Imagerie et évolution temporelle du Volcan du Piton de la Fournaise par méthode de corrélation du bruit de fond sismique

Résumé: Le volcan du Piton de la Fournaise situé sur l'île de la Réunion est un des volcans les plus actifs dans le monde avec en moyenne une éruption de type effusive tous les 10 mois. Le réseau sismologique géré par l'Observatoire Volcanologique du Piton de la Fournaise est composé de 21 stations en enregistrement continu, ce qui permet le développement et l'application de nouvelles méthodes sismologiques basées sur l'analyse du bruit de fond sismique. Le traitement de 18 mois (juillet 1999-décembre 2000) de bruit sismique par méthode de corrélation a permis de reconstruire les ondes de Rayleigh associées aux 210 trajets inter-capteurs. L'inversion 3D de ces ondes de surface a permis d'estimer un modèle de vitesse d'onde S pour l'édifice depuis la surface jusqu'à 3 km de profondeur. Les résultats permettent d'imager le système de conduits d'alimentation magmatique et notamment de mettre en évidence une expansion vers la surface du volume mis en jeu par ce système ainsi que l'influence de la zone de rift. Nous comparons de plus, au cours des 18 mois, les ondes reconstruites par tranches de 10 jours avec celles, de référence, calculées sur 18 mois. Une approche de type doublet nous permet ainsi d'identifier des variations temporelles des vitesses d'onde S du milieu échantillonné. L'étude de la série temporelle complète montre que les éruptions du Piton de la Fournaise sont précédées sur une période de 10-20 jours par une diminution relative des vitesses d'onde S de l'ordre de un pour mille. Nous interprétons ces anomalies comme induites par l'ouverture de fractures, phénomène associé à une surpression exercée au niveau de la chambre magmatique superficielle préalablement aux éruptions. De plus, l'ordre de grandeur des variations relatives de vitesses est cohérent avec un modèle de dilatance de l'édifice impliquant une surpression au niveau de la chambre de l'ordre de 10 à 100 bar et des variations d'altitude de la surface topographique de l'ordre de 10-20 cm. -------------------------------------------------------------------------------- Séminaires Exceptionnels --------------------------------------------------------------------------------