Karim Kelfoun

Communication dans le cadre du mini-symposium “Ecoulements gravitaires”
Mises en place de deux types d’´ecoulements granulaires
volcaniques: les avalanches de d´ebris et les ´ecoulements
pyroclastiques
Karim KELFOUN, Laboratoire Magmas et Volcans, Univ. Blaise Pascal
Les avalanches de d´ebris et les ´ecoulements pyroclastiques sont des ´ecoulements constitu´es d’une large
gamme de particules allant des cendres fines (¡¡0.1 mm) `a des blocs de plusieurs m`etres cube voire plusieurs
d´ecam`etres cube. Les avalanches de d´ebris sont issues de l’effondrement puis de la dislocation d’un flanc
entier d’un volcan. Les ´ecoulements pyroclastiques sont issus de la fragmentation de blocs de laves au
comportement solide. Ils proviennent soit de l’effondrement de colonnes ´eruptives, soit de l’effondrement
de dˆomes de lave (les laves, trop visqueuses pour s’´ecouler facilement s’accumulent sous forme de dˆomes).
Malgr´e leurs origines diff´erentes, ces ´ecoulements pr´esentent des caract´eristiques communes: polydisper-
sit´e, comportement en apparence tr`es fluide, grandes distances atteintes par rapport `a leur hauteur de
chute, faible ´epaisseurs par rapport `a leur extension, morphologie caract´eristique `a lobes et lev´ees.
Ces caract´eristiques sont r´ev´elatrices de la rh´eologie complexe de ces ph´enom`enes. Dans la premi`ere
partie, je pr´esenterai les d´epˆots naturels et ce qu’ils nous enseignent sur la dynamique de ces ´ecoulements
granulaires naturels. Dans un second temps je pr´esenterai les r´esultats obtenus par simulation num´erique
en utilisant des mod`eles moyenn´es verticalement. Les r´esultats indiquent que les ´ecoulements pyro-
clastiques et les avalanches de d´ebris ont un comportement tr`es diff´erent des ´ecoulements naturels de
laboratoire. Ils montrent aussi qu’une loi plastique permet de reproduire, voire d’expliquer, la mise en
place des ´ecoulements naturels. Le gros int´erˆet de cette loi plastique est qu’elle relie l’´epaisseur des
´ecoulements `a leur capacit´e `a s’´ecouler, ce qui est tout `a fait compatible avec les observations de terrain.
Elle permet aussi de former des morphologies `a lobes et lev´ees. Pourquoi un comportement plastique
est-il mieux adapt´e qu’une loi de type Coulomb? Quelles sont les limites de ce comportement? Ces
questions restent encore sans r´eponse. Y r´epondre permettrait d’am´eliorer significativement nos mod`eles
num´eriques ainsi que la pr´evention des menaces volcaniques.
Karim KELFOUN, Laboratoire Magmas et Volcans, Univ. Blaise Pascal - CNRS - IRD 5, rue Kessler, 63038
Clermont-Ferrand
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