Risques Naturels
Eruption volcanique
Préparé par le CERG – European Centre on Geomorphological Hazards – Strasbourg, France & the Editorial Board
Les volcans peuvent être décrits comme des ouvertures dans la croûte terrestre, à travers lesquels la roche en fusion, des cendres et des gaz sont émis. Les volcans peuvent être actifs ou inactifs. Les volcans actifs peuvent être divisés en deux types principaux:
- Volcans explosifs qui donnent lieu à de grandes explosions qui peuvent détruire partiellement le volcan ; à de hautes colonnes de matériaux rocheux (débris de roche, blocs de roche, cendres, vapeur) projetés dans l’atmosphère et par la suite tombant le long des flancs du volcan ; ainsi qu’à des coulées de lave, des coulées de boue et de débris le long des flancs du volcan, ainsi que des tremblements de terre et des émissions de gaz nocifs.
- Volcans effusifs qui donnent lieu notamment à des coulées de lave se déplaçant lentement, de petites explosions, des déformations du sol, des fontaines de lave, des émissions de gaz et de vapeur.
Les volcans peuvent être décrits comme des ouvertures dans la croûte terrestre, à travers lesquels la roche en fusion, des cendres et des gaz sont émis.
Les volcans peuvent être actifs ou inactifs.
Les volcans actifs peuvent être divisés en deux types principaux:
- Volcans explosifs qui donnent lieu à de grandes explosions qui peuvent détruire partiellement le volcan ; à de hautes colonnes de matériaux rocheux (débris de roche, blocs de roche, cendres, vapeur) projetés dans l’atmosphère et par la suite tombant le long des flancs du volcan ; ainsi qu’à des coulées de lave, des coulées de boue et de débris le long des flancs du volcan, ainsi que des tremblements de terre et des émissions de gaz nocifs.
- Volcans effusifs qui donnent lieu notamment à des coulées de lave se déplaçant lentement, de petites explosions, des déformations du sol, des fontaines de lave, des émissions de gaz et de vapeur.
Les risques volcaniques existent dans les zones ou des volcans sont encore actifs et où il y a des implantation humaines et des activitiés. De façon simple, un volcan est décrit comme actif s’il a connu une éruption:
- dans les temps historiques: si son activité est décrite par des documents historiques;
- au cours de l’Holocène: si son activité n’est pas décrite par des documents historiques mais des analyses scientifiques indiquent une activité au cours des derniers 10,000 ans.
Les volcans actifs peuvent en gros être classés en deux catégories principales :
Volcans effusifs
Ils sont sources de risques sous forme notamment de coulées de lave, d’explosions limitées, de déformations des sols, de fontaines de lave et d’émissions de gaz et de vapeur.
Volcans à éruption explosive
Ils sont le lieu de puissantes explosions pouvant provoquer la destruction partielle du volcan et la projection dans l’atmosphère de hautes colonnes de matières rocheuses (débris, blocs, cendres, vapeurs, etc.) qui retombent ensuite sur les pentes du volcan, ainsi que de coulées de lave, de boues et de débris sur les pentes du volcan, de séismes et d’émissions de gaz nocifs. Les explosions qui se produisent en cas d’éruption sont généralement dues à un phénomène de dilatation gazeuse à l’intérieur d’une lave visqueuse ou à des écoulements d’eau à l’intérieur d’une chambre ou d’une cheminée magmatique. Ces explosions ont lieu lorsqu’un événement volcanique se produit dans une zone où existent de larges réservoirs d’eau souterrains ou bien dans un lac ou en mer.
Credit: U.S. Geological Survey. Department of the Interior, USA
Les volcans sont créés par la dynamique interne de la Terre. Lorsque les roches souterraines fondues (magma) migrent à travers les fractures dans la couche externe de la Terre (lithosphère) et atteignent la surface de la croûte terrestre, un volcan est créé.
Le magma possède des caractéristiques très particulières. Lorsqu’il parvient à la surface, sa température est de l’ordre de 700 à 1200 °C et sa densité se situe entre 2.300 et 2.700 kg/m3. La viscosité est le comportement du magma lorsqu’il coule (viscosité élevée = fluidité faible; viscosité faible = fluidité élevée) et dépend de sa composition chimique. Les magmas ayant une forte teneur en silice et en gaz et une faible teneur en fer et en magnésium produisent des rhyolites, qui sont des laves très visqueuses. Les magmas à forte teneur en magnésium, en calcium et en fer produisent des basaltes, c’est à dire des laves à faible viscosité.
La viscosité du magma et la quantité de gaz étant les facteurs déterminants lors d’une éruption, on peut affirmer que les magmas à viscosité faible (magmas basaltiques) produisent des éruptions lentes avec des coulées de lave se déversant lentement sur de grandes distances.
Les magmas à viscosité élevée (magmas rhyolitiques) provoquent de très fortes pressions et d’importantes déformations du volcan et s’accompagnent de puissantes explosions et de coulées de lave plus réduites.
Les volcans se trouvent sur trois types d’emplacements:
- les bords de plaques
- plaques divergentes: l’écartement progressif des plaques provoque des failles dans la croûte terrestre à travers lesquelles le magma remonte vers la surface. Dans ces zones (dorsale mid-atlantique, par exemple), le magma est en général de type basaltique;
- plaques convergentes: les mouvements de collision et de chevauchement entre plaques provoquent des pressions très intenses et des températures très élevées qui font entrer les roches en fusion et où se forment les volcans les plus dangereux du monde. Dans ces zones (région du Pacifique Nord, Vésuve en Italie, par exemple), le magma est en général de type rhyolitique et riche en gaz ;
- loin des bords des plaques: points chauds où des volcans rares possédant des réservoirs de magma très profonds donnent des volcans basaltiques moins explosifs (comme ceux des îles Hawaï, par exemple).
The most impressive example on Earth is the « Ring of Fire », a 40,000 km long zone of frequent earthquakes and volcanic eruptions that encircles the basin of the Pacific Ocean, also called the circum-Pacific belt or the circum-Pacific seismic belt.
The Ring of Fire involves the western coast of North America continent and the Pacific Ocean islands: Kuril, Japan, Philippines. It accounts for 90% of the world’s earthquakes and 81% of the world’s largest earthquakes.
The next most seismic region (5-6% of earthquakes and 17% of the world’s largest earthquakes) is the Alpide belt which extends from Indonesian islands of Java and Sumatra through the Himalayas, the Mediterranean and out into the Atlantic.
The Mid-Atlantic Ridge is the third most prominent earthquake belt.
In Europe, volcanic risk is concentrated in:
- the Mediterranean region: Southern Italy (Vesuvius near Naples, Stromboli and Vulcano in the Aeolian Islands, Etna in Sicily, etc.), Greece (Methana on the Peloponnese peninsula, Milos and Santorini in the Cyclades, Nisyros in the Dodecanese) and Turkey (Mt Ararat, