Ministère de l'Industrie, de la Poste et des Télécommunications M I N I S T È R E D E * Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation Application à la Martinique Approche préliminaire Etude réalisée dans le cadre des actions de Service public du BRGM 96-11-020 décembre 1996 R39117 BRGM Mots clés : Risque-volcanique, méthodologie, évaluation, vulnérabilité, plan-ORSEC, Martinique (Montagne-Pelée) En bibliographie, ce rapport sera cité de la façon suivante : StieltjesL. (1996)- Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques: méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire. Rap. BRGM R 39117, 2 vol., 52 p., 1 flg., 12 tabl., 3 annexes ©BRGM, 1996, ce document ne peut être reproduit en totalité ou en partie sans l'autorisation expresse du BRGM. Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire Synthèse Ce rapport a été réalisé dans le cadre de la subvention n° 18/96 relative à six études de connaissance, de surveillance et de cartographie des risques naturels dans les DOM, passée avec le Ministère de l'Environnement, Sous-direction de la Prévention des Risques Majeurs. Il concerne le programme de la fiche 96H020 intitulée " Méthodologie et évaluation de la vulnérabilité au risque volcanique Martinique ". Dans la première partie, ce rapport rappelle les principes généraux de la vulnérabilité et propose une méthode d'approche simplifiée d'évaluation pour le risque volcanique : phénomène volcanique, aléa, milieux exposés, éléments exposés, fonctions d'endommagement, évaluation des dommages, vulnérabilité. Une première synthèse fondamentale est réalisée : - description détaillée des effets et dommages liés aux 7 aléas volcaniques majeurs sur 5 milieux exposés (tableau en 5 volets) ; Dans la deuxième partie de ce rapport, les premières étapes de l'application à la Martinique de l'approche de la vulnérabilité sont réalisées : - sélection des cartes de scénarios éruptifs pertinentes existantes, mises à l'échelle 1/100 000, - traduction des cartes de scénarios en carte de zonage des aléas volcaniques à l'échelle 1/100 000, - première évaluation du degré d'exposition de l'ensemble des communes de la Martinique au risque volcanique : aléas, vulnérabilité (application directe à l'élaboration du nouveau plan ORSEC). Rapport BRCMR39117 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire Sommaire 1. Introduction 1.1. Contexte général de l'étude 1.1.1. Service public : besoins exprimés 1.1.2. Données déjà disponibles 1.2. Objectifs du programme 1 1 1 1 2 1.2.1. A court terme (programme de service public 1996-97) 2 1.2.2. A long terme (programmes de recherche plus larges) 3 1.2.3. Au niveau de cette approche préliminaire (programme de service public 1996) 4 2. Première partie : Méthodologie et évaluation de la vulnérabilité (approche préliminaire) 5 2.1. Définition de la vulnérabilité aux phénomènes volcaniques 5 2.1.1. Introduction 5 2.1.2. Définition..' 5 2.2. Concept de vulnérabilité : approche générale 7 2.2.1. Approche qualitative : principaux facteurs 7 2.2.2. Approche quantitative (ou semi-quantitative) 9 2.3. Méthodologie simplifiée d'évaluation de la vulnérabilité aux phénomènes volcaniques 9 2.3.1. 2.3.2. 2.3.3. 2.3.4. Principe 9 Démarche : étapes méthodologiques 10 Eléments pris en compte pour l'évaluation de la vulnérabilité 24 Niveaux de qualification des paramètres intervenant dans le calcul de la vulnérabilité 26 Rapport BRGM R39117 VulnérabH'ité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire 3. Deuxième partie : Application à la Martinique : approche préliminaire du risque volcanique de la Montagne Pelée 28 3.1. Principaux types d'éruptions de la montagne Pelée : scénarios éruptifs 28 3.1.1. Les éruptions " péléennes " 28 3.1.2. Les éruptions " pliniennes " 29 3.2. Aléas volcaniques majeurs de la Montagne Pelée 30 3.2.1. Les aléas directs 30 3.2.2. Aléas indirects 33 3.3. Effets et dommages des éruptions de la Montagne Pelée 37 3.4. Communes de Martinique exposées aux effets des éruptions 38 3.4.1. Communes très fortement exposées aux effets et dommages des éruptions 38 3.4.2. Communes faiblement à modérément exposées aux effets et dommages des éruptions 38 3.4.3. Communes très faiblement exposées aux effets et dommages des éruptions 38 4. Bilan et orientations 41 Références bibliographiques 44 Vulnérabilité aux risques: généralités, méthodologies, évaluation, approches thématiques 44 Montagne Pelée, Martinique : scénarios éruptifs, aléas volcaniques 48 Rapport BRGM R39117 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire Listes des fígures Figure 1 - Classement des communes de Martinique selon leur exposition aux effets directs et indirects des éruptions volcaniques 39 Listes des tableaux Tableau 1 Tableau 2 - Principales composantes de la vulnérabilité volcanique 6 Principales étapes méthodologiques de la connaissance des phénomènes volcaniques conduisant à l'évaluation de la vulnérabilité.... 11 Tableau 3 - Proposition de démarche analytique de l'évaluation de la vulnérabilité à partir des aléas volcaniques 12 Tableau 4 - Passage des cartes d'aléas volcaniques aux cartes de danger (pour la population) et d'endommagement (pour les biens) pour les différents milieux exposés 16 Tableau 5.1. - Effets et dommages liés aux principaux phénomènes volcaniques sur le milieu naturel : le sol, la végétation, la morphologie, les paysages 19 Tableau 5.2. - Effets et dommages liés aux principaux phénomènes volcaniques sur le milieu vivant : les hommes et le monde animal (vertébrés) 20 Tableau 5.3. - Efifets et dommages liés aux principaux phénomènes volcaniques sur le milieu construit : bâtiments, ouvrages, aménagements collectifs, habitat individuel et collectif, infrastructures (voiries, ouvrages,...), réseaux de communication, 21 Tableau 5.4. - Efifets et dommages liés aux principaux phénomènes volcaniques sur le milieu économique : activité agricole (cultures, forêts, élevage, pêche,) 22 Tableau 5.5. - Efifets et dommages liés aux principaux phénomènes volcaniques sur le milieu économique : activité industrielle (usines et industries, véhicules, en^ns, machines et outils, appareillages et équipements) 23 Tableau 6 - Schéma d'approche de l'évaluation de la vulnérabilité pour chaque aléa volcanique, et ses conséquences sur l'aménagement d'une région et sur ses réglementations 25 Tableau 7 - Qualification des niveaux d'intensité du phénomène volcanique 27 Tableau 8 - Exposition des communes de la Martinique aurisquevolcanique 39 Rapport BRGM R39117 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire Liste des annexes Annexe 1 - Montagne Pelée, Martinique : cartes des scénarios eruptifs 1 Principales éruptions de la Montagne Pelée dans sa phase d'évolution récente (5 000 à 13 500 ans) ' ; 3 Annexe 1.1 - Eruptions pliniennes + coulées de ponces Eruption Eruption Eruption Eruption plinienne de ponces et cendres (PI) plinienne de ponces et cendres (P2) plinienne de ponces et cendres (P3) plinienne de ponces et cendres (P5) 5 7 9 11 13 Annexe 1.2 - Coulées de ponces seules + nuages de cendres accompagnant les coulées 15 Eruption de ponces et cendres (P4) Eruption de ponces et cendres (P6) Annexe 1.3 - Nuées ardentes Nuées ardentes de l'éruption de 1929 Nuées ardentes de l'éruption de 1902 Nuées de la rivière des Pères (NRP) Nuées d'Ajoupa Bouillon (NABI et NAB2) Nuées de la rivière Sèche (NRSl et NRS2) Nuées de Pointe La Mare (NPM) Annexe 1.4 - Coulées de boue (= lahars) 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 Manifestations destructrices dans les quelques jours précédant l'éruption du 8 mai 1902 37 Annexe 2 - Montagne Pelée, Martinique : cartes de zonage des scénarios eruptifs 1 Annexe 2.1 - Zonage des scénarios eruptifs : éruptions phréatiques 3 Carte de zonage des risques d'éruptions phréatiques à la Montagne Pelée Annexe 2.2 - Zonage des scénarios eruptifs : nuées ardentes péléennes (type 1902) 5 7 Carte de zonage des risques pour un scénario de nuées ardentes péléennes type mai-août 1902 et du souffle cendreux associé, à la Montagne Pelée 9 Annexe 2.3 - Zonage des scénarios eruptifs : nuées ardentes et éruptions phréatiques.. 11 Carte évolutive des risques dans l'hypothèse d'une éruption à magma non ponceux de la Montagne Pelée (dômes et nuées ardentes péléennes s.l.) 13 Rapport BRGM R39117 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire Annexe 2.4 - Zonage des scénarios éruptifs : éruptions ponceuses (panache plinien + coulées de ponces) 15 Carte évolutive des risques dans l'hypothèse d'un scénario d'éruption ponceuse de la Montagne Pelée 17 Annexe 2.5 - Zonage des scénarios éruptifs : coulées de ponces seules 19 Carte de zonage des risques pour un scénario de coulées de ponces à la Montagne Pelée 21 Annexe 3 - Montagne Pelée, Martinique : cartes de zonage des aléas volcaniques (directs et indirects) 1 Annexe 3.1 - Zonage de l'aléa : coulée de lave 3 Annexe 3.2 - Zonage de l'aléa : coulée de pyroclastites 5 Annexe 3.3 - Zonage de l'aléa : retombées aériennes 7 Annexe 3.4 - Zonage de l'aléa : gaz, pluies acides 9 Annexe 3.5 - Zonage de l'aléa : coulée de boue (= lahar) 11 Annexe 3.6 - Zonage de l'aléa : mouvements de terrain (de petite et grande ampleur)., 13 Annexe 3.7 - Zonage de l'aléa : raz de marée (= tsunami) Rapport BRGM R39117 15 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire 1. Introduction 1.1. CONTEXTE GENERAL DE L'ETUDE 1.1.1. Service public : b e s o i n s exprimés Les Ministères de l'Environnement et de l'Industrie, agissant conjointement, ont chargé le BRGM (dans le cadre de sa mission de Service public) de développer une méthodologie d'évaluation de la vulnérabilité pour le risque volcanique, en prenant comme première application le volcan Montagne Pelée, en Martinique. Pour parvenir à des cartes de zonage du risque volcanique sur les volcans actifs, il convient au préalable de cerner les deux facteurs fondamentaux durisque,à savoir : la connaissance puis le zonage des aléas volcaniques, l'évaluation de la vulnérabilité du milieu et l'évaluation des enjeux. 1.1.2. Données déjà d i s p o n i b l e s 1.1.2.1. Connaissance et zonage des aléas •^ Les cartes des scénarios éruptifs des volcans actifs français des Antilles ont été publiées à diverses échelles dans le courant des années 1980, à partir de plusieurs rapports BRGM et travaux scientifiques publiés depuis les années 1970 (à ce jour, les cartes de zonage des aléas volcaniques n'ont pas été réalisées aux Antilles) : - volcan Montagne Pelée, Martinique, en 1985 (rapport BRGM R 85 SGN 421IRG), - volcan Soufrière, Guadeloupe, en 1990 (rapport BRGM R 31669 ANT 48 90), •^ Les cartes de zonage des aléas volcaniques du volcan actif de la Réunion ont été publiées à diverses échelles dans le courant des années 1990 (publications et rapports BRGM) et ont été synthétisées à 1/200 000 : - volcan Piton de la Fournaise, La Réunion, en 1993 (rapport BRGM R 3774793 REU 31). Rapport BRGM R39117 Vulnérabüité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire 1.1.2.2. Evaluation de la vuinérabilité aux phénomènes volcaniques Les approches de l'évaluation de la vulnérabilité d'une communauté à des phénomènes naturels, réalisées à ce jour, concernent assez peu ou de manière très partielle les éruptions volcaniques. La plupart des approches de vulnérabilité concernent, le plus souvent, les inondations, les séismes ou l'érosion des sols. Quelques approches globales récentes de la vulnérabilité spécifique à certains phénomènes volcaniques, publiées récemment ('), peuvent être complétées par des approches multirisques ou socio-économiques plus générales i^). Soulignons par ailleurs l'existence des descriptions des effets et dommages liés aux principaux phénomènes volcaniques sur le milieu naturel, sur les hommes et les animaux (santé, maladies, „.), sur les plantes et l'agriculture, sur la vie économique régionale, sur le climat, sur la circulation aérienne,..., réalisées depuis plusieurs siècles après diverses éruptions survenues à travers le monde. Une synthèse de ces données, dispersées au hasard de la littérature scientifique, technique, sociologique, sera réalisée et valorisée dans cette étude pour l'approche de la vulnérabilité des milieux exposés aux phénomènes volcaniques (tableau 5). 1.2. OBJECTIFS DU PROGRAMME Cette approche préliminaire de vulnérabilité aux phénomènes volcaniques, testée sur le volcan de la Montagne Pelée, a des objectifs à court terme (1996-97) et à plus long terme (dans le cadre de programmes de recherche plus larges). 1.2.1. A court terme (programme de service public 1996-97) •^ Défínir les étapes méthodologiques d'évaluation de la vulnérabilité. •^ Mettre en place ces étapes méthodologiques de travail, définies au préalable, pour la Martinique : ° símplifíer la classifícation des aléas volcaniques, en regroupant l'ensemble des phénomènes et scénarios éruptifs au sein des 7 aléas majeurs (définis par l'IAVCEI) ; ° traduire les cartes de scénarios éruptifs existantes en cartes d'aléas (directs et indirects), afin de les rendre opérationnelles pour les autorités ; (•) D'Ercole (1991) ; Suarez (1992) ; Lavigne et Thouret (1994) ;... (2) Le Net (1978); Bocquet et Charre (1984); Caude (1987; 1988); Kienholz (1992); Chardon (1994) ;... Rapport BRGM R39117 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire ° décrire les efTets et les endommngements spécifiques à chacun des 7 aléas majeurs directs et indirects ; Cette description des typologies d'endommagement permettra ensuite de matérialiser des matrices d'endommagement constituant le noyau de la méthodologie d'évaluation de la vulnérabilité. ° traduire les cartes d'aléas en cartes d'endommagement potentiel. •^ Amorcer et tester des applications sur des éléments exposés aux phénomènes volcaniques (réseaux,...), définis par les services locaux de l'Etat et des collectivités locales de la Martinique ; •^ Faire émerger les problèmes de mise en place de cette méthodologie : choix et mode de représentation, techniques de croisement de données, traduction pratique des résultats, lisibilité et clarté des résultats, etc. 1.2.2. A long terme-(programmes de recherche plus larges) •^ Bâtir une méthode d'évaluation 'quantitative de la vulnérabilité aux phénomènes volcaniques (autour du volcan actif français le plus menaçant) qui soit reproductible pour les autres volcans français (et par conséquent pour tout autre volcan terrestre, en général). •^ Fournir un appui aux autorités, en matière : ° de prévision à moyen terme ; ° de protection des populations et de prévention ; ° d'information préventive du public ; ° de préparation fonctionnelle à une crise eruptive : plan ORSEC, sécurité civile, organisation des secours et des soins médicaux, organisation des milieux professionnels, organisation de la vie quotidienne (distribution d'eau, de ravitaillement, d'énergie ; moyens de communication ; . . . ) ; ° de préparation structurelle à une crise volcanique : financement des aides, assurances, organisation des milieux agricoles, industriels, artisanaux,... (stocks, transfert des activités, provisions financières pour inactivité et pour redéploiement,...) ; Rapport BRGM R39117 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire ° d'orientation pour l'aménagement du territoire en partenariat avec les collectivités locales, les services déconcentrés de l'Etat, les établissements publics, les aménageurs,... : conception des réseaux afin d'optimiser leur pérennité pendant et après l'éruption, schémas d'aménagement régional, schémas directeurs, plans d'occupation des sols, constructions. 