétinmitnonei fer» jéû-Offkjue) Dépôts de lahars (phréatiques) _«__» rwvvl Interprétation de l'extension des coulées de lave (basaltes) D'mptmt fu mconnmlssmncma gmohgktum» de tmrrmin , Im topoçraphîm.tm nature du magma dm le dyrtmwiqum dm cm typm -f éruption, ... nntwpfétttion Eruption strombolien ne de la Citerne ( entre 1000 et 2500 ans B.P. ) Phénomènes : Lave, lahars Cartographie des phénomènes existante Lave Lahars 1 1 Interprétation de l'extension des lahars (phréa tiques). D'âpre» tmt donnmms géotogkfumt dm fcWfc_W^M<fcftB^B-Ml|I^MfcHÉMM-<<fcâÉ--M Echelles 1/20 000 1/20 000 141 Eruption : Citerne (page 2) Données de terrain disponibles coulées de lave peu épaisses intercalées dans des projections scoriacées et cendres de l'Echelle et de la Citerne ; dépôts de lahars phréatiques dans larivièredu Gallion, dans la plaine de la Concession Darboussier, dans la rivière du Grand Carbet. Interprétation de l'extension des phénomènes lave : pas d'interprétation par rapport à l'extension connue (et cartographiée) lahars : écoulement de lahars phréatiques dans les rivières rayonnant autour des édifices éruptifs de l'Echelle et de la Citerne. Bibliographie : Boudon G . , Dagain J., Semet M . P . , Westercamp D . (1988) - Carte géologique à 1/20 000 du massif volcanique de la Soufrière. Carte et notice explicative, 43 p. Editions B R G M , CNRS, DRM et IPGP-BRGM, Orléans. 142 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe Soufrière, Guadeloupe FICHE D'ERUPTION Nom de l'éruption Datation 14C Commentaire Carte Amie : : Type de l'éruption : St Helens 2 600 à 3 100 ans B.P. peu de chose connu sur la phase éruptive elle-même ; aucun bois carbonisé datable n'a été trouvé. L'essentiel de la connaissance sur l'événement est relatif à l'effondrement du dôme et les avalanches de débris : Lave : dôme Intruslf Affleurement» connu* e* cartographie» fearte géotogiqu») Dépôts de coulées de pyroclasOtes (nuées ardentes) Afllsttremenfi MMM et eertagreph**» (carte oéologftjuej £552 Dépôts d'avalanches de débris, de coulées de débris Am*irwrmnti>MnM*cm*owphto(Gàt*Qtok)aHitM): - 'ne. ... Interprétation de l'extension du dôme de lave de l'Amie Interprétation de le zone d'effondrement du volcan (cratère de l'Amie) D'après nm données merpnotoftàuee Interprétation de l'extension des pyroclastite» {nuée» ardentes, effet de souffle de l'explosion du dôme ) 0*prts*3tor>é^Qéok>gqu*3<)mtoTmln{cm<rir+3ia,uwà*Ma1ovbt) MB Eruptions de l'Amie, de type " St Helens " ( entre 2600 à 3 100 ans B.P. Phénomènes Lave, pyroclastttes, avalanches de débris : Cartographie des phénomènes existante LAVE Pyroclastites Mouvements terrain et lahars Rapport BRGM R 40445 "a» Interprétation de l'extension des avalancties de débris D'uni) les données oeotoofcjwsw D'epflis oéotociouaj de (enein, femun. fa (a topogrepW». toooorwoHm. flnawpréfelfen Hntm de Ja dynmmiqu* des effcndremenfa Interprétation des zones pouvant être affectées par des tsunamis d'origine volcanique (déclenchés par r arrivée en mer d'avalanches de débns ou de tahars) Cmptém M simuiaflon de propeosvon de Ouemmi (réelsée su- nim vobim d» MoràamwTmQ * p*& tfun mom* <* Bousaitwq Echelles 1/20 000 1/20 000 1/20 000 143 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufn'ère, Guadeloupe Eruption :Amic (page 2) Données de terrain disponibles dôme de lave du M o m e Amie ; quelques dépôts de nuées ardentes sur lesflancsE , S E et S du Morne Amie ; vastes dépôts d'avalanches et de