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Comment déterminer le débit éruptif à partir de la signature thermique des coulées de lave ?

02/05/2011

IPGP - Îlot Cuvier

14:00

Séminaires Dynamique des fluides géologiques

Salle 310

Fanny Garel

Dynamique des fluides géologiques, IPGP

La gestion d'une éruption volcanique effusive passe principalement par la prédiction du trajet et de la vitesse de la coulée de lave. Des études ont montré que l'extension finale d'une coulée dépend principalement du débit éruptif. La détermination de ce débit en temps réel pendant une éruption passe soit par des reconnaissances régulières de l'avancée de la lave sur le terrain, soit par l'utilisation de "proxys" comme les gaz volcaniques ou le trémor sismique. Un "proxy" thermique basé sur la puissance radiée par la surface de la coulée a été développé dans la dernière décennie, les données de température de surface provenant de satellites ou de capteurs infrarouges sur le terrain. Cette méthode semi-empirique est basée sur un budget thermique simple et ne prend pas explicitement en compte l'étalement de la coulée. Nous revisitons cette approche en développant un modèle couplant la dynamique et le refroidissement d'une coulée de lave, pour une rhéologie simple et à débit constant. Ce modèle est validé par des expériences contrôlées en laboratoire révèle l'évolution de la puissance radiée, qui augmente au début de l'étalement avant d'atteindre une valeur plateau. Nous discuterons de l'influence du débit, de la viscosité et des conditions thermiques extérieures sur la puissance thermique de l'écoulement à l'état stationnaire. Nous verrons également comment appliquer ce modèle de calcul de débit éruptif à des coulées effusives sur Terre (Piton de la Fournaise, Etna, Oldoinyo Lengai) et sur Io (Pillan, Prometheus). Enfin, nous donnerons des pistes sur le couplage entre refroidissement et étalement pour une coulée de rhéologie plus complexe (viscosité dépendante de la température, solidification).