1.2.3. Au niveau de cette approche préliminaire (programme de service public 1996) La première étape de cette approche, réalisée en 1996, dans le cadre du programme de Service Public 96H020, consiste à réaliser la première partie du programme à court terme définie en 1.2.1 : définition des principales étapes méthodologiques ; application des premières étapes méthodologiques à la Martinique : ° sélection des cartes de scénarios pertinentes, ° traduction des cartes de scénarios en cartes d'aléas, ° description des endommagements spécifiques aux 7 aléas majeurs, ° exposition des communes de Martinique aux aléas volcaniques. Rapport BRGM R39117 VulnérabWté aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire 2. Première partie Méthodologie et évaluation de la vulnérabilité (approche préliminaire) 2.1. DEFINITION DE VOLCANIQUES LA VULNERABILITE AUX PHENOMENES 2.1.1. Introduction La vulnérabilité est une des deux composantes essentielles de l'évaluation du risque volcanique <*), l'autre composante étant l'aléa volcanique. C'est sur la seule composante " vulnérabilité " que va se fonder toute politique de prévention et de réduction du risque volcanique, dans la mesure où l'on ne peut quasiment pas intervenir sur l'aléa volcanique. La maîtrise de la vulnérabilité aux phénomènes volcaniques est donc un élément essentiel de la prévention du risque volcanique. 2.1.2. Définition La vulnérabilité d'une communauté aux phénomènes volcaniques est le degré de perte résultant d'un phénomène volcanique de niveau d'intensité donné. La vulnérabilité (V) d'un élément peut se traduire par le rapport : v= coût des dommages potentiels à un bien exposé valeur de ce bien Elle varie donc de 0 à 1 (ou de 0 à 100%) : c'est une fonction croissante liée à l'intensité du phénomène volcanique considéré, définie pour Un aléa particulier et un type d'élément exposé à cet aléa. L'évaluation de la vulnérabilité pose donc le problème de la connaissance des effets de chaque type de phénomène éruptif sur l'ensemble des éléments exposés (population, biens,...). (*i Lerisquevolcanique se définit par la relation : RISQUE = ALEA x VULNERABILITE x VALEUR DES BIENS ^^ = DOMMAGES ^ Rapport BRGM R39117 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire Cette interaction peut s'exprimer par des " fonctions d'endommagement " (ou, par extension, par des " fonctions de vulnérabilité "). La structuration des diverses composantes du concept de vulnérabilité est présentée dans le tableau 1. FlïENOMENEi, PHENOMENE, VOLCAN, IQUE ALEA:"'- V ELEMENTS EXPOSES V INTENSITE DU ;>HENOMENE FACTEURS VULNERABILITE i FONCTIONS PERCEPTIFS \P'ENDOMMAGËMÈNT\ FACTEURS COCNITIFS L ;-FS : structurelle ~ - FF^îfortCtîonnélIe FACTEURS DE MOBIUTE L FC : corporelle FACTEURS DE PROTECTION ¥ EVALUATION DES DOMMAGES V RISQUE Tableau 1 - Principales composantes de la vulnérabilité et du risque volcanique (adapté et modifié d'après Leone, 1996) Rapport BRGM R39117 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire 2.2. CONCEPT DE VULNEFÎABILITE : APPROCHE GENERALE Le concept de vulnérabilité est assez complexe, et peut s'envisager à deux niveaux, quelle que soit l'origine du phénomène naturel menaçant : - l'approche qualitative de la vulnérabilité aux phénomènes naturels - l'approche quantitative _ 2.2.1. Approche qualitative : principaux facteurs C'est l'approche traditionnelle de l'évaluation de la vulnérabilité. Elle consiste à analyser la vulnérabilité des sociétés vis-à-vis des phénomènes naturels. Pour cela, de nombreux facteurs concernant les enjeux (E) et les fonctions de vulnérabilité (V) sont retenus par les économistes, les sociologues, les historiens et les géographes, les psychologues,..., qui élaborent généralement, au cas par cas, des protocoles d'analyse de ce type d'approche qualitative, et en particulier : - la démographie (£) : implantation souvent anarchique, incontrôlée et précaire des populations dans des zones exposées et dangereuses ; exemple : versants abrupts,... - l'urbanisation accélérée (50% de la population mondiale vivra dans les villes en l'an 2000) (E) : • doublement de la population des villes tous les 12 à 15 ans dans les PVD ; • le risque devient une composante fondamentale de la structuration et de l'évolution de l'urbanisation d'une ville. les facteurs socio-économiques (£) : • prix du terrain, pression foncière ; • dispersion de l'iiabitat : mitage de versants ou vallées exposés ; • perturbation des équilibres naturels par des aménagements ; • capacités d'investissement ; Rapport BRGM R39117 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire - les facteurs techniques et fonctionnels (V) : • dimensionnement des ouvrages de protection ; • inadaptation ou défauts des constructions ; • efficacité des systèmes de surveillance, d'alerte, de prévision, d'évacuation, d'organisation des secours,... ; • fîabilité des méthodes d'évaluation, de prévision, des techniques de protection, des outils et appareillages utilisés,... ; • compétence et niveau de formation du personnel scientifique, technique, et de secours ; • information préventive des populations exposées ; • communication entre les intervenants dans la gestion de la crise: scientifiques, décideurs, équipes de secours, services techniques, journalistes,... - les facteurs psychologiques et comportementaux des populations (V) : • perception et acceptabilité du risque ; • comportement des individus en cas de crise ; • préparation des individus à la crise : information préventive du public, mémoire collective des événements passés,... - les facteurs institutionnels et politiques (V) : • méconnaissance et/ou mésestimation des effets d'un phénomène naturel ; • négligences en matière de prévention, de protection, d'organisation des secours et de gestion de la crise en général ; • laxisme dans la réhabilitation d'une situation post-crise : réparations, relogement,..., dans des zones restant menacées (par une réplique, une reprise d'activité,...). L'évaluation qualitative de la vulnérabilité et de ses composantes manque généralement de structuration : aucun protocole d'analyse des facteurs n'est clairement défini. De ce fait, la variabilité est souvent très grande d'une étude à l'autre et l'approche qualitative est difficilement généralisable ; elle n'est donc pas reproductible. C'est par une approche quantitative (§ 2.2.2) que l'on pourra corriger ce manque de reproductibilité. Rapport BRGM R39117 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire 2.2.2. Approche quantitative (ou semi-quantitative) Cette notion, développée de façon classique pour les risques technologiques depuis les années 1960, est une approche relativement nouvelle pour les risques naturels (elle a commencé à être timidement utilisée à partir des années 1980), et quasiment inédite pour les éruptions volcaniques. Elle vise à dégager des méthodes d'analyse reproductibles de la vulnérabilité. Elle se fonde essentiellement sur la notion " d'élément exposé " et de " fonction exposée ". Elle consiste, globalement, par une démarche semi-quantitative (voire quantitative), à mesurer les effets potentiels d'un phénomène naturel sur chaque élément et chaque fonctions exposés. Cette mesure de la vulnérabilité s'inscrit dans le processus d'appréciation du risque (*>, qui n'a de raison d'être qu'en fonction d'une prise de décision à l'aval (">. La (ou les) décision(s) prise(s) visera (viseront) à réduire les conséquences (= dommages) d'un phénomène sur le milieu exposé. Ainsi, le décideur retiendra la solution qui conduira à " l'espérance de perte potentielle " la plus " acceptable " par la société ; le choix de la décision tiendra compte de l'utilité du bien que l'on veut protéger en priorité i"'). Cette fonction " d'utilité " pourra avoir une valeur monétaire (coût, perte), une valeur socio-économique (emploi), une valeur affective (patrimoine culturel). 2.3. METHODOLOGIE SIMPLIFIEE D'EVALUATION VULNERABILITE AUX PHENOMENES VOLCANIQUES DE LA La finalité de la démarche est de mettre en place une méthode d'évaluation quantitative généralisable, reproductible, de la vulnérabilité aux éruptions et aux phénomènes volcaniques (voir § 2.2.1 et 2.2.2). 2.3.1. Principe L'approche quantitative ou semi-quantitative consiste à : mesurer les effets potentiels de chaque aléa volcanique sur chaque élément exposé dans les différents milieux exposés. (*) Lerisquepeut être défini comme l'espérance mathématique de dommages aux éléments exposés. (**) Cette formulation mathématique du risque est liée à la " théorie statistique de la décision " (Lagadec, 1981 ; Cohen, 1992). (***) La " fontion d'utilité " se retrouve sous différentes formes : fonction de perte (ou de gain), fonction de coût, fonction de poids, fonction économique,... La " fonction d'utilité " est le résultat d'un calcul probabiliste de l'espérance mathématique. Rapport BRGM R39117 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire La vulnérabilité quantitative se déterminera donc : - pour chaque type d'aléa (spécifique pour chaque volcan) - pour chaque élément (ou groupe d'éléments) exposé(s) à cet aléa, dans les différents milieux exposés : milieu vivant, milieu naturel, milieu construit, milieu économique, le milieu social et fonctionnel. La vulnérabilité globale (V) d'une région donnée menacée par divers aléas volcaniques (i) s'exprime ainsi par la relation : Vi 4/ vulnérabilité globale à l'aléa i = EVy vi' vulnérabilité élémentaire pour chaque élément (j) La valeur de la vulnérabilité globale intégrera le résultat du calcul des 4 composantes suivantes : - vulnérabilité humaine i*> (V^) : - vulnérabilité physique i*) (Vp) : morts, blessés, sans-abris,... coût des dégâts aux constructions, aux biens, au milieu naturel,... - vulnérabilité économique (*) (Vg) *• perturbation de l'activité économique (chiffre d'affaire, emplois, services,...) - vulnérabilité sociale et fonctionnelle n (Vp) : circulation, santé, éducation,... 2.3.2. Démarche : étapes méthodologiques La démarche d'évaluation de la vulnérabilité est synthétisée dans les tableaux 2 et 3. Il conviendra donc d'établir en particulier (tableau 2) : - les cartes des scénarios éruptifs, les cartes de zonage des aléas volcaniques, la définition des éléments et fonctions exposés, la liste des éléments exposés dans chaque milieu, la description des effets et dommages de chaque aléa volcanique sur chacun des milieux exposés, - des cartes d'exposition de la population à la menace de chaque type d'aléa, - des cartes d'exposition des biens et des activités (ou fonctions) pour chaque type d'aléa. - les matrices d'endommagement pour l'ensemble des éléments exposés. (*) Voir la définition et le contenu de ces termes au § 2.3.3, p. 24. Rapport BRGM R39117 10 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire Etapes d'approche Elaboration PHENOMENES ERUPTIFS Documents Tâches ConnaÎ3siinoe „ et ¿Valuation - de l'histoire géologique , / d u volcan W ' ' "Nnct&rects / Évaluation niveaux d'aléas, : classes dlntenstté classes de fréquence des aléas \i \y f Zonage des ' aléas effets et dommages intensité absatge des phénomènes : <A)rée extension épaissetiT ' V -intensité relative des phénomènes ; - effets sur ta population, sur les divers milieux \ V \ V Détermination des enjeux _ ( personiiëS: ^ ^ "—— - ^ biens::;: ^*'!::^/ actîviti tetfoncti ^ matrices • d'endommagement VULNERABILITE \ \y Calcul , de la vulnérabilité Vulnérabilité humaine ^ ^ ^ Vulnérabilité ' socio-économique • fonctionnelle * structurelle Tableau 2 - Définition des principales étapes méthodologiques de la connaissance des phénomènes volcaniques conduisant à l'évaluation de ¡a vulnérabilité puis du risque volcanique. Rapport BRGM R39117 11 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire NATURE DES ELEMENTS RECHERCHES ETAPES ANALYSEES Nature Hauteur nuage Volume émis Extension Durée SCENARIOS, ALEAS VOLCANIQUES PROCESSUS Typologie Intensité D'ENDOMMAGEMENT Typologie Comportement Valeur ELEMENTS EXPOSES Typologie Modes et niveaux d'endommagement Taux d'endommagement DOMMAGES STRUCTURELS ET PREJUDICES CORPORELS FONCTIONS D'ENDOMMAGEMENT Typologie Valeur ASSOCIEES AUX ELEMENTS AFFECTES Typologie Modes et niveaux d'endommagement PERTURBATIONS FONCTIONNELLES H^ REPONSES DE LA SOCIETE SINISTREE Evaluation Coûts associés PERTES DIRECTES PERTES INDIRECTES Tableau 3 - Proposition de démarche analytique de l'évaluation de la vulnérabilité à partir des aléas volcaniques (adapté d'après Leone et ah, 1996) Rapport BRGM R39117 12 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire 2.3.2.1. Cartes de scénarios éruptifs Les cartes de scénarios constituent le maillon préliminaire fondamental de la chaîne conduisant à l'évaluation de la vulnérabilité puis du risque volcanique. •^ Leur fondement : elles sont directement issues des études scientifiques retraçant l'histoire géologique du volcan (types éruptifs, âges des principales phases eruptives récentes, en remontant à 10 000 ou 20 000 ans avant l'époque actuelle). Les approches statistiques et probabilistes se feront également à partir des études de l'histoire géologique passée. "^ Leur utilité ; ces cartes permettent de définir (ou d'évaluer) ce que nous proposons de nommer : - les éruptions les plus fortes connues <*) (EPFC) : dans la dernière période d'activité connue du volcan, qui peut remonter à 10 000 ou 20 000 ans. Elles peuvent produire divers types d'éruption. - les éruptions maximales historiquement vraisemblables (*> (EMHV) : elles sont déduites de l'activité eruptive passée, que l'on considère comme le modèle du comportement à court terme du volcan. On considère que les éruptions les plus fortes connues (EPFC) de chaque type peuvent se reproduire sous les mêmes formes. Leur fréquence d'occurrence sera la même que celle des éruptions connues les plus fortes (EPFC). - les éruptions maximales possibles (*) (EMP) : dans ce concept, on ajoute aux éruptions maximales vraisemblables, d'après le passé historique du volcan (EMHP), deux types de phénomènes : ° une éruption de même type que celles connues dans l'iiistoire géologique du volcan (EPFC et EMHV), mais d'une magnitude supérieure d'un ordre de grandeur. Leur fréquence d'occurrence sera, dans ce cas, inférieure à celle des EMHV. ° des phénomènes non connus dans le passé du volcan mais dont on considère qu'ils peuvent s'y produire compte tenu du contexte (et par analogie avec ce que l'on connaît siu" des volcans de même type). - les aléas majeurs attendus (AMA). (*) à l'instar des dénominations utilisées pour les séismes. Cette adaptation manipule toutefois des concepts mécaniques et probabilistes très différents : on ne peut donc envisager, en aucun cas, une transposition directe des concepts de la sismologie à la volcanologie. Rapport BRGMR39117 13 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire 2.3.2.2. Carte de zonage des aléas volcaniques 2.3.2.2.1. Principe du zonage Le zonage des aléas volcaniques consiste, à partir des cartes de scénarios éruptifs, à délimiter les régions soumises à une intensité décroissante de chacun des phénomènes éruptifs pouvant se produire (aléas). L'évaluation de chaque aléa peut donc être classée en fonction de deux types d'échelle : - échelle d'intensité - échelle de fréquence d'occurrence. Les classes d'intensité et defi^équencede chacun des aléas sont définies arbitrairement, mais en essayant de définir, pour chaque classe, des critères physiques simples. Le nombre de classes (= zones) pour chaque aléa est limité à 3 ou 4. 