coulées de débris sur l'ensemble duflancS E du volcan, depuis le sommet jusqu'à Basse-Terre et son littoral Interprétation de l'extension des phénomènes - lave : le d ô m e du M o m e Amie, partiellement détruit, a été retracé sur la carte géologique (Boudon et al., 1988); - pyroclastites : si le type des nuées ardentes violacées est mal connu et difficilement interprétable en extension (seulement quelques affleurements dans la partie supérieure du massif), les dépôts accompagnant le souffle de la violente explosion du d ô m e sont beaucoup mieux appréhendés grâce aux niveaux des cendres jaunes de Matouba : elles ont permis une bonne cartographie de l'effet de souffle (Boudon et al., 1988) ainsi que leur datation 1 4 C . - mouvements de terrain (de grande ampleur) : les avalanches de débris liées à l'effondrement du flanc S W du d ô m e de l'Amie vers le S W est canalisé par les reliefs existant à cette période. Comptetenu de l'épaisseur des dépôts (qui peuvent atteindre jusqu'à 80 m ) et du volume de matériaux déplacés (estimé à 500 millions de m 3 ) , l'extension de ces avalanches de débris ainsi que la zone d'arrachement de l'effondrement ont pu être assez précisément cartographiées (Boudon et al., 1988). - tsunamis : l'arrivée en mer d'une telle avalanche de débris a immanquablement provoqué un tsunami (raz-de-marée) qui s'est propagé le long des côtes de la Guadeloupe et des îles voisines. L'estimation de l'amplitude de la vague est extrêmement difficile, m ê m e par les spécialistes de la modélisation de ce type de phénomène (qui considèrent que l'on peut se tromper d'un facteur de 10). Nous avons alors choisi d'interpréter (avec l'accord des spécialistes de la modélisation des tsunamis) la propagation d'une vague de l'ordre de 10 m de haut sur les côtes de l'île et de ses voisines. Bibliographie : Boudon G . , Semet M . P . et Vincent P . M . (1984) - Flank-failure directed blast eruption at Soufrière, Guadeloupe, French West Indies, A 3,00-yr-old M L St. Helens. Geology, 12, p. 350-353. Boudon G . (1987) - Mécanismes éruptifs et mode de mise en place des dépôts d'éruptions explosives dirigées. Exemples de la Soufrière (Guadeloupe) et de la Montagne Pelée (Martinique). Thèse de Doctorat d'Etat, Univ. de Paris Vil, 382 p. Boudon G . , Dagain J., Semet M . P . , Westercamp D . (1988) - Carte géologique à 1/20 000 du massif volcanique de la Soufrière. Carte et notice explicative, 43 p. Editions BRGM, CNRS, DRM et IPGP-BRGM, Orléans. Caristan Y . , Bouchez J., Heinrich P . , Guiboring S., Roche R . (1997) - Estimation des hauteurs de vagues aux Antilles générées par un effondrement aérien de l'île de Montserrat Rapport CEA/LDG, février 1997. Dagain J. (1981) - La mise en place du massif volcanologique Madeleine-Soufrière, Basse-Terre de Guadeloupe, Antilles. Thèse 3'cycle, Univ. Paris sud, Orsay, 156p., Ann.. Heinrich P., Mangeney A . , Boudon G . , Roche R . (1999) - Modéliser un raz-de-marée créé par un volcan. La Recherche, mars 1999, p. 66-71. Slingerland R . and Voight R . (1991) - Evaluating hazard of landslide-induced water waves. J. of Waterways, Port, Coastal and Ocen Div.. ASCE, 108,4, 504-512, Nov. 1982. Stieltjes L . (1998) - Caractérisation des scénarios éruptifs du volcan Soufrière, Guadeloupe. Rapport BRGM R 40277,67p., 23 fig., 2 Tabl. n° Westercamp D . (1976b) - Dynamismes éruptifs et zonation desrisquesvolcaniques à la Soufrière de Guadeloupe. Préfecture de la Guadeloupe. Rapport BRGM, Orléans, 76ANT26,21p., Ann. et cartes. 