2.3.2.2.2. Aléas volcaniques majeurs Les aléas volcaniques majeurs^*) découlant des principaux types d'éruptions, sont au nombre de 7. Ils peuvent se regrouper en deux grandes familles : - les aléas directs, sont liés à l'impact direct des produits d'une éruption. - les aléas indirects sont liés aux conséquences secondaires d'une éruption. a) Les aléas directs ^ les coulées de lave, •^ l e s c o u l é e s d e 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 lapHHs. de ponces,.... - chutes de blocs (projections balistiques), "^ les gaz : -anhydridesulfureux(&0,¿^ - fluor (T), - gaz carbonique (CO2) ' ' Les aléas volcaniques majeurs ont été défínis par la lAVCEL organisme international de volcanologie (International Association of Volcanology and Chemistry of the Earth's Interior). Rapport BRGM R39117 14 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire b) Les aléas indirects : *^ les coulées de boue (= lahars) : • coulées de boue (sensu stricto), (majoriti d'éléments boueux fins) • coulées Je débris (majorité de blocs dans une matrice boueuse) •^ les mouvements de terrain • glissements, effondrements, chutes de blocs, • avalanches de débris, • gigantesques effondrements des édifices. •^ les raz de marée (= tsunamis) 2.3.2.2. Définition éruptions) des éléments et fonctions exposés (aux effets des Les dommages liés aux effets des principaux phénomènes volcaniques sont variables selon les milieux qu'ils affectent. Les principaux éléments et fonctions exposés ont été regroupés sous 5 rubriques : milieu naturel : le sol, la végétation, la morphologie, les paysages. milieu vivant : les hommes et le monde animal (vertébrés, principalement). milieu construit : les bâtiments, les infrastructures (ouvrages, „.), les aménagements collectifs (habitations, réseaux,...), les usines,... milieu économique : * activité industrielle * activité agricole : * autres activités : * autres biens : milieu social et fonctionnel Rapport BRGM R39117 les industries, les véhicules, les engins, les machines et outils, les appareillages et équipements,... les cultures, les forêts, l'élevage, la pêche,... artisanat, commerce, tourisme,... mobilier, véhicules, biens personnels,... la santé publique, l'emploi, l'éducation et la formation, les enjeux stratégiques (défense, télécommunications, télédiñlision, électricité, eau potable, météorologie,...), l'activité tertiaire,... 15 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire L'application des cartes d'aléas volcaniques sur les différents milieux exposés (tableau 4) passe par : - la défínition des effets et dommages produits par les aléas sur les milieux (tableau 5), - la réalisation de cartes d'endommagements et de cartes de danger (tableau 4). Cartes d'exposition d« la popidatîon Qntenaiti aff9ts tur ia relativ» : population) Carte d'aléa volcanique : (¡ntensttá du absolue) phénomène) • morte • blessures • effets secondaires (sane-abfis. famine, ...) direct - coul¿es de boue • coulAee de pyroclastites - retombées «¿Tiennes -gs2 indirect • C04J¿e de boue > lehsrs • m o u v e m e n t de terrain -tsunemis — tnx de m s f é e l Cartes d'exposition des biens : Untcnsité relativ» : •ffeta aur /'anvironnementf ' destruction totale • e n d o m m a g e m e n t grave > e n d o m m a g e m e n t modéré • »ndofnmaflemer\t faible j nui { • V '• • . . . . ' * ' indust/i»'*'*^. et aftisanat ¿ducetion ' formation agricole J -i». biens divers .: ^^ uiciB divers ^s. v^ personnels, mobitiers. » > X ^ J •:v ..."".•..• activité économique ; (ennpiois, production, cNffr« d'affaires....) Tableau 4 - Passage des cartes d'aléas volcaniques aux cartes de danger (pour la population) et d'endommagement (pour ¡es biens) pour les différents milieux exposés Les cartes d'aléas expriment l'intensité de chacun des phénomènes volcaniques et leur distribution spatiale. Elles peuvent également exprimer la fréquence d'occurrence des phénomènes. Les cartes d'endommagement traduisent le degré de destruction occasionné par chaque aléa, en fonction de son intensité. Ce sont ces cartes qui sont utilisées préférentiellement pour l'élaboration des plans de secours. Rapport BRGM R39U7 16 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire 2.3.2.3. Effets et dommages des éruptions (sur les milieux exposés) Les effets destructeurs provoqués par les éruptions peuvent se regrouper selon deux catégories : - les effets directs, liés à l'action physique, chimique ou biologique des aléas, se traduisant par des destructions ou des endommagements : onde de choc, ensevelissement, eiTet thennique, pression, poussée, corrosion, abrasion, intoxication, lésion corporelle,... - les eflets induits, liés aux difficultés ou ruptures de fonctionnement, de communication, aux modifications des milieux externes,... provoqués par les divers aléas : arrêt d'activités ou de services, coupure de voies de communication, rupture de l'activité économique, perturbation du milieu naturel (climat,...),... La nature des effets et dommages liés aux aléas volcaniques majeurs est décrite, milieu par milieu, dans le tableau 5. 2.3.2.3.1. •^ Effets directs destruction totale. de toute vie, de la végétation, des constructions et infrastructures, des engins et machines. causes : "^ •^ •^ - ondes de choc, - ensevelissement (lave, cendres, boue,...), - températures très élevées (200» à 1100" C), -gaz. destruction ou endommngement partiel : causes : - impact des blocs et cendres, -forte température et incendie, - ensevelissement partiel (cendres, boues, laves,...), - abrasion, corrosion (cendres, gaz, pluies acides,...), nature : - brûlures (cendres, ponces, gaz,...) - intoxications (gaz), - lésions externes et internes (cendres, gaz,...), - traumatismes. blessures, maladies : changement du paysage causes : Rapport BRGM R39117 - destruction de relie/s existant, - 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 17 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire 2.3.2.3.2. Effets induits Ils sont très nombreux ; à titre d'illustration, nous présentons ci-dessous quelques exemples : •^ famines, maladies, troubles mentaux causes : •^ perturbation de la circulation terrestre et aérienne causes : *^ - manteau de cendres au sol, • nuage de cendres dans la troposphère et dans la stratosphère. perturbation des ondes radio causes : •^ • destruction des cultures, de la végétation, - disparition des points d'eau (rivières, sources), - cendres et gaz en suspension dans l'air, - chocs psychologiques. - orages violents (éclairs, foudre), - cendres. perturbation du climat causes : -pluies et orages violents, - abaissement de la température (nuage de cendres dans la stratosphère). •^ perturbation de l'activité économique : industrie, agriculture, artisanat, tourisme, commerce,... •^ perturbation de la vie sociale : enseignement, transports, habitat,... •^ conséquences économiques et fínancieres : perte d'activité, perte d'emploi, destruction du bâti, destruction des outils productifs,... •^ perturbation des institutions : dysfonctionnement de la société (politique, judiciaire, financière,...),... • ^ ... Rapport BRGM R39117 18 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire N A TURE DES EFFETS PHÉNOMÈNE íí^^s¿is^-?^íví^'^^í--;?;'íít^^ coulée coulée de lave de pyroclastites retombées aériennes . Chute chute Cheveux de c e n d r e s de P e l e de b l o c s VOLCANIQUE mouvements de terrain, avalanches de débris coulée 1 de b o u e gaz, pluies acides (lahar) raz de marée (tsunami) 1 si cendres > 2m I Destruction totale toute forêts, végétation Savanne, prés, toute végétation : : pâturages,... forêts,... , 1 Stérilisation du sol cultivable t recouvrement du sol fertile par la lave (=roche) recouvrement du sol fertile recouvrement du sol fertile par cendres et blocs, ± soudés disparition des points arasées; troncs sectionnés et couchés ou emportés balayés parla vague stérilisation du sol 1 arrachement et recouvrement du sol fertile 1 d'eau toute végétation t i forêts soufflées, forêt, savanne ten-e arable emportée i de la surface du sol : sources, petits étangs, mares, rivières, ruisseaux 1 changement de la morphologie 1 1 c h a n g e m e n t de la m o r p h o l o g i e 1 1 • comblement des dépressions • comblement des cours d'eau : un nouveau réseau hydrographique se développe à côté de l'ancien 1 • manteau uniforme • nouveaux reliefs formés par les matériaux des coulées (cendres, pierres, lapilis, blocs) de cendres, profondément raviné par les pluies • cours d'eau comblé • creusement •' de nouveaux ravins aux parois j subverticales Qusqu'à 10 à 20 m de hauteur) i changement de paysage • épais dépots sur de vastes étendues formant des collines et des buttes (surdeskni à des centaines de km^ • comblement de lacs. cours d'eau, dépressions,... 1 destruction partielle du sol aux limites des zones atteintes par la vague 1 salure du sol par l'eau de mer Destruction partielle endommagement important* à modéré* chutes de cendres sur une large zone autour de la coulée aux limites de la coulée boueuse : ennoyage partiel des plantes. arbustes, pied ¡ des arbres ; écorce abîmée ou arrachée ^ i destruction variable avec l'épaisseur de cendres et de téphras : 1 endommagement faible à négligeable * La limite entra un endommagement 'important* et 'modárá* est subjective liée à une appréciation de Tobservateur, Elle ne se réière à aucun critère d'évaluation fixe, lacilement quantifiable si cendres | 1 > 100-150 cm : la plupart de la végétation est détruite : arbres, arbustes, végétation herbacée, _. Quelques plantes 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 >4cm: destruction de 10 à 50% des graminées, d'aiguilles de fibre de céréales, légumineuses,... ven^e-» perforation >3cm: certaines plantes et fleurs ne parviennent intestinale du gibier pas à pousser à travers la croûte cendreuse • sources et points d'eau > 2,5 cm : branches des jeunes arbres et certains (mares, ruisseaux, rivières,...) pollués par la arbustes cassés ; plantes à rhizome abîmées (partie fibre de verre végétale) destruction de la végétation effet tfiemiique et des gaz limitée au point d'impact sur la végétation et les sols > 2cm : destnjction de 10 à 30% des graminées, céréales, légumineuses, ... des projectiles (blocs. limité à l'immédiate > 1cm /chute de certains gros fruits et fleurs, ïges pierres) périphérie de la coulée des plantes herbacées cassées ; plantes rampantes {quelques mètres ou dizaines de mètres) ou rases abîmées < 1cm : feuilles d'arbres et de plantes, fleurs, brûlées ou percées ; pourrissement de certains fruits poussant près du sol : fraises, baies,... 1 1 ,1 Í 1 1 feuilles et tiges brûlées ou percées (acides) */es effets sur la végétation ef les sols du soufre, des évers gaz d'origine vokarique (sulfureux....) à grande échale sont encore très peu étudiés 1 1 , 1 1 Tableau 5.1. - Effets et dommages liés aux principaux phénomènes volcaniques sur le milieu naturel : le sol, la végétation, la morphologie, les paysages Rapport BRGM R39117 19 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire N A TURE DES EFFETS Mort Blessure, maladie PHENOMENE m^mmm^mmmmwù^^m^mm^mtm^m.^^^^^^^^^mmmm coulée de l a v e coulee de pyroclastites très rare toujours (possibilité de s'échapper avant) (sur le trajet de la coulée) : nombreuses victimes dans un seul événement très rare V) u •D (A VOLCANIQUE '^^íí!¿íSA^^^'!ví retombées aériennes chute chute cheveux de c e n d r e s de b l o c 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 cône énjptif peu fréquente très rare fréquente fréquente très fréquente (aux limites de la coulée) i i gaz, pluies acides fréquente | rare nombreuses victimes dans un seul événement rare ou mal connu \ \ brûlure, blessure irritation : démangeaison, brûlures, rougeur, suppuration rougeur, irritation. I I I irritation, étouffements brûlure inflammation nez démangeaison, nez bouché inflammtion, démangeaison gorge mal de gorge, enrouement brûlures graves yeux brûlures graves poumons brûlure irritation, blessure blessure raz de marée (tsunami) fréquente toujours nombreuses victimes dans un seul événement Y LU perforation intestinale estomac, intestins blessure, maladie mouvements de terrain, avalanches d e débris fréquente brûlure, irritation peau O «^ coulée de boue (lahar) i n d i r e c t : panique, dépression nerveuse t r Dubles mentaux (0 — -•famine •o -C possible : risque modéré : fréquente : destruction totale des cultures, des points d'eau silos, stocks, greniers,.», sur lejrajet de la coulée destruction des cultures, greniers, silos, stocks,... localisée à certains secteur du volcan (affectés par les coulées de pyroclastites) destruction des cultures sur de vastes étendues risque faible pour les hommes : eau de surface, légumes et fruits non consommables (fibres de verre) (0 risque moyen pour le bétail : o pâturages impraticables (fibres de verre) m risque nul effets peu connus sur les cultures et la végétation risque faible : Impact réduit au ctienaux d'écoulement : peut détruire silos, granges, stocks, J.. risque faible : risque moyen : destruction des cultures localisées à un secteur du volcan destruction des cultures de la frange côtière uniquement sans-abri Tableau 5.2. - Effets et dommages liés aux principaux phénomènes volcaniques sur le milieu vivant : les hommes et le monde animal (vertébrés) Rapport BRGM R39117 20 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire PHENOMENE NATURE DES EFFETS D e s t r u c t i o n totale VOLCANIQUE ft^í'".-«^íiSíÍ»|5«f?í?a^^<í;^ retombées aériennes coulée coulée de l a v e chute cheveux Chute de pyroclastites de c e n d r e s de P e l e de b l o c s toute construe Jon, structure constuctions, bâtiments : et aménagement sont dévastés : 1 si cendres > 2m | structures : ensevelissement, renversement, incendie des bâtiments, ouvrages, équipements individuels et collectifs limité au point dlmpact des projectiles (à la périphérie du cône éruptif seulement) effondrement 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 canivaux, ds équipements ; reconstruction:« des routes • des réseaux • des ouvrages attenants D e s t r u c t i o n partielle endommagement grave* 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 : t 1 j laves : aux l i m i t e s i pyroclastites et blocs des coulées 1 t aucun dégât : effet tfiermique dissipé à quelques métrés du front de la coulée bâtiments et staictures soufflés, dévastés, fortemert détruits m'$mmw^^' impmM^^mm^^^m gaz, pluies acides coulée de b o u e (lahar) toute construction et aménagement : limité au chenal d'écoulement ' mouvements de terrain, avalanches de débris t ^ i i t ^ ^ ^ n . raz de m a r é e (tsunami) . l O U i e COnaii uv^iiuii et aménagement : changement de paysage 1 dans une frange littorale ' 1 i toute construction, infrastrucure, superstructure, aménagement : bâtiments : 1 s/cendres > 1m \ • effondrement des toits • défonnation et tassement des murs, des fondations • eiKtommagement des ouvertures, des réseaux (eau, assainissement. électricité, gaz. communications,...) •^' ennoyé dans une boue liquide ± épaisse, très difficile voire Impossible à travailler et à enlever 1 • 1 1 1 toute construction, structure, et aménagement : effef direct par la vague effet indirect par les objets, véhicules. débris .tout réseau de c istribution : eau, hydrocarbures, électricité,... ¡ réseaux enterrés . tout réseau de communication e t s e s o u v r a g e s : télécommunications, profondément endommagement modéré* peu routes, voies ferrées, ports, aérodrome,... touchés par les effets thermiques (sauf dans le cas • tout réseau de collecte de coulées massives : forte inertie) e t s e s o u v r a g e s : (assainissement,...) i 1 1 1 1 1 1 1 • 1 Y 1 1 1 1 1 1 ; endommagement faible à toute construction, structure négligeable aménagement : * La ñmlte entre un endommagement ImportanT et 'moéré* est subjective liée i une appréciation d e Tobservateur. Elle ne se réfère à aucun critère dévaluation fixe, facilement quantifiable décharges électriques captages d'eau bâtiments, fréquentes dans potable : poiiuton superstructures : les nuages de cendres : • endommagement des installations électriques • perturtations des ondes radio • décletichement d'incendies de bâtiments ou dans la végétation des sources, prises chutes de pierres et de petits en rivières, réservoir à fair blocs à la pérf)hérie de la zone concernée libre, ...par la fibre de verre aux limites de la zone 1 -" i T bâtiments, aménagements 1 sicendres<1m 1 - T1 T 1 \ • effondrement de toits, de structures légères, de cables aériens (électriques téléphoniques) • enfouissement de captages ! rfpAii UCaU T • recouvrement des voies, des routes, pistes d'envol, quais,... - abrasion, corrosion, décoloration : au limites des coulées ..l à la périphérie de l'étalement de la coulée boueuse toute construction. structure. et aménagement : >' toute construction, structure, aménagement : T limite des zones de ' l'étalement des coulées boueuses abrasion, corrosion, décotoratior) Tableau 5.3. - Effets et dommages liés aux principaux phénomènes volcaniques sur le milieu construit : bâtiments, ouvrages, aménagements collectifs habitat individuel et collectif, infrastructures (voiries, ouvrages,...), réseaux de communication, ... Rapport BRGMR39117 21 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire N A TURE DES EFFETS PHÉNOMÈNE VOLCANIQUE --;^-^^.gff>^^^^-^^i^H^K>^J^-;^l^:S^ retombées aériennes coulée coulée chute chute cheveux de pyroclastites de l a v e de c e n d r e s de b l o c s de P e l e wmmmmmmàhmmm^. mouvements coulée de b o u e (lahar) gaz, pluies acides de terrain, avalanches de débris raz de m a r é e (tsunami) I si cendres > 2m\ Destruction totale toute plantation et culture : | exploitation forestière et agricole, pépinières - toute installation et bâtimentd'exploitation : forestière, agricole, d'élevage de bétail, d'élevage aquacole, de pêche en eau douce ou eau salée - tout outillage, engins et véhicules - disparition des points d'eau de la surface du sol : sources petits étangs, mares, rivières, ruisseaux, marais, marécage,... - mort des animaux (bétail, gibier,...) + par impact direct : onde de choc, impact des projectiles, ensevelissement, brûlures ou chaleur intense, suffocation et asphyxie +par impact indirect : famine, soif, comblement ou surcharge en sédiments des cours d'eau - vie aquatique - , ... • toute plantation - toute plantat on et culture et culture i forêt, cultures maraîchères et fruitières ; pépinières - toute installation et bâtiment • toute installation d'exploitation et bâtiment , - tout outillage, engins,... sol cultivable • tout outillage - stérilisation du (tenre arable) et engin 1 •arrachement ¡ des sols cultivables sur le trajet de la coulée arrachement ou recouvrement du sol fertile (terre arable) terre arable emportée emportée ou détruite changement de paysage changement de lit des cours d'eau réaménagement des captages, de rim'gation, des potnpages; construction de nouveaux radiers, passerelles, ponts Destruction partielle endommagement important* à modéré* endommagement faible à négligeable La limit« entra un endommagement Importanf et 'modéra* est subjective liée i une appréciation de robservateur. Elle ne se réfère à aucun critère d'évaluation lixe, facilement quantifiable retombées de cendres autour de la coulée I destnictíon partielle suivant l'épaisseur de cendres etdetephras(encm) \ si cendres •< 2m 1 >100-150cm:\i plupart de la végétation est détnjite ; >ifO on .•lizdétniit > Í5 cm ; arbres gravement endommagés > 70 cm ; branches, palmes cassées sous le poids des cendres • les pâturages sont > 5cm .'bananiers endommagés, mûrissement accéléré des fruits inutilisables (aiguillles >4an:- destruction de 10 à 50 % des légumineuses (pois, de fibre de verre lentilles,...), des céréales (blé, mais, mil, avoine, _. volcanique mélangée des gramirvées (foin) à rhertse -+ perforation >3crn: certaines plantes ne peuvent pousser à travers intestinale du bétail) la croûte cendreuse ; f njAs pulpeux abîmés (cerises, pêches,..) • les végétaux à fair libre > 2,5 cm ;-canne à sucre couchée par paquets ; (légumes,fruits,plantes • branches des jeunes arbres cassées hetbacées, _. ne sont • partie végétale des plantes à rhizomes abîmées (patates, ni consomrnables patates douces, ignames, songes,...) ni commercialisables > 2 cm : - fort endommagement de certaines cultures : «légumes (aiguilles de fibre de verre «agrumes (oranges, mandarines, citfons, _.) volcanique) destruction de la végétation, effet thermique sur les sols .aroreslmitiers pêches, nèHes, mures, ._ des cultures, du bétail, et les cultures limités • destruction de 5 à 30 % des légumineuses (pois, lentles,.»), • les sources et points d'eau limitée au point d'impact de surface (rivières, lacs, à l'immédiate périphérie céréales, herbe à foin, fleurs,... des projectiles de la coulée (quelques > f ,5 cm : le foin coupé (avant chute des cendres) est inutilisable étangs, mares, ~.) sont pollués par la fibre de verre métrés à dizaines de métrés >1cm:' chute des gros fiuits et des fleurs : pommes, fni'its de la coulée) volcanique à pain, coton, - tiges des herbacés cassées (coton, tomates,...} • endommagement de diverses cultures, telles : légumes, -» filtrage nécessaire bananes, tabac, baies diverses <1cm:' pourriture de certains f aiits poussant prés du sol : fraises, baies diverses,.. • faibles dommages sur les céréales • feuilles d'artires et de plantes briJIées percées •feuilles et tiges ± brûlées ou percées (acide) •odeur de soufre des plantes à saveur ou à partum : thé, tabac,... comme rdafisation impossible * les effets sur la végétation aies sols ài soulm, gaz stñireux et autre gaz d'origine volcanique sont encore peu études Tableau 5.4. - Effets et dommages liés aux principaux phénomènes volcaniques sur le milieu économique : activité agricole (cultures, forêts, élevage, pêche,...). Rapport BRGM R39117 22 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques; méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire NATURE DES EFFETS VOL C A N 1 a U E PHENOMENE mmëi'fimBm '^^'¡^'^':^r^i¡vm^:^'w^m^m^w^ coulée de l a v e coulée de pyrociastites retombées aériennes chute cheveux chute de c e n d r e s de P e l e de b l o c s '::i:-r,i.ï^I.^Çf^ gaz, pluies acides wmmmm^immmmmm^^^^, mouvements coulée ' de b o u e (lahar) de terrain, avalanches de débris | raz de marée (tsunami) 1 Destruction totale tout équipement, engins, et machinerie sur le trajet de la coulée (sauf réseaux enteîrrés suffisamment profond et lermétisés) Destruction partielle endommagement grave* limité à quelques mètres du front de la coulée engins mécaniques, appareillages électroniques,... s'ils sont ensevelis sous une couche de cendres suffisamment épaisse petits engins et véhicules, petit matériel, mécanique, électronique,... tout équipement, engins et machines en surface :. s'ils se trouvent au point d'Impact de projectiles suffisamment gros sur le trajet de la coulée (sauf réseaux enterrés et protégés) ' 'tout réseau de distribution : 1 1 1 1 1 1 1 1 tout réseau de communication et ses ouvrages : télécommunication, routes, voies ferrées, ponts, aérodromes, installations portuaires,... ' t o u t réseau de collecte et ses ouvrages : 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) ^ -^.endommagement modéré* endommagement faible * La limite entre un endommagement 'important* et 'modéré* est sutijective liée & une appréciation de robsen^teur. Elle ne sa réfère à aucun critère d'évaluation fixe, facilement quantifiable ¡ 1 1 T corrosion, abrasion, décoloration de tout véhicule, engin, outil, machine, réservoir, mécanisme (vannes,...), réseau apparent, ._ 1 1 1 1 1 i 1 1 1 dans les zones latérales de débordement | de la poulée i selon la taille des blocs et projectiles , eau, hydrocarbures, électricité, .„ 1 dans une certaine frange littorale atteinte par le déferlement directe de la vague 1 t i tout équipement 1 partiellement ou totalement enfoui sous les matériaux (cendres, ponces, pieires, t)locs) : effets thermiques. corrosion, abrasion, déformation, écrasement, flambement, 1 changement de paysage 1 1 • tout équipement, engin. véhicule et machinerie tout équipement, véhicule. engin, machinerie ' 1 î i ¡ i 1 1 T équipement véhicules, engins, outils et machines touchés partiellement par la vague 1 i ^ t corrosion abrasion. deceleration risque faible , par les acides de tout équipe nent, engin et machinerie, de tout réseau )u non isolé 1 1 i iT 1 Y X T 1 1 1 1 i 1 Y corrosion, décoloration par l'eau de mer, de tout équipement, engin et machinerie, réseau apparent ou non isolé 1 1 1 1 1 1 iT iT iY Tableau S.S. - Effets et dommages liés aux principaux phénomènes volcaniques sur le milieu économique : activité industrielle (usines et industries, véhicules, engins, machines et outils, appareillages et équipements). Rapport BRGM R39117 23 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire 2.3.3. Eléments pris vulnérabilité en compte pour l'évaluation globale de la L'évaluation de la vulnérabilité aux phénomènes volcaniques (V) résulte du cumul de quatre principales vulnérabilités quantifiées (estimées ou calculées) pour chacun des aléas volcaniques élémentaires (i) possibles sur un volcan donnée (voir § 2.1) : - la vulnérabilité humaine (VH) : elle traduit principalement les risques de morts, de blessés, de sans-abri ; - la vulnérabilité physique (Vp) : elle traduit notamment le coût : ° des dégâts aux éléments construits : bâtiments, infrastructures,..., aux biens : personnels, produits manufacturés,..., aux biens agricoles : récoltes et cheptel, aux patrimoines naturel (paysages,...) et touristique ; - la vulnérabilité économique (VE) : elle traduit notamment le coût : ° des pertes d'emplois ; ° des pertes de production (chiffre d'affaires,...) ; ° des pertes de services ; a - la vulnérabilité sociale et fonctionnelle (VF) : elle traduit l'atteinte aux enjeux stratégiques et collectifs relevant de la puissance publique, tels : ° les enjeux vitaux et stratégiques relatifs à : la sécurité civile et la défense nationale, les centres de télécommunications et de diiTusion, la santé publique : centres de soins, les centres de stockage et de distribution d'eau potable, les centre de production et de distribution d'électricité, les centres météorologiques, ° les enjeux liés à la circulation des personnes et des biens (infrastructures et équipements) : routes, voies ferrées, infrastructuresfluvialeset maritimes, infrastructures aéroportuaires, circulation aérienne ; les enjeux liés à l'éducation et la formation. les enjeux liés à la culture du risque : conscience individuelle et collective du danger et durisque(préparation à une crise), capacité de réaction des populations et des institutions face á un danger, à une crise. Rapport BRCM R39117 24 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire Le concept de vulnérabilité globale d'une région est indépendant de toute notion de probabilité d'occurrence d'une éruption (c'est-à-dire de la fréquence d'apparition d'un phénomène volcanique donné). La fréquence d'occurrence d'un aléa volcanique n'interviendra qu'en tant qu'élément d'aide à la décision, au même titre que d'autres critères (économiques, politiques, stratégiques,...), pour la prise en compte durisquedans l'aménagement (tableau 6). EVALUATION EVALUATION DE L'ALEA VOLCANIQUE DES ENJEUX ± ^ ^ ESTIMATION ESTIMATION DELAPROBABIUTE DE L'INTENSITE ENJEUX ENJEUX HUMAINS PHYSIQUE! i ;CONOMIQUEí DU PHENOMENE D'OCCURRENCE ENJEUX ENJEUX SOCIAUX ET FONCTIONNELS (cTintérêt public) VULNERABIUTE GLOBALE X x: VULNERABIUTE VULNERABIUTE \ VULNERABIUTE VULNERABIUTE SOCIALE HUMAINE PHYSIQUE \ ECONOMIQUE ET FONCTIONNELLE (cTintèf et public) ^ 'CRITERES DE DECISIO^ POUTIQUES, ECONOMIQUES ^ TECHNIQUES, STRATEGIQUES, \ V ' , " DECISIONS H CHOIX DES PROCEDURES REGLEMENTAIRES D'AMENAGEMENT REGIONAL lÄliliiiiÄliiMiiii ' IB j^iëii^S^ïS^iSS^ÎSiïï^ Tableau 6 - Schéma d'approche de l'évaluation de la vulnérabilité pour chaque aléa volcanique, et ses conséquences sur l'aménagement d'une région et sur ses réglementations (adapté et modifié d'après la Délégation aux Risques Majeurs, 1990), Rapport BRGM R39117 25 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire 2.3.4. Niveaux de qualification des paramètres intervenant dans le calcul de la vulnérabilité 2.3.4.1. Niveau d'intensité des aléas L'intensité de l'aléa volcanique n'est pas unique, mais varie selon les différents aléas attendus sur chaque volcan (*) : le problème devient donc assez complexe puisqu'il est multiplié par le nombre d'aléas produits par chaque volcan. Pour les sept aléas volcaniques majeurs, on pourra être conduit à détailler l'estimation de l'intensité de chacun des aléas, ou éventuellement de chacun des phénomènes, selon les cas (tableau 7). Cette estimation se traduit par des cartes d'intensité de chacun des aléas, ce qui correspondra, dans la majorité des cas, aux cartes de zonage des aléas. 2.3.4.2. Autres niveaux Leur approche méthodologique sera développée dans les étapes suivantes de l'étude de la vulnérabilité (programmes de service public et de recherche : années 1997 et suivantes) : - niveaux humains : pour le calcul de la vulnérabilité humaine, - niveaux économiques. Í*) contrairement à l'aléa sismique, par exemple, que l'on ramène à l'intensité d'un séisme de référence. Rapport BRGM R39117 26 NIVEAU D'INTENSITE QUALIFICATION TYPES DE DOMMAGES PRODUITS PHENOMENES ASSOCIES : EXEMPLES •=> pas de danger réel pour les populations II •=> dégâts éventuellement l'agriculture, le bétail,... FAIBLE notables pour • dépôts de cendres, ponces, lapillis de faible épaisseur •* corrosion, abrasion des engins mécaniques, outillages et installations industrielles,... 3" - bordures (ou limites) d'une coulée de pyroclastites 12 MODEREE o nuisance grave aux infrastructures ci> population moyennement exposée <> destruction partielle des infrastructures 13 ELEVEE O danger important pour les populations qui peuvent toutefois échapper à la mort si elles sont bien protégées : relief important, mur, cave, toit résistant,... - retombée de cheveux de ?de-volcans effusifs surtout- et/ou gaz - panaches/toxiques 8"î. - zones latérales d'une coulée de pjtoclastites Sr ci> - eiTet thermique - effet de souiTle (onde de choc) - dépôts épais de cendres, lapillis, ponces,... (plus de 1 m) - paz toxiques - coulée de lave - coulée de boue 14 TRES ELEVEE C destruction totale: êtres vivants, végétation^ et infrastructures O tl). ^ CD D> C l S. S •S" P CD 2 ^f •Q to CD E t - coulée de pjTocIastites (trajectoire principale) - balayage ou enfouissement sous des laves, des cendres, des ponces, des blocs, de la boue . effet de souflle (onde de choc) puissant . effet thermique puissant ' ' I-a limite des intensités "¿levéeTmodérée" est subjective car liée i une appréciation. Elle ne se reßre à aucun critère dévaluation fixe, facilement quantifiable. On peut toutefois essayer de la situer avec les critères de limite "danger importantTnuisance grave". Tableau 7- Proposition de qualification des niveaux d'intensité du phénomène volcanique. >>4 §• - retombées de cendres, de petits blocs ponceux (épaisseur importante, jusqu'à 1 m) -volcans explosifs L'intensité des phénomènes volcaniques est ici exprimée en terme de l'endommagement sur le milieu environnant (naturel, NÎvant, construit,...) et non en terme de magnitude de l'éruption. Il s'agit donc d'une " intensité relative " (à l'emironnement humain) et non d'une " intensité absolue " (liée au phénomène éruptif lui-même). ï| Q) <D 5" «B CD •-». CN 5" o" Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire 3. Deuxième partie Application à la Martinique : approche préliminaire du risque volcanique de la Montagne Pelée 3.1. PRINCIPAUX TYPES D'ERUPTIONS DE LA MONTAGNE PELEE: SCENARIOS ERUPTIFS Le volcan de la Montagne Pelée, dont l'activité a une périodicité irrégulière, peut produire au-moins deux principaux types d'éruptions (chacun présentant ses propres scénarios) : - les éruptions dites " péléennes ", - les éruptions dites " pliniennes ". 