144 Rapport BRGM R40445 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe Soufrière, Guadeloupe FICHE D'ERUPTION Nom de l'éruption Datation 14C Commentaire : : péléenne 3 500 ans Type de l'éruption ans B.P. : péléenne (type St Vincent ?) 3 500 peu de données de terrain pour évaluer l'origine le type et le dynamisme de l'éruption. Carte Dépôts de coulées de pyroeiasHtM : nuées ardentes a blocs rassésassasal connue SJ sajéajsjsjéjl éjsjsa géotogJeuej Dépôts de lahars (de remaniement des nuées ardentes) Mheurwninbt connut *6**ogmph^{cvt»gêokigkn*t:omMcn HC &upn*abg*ok&amlmnafa,bbvjlfio0*a,nn*vt*ufoia*lmaVnonlQvoàooinjpaom ^'m. Interprétation de l'extension des retombées aériennes: chutes de cendres D,ecy*a;ïnfeo^fefJondyr*mi(joeder'Sr^poOnetde4av)drBorume«oroJcv*3t«j. Eruption péléenne de 3500 ans B.P. Phénomènes : Pyroclastite, lahars Cartographie des phénomènes existante Pyroclastites Lahars Rapport BRGM R 40445 . sssssj kitsrprétatfon dé l'extension des léhars : { de remsnsHnsnt dés nuées ardente») sSJsB éw donné géolooiquOÊ de rarraln. flréï*prSS»»ooc>ns«»aiJeds/1éaiukwisnt des érfiars Echelles 1/20 000 1/20 000 /IL5 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe Eruption : péléenno 3 500 ans B.P. (paga 2) Données de terrain disponibles dépôts des nuées ardentes à blocs (andésite massive violacée) à 2-3 k m au sud du dôme (plaine de Moscou et alentours) ; dépôts de lahars contenant des bois non carbonisés (datés au l 4 C ) au sud de la plaine de Moscou. Interprétation de l'extension des phénomènes lave : d ô m e d'andésite probable, en position sommitale supposée, mais difficile à préciser. pyroclastites : la composition andésitique du m a g m a suggère une activité péléenne du type de celle de la Soufrière (St Vincent ?). O n peut alors tabler sur une extension des nuées ardentes restreinte à 3-4 k m du dôme. lahars : ce sont des produits de remaniement des nuées ardentes, et leur extension vers l'aval pourrait avoir été également assez limité (et ne pas toujours atteindre la mer). Origine des interprétations : Boudon étal. (1988), complété par L Stieltfes (1998, 2000) Bibliographie : Boudon G . , Dagain J., Semet M . P . , Westercamp D . (1988) - Carte géologique à 1/20 000 du massif volcanique de la Soufrière. Carte et notice explicative, 43 p. Editions BRGM, CNRS, DRM et IPGP-BRGM, Orléans. /IÍ+6 Rapport BRGM R40445 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe Soufrière, Guadeloupe FICHE D'ERUPTION Nom de l'éruption Datation 14C Commentaire péléenne 4 500 ans B.P. 4 500 ans B.P. : Type de l'éruption : péléenne éruption seulement connue par un nuage de cendres (retombée de nuage éruptif de nuée) Carte ~^-vVieux-Habitants V. Capesterre-Be/ie-Eau J V Bailli/ LaSoufrièrr Si-Claude f / ! Basse-Terre\ «»* <v <9\ Trots-Rivières Gourbeyre 0 i I 2km V ) Vieux-Fort 0 Dépôts de retombées aériennes: cendres Eruption péléenne de 4500 ans B.P. Phénomènes : Retombées aériennes Cartographie des phénomènes existante Retombées aériennes Rapport BRGM R 40445 Echelles 1/20 000 11»? Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufn'ère, Guadeloupe Eruption : péléenne 4 500 ans B.P.