3.1.1. Les éruptions " péléennes "o •^ Scénario-type Précédée par des éruptions pliréatiques (= explosion de nappes d'eau souterraines surchauffées), une éruption péléenne se caractérise par: dôme - la montée d'un dôme 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 50 km/h à plus de 200 km/h). tj-p« 'pi\it»' (d¿rin¡ á la Aionl<iS>iú Pelee, Martinii|ue, France) • un 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. (*) Leur nom provient des iniplions-types décrites á la Montagne Pelée (Martinique) en 1902-1903 par Alfred Lacroix. Rapport BRGM R39117 28 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire •^ Effets et dommages La destruction est totale sur le trajet des nuées ardentes. L'endommagement diminue rapidement au-delà dufrontdes nuées : - l'épaisseur des cendres. conditionnent l'intensité des dommages - la densité et la nature des gaz 3.1.2. Les éruptions " pliniennes "(") Scénario-type Précédée généralement par des éruptions pliréatiques (= explosion des nappes d'eau souterraines), une éruption plinienne se caractérise par de violentes explosions á cratère ouvert projetant un volumineux panache de cendres et de ponces (moins dense que l'air) à des altitudes de 10 à 20 km (et exceptionnellement plus). Le coeur du panache s'effondre sous son propre poids, donnant des coulées de ponces et cendres s'écoulant à très grande vitesse sur les flancs du volcan en empruntant préférentiellement les chenaux des rivières. i > i {¡fi'': type plinien (défini au Vésuve, Italie) La partie la plus légère du panache retombe sous forme de pluie de cendres et de ponces sur une vaste zone couvrant des centaines, voire des milliers de km*. L'épaisseur du tapis cendreux peut atteindre plusieurs mètres près du cratère ; elle décroît progressivement plus on s'en éloigne et devient décimétrique à plusieurs km, puis centimétrique à plusieurs dizaines de km. •^ retombée verticale du nuage éniptif : déferlantes de ponces et de cendres =^ coulées de ponces Effets et dommages Le 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 nom provient de Pline-Ie-Jeune qui décnvit l'éruption-lype du Vésuve (Italie) en l'an 79. Rapport BRGM R39117 29 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire 3.2. ALEAS VOLCANIQUES MAJEURS DE LA MONTAGNE PELEE Les aléas volcaniques majeurs^*) découlant des principaux types d'éruptions, sont au nombre de 7 (voir § 2.3.2.2.2, p. 14 et 15). Ils peuvent se regrouper en deux grandes familles : - les aléas directs, sont liés à l'impact direct des produits d'une éruption, - les aléas indirects sont liés aux conséquences secondaires d'une éruption. 3.2.1. Les aléas directs 3.2.1.1. Coulées de lave •^ Fréquence : cet aléa est très rare à la Montagne Pelée, aucune coulée de lave n'a été répertoriée depuis 40 000 ans dans les édifices récent et intermédiaire. Des coulées de lave massive se sont produites il y a plus de 40 000 ans dans l'édifice ancien de la Montagne Pelée, c'est-à-dire dans un contexte volcanologique et structural différent Toutefois, cet aléa très peu probable peut se produire à l'occasion d'une légère modification du chimisme du magma : - un dôme peut évoluer en dôme-coulée (probabilité faible : fréquence millennale), - des coulées massives peuvent descendre sur les fortes pentes, essentiellement canalisées par lesrivières(probabilité très faible : fréquence décamillennale). La vitesse d'écoulement est très faible (maximum : quelques km/h) et ne présente pas de menace pour la vie humaine. Par contre, son pouvoir destructeur est total (tableau 5). •^ L'extension spatiale des coulées de lave serait, a priori, très faible (2 km maximum en aval des dômes, si l'on reprend les scénarios de coulées d'andésite de l'édifice intermédiaire de - 20 000 à - 300 000 ans), et concernerait en priorité le fond des vallées autour de la caldera actuelle et des dômes de sa périphérie : Morne Macouba, Aileron,... (voir carte de zonage : annexe 3.1). (•) Les aléas volcaniques majeure ont été défínis par la lAVCEI, organisme international de volcanologie (International Association of Volcanology and Chemistry of tlie Earth's Interior). Rapport BRGM R39117 30 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire 3.2.1.2. Coulées de pyroclastites •^ Fréquence : cet aléa est quasi systématique lors des éruptions de la Montagne Pelée actuelle, c'est-à-dire depuis 13 500 ans. Il s'exprime sous différentes formes selon le scénario éruptif (voir annexe!) : - nuées de ponces et cendres, nuées ardentes, nuées à cendres et à blocs (exemple : déferlantes à la base d'un nuage éruptif), ignimbrites (ou co-ignimbrites). •^ Le pouvoir destructeur est considérable : les coulées de pyroclastites représentent l'aléa volcanique le plus destructeur sur le volcan, et celui qui représente la menace la plus forte pour la population (tableau 5), compte tenu de leur vitesse élevée (50 à 250 km/h, de l'onde de choc associée, de leur température élevée (de 300°C à plus de 800°C). •^ Le zonage de l'aléa : compte tenu de la succession des scénarios éruptifs depuis 13 500 ans, on ne peut privilégier, dans le zonage, un secteur par rapport à un autre (les coulées de pyroclastites peuvent concerner l'ensemble des flancs du volcan, dans toutes les directions). L'écoulement gravitaire se faisant près du sol, seuls les reliefs importants pourront bloquer, dévier ou canaliser leur progression (carte de zonage : annexe 3.2). 3.2.1.3. Retombées aériennes •^ Fréquence : cet aléa se rencontre systématiquement lors de toute les éruptions de la Montagne Pelée connue depuis 40 000 ans, sous la forme de : - chutes de cendres, de lapillis, de ponce, - chutes de blocs (projection balistique). Cet aléa peut être initié par les différents phénomènes éruptifs connus de l'époque récente : - éruptions phréatiques, - éruption plinienne, - éruption péléenne. Rapport BRGM R39117 31 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire •^ La distribution spatiale des retombées aériennes est théoriquement concentrique autour du cratère (ou de la zone d'émission) dans le cas d'éruptions pliniennes (voir § 3.1.1) ou d'éruptions phréatiques. Pour les cendres légères, cette distribution peut être modifiée : - par les vents dominants, - par l'orientation du jet éruptif dans le cratère, - par la morphologie du cratère. Dans ce cas, la distribution des produits légers (cendres, ponces fines,...) peut alors être ovalisée, comme que cela s'est produit lors de différents scénarios éruptifs préhistoriques, tels PI, P2, P5 (voir annexe 1). Pour les éruptions péléennes, les retombées aériennes de cendres, de lapillis, de ponces, de blocs, se distribuent autour des coulées de pyroclastites, et sont donc essentiellement directionnelles. Aucun relief n'affecte bien évidemment ces retombées, si ce n'est qu'elles s'accumulent préférentiellement dans les dépressions du relief (vallées, plaines,...). •^ L'intensité de l'aléa (= épaisseur des dépôts) sera décroissante autour de la zone emissive : l'épaisseur des cendres,..., décroît généralement plus on s'éloigne du cratère ou de la coulée de pyroclastites (voir tableau 5). •^ L'extension de l'aléa peut concerner des surfaces considérables, compte tenu en particulier de : - la hauteur atteinte par le nuage éruptif (troposphère, stratosphère), - la rencontre de vents dans les différentes couches de l'atmosphère : alizés, contrealizés (au delà de 10 000 m),..., •^ Le zonage de l'aléa, qui intègre l'ensemble de ces données (annexe 3.3), ne peut privilégier, a priori, un scénario plutôt qu'un autre, une magnitude d'éruption plutôt qu'une autre. Nous avons donc pris en compte, pour le zonage de cet aléa, l'éruption historique maximale vraisemblable (EHMV), définie dans le chapitre 2.3.2.1, page 13. 3.2.1.4. Gaz, pluies acides •^ Fréquence : cet aléa est systématiquement présent dans tous les scénarios éruptifs, dans la mesure où le gaz est l'élément moteur fondamental d'une éruption. Par contre, il laisse peu ou pas de traces directes à l'échelle historique, et c'est l'un des aléas les plus mal connus pour son intensité (quantité de gaz émise), sa distribution, ses effets sur l'environnement (généralement occultés par les effets des autres aléas, beaucoup plus visuels). Rapport BRGMR39117 32 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire •^ L'endommagement lié à cet aléa est probablement plus important qu'on ne le suppose a priori. Il provoque une pollution atmosphérique sur de longues distances, des attaques acides sur les personnes et les animaux, la végétation, les constructions, les engins et véhicules, les réseaux (tableau 5). Son influence sur le sol et le sous-sol n'est pas évaluée (pollution des nappes d'eau,...). •^ Sa distribution spatiale est bien évidemment fortement conditionnée par les vents dominants pendant toute la durée de l'éruption. •^ Le zonage de cet aléa (annexe 3.4) est essentiellement basé sur l'aspect probabiliste, dans la mesure où l'intensité de cet aléa est difficile à évaluer directement (absence de mesures et/ou de traces durables). Nous avons donc tenu compte de la direction des vents dominants d'alizés pour distinguer un secteur à probabilité élevée (sous-le-vent des alizés) d'un secteur à probabilité moyenne, sachant que, de toutes façons, l'aléa " gaz " sera présent lors de chaque éruption. p 3.2.2. Aléas indirects 3.2.2.1. Coulées de boue (ou lahars) •^ Fréquence : cet aléa se produit systématiquement lors des éruptions de la Montagne Pelée, même si les dépôts qu'il laisse ne sont pas toujours conservés. En effet, les coulées de boue se déclenchent dès que des retombées aériennes de matériaux (cendres,..,) accumulées dans les lit derivières,se mettent en mouvement lors de pluies. •^ Le pouvoir destructeur est total sur le trajet des coulées de lave, c'est-à-dire dans le cours desrivièreset à leur embouchure. •^ La distribution spatiale de l'aléa " coulée de boue " concerne l'ensemble des rivières et ravines descendant de la Montagne Pelée après des éruptions phréatiques, des chutes de cendres, de ponces ou de lapillis. En cas de fortes éruptions et de chutes de cendres notables sur les massifs du Morne Jacob et du Carbet (voir annexe3.3, "Zonage de l'aléa: retombées aériennes"), des coulées de boue peuvent se déclencher dans les rivières des bassins versants de ces massifs, donc affecter les installations et aménagements jusqu'à Fort-de-France et la plaine du Lamentin : captages d'eau potable, ouvrages routiers,... Rapport BRGM R39117 33 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire •^ L'intensité de l'aléa " coulée de boue " présente des caractéristiques tout à fait particulières : c'est le seul alén volcanique qui a tendance à croître lorsqu'on s'éloigne de la source. En effet, au fur et à mesure de la progression des écoulements vers l'aval et de leur capture par les systèmes de drainage principaux de la base du volcan, les sédiments produits par l'éruption auront la possibilité de se mélanger à des eaux perennes ou de ruissellement. Ainsi, les coulées de débris initiales (charge en sédiments > 60% en volume) se transformeront rapidement en écoulements hypoconcentrés (charge en sédiments de 60 à 40% en volume), puis en écoulements torrentiels (charge en sédiments < 40% en volume). Les rapports H/L des lahars (0.05 à 0.025) sont nettement inférieurs à ceux des coulées de pyroclastites et ceux des avalanches de débris. Si de telles coulées de boue atteignent la plaine du Lamentin (par la rivière Lézarde, la rivière Blanche), elles seront moins chenalisées et engendreront de nombreuses embâcles et inondations. •^Le zonage de l'aléa, présenté dans l'annexe 3.5, intègre donc non seulement l'ensemble des flancs de la Montagne Pelée (fréquence élevée : cinquantennale à centennale/ intensité très élevée) mais également les bassins versants des massifs du Morne Jacob et des Pitons du Carbet (fréquence faible : centennale à millennale / intensité moyenne à élevée). 3.2.2.2. Mouvements de terrain (de petite à grande ampleur) •^ La nature des mouvements peut être très variable : ° faible ampleur - effondrement de falaises des flancs de rivières (barrage des rivières ; alimentation de coulées de débris, de coulées de boue) ; moyenne ampleur - effondrement de calderas, des dômes actuels, - affaissement deflancsdu volcan ; grande ampleur - effondrement d'une partie de l'édifice actuel, donnant des avalanches de débris. La zone fissurée actuelle SW-NE, passant par les dômes, dessine l'amorce d'un plan de glissement potentiel. Rapport BRGM R39117 34 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire •^ Fréquence : - mouvements de faible ou moyenne ampleur : peuvent se produire à chaque éruption, c'est-à-dire que leur fréquence est cinquantennale à centennale. - mouvements de grande ampleur : se produisent essentiellement lors de l'intrusion d'un dôme, exerçant des contraintes sur les parois de la caldera et des flancs du cône, qui peuvent alors s'effondrer. La fréquence est d'ordre centennale à millennale. "^ Le pouvoir destructeur peut être : - élevé pour des mouvements de petite à moyenne ampleur (embâcles, coulées de boue), - considérable pour un mouvement de grande ampleur : Les avalanches de débris issues d'effondrement sectoriel du volcan constitue un très grand danger parce que : - elles peuvent survenir soudainement, - elles se mettent en place à des vitesses considérables (> 100 km/h), - elles impliquent des volumes importants (souvent >1 km^). Elles détruisent et recouvrent tout sur leur passage et bouleversent la topographie préexistante sur des dizaines ou des centaines de kilomètres carrés. Elles peuvent remonter sur le versant des vallées, submerger les interfluves et même avoir un impact dans les vallées qui n'ont pas leur tête sur le volcan (Sieben et al., 1987). •^ La distribution spatiale de l'aléa concerne essentiellement l'ensemble du flanc SW du volcan ainsi que les zones situées au-delà des premiers reliefs (qui peuvent être franchis par les avalanches de débris (voir ci-dessus). Les avalanches de débris dont le volume supérieur à 1 km^ ont des valeurs de H/L qui varient entre 0.05 et 0.13 (moyenne située à 0.09). Les avalanches de débris de volume inférieur à 1 km^ ont des valeurs de H/L qui varient entre 0.18 et 0.09 (Siebert et al., 1987). Rapport BRGMR39117 35 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire •^ Le zonage de l'aléa : l'extension maximale d'un phénomène d'avalanche de débris peut être évalué à partir de la méthode de modélisation du " cône d'énergie " (comme pour les coulées de pyroclastites). Pour le zonage des avalanches de débris, certains auteurs reconunandent pour le zonage des avalanches de débris de prendre H/L = 0.075 (a = 4.3°). D'autres auteurs (Siebert et al., 1987) recommandent une valeur de 0.05 (a = 2.9°), correspondant au cas le plus extrême pour de très grandes avalanches. Récemment, Stookes et Sheridan (1992) ont proposé une valeur de H/L = 0.04, à partir de l'observation d'un dépôt d'avalanche de débris s'étant mis en place jusqu'à 120 km de sa source (au volcan Colima, Mexique). A la Montagne Pelée, le volume déplacé pouvant être voisin ou inférieur à 1 km', nous pouvons considérer que le rapport H/L à prendre en compte devrait se situer entre 0.05 et 0.08. Le zonage présenté en annexe 3.6 pour les mouvements de terrain de grande ampleur (avalanches de débris) prend en compte : - la distribution des zones de fractures actuelles fragilisant l'édifice : caldera, failles normales d'effondrement, fissures ouvertes ; - la montée d'un dôme de lave qui exercerait des contraintes importantes sur les fi-actures actuelles de l'édifice. 3.2.2.3. Raz de marée (= tsunamis) •^ Nature de l'aléa : habituellement, les tsunamis sont associés à l'arrivée sur une côte d'une onde sismique se propageant en mer. L'ensemble des côtes de la Martinique peut donc, a priori, être soumis à de tels phénomènes dont l'origine peut être située, soit dans l'arc des Petites Antilles, soit dans la zone Caraite ou l'Amérique centrale, soit dans la zone Atlantique. Dans ces cas, une vague importante (jusqu'à 5 m de haut) peut déferler sur les côtes non protégées par une barrière corallienne importante (ce qui est le cas de la façade atlantique sud de nie, pour les communes du Robert, du François, du Vauclin, du Marin). Toutefois, des phénomènes volcaniques locaux peuvent provoquer des raz-de-marée, tels: - l'arrivée de coulées de boue en mer, - l'effondrement d'une partie de l'édifice volcanique de la Montagne Pelée (avalanche de débris), provoquant un train de vagues dont l'amplitude peut atteindre 10 à 20 m de haut. Rapport BRGM R39117 36 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire •^ Fréquence : - tsunami sismique : aucune occurrence historique d'un tel phénomène n'est connue ; on propose de considérer la fréquence d'un tsunami sismique d'ordre cinquantennal à centennal, compte tenu de la forte sismicité de la zone caraïbe ; - coulée de boue en mer : la fréquence sera celle des coulées de boue, c'est-à-dire cinquantennale à centennale ; - eiTondrement d'une partie de l'édifice (avalanche de débris) : là encore, la fi-équence du raz-de-marée sera celle du phénomène déclencheur, c'est-à-dire centennale à millennale. •^ L'intensité de l'aléa dépendra du phénomène déclencheur : l'amplitude de la vague (ou du train de vague) déferiant sur les côtes ira de quelques décimètres à quelques mètres (pour des coulées de boue ou de petits effondrements de falaises en mer) à la dizaine de mètres pour une onde sismique ou une avalanche de débris. •^La distribution spatiale de l'aléa peut concerner l'ensemble des côtes de la Martinique, à l'exception de la côte atlantique entre le Robert et le Vauclin où la double barrière corallienne constitue une protection efficace des côtes. Toutefois, si une vague d'ampleur décamétrique arrivait sur cette portion de côte, une marée résiduelle de quelques mètres affecterait ce secteur. •^ Le zonage de l'aléa intègre l'ensemble de ces données (annexe 3.7) ; il affecte donc la quasi totalité desrivagesde la Martinique, avec un fort effet réducteur d'intensité pour les côtes du Robert au Vauclin. 3.3. EFFETS ET DOMMAGES DES ERUPTIONS DE LA MONTAGNE PELEE Les effets destructeurs (directs et indirects) provoqués par les éruptions de la Montagne Pelée sont identiques à ceux présentés dans le paragraphe 2.3.2.3 et le tableau 5 (voir pages 17 à 23). Rapport BRGM R39117 37 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire 3.4. COMMUNES ERUPTIONS DE MARTINIQUE EXPOSEES AUX EFFETS DES Les communes de la Martinique peuvent être diversement concernées par les effets directs et indirects des éruptions sur leur territoire. On peut les répartir en 3 groupes (voir figure 1 et tableau 8) : 3.4.1. Communes très fortement exposées aux effets et dommages des éruptions Neuf communes sont situées sur les pourtours du volcan dans une 1ère couronne de 10 km environ autour du cratère, et ne sont pas protégées par des reliefs importants : le Prêcheur, Saint-Pierre, le Carbet, Morne-Rouge, Ajoupa-Bouillon, le Lorrain, Basse-Pointe, Macouba, Grand-Rivière. 3.4.2. Communes faiblement à modérément exposées aux effets et dommages des éruptions Douze communes sont situées dans une couronne de 10 à 25 km du volcan (et sur les bassins versants des massifs du Carbet/Mome Jacob) : Fonds-Saint-Denis, Morne-Vert, Bellefontaine, Marigot, Sainte-Marie, Trinité, GrosMorne, Saint-Joseph, Lamentin, Fort-de-France, Schoelcher, Case-Pilote. 3.4.3. Communes très faiblement exposées aux effets et dommages des éruptions Treize sont situées dans une couronne à plus de 25 km du volcan (et hors des bassins versants des massifs Carbet - Morne Jacob) : le Robert, le François, Ducos, Saint-Esprit, Vauclin, Marin, Sainte-Anne, RivièrePilote, Sainte-Luce, Rivière-Salée, Trois-Ilets, Anses-d'Arlets, Diamant. Rapport BRGM R39117 38 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire 10 km G.Rivière 10 km j I 25 km Communes très fortement exposées Communes faiblement à modérément exposées Conmiunes très faiblement exposées Limite de commune \ Limites physiques des zones ^ «B d'exposition aux chutes de cendres volcaniques Fig. 1 - Classement des communes de Martinique selon leur exposition aux effets directs et indirects des éruptions volcaniques Rapport BRGM R39117 39 CLASSEMENT DES C O M M U N E S S E L O N L E U R E X P O S I T I O N AUX EFFETS DIRECTS E T I N D I R E C T S DES E R U P T I O N S VOLCANIQUES â Communes trèsfortement exposées DJ OàlOkm (9 communa) L* Prêcheur Salnt-Pitm L* Carhtt Q DISTANCE AU VOLCAN CONDITIONS NATURELLES Momt-Rotig* Ajoupa-Bouillon L* Lorrain Basse-Pointt Macouba Grand-RMèrt secteurs non protégés par des reliefs importants. INTENSITE ATTENDUES DES D O M N U G E S FREQUENCE DES DOMAUGES POPULATION C O N C E R N E E (nombre d'habitants) Destruction totale de cettains secteurs : - coulées de pjTOclastites, • chutes de cendres et blocs, • coulées de boue, • glissement de terrain. p SP c Cinquantennale AIR ¿ Destruction ou cndommagement partiel d'une grande partie du territoire : centennale AB L BP ht CR 2051 5043 3022 5462 1745 SI 16 4445 1496 959 - chutes de cendres < 1 m • gaz, pluies acides. 32344 ENJEUX PARTICULIERS Stratégiques : - captages AEP pour tout le Nord et pour toute lile en période d'étiage (rivière Capot), - ligne électrique 63 KVa + poste de transformation (St Pierre), - relais hertzien (Mome Rouge), 9% delà population Economique : - périmètres irrigués au Nord : bananes et maraîchage - carrières de granuláis, - distilleries. SITUATION DEGRISE < c 3" S^ ;;; Evacuation rr CD. ta 1» y> T) e X S"3- •-*, o (D. 3 Q> O 3 3 Communes faiblement à modérément exposées (12 communes) ' FondsSt4)ems Morrte-Vert Belle Fontaine Case-Pilote Marigot Ste-,\farie Triniti Gros-Atome Sl-Joseph Lamentin Fort-de.Frttnce Schoetcher Communes trèsfaiblement exposées o (I3 communes) '. L* Robert L* François Ducos St-Esprit Vauclin Marin Stt-Anne RMire-Pihte Ste-Luct RMère-Salie Trois-llets Artses-4'Arlets Diamant 10à25km • Chute de cendres et de lapillis secteurs protégés (épaisseur : cm à dm) par des reliefs importants mais • coulées de boue dans les ravines et situés dans les bassins versants rivières descendant des massifs Carbetdes massifs Mome-Jacob Carbet-Mome Jacob. Centennale FSD KtV B CP M SSf T CM SJ L FF S 987 185Í 1532 3657 3603 19760 11300 10196 14054 3351S 101539 19S74 Stratégiques : - centrale électrique pour toute l'île (Bellefontaine) Communes - captage AEP + station traitement d'accueil 221858 (riv. Blanche, riv.Lézarde) pour rapprochées Fort de France et tout le Sud 61% - centre de transmission delà - centre météo poptdation - aéroport international PC opérationnel (pas d'autres aérodromes) - port maritime international possible Effet des contre alizés Centennale à millennale n AA D v> •Q C CD 2 o3j t» CCD ri •n </> o -^ o ^ 3 - tlx <n 3- ci. Q. •o u l|> CD. < t» - Barrage de la Manzo 7746 17065 3351 7779 7742 7003 3333 12360 5973 12304 4300 3242 3351 CD :^ <. a' o CD •^ •*»• Stratégiques : R F D SE y M SA RP SL RS 5 D) ^ (Q5" S" D> CD >25km situées hors des bassins versants des massifs chutes de cendres (épaisseur : mm à cm) Carbethiorne-Jacob. Q). ET 3 107109 Economique : -pêche 30% - tourisme delà population Tableau 8 - Exposition des cotnmunes de la Martinique au risque volcanique C U Communes d'accueil éloignés PC opérationnel de repli ^ o 3 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire 4. Bilan et orientations L'approche préliminaire de la vulnérabilité aux phénomènes volcaniques, menée dans cette première phase d'étude, a suivi un double cheminement : - une approche théorique du concept de vulnérabilité quantitative pour le risque volcanique (ce qui est nouveau pour ce type de risque), - un début d'application de ce concept sur un volcan actif: la Montagne Pelée, Martinique. Le concept de vulnérabilité étant assez complexe, nous avons proposé de développer une méthode d'approche simplifiée d'évaluation, basée sur la réalisation de l'enchaînement des étapes méthodologiques suivantes : - cartes des scénarios eruptifs, cartes de zonage des aléas volcaniques, défínition des éléments et fonctions exposés, liste des éléments exposés dans chaque milieu, description des effets et dommages de chaque aléa volcanique sur chacun des milieux exposés, - cartes d'exposition de la population à la menace de chaque type d'aléa, - cartes d'exposition des biens et des activités (ou fonctions) pour chaque type d'aléa. - matrices d'endommagement pour l'ensemble des éléments exposés. L'objectif est de traduire l'approche scientifique (de connaissance et d'évaluation des aléas), afin de la rendre opérationnelle pour les autorités responsables de la gestion du risque volcanique. Pour passer des scénarios eruptifs (produits de la recherche scientifique) aux cartes d'aléas volcaniques (utilisables par les autorités), nous proposons de procéder par étapes successives, en introduisant différentes notions, que nous nommons : - les éruptions les plus fortes connues (EPFC), les éruptions maximales historiquement vraisemblables (EMHV), les éruptions maximales possibles, les aléas majeurs attendus (AMA). Rapport BRGMR39117 41 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation Application à la Martinique. Approche préliminaire L'application de cette méthodologie d'approche autour du volcan de la Montagne Pelée, en Martinique, a conduit à proposer une première évaluation du degré d'exposition aux aléas volcaniques (directs et indirects) de l'ensemble des communes de la Martinique. Trois groupes de communes ont ainsi été individualisés selon des critères bien définis d'exposition aux aléas : - les communes très fortement exposées : (qui doivent être évacuées en cas d'éruption) 9 communes 32 350 habitants (9% de la population) - les communes modérément à faiblement exposées : 12 communes (qui peuvent faire office de communes d'accueil rapprochées) 221 860 habitants (61% de la population) - les communes très faiblement exposées : (communes d'accueil éloignées) 13 communes 107 109 habitants (30% de la population) La poursuite des programmes d'évaluation de la vulnérabilité s'effectuera en 1997 et 1998. Elle consistera à conduire les étapes principales suivantes : - poursuivre la qunlifícntion des critères d'évaluation de la vulnérabilité aux phénomènes volcaniques ; - amorcer et tester des applications sur des éléments exposés aux phénomènes volcaniques (réseaux,...), définis par les services locaux de l'Etat et des collectivités locales de la Martinique ; - faire émerger les problèmes de mise en place de cette méthodologie : choix et mode de représentation, techniques de croisement de données, traduction pratique des résultats, lisibilité et clarté des résultats, etc. - bâtir une méthode d'évaluation de la vulnérabilité aux phénomènes volcaniques (autour du volcan actif français le plus menaçant) qui soit reproductible pour les autres volcans français (et par conséquent pour tout autre volcan terrestre, en général). - fournir un appui aux autorités, en matière : ° de prévision à moyen terme ; ° de prévention des populations et de leurs activités ; ° d'information préventive du public ; Rapport BRGMR39117 42 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation Application à la Martinique. Approche préliminaire de préparation fonctionnelle à une crise eruptive : plan ORSEC, sécurité civile, organisation des secours et des soins médicaux, organisation des milieux professionnels, organisation de la vie quotidienne (distribution d'eau, de ravitaillement, d'énergie ; moyens de communication ;...); de préparation structurelle à une crise volcanique: financement des aides, assurances, organisation des milieux agricoles, industriels, artisanaux,... (stocks, transfert des activités, provisions financières pour inactivité et pour redéploiement,...) ; d'orientation pour l'aménagement du territoire en partenariat avec les collectivités locales, les services déconcentrés de l'Etat, les établissements publics, les aménageurs,... : conception des réseaux afin d'optimiser leur pérennité pendant et après l'éruption, schémas d'aménagement régional, schémas directeurs, plans d'occupation des sols, constructions. Rapport BRGM R39117 43 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire Références bibliographiques 1. VULNERABILITE ET RISQUE: GENERALITES, METHODOLOGIES, EVALUATION, APPROCHES THEMATIQUES ARNAL C, MASURE P. (1996) - Approche intégrée des risques dus aux aléas naturels et leurs impacts potentiels sur les établissements humains, industriels, infrastructures sensibles. Module 1 : évaluation de l'impact économique et financier d'une catastrophe naturelle. Le cas de Nîmes. Rap. BRGM, R38609. ASTEJ.P., LEONE R, KRUSE H., TERRIER M. (1993)- Perfectionnement de la méthodologie d'évaluation de la vulnérabilité et du risque sur les P.E.R. Mouvements de terrain. Rap. BRGM, R36866 SGN/GEO/RNG pour DRM, 50 p. BOCQUET F., CHARRE J.P. (1984) - Carte intégrée du danger en montagne. Méthode d'évaluation et d'introduction des données naturelles et socio-économiques. Coll. Mouvements de Terrain, Caen, M?/?;. 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Approche préliminaire Liste des annexes Principales éruptions de la Montagne Pelée dans sa phase d'évolution récente (5 000 à 13 500 ans) 1 Annexe 1.1 - Eruptions pliniennes + coulées de ponces 3 Eruption plinienne de ponces et cendres (PI) Eruption plinienne de ponces et cendres (P2) Eruption plinienne de ponces et cendres (P3) Eruption plinienne de ponces et cendres (P5) 5 7 9 11 Annexe 1.2- Coulées de ponces seules + nuages de cendres accompagnant les coulées 13 Eruption de ponces et cendres (P4) 15 Eruption de ponces et cendres (P6) 17 Annexe 1.3 - Nuées ardentes 19 Nuées ardentes de l'éruption de 1929 Nuées ardentes de l'éruption de 1902 Nuées de larivièredes Pères (NRP) Nuées d'AjoupaBouillon (NABI et NAB2) Nuées de larivièreSèche (NRSl et NRS2) Nuées de Pointe La Mare (NPM ) Annexe 1.4 - Coulées de boue (= lahars) 21 23 25 27 29 31 33 Manifestations destructrices dans les quelques jours précédant l'éruption du 8 mai 1902 35 Rapport BRGM R39117 Vulnérabmté aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire Rapport BRGMR39117 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire Principales éruptions de la Montagne Pelée dans sa phase d'évolution récente (5000 à 13500 ans) (d'après Westercamp et Traîneau, 1983a) MRS NAB 1902 3 1 P5 P3 P2 2 1 î P4 S NMP 1929 500 1000 1,2,3 : 12 1500 2000 2500 NPM 3000 3500 4000 Temps Eruptions à nuées ardentes homogènes (1), hétérogènes (2) et très hétérogènes (3). Un symbole graphique long indique que l'éruption a été marquée par des paroxysmes péléens (type mai-août 1902). Un symbole graphique court indique que l'ensemble de l'éruption semble avoir eu un caractère explosif modéré et directement lié à la mise en place d'un dôme (nuées ardentes péléennes type 1903-1929). 3 4 4: Eruptions ponceuses. Un symbole graphique long indique que les coulées de ponces ont été annoncées par des explosions initiales de type plinien. Un symbole graphique court indique que l'ensemble de l'éruption a présenté un caractère explosif peu violent, sans phase plinienne Rapport BRGM R39117 P6 4500 B.P. Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire Rapport BRGMR39117 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire Annexe 1.1 Eruptions pliniennes + coulées de ponces épisodes eruptifs PI, P2, P3, P5 5 S;-^- &r lit Rapport BRGM R39117 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire Cette éruption correspond à l'émission d'un volume d'environ 1 km^ de magma. Le nuage serait monté à 22 000 m d'altitude. Cette éruption PI est toutefois considérée comme une éruption plinienne peu importante. coulée de pyroclastites à ponces dépôt de ponces et cendres > 1 m (retombée de nuage éruptif) D ^ dépôt de chute de cendres < 1 m (éruption plinienne) épaisseur des dépôts (isopaques) en cm / Rapport BRGM R39117 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire MACOUBA GRAND' RIVIERE BASSE-POINTE 501 20' PI • 150 50« •20 ^ Fit on Mont • 30 30. 