(paga 2) Données de terrain disponibles - un seul affleurement (dans un talus de route près de Dolé) de cendres fines contenant des brindilles de bois carbonisées datées au U C . Interprétation de l'extension des phénomènes pyroclastites : pas d'interprétation (par absence de données) - retombées aériennes : pas d'interprétation de leur extension (par manque de données). L e seul affleurement connu et daté 14C est interprété c o m m e une retombée distale de nuage de nuée ardente. Bibliographie : Boudon G . , Dagain J., Semet M . P . , Westercamp D . (1988) - Carte géologique à 1/20 000 du massif volcanique de la Soufrière. Carte et notice explicative, 43 p. Editions BRGM, CNRS. DRM et IPGP-BRGM, Orléans. Ml& Rapport BRGM R40445 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe Soufrière, Guadeloupe FICHE D'ERUPTION Nom de l'éruption : Datation 14C : Commentaire : 8 100 ans B.P. 8 100 ans B.P. Type de l'éruption : phréatique Carte : Cartographie des phénomènes existante Lahars Rapport BRGM R 40445 Echelles 1/20 000 1£*9 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufn'ère, Guadeloupe Eruption : 8100 ans B.P.(pagg 2) Données de terrain disponibles - dépôt de lahars peu étendus dans la partie aval de la rivière du Gallion. Interprétation de l'extension des phénomènes - Iahar : compte-tenu du peu de données, il est difficile d'interpréter l'écoulement de lahars en dehors de la rivière du Gallion, du sommet du volcan jusqu'au littoral. Bibliographie : Boudon G . , Dagain J., Semet M . P . , Westercamp D . (1988) - Carte géologique à 1/20 000 du massif volcanique de la Soufrière. Carte et notice explicative, 43 p. Editions BRGM, CNRS, D R M et IPGP-BRGM, Orléans. 150 Rapport BRGM R40445 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe Soufrière, Guadeloupe FICHE D'ERUPTION Nom de l'éruption : Datation 14C : Grande Découverte Type de l'éruption : 11 500 ans B.P. (âge moyen) Commentaire effondrement partiel du volcan suite à une éruption phréatique (aucune activité magmatique) : Bandaï-San Carte: Cartographie des phénomènes existante Mouvements de terrain Rapport BRGM R 40445 Echelles 1/20 000 151 Evaluation et zonage préliminaire des aléas volcaniques à la Soufrière, Guadeloupe Eruption : Grande Découverte (page 2) Données de terrain disponibles • affleurement d'avalanches et coulées de débris, parfois très épais, depuis le sommet du Carmichael jusqu'au littoral de Baillif. Nombreux bois datés au 1 4 C . Interprétation de l'extension des phénomènes - mouvements de terrain : les avalanches et coulées de débris ont ¿té canalisées par les reliefs du flanc est du volcan à l'époque de l'éruption. L'essentiel des dépôts actuels ponctuent leur trajet Seule la partie aval des dépôts a été partiellement recouverte par l'avalanche de débris ultérieure de l'éruption de l'Amie (3 100 ans B.P.). Origine des interprétations : Boudon étal. (1988), complété parL Stieltjes (1998-99) Bibliographie : Boudon G . (1987) - Mécanismes éruptifs et mode de mise en place des dépôts d'éruptions explosives dirigées. Exemples de la Soufrière (Guadeloupe) et de la Montagne Pelée (Martinique). Thèse de Doctorat d'Etat, Univ. de Paris VII, 382 p. Boudon G . , Dagain J., Semet M . P . , Westercamp D . (1988) - Carte géologique à 1/20 000 du massif volcanique de la Soufrière. Carte et notice explicative, 43 p. Editions BRGM, CNRS, DRM et IPGP-BRGM, Orléans. Boudon G . , Semet M P . et Vincent P . M (1992) - Les éruptions à écoulement de flanc sur le volcan de la GrandeDécouverte (la Soufrière de Guadeloupe : implications sur lerisquevolcanique. Bull ; Soc. Géol. France, t 163, n° 2, p. 159-167. 452. Rapport BRGM R40445 BRGM Service Reprographie Impression et façonnage