50 • •50 • 70 10(f^ 50 >80 ,¿0 LE LORRAIN 70 •70 ^200> I5(f kl 00 LE^PRÉCfHEUR >100 •l50i >Î50 100 • 12( •150 50 ¿00 40C '•eo 100 ^0<^*50 (OO 30 ,80 70 •70 • 70 «30 £^Morn» Jacob LE MORNE^ ROUGE • 20 >50 S^ PIEßRET' l. 5kr Eruption plinienne de ponces et cendres (PI) : 650 ans BP+20 (~ année 1300) (d'après Westercamp et Traîneau, 1983b) Rapport BRGM R39117 Vulnérabilité, aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire L'éruption plinienne initiale recouvre les flancs N de la Montagne Pelée de cendres et de ponces, alors que des coulées de pyroclastites à ponces s'écoulent rapidement dans les vallées, vers le NE et le SW. Le matériel juvénile est une andésite vésiculée, relativement acide. coulée de pyroclastites à ponces dépôt de ponces et cendres > 1 m (retombée de nuage éruptif) dépôt de chute de cendres < 1 m (éruption plim'enne) / 70 épaisseur des dépôts (isopaques) en cm / Rapport BRGM R39117 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire MACOUBA \ \ BASSE-POINTE I GRAND' RIVIERE f MO« 200 170» 1 ^ P2 • >]QQm r^ P/fon Mont Conti >iîc 110 • >150 '40 LE LORRAIN >80 50' ,100 • 180 ,(Ç^^^"^''^"xn. 100 l ÏOO E PRECHEUR ¿s^ Morne Jacob LE MORNE^ ROUGE 0 I 2 \ i 4 km 1 I Eruption plinienne de ponces et cendres (P2) : ~ 1 700 ans BP (= ans 250 à 320) (d'après Westercamp et Traîneau, 1983b) Rapport BRGM R39117 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire C'est l'éruption la plus forte de ces 5 000 dernières années. Les coulées de ponces s'écoulent aussi bien vers la côte atlantique que vers la côte caraïbe. Un épms manteau cendreux recouvre le Nord de l'île (plus de 50 cm de cendres à Saint Pierre, à Macouba, à Grand Rivière) coulée de pyroclastites à ponces dépôt de ponces et cendres > 1 m (retombée de nuage éruptif) dépôt de chute de cendres < 1 m (éruption plinienne) / 70 épaisseur des dépôts (isopaques) en cm / Rapport BRGM R39117 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire MACOUBA GRAND' RIVIERE <>0 ¿0 \ BASSE-POINTE 40 P/fon ''^\ .40 50« • 20 50 40 r Eruption plinîenne de ponces et cendres (P3) ; -' 2 020 ans BP+140 (~ 70 avant J. C) (d'après Westercamp et Trairjeau, 1983b) Rapport BRGM R39117 ^^ LORRAIN Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire Cet épisode commence avec une importante éruption plinienne : les cendres et les ponces retombent sur l'ensemble desflancsdu volcan, laissant des dépôts de plus de 1 m jusqu'à 6 km du cratère. La composition est andésitique (on la retrouve dans la carrière de Morne Ponce). coulée de pyroclastites à ponces dépôt de chute de cendres (éruption plinienne) 0.2 épaisseur des dépôts (isopaques) en m / 10 Rapport BRGM R39117 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire P5 Eruption plinienne de ponces et cendres (PS) : 4100 ans BP 4 060 ±90 ans BP (3 datations au ^^Q (d'après Westercamp et Traîneau, 1983h) Rapport BRGM R39117 11 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire 12 Rapport BRGM R39117 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire Annexe 1.2 Coulées de ponces seules + nuages de cendres accompagnant les coulées ; (pas d'éruption plinienne) épisodes éruptifs P4, P6 Rapport BRGM R39117 13 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire Il semble que cette éruption se soit produite sans colonne eruptive plinienne. Un mélange de ponces et de cendres semble s'être écoulé depuis le cratère sur les flancs de la Montagne Pelée, donnant des dépôts de coulées de cendresfinespouvant atteindre 2,5 m d'épaisseur. Le nuage de cendresfinesfijrméau dessus des coulées de ponces se serait élevé à moins de 5 km ; les cendres ont été dispersées sous-le-vent de l'alizée (vers l'Ouest, en direction du village actuel du Prêcheur) coulée de pyroclastites dépôt de ponces et cendres > 1 m dépôt de chute de cendres < 1 m 14 Rapport BRGM R39117 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire Eruption de ponces et cendres (P4) : ~2 400 ans BP f « 450 ans avant J. C) (d'après Westercamp et Traîneau, 1983b) Rapport BRGM R39117 15 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire La première phase de cette éruption est caractérisée par des coulées de lave (andésite basaltique) scoriacée, vers l'Est. Ensuite, l'activité change : des coulées de pyroclastites hétérogènes sont alors expulsées, donnant des mélanges de blocs d'andésite, de ponces, de scories rubanées, de bombes en croûte de pain et de cendres. Ces coulées sont elles-même recouvertes par des coulées de ponces blanches qui remplissent les vallées (vers le NE et le SW). Les derniers stades éruptifs sont marqués par des coulées de ponces blanches rubanées, parfois localement soudées. Aucune colonne eruptive plinienne n'accompagne cette éruption. M^s les dépôtsfinsdu nuage accompagnant ces coulées de ponces peuvent dépasser les 3 m d'épaisseur. coulée de pyroclastites dépôt de ponces et cendres > 1 m dépôt de chute de cendres < 1 m 16 Rapport BRGM R39117 I Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire P6 4 km Eruption de ponces et cendres (P6) :~4 600 ans BP (^ 2 650 ans avant J.C.) (d'après Wesiercamp et Traîneau, 1983b) Rapport BRGM R39117 17 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire 18 Rapport BRGM R39117 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire Annexe 1.3 Nuées ardentes type " Pelée " (vitesse initiale importante de la coulée de pyroclastites) type " Merapi " (vitesse initiale nulle de la coulée de pyroclastites = effondrement gravitaire d'un dôme) épisodes éruptifs 1929, 1902, NRP2, NRRS, NAB, NRS, NpM Rapport BRGM R39117 19 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire Produites à partir d'un nouveau dôme de lave visqueuse intrusif dans le cratère, ces nuées ardentes sont semblables à celles de 1902. Mais leur écoulement est beaucoup plus canalisé. coulée de pyroclastites : nuée ardente û 20 dôme intrusif Rapport BRGM R39117 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire 1929 4 km Nuées ardentes de l'éruption de 1929 (d'après Westercamp et Traîneau, 1983b) Rapport BRGM R39117 21 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : métiiodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire - Montée d'un dôme de 300 m de hauteur et d'une aiguille visqueuse. - Production de plusieurs nuées ardentes partant de la base du dôme (les 8 et 20 mai, en particulier). - Production de plusieurs coulées de pyroclastites par effondrement du dôme (en particulier les 25-26 mai, 6 juin, 9 juillet et 30 août 1902). coulée de pyroclastites (à blocs) : nuée ardente m dépôt de déferlante grossière (pyroclastite) dépôt de déferlante fine (pyroclastite) dépôt de ponces et cendres > 1 m D 22 dépôt de chute de cendres Rapport BRGMR39117 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire 1902 Nuées ardentes de l'éruption de 1902 (d'après Westercamp et Traîneau, 1983b) Rapport BRGM R39117 23 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Apf^oche préliminaire NpRi : 590 ± 50 ans BP (= entre les années 1310 et 1410). NpR2 '• 490 ± 20 ans BP (= entre les années 1440 et 1480) : dépôts le long de larivièreSèche. NpR3: 290 ±35 ans BP, d'après les datations seules ; d'après les datations et chroniques historiques : aucune éruption signalée depuis la première installation d'européens en 1635. L'éruption pourrait donc se situer entre les années 1695 et 1625. Coulées pyroclastiques à blocs et cendres : ponce blanche abondante emballée dans un mélange blocs-cendre d'andésite grise. Quelques bombes en croûte de pain et bois carbonisés. Affleurement dans larivièredes Pères et dans la partie amont de larivièreSèche. coulée de pyroclastites (à blocs) : nuée ardente dépôt de deferíante grossière (pyroclastite) dépôt de déferlante fine (pyroclastite) 24 Rapport BRGM R39117 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire Pères Nuées de la rivière des Pères (N^j^ : - 325 à - 640 ans BP (entre les années 1625 et 1310) (d'après Westercamp et Traîneau, 1983b) Rapport BRGM R39117 25 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire Deux coulées de pyroclastites (Ny^j et N;^2) forment un épais dépôt de blocs et cendres. NABl NAB2 2 750 ± 50 ans BP nuée à cendres et blocs hétérogènes dans les ravines 2 490 ±10 ans BP (= entre les années 1470 et 1480) : nuée à cendres et blocs grossière dans les ravines près d'Ajoupa Bouillon coulée de pyroclastites (à blocs) : nuée ardente dépôt de déferlante grossière (pyroclastite) dépôt de déferlante fine (pyroclastite) dépôt de blocs, ponces et cendres > 1 m dépôt de chute de cendres < 1 m 0.2 épaisseur des dépôts (isopaques) en m / 26 Rapport BRGM R39117 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire NAB MACOÜBA UPANORWÎERE r poÎMTE' ^ V Í r AJOUPA-BOUILLON :pR£DHEUP, ;3wo.^ '- MoWgPgÛQ^ _ LECARÎSET/ Nuées d'Ajoupa Bouillon (N^j et N^^ 4 km J 0 L : 2 500 à 2 800 ans BP (d'après Westercamp et Traîneau, 1983b) Rapport BRGM R39117 27 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire NRSI: 3 980±?ansBP coulée de blocs et cendres limitée à la Vallée Blanche. NRS2- 3 710 ±30 ans B P coulée de pyroclastites à gros cailloux et nuée à blocs et cendres légèrement vésiculée (composition : andésitique). NRS3: 3 130 ±20 ans BP dépôt de déferlante à blocs et cendres, assez fin. coulée de pyroclastites (à blocs) : nuée ardente dépôt de déferlante fine (pyroclastite) dépôt de chute de cendres 28 Rapport BRGM R39117 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire NRS Riviere S¿chc Nuées de la rivière Sèche (Nf^si et NRS2> ' 3 000 à 4 000 ans BP (d'après Westercamp et Traîneau, 1983b) Rapport BRGM R39117 29 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire N,PM 4 410 ±120 ans BP coulées à blocs et cendres, remaniées, hétérogènes. Les blocs de composition andésitique, faiblement vésiculées, peuvent atteindre 8 m. Ils pourr^ent provenir de l'effondrement du dôme au cours de sa croissance. coulée de pyroclastites (à blocs) nuée ardente 30 Rapport BRGM R39117 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire NPM O B.P O A.B M Pointe la M a r e 4 km I L Nuées de Pointe La Mare (Npj^) : 4 400 ans BP (d'après Westercamp et Traîneau, 1983b) Rapport BRGM R39117 31 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire 32 Rapport BRGM R39117 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire Annexe 1.4 Coulées de boue (= lahars). épisodes éruptifs 1902 Vut en coupe zone d'arrachement y Rapport BRGM R39117 33 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire A p^ Crues boueuses T*• uboueuses Eruptions |_. ., -,. ^ ,. c '\ Rivière Blanche (4-5 ^ mai)' (destruction usine Gmérin : 25 morts I c i> /> Petit raz de marée accompagnant la chute du torrent boueux en mer (5 mai) Crues boueuses du 5 au 8 mai Destruction partielle de (îrand'Rivière, Macouba, Basse-Pointe, Le Prêcheur Chutes de cendres certaines (7 mai) endommageant les plantations — — 34 Chutes de cendres supposées endommageant les plantations Rapport BRGM R39117 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire Manifestations destructrices dans les quelques jours précédant l'éruption du 8 mai 1902. (d'après Stieltjes et Westercamp, 1978) Rapport BRGM R39117 35 BRGM SERVICE GEOLOGIQUE NATIONAL Département Utilisation et Protection de l'Espace Géologique BP 167 - 13276 MARSEILLE Cedex 9 - France - Tél. : (33) 04 91 17 74 74 Ministère de l'Industrie, de la Poste et des Télécommunications Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation Application à la Martinique Approche préliminaire Annexe 2 - Cartes de zonage des scénarios éruptifs de la Montagne Pelée Etude réalisée dans le cadre des actions de Service public du BRGM 96-H-020 décembre 1996 R39117 BRGM LiHTwraiM AU tntvici Df L» n t u Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire Liste des annexes Annexe 2.1 - Zonage des scénarios éruptifs : éruptions phréatiques Carte de zonage desrisquesd'éruptions phréatiques à la Montagne Pelée Annexe 2.2 - Zonage des scénarios éruptifs : nuées ardentes péléennes (type 1902) Carte de zonage desrisquespour un scénario de nuées ardentes péléennes type mai-août 1902 et du souffle cendreux associé, à la Montagne Pelée 1 3 5 7 Annexe 2.3 - Zonage des scénarios éruptifs : nuées ardentes et éruptions phréatiques.... 9 Carte évolutive des risques dans l'hypothèse d'une éruption à magma non ponceux de la Montagne Pelée (dômes et nuées ardentes péléennes s.l.) 11 Annexe 2.4 - Zonage des scénarios éruptifs : éruptions ponceuses (panache plmien + coulées de ponces) 13 Carte évolutive desrisquesdans l'hypothèse d'un scénario d'éruption ponceuse de la Montagne Pelée 15 Annexe 2.5 - Zonage des scénarios éruptifs : coulées de ponces seules 17 Carte de zonage des risques pour un scénario de coulées de ponces à la Montagne Pelée 19 Rapport BRGM R39117 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire Rapport BRGM R39117 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire Annexe 2.1 Zonage des scénarios eruptifs éruptions pfiréatiques Rapport BRGMR39117 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire 1 - Secteur où s'ouvrira très probablement le conduit éruptif. Le sous-secteur I concerne les éruptions phréatiques indépendantes, les soussecteurs II et III les éruptions phréatiques pré-magmatiques. Si le conduit s'ouvre dans I ou II, ce sont les vallées desrivièresdu Prêcheur, de Pointe-la-Mare, Claire et Sèche qui seront menacées. Si le conduit s'ouvre à l'Est des dômes historiques ce sont les vallées desrivièresde Basse-Pointe, de la Falaise et des Pères qui seront affectées en priorité. 2 - Fond des vallées susceptibles de canaliser des lahars d'effondrement de puissance indéterminée, mais qui ne devraient pas dépasser 15 à 20 mètres d'épaisseur. Les maisons et infrastructures routières situées au niveau de l'élargissement côtier sont menacées (risque d'intensité très élevé). 3 - Secteur menacé par la retombée directe de blocs et lapilli : - secteur a : projection ne dépassant pas 1 km de rayon, à l'instar de l'événement de 1851 (cas des éruptions phréatiques indépendantes) ; - secteur b : projection ne dépassant pas 2 km de rayon, comme le suggèrent les événements de début mai 1902 (cas des éruptions phréatiques pré-magmatiques). A y,B Secteur menacé par des retombées de poussières volcaniques froides, humides et plus ou moins toxiques à partir du panache de l'explosion phréatique, rabattu vers l'ouest par les alizés. Le secteur B est plus exposé que le secteur A. Rapport BRGM R39117 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire GRAND' RIVIERE Morne Jacob % LE CARBETi Carte de zonage des risques d'éruptions phréatiques à la Montagne Pelée. (d'après Westercamp, 1985). Rapport BRGM R39117 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire Rapport BRGMR39117 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire Annexe 2.2 Zonage des scénarios eruptifs nuées ardentes péléennes (type 1902) Rapport BRGM R39117 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire 1 - Ouverture du conduit éruptif Si le conduit éruptif débouche dans le secteur I, l'éruption se développera de préférence vers l'ouest et le sud (zones la et Ib). Si le conduit éruptif débouche dans le secteur II, l'ensemble du volcan est menacé excepté le cadran septentrional (zones I et II). Dans tous les cas, la région limitée par un cercle de 2 km de rayon autour du cratère (zone III) sera détruite. Le cartouche légende de la figure schématise les rapports probabilité/intensité des risques. 2 - Région menacée par des risques d'intensité très élevée. Les zones a ou zones internes. • Souffle et effets thermiques des déferlantes cendreuses. Lors des paroxysmes de 1902 la zone de destruction totale s'est étendue vers le Sud jusqu'à 8 km de distance du cratère. Côté Est, la destruction a été totale le 30 août 1902 à moins de 7 km du cratère, mais l'isopaque 10 cm de l'éruption NABI coïncide très exactement avec un arc de cercle de 8 km de rayon centré sur le sommet. En conséquence la région susceptible d'être détruite lors d'un paroxysme péléen est inclus dans un cercle de 8 km de rayon autour du cratère. La forme de la zone dévastée le 30 août 1902 indique que les reliefs importants situés à plus de 6 km du cratère ont constitué des écrans efficaces contre les déferlantes. • Enfouissement Une fraction im]}ortante de la partie la plus dense des nuées ardentes est capable, sous l'impulsion de l'explosion, de franchir les reliefs, crêtes et vallées, à proximité du cratère. En conséquence, l'ensemble des vallées du volcan, exceptées celles au Nord du Morne Macouba, est susceptible de canaliser des écoulements pyroclastiques grossiers. Côté nord-est, ces écoulements dépasseront le cercle de 8 km et atteindront la mer. Les nuages volcaniques qui se développent au-dessus et à flanc des écoulements grossiers ravageront les plateaux limitrophes. • Limite entre les zones I et II La forme de la limite entre la zone I (à forte probabilité de destruction) et la zone II (à plus faible probabilité de destruction) est empruntée à l'éniption du 18 mai 1980 au Mont St Helens (Washington). Cest la limite typique d'une explosion s'appuyant contre un relief important (dans le cas de la Pelée il s'agit du Morne Macouba et des dômes historiques). 3 - Région menacée par des risques d'intensité élevée. Les zones b ou zones externes Le risque d'enfouissement ne concerne pas les zones externes. L£s destructions dues au souffle cendreux deviennent partielles et fortement tributaires du relief En 1902, elles cessent brusquement à 10 km de distance du cratère. Les effets thermiques liés au passage et aux dépôts des écoulements et déferlantes des nuées ardentes, par contre, représentent une menace grave pour les individus et les infrastructures. On peut considérer qu'ils s'atténuent au moment où cessent les destructions par l'effet de souffle. La limite de la zone externe, vers la zone à risque d'intensité modérée coïnciderait plus ou moins avec un cercle de 10 km de rayon à partir du cratère. Le rôle des reliefs est alors prépondérant en tant que barrière protectrice des écoulements et déferiements éruptifs (limite physique). 4 - Limite de jugement. 5 - Limite physique (crête, relief important). Rapport BRGM R39117 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire MACOUBA GRAND" RIVIERE BASSE-POINTE LE CARBET Probabilité _, de . destructions M certaine INTENSITE très élevée élevée très forte Zone n i * , * •• « • moins forte Zone H a • • Zone I b -.^ •'^ Zone H b 2 3 Carte de zonage desrisquespour un scénario de nuées ardentes péléennes type mai-août 1902 et du souffle cendreux associé, à la Montagne Pelée, (d'après Westercamp, 1985) Rapport BRGM R39117 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire Rapport BRGM R39117 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire Annexe 2.3 Zonage des scénarios éruptifs : nuées ardentes et éruptions ptiréatiques Rapport BRGMR39117 Vulnérabüité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire La carte des risques de nuées ardentes sensu lato superpose, en les simplifiant, les cartes de zonage des risques d'éruption phréatique, de nuées ardentes péléennes type mai-août 1902 et type 1903/1929. Risque d'intensité très élevée 1 - Région menacée dès que le volcan atteint un certain niveau de comportement anormal. Le secteur a est plus menacé que le secteur b. 2- Région menacée par les eSets d'un paroxysme explosif péléen. Les brèches grossières de nuées ardentes s'écoulent dans les vallées et sur les hauts plateaux et s'étalent dans les basses plaines qu'elles ravagent. Les souffles cendreux (blast) associés affectent l'ensemble de la zone jusqu'à 18 km en\dron du point d'émission. Le secteur a est plus menacé que le secteur b. 3 - Vallées et bas plateaux susceptibles d'être affectés par les brèches grossières de nuées ardentes de type 1903/1929, leur effets de souffles frontaux et les lahars chauds qui peuvent suivre, en cas de fortes pluies peu de temps après la mise en place des nuées. Seuls les secteurs directement en aval du dôme central courent réellement un danger. Le secteur a est plus menacé que le secteur b. Risque d'intensité élevée La zone interne des effets d'un souffle cendreux de type mai-août 1902 (risque d'intensité très élevée : destruction totale) est frangée par une zone externe où les destructions ne sont plus totales mais partielles : les maisons ne sont pas renversées ; les êtres humains à l'abri peuvent en réchapper. La largeur de cette zone est estimée à 2 km (d'après l'éruption de 1902), en l'absence de reliefs pouvant jouer le rôle d'écran. 10 Rapport BRGM R39117 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire GRAND' RIVIÈRE LE CARBET Carte évolutive desrisquesdans l'hypothèse d'une éruption à magma nonponceux de la Montagne Pelée (dômes et nuées ardentes péléennes s.L). (d'après Westercamp, 1985) Rapport BRGMR39117 11 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire 12 Rapport BRGM R39117 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire Annexe 2.4 Zonage des scénarios éruptifs : éruptions ponceuses (panache plinien + coulées de ponces) Rapport BRGM R39117 13 VulnérabiHté aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire 1 - Secteur d'ouverture du conduit éruptif. 2 - Secteur menacé par la retombée de blocs projetés par les explosions phréatiques qui devraient marquer les débuts de l'éruption (risque d'intensité très élevée à élevée). 3 - Fonds de vallées menacées du début jusqu'à la fin de l'éruption par des petits lahars (risque d'intensité très élevée). Au début de l'éruption il s'agit de lahars primaires et/ou d'effondrement liés aux explosions phréatiques. Ensuite il s'agit de lahars d'accumulation, conséquence du remaniement des dépôts pliniens et/ou des dépôts du nuage volcanique associé aux coulées de ponce. Q 4 - Région menacée par la retombée de blocs ponceux de 20 centimètres de diamètre et plus. Près de 80% du secteur, sera par ailleurs recouvert par plus de 1 mètre de cendres et de ponces (risque très élevé lié aux explosions pliniennes). 5 - En cas d'éruption plinienne répartissant les dépôts de cendres et de ponces uniformément autour du cratère, les vallées du Prêcheur, Claire et Sèche sont menacées de lahars d'accumulation de grande ampleur (10 à 30 mètres de puissance). En cas d'éruption plinienne orientée, (vent dominant, direction du conduit,...) les vallées dans l'axe des plus fortes accumulations de cendres et de ponces se trouvent également menacées (risque d'intensité très élevée). 0 6 - Région menacée par les coulées de ponces et les nuages volcaniques cendreux plus ou moins déferiants associés (risque d'intensité très élevée). 7 - Région menacée d'unrisqued'intensité élevée, constitué : - pour la partie nord du volcan, par d'éventuels dépôts pliniens de plus de 1 mètre d'épaisseur, - pour la partie sud, par la retombée des nuages de cendres associés aux coulées de ponces. La limite risque élevé/risque modéré due aux explosions pliniennes seules est entièrement comprise dans cette zone. Elle apparaît sur la figure sous forme d'une ligne dotée de l'indice 0%. Elle marque la limite septentrionale des régions qui n'ont jamais reçu plus d'un mètre de cendres et de petites ponces au cours des explosions pliniennes PI, P2, P3 et P5. 14 Rapport BRGM R39117 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire Morna Jacob ^ Carte évolutive des risques dans l'hypothèse d'un scénario d'éruption ponceuse de la Montagne Pelée, (d'après Westercamp, 1985) Rapport BRGM R39117 15 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire 16 Rapport BRGMR39117 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire Annexe 2.5 Zonage des scénarios éruptifs coulées de ponces seules Rapport BRGM R39117 17 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire région a priori menacée d'enfouissement au début de l'émission. O région de débordement possible en cours d'éruption, une fois les vallées comblées. I ' région menacée par le nuage cendreux déferlant associé. (1, 2, 3 représentent unrisqued'intensité très élevé). I ' I I '—' 18 région menacée par des chutes de cendresfinesrefroidies m^s denses risque d'intensité élevé. Rapport BRGM R39117 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire GRAND- RIVIERE LE CARBET Carte de zonage des risques pour un scénario de coulées de ponces à la Montagne Pelée. (d'après Westercamp, 1985) Rapport BRGM R39117 19 BRGM SERVICE GEOLOGIQUE NATIONAL Département Utilisation et Protection de l'Espace Géologique BP 167 - 13276 MARSEILLE Cedex 9 - France - Tél. : (33) 04 91 17 74 74 Ministère de l'Industrie, de la Poste et des Télécommunications Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation Application à la Martinique Approche préliminaire Annexe 3 - Cartes de zonage des aléas volcaniques (directs et indirects) de la Montagne Pelée Etude réalisée dans le cadre des actions de Service public du BRGM 96-H-020 décembre 1996 R39117 BRGM ifMTUMUM AU HIVICI « I* H I » Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire Liste des annexes Annexe 3.1 - Zonage de l'aléa : coulée de lave 1 Annexe 3.2 - Zonage de l'aléa : coulée de pyroclastites 3 Annexe 3.3 - Zonage de l'aléa : retombées aériennes 5 Annexe 3.4 - Zonage de l'aléa : gaz, pluies acides 7 Annexe 3.5 - Zonage de l'aléa : coulée de boue (= lahar) 9 Annexe 3.6 - Zonage de l'aléa : mouvements de terrain (de petite et grande ampleur) ..11 Annexe 3.7 - Zonage de l'aléa : raz de marée (= tsunami) 13 Rapport BRGM R39117 Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire Annexe 3.1 Zonage de l'aléa coulée de lave Rapport BRGMR39117 r Mini»!*™ <M rtnduMria. <M I* P n l i M dal MACOüBA Montagne Pelée - Zonage de l'aléa volcanique Coulée de lave Càfl* Marti •nneic 3.1 BRGM - 3. avenue Claude Guitlemtn - BP $009 - 45060 Orléans - France ÊtUcEofitoire probabilité faible (fréquence millénaire) probabilité très faibte (fréquence décamillénaite) 5km 5»»fMa» « A t o tfaprt« km carfw gfefeWues de Westercamp et Tmtooau 1/20000, «tufertareampst a/., ftswj A Ï/SOOOO Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire Annexe 3.2 Zonage de l'aléa : coulée de pyroclastites Rapport BRGM R39117 Ministère as l'Induairte. da la Pvmt* • ! d « TSI4oommjnlc«Ilona Montagne Pelée - Zonage de l'aléa volcanique Cou/ée de pyroclastites nuée ardente, nuée de ponces, déferlante de nuage, co-ignimbrite, ... décembre 1996 - R391I7 »nneie 3.2 BRGM - 3. avenue Claude Guittemm - BP 6009 • 45060 Orléans - France MARIGOT s3 AIMTE-MARÍE probabilité très élevée (fréquence cinquantenale à cenlenale) probabilité moyenne à faible (fréquence cenlenale à millénaire) . • % probabilité faible à très faible (fréquence millénaire à décamillénaire) 5km Synthèse établie pour l'activité volcanique depuis 13S00afí^ &àptè$ les domèoi * . ' Lacroix (1904), Perret (1935). Rooble et Smith (1976), StietQBa et Hfestwcamp (19T8), Westercamp et Traîneau (1983), Bourdier et al. (1989) Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire Annexe 3.3 Zonage de l'aléa : retombées aériennes Rapport BRGM R39117 LP PRECUCüR SO cm 20 cm • • • Ç«Jt€Îb<^talt>e^y» EPAISSEUR MAXIMALE DES DEPOTS DE CENDRES pour une éruption à période de retour centenale ^ H M •M» • « « «• « M 2m 1m 50 cm 20 cm Synthèse établie pour l'activité volcanique depuis 13 SOO ans, d'après les données de : RooUe et Smith (1976), Stieltjes et Westensamp (197$), SIgurdson et al. (1980), Westercamp et Traîneau (1983), Bourdier et al. (1989), Traîneau et al. (1989), Bardlntzetf et al. (19S9). MInWftr» Ó» rinduatrto. d* to P D * M *l ^ ^ 5 cm* dM TékéoommunloAtlana MACOüBA X Montagne Pelée - Zonage de l'aléa volcanique Retombées aériennes : chute de blocs éruption phréatique, éruption plinienne, coulées de pyrodastites,.. Ç)eilc£orrt2ilne CAS&t>lLOTl TAILLE MAXIMALE DES BLOCS irLAMj SCHCELCHER pour une émptlon à período de retour centenale >1 m 10 cm 5 cm FORT-DE-FRAMCE ^ÜCOS 5 km I L ÇS TBOIS-ILCTS Syntfiáse établie pour l'acUvItà volcanique depuis Í3 500 ans. d'après tes données de Westercamp et Traîneau (19S3). Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire Annexe 3.4 Zonage de l'aléa : gaz, pluies acides Rapport BRGM R39117 • ^ ^ • • • • • N • GRAN^RWlèRE dpi*Martin/\\_ L • • * fV. • . Vj MACOUBAi j_ ^ > p _ l ^ »W J ////' • ir PRECWCOR ßtltdbntalre - probabilité élevée — — (fréquence cinquanlenâle à centenale) • • > <• * • • probabilité moyenne (fréquence centenale) Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire Annexe 3.5 Zonage de l'aléa : coulée de boue (= lahar) Rapport BRGM R39117 l!^xS9 da la PMia «t des GRAND'R\VièRE.\ Montagne Pelée - Zonage de l'aléa MACOUBA 4- ^ ^^ 1 volcanique f Coulée de boue (= lahar) \7 1 /A fh fr/ 1> f V - (of d¿cembrel996-R39117 ^'Jf \¿¿^^ r >fi.*' •»•J V f J A*^ \. J anneie 3.5 mua ^fl BRGM - 3, avenue Claude Cuillemin • BP 6009 - 45060 Orléans • France A?'LORRAIN • w 9 WARIGOT . . ^ MONTAGN.E 4 -f>£léE A / U PRECUCüR] SAlMTE-MARIE 'V Pnt«l3M«(^ • ^ I? \iOfijiejA ZS^ Lv^' f[c LJ'^-.ai- ST. PIERRE 7 .PONO-STDCNIS •»/S« iM^ Q .<v^5 PITÛHS W Infi f"^. ¿e / £• a> Çiîitcîcfrtalœ ST-JÛSEPH vS I CftS&^iLOTE - intensité très élevée V - probabilité forte \ (fréquence cinquantenale à centenale _ j ^ intensité m o y e n n e à élevée \ - probabilité faible s ^ 0 ^ arLA» SCHCELCHER .i^^^ÎU (fréquence centenale à millénaire) arrivée de lahar en mer : déclenchement de petits raz-demarée FORT-DE-FRANCE M COS Skm Synthèso établlo pour l'activité volcanique depuis ISSOOans, d'après les données de Stieltjes et Westercamp (197S) et des atlas communaux des risques à 1/25 000 (Stleltjes, Terrier, Stollstelner,1996-97). ÇS TBOIS-IL£TS Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire Annexe 3.6 Zonage de l'aléa : mouvements de terrain (de petite et grande ampleur) Rapport BRGM R39117 il MACOüBA Montagne Pelée - Zonage de l'aléa volcanique Mouvements de terrain avalanche de débris, glissement, êboulement, écroulement. ... BRGM - 3. 3venue Claude Guillemin - BP 6009 - 45Q60 Orléans - France ZONES EXPOSEES A DES MOUVEMENTS DE TERRAIN INDUITS PAR L'ACTIVITE VOLCANIQUE (OU SISMIQUE ASSOCIEE) P jk mouvements de moyenne et grande P U \ ampleur (hectométrique à kilométrique) : L \ J \ avalanche de débris, coulée de *W débris (liés à l'effondrement de flancs de l'édifice, en particulier sous l'effet de l'inlrusion d'un dôme de lave). intensité maximum probabilité moyenne à faible (fréquence centenale à millénaire) mouvements de faible ampleur (métrique à décamétrique) : glissement, êboulement ou écroulement de falaise, chute de pierres ou de blocs, coulées boueuses. probabilité élevée (fréquence cinquanlenale à centenale) 5 km J I I L Synthèse établie d'après les cartes géologiques à 1/20 000 (WestBCCMipti Tfahaati, 1983) et à 1/50 000 (Westercamp et ai, 1990), des atlas communaux das risques à 1/2$000 (Stieltjes et Terrier, 1996, 1997) Vulnérabilité aux phénomènes volcaniques : méthodologie et évaluation. Application à la Martinique. Approche préliminaire Annexe 3.7 Zonage de l'aléa : raz de marée (= tsunami) Rapport BRGM R39117 13 Montagne Pelée - Zonage de l'aléa volcanique Tsunami (raz-de-marée) provoqué par l'arrivée en mer de coulée de boue (= lahtti) BRGM - 3. avenue Claude Guillermn - BP 6009 - 45060 Otiéans - Franc« MO rJTAGHE ,-----'"P£¿££ ATNTC-MARÍE FoND-ST DENIS AMPLITUDE DES ONDES DE MAREE représentation de la propagation des ondes de marée provoquées par l'arrivée d'une coulée de boue à l'embouchuie dune rivière amplitude décimétrique à métrique probabilité élevée {fréquence cinquanlenale à cenlenale) FORT-DE-FRAWCE 5km i . _t S TR0I5-ILCTS Mlnlât»r» a» nnduatil«, T*l«oommuntOBlkintt Montagne Pelée - Zonage de l'aléa volcanique Tsunami (raz-de-marée) provoqué par l'arrivée en mer d'une avalanche de débris inncic 3.7,1 BRGM • 3, avenue Claude Guillemin • BP 6009 - 45060 Orléans - France Interpretador) des hauteurs maximales de vagues d'après des simulations réalisées sur le volcan Soufrière de Illa voisine de Monserrat (Caristan, Boucher, Heinrich. Gu/6oura ef Roche. 1997) . . v / / ^ . . . . . ¿\J£S TBois.iLns /-\ /Í BRGM SERVICE GEOLOGIQUE NATIONAL Département Utilisation et Protection de l'Espace Géologique BP 167 - 13276 MARSEILLE Cedex 9 - France - Tél. : (33) 04 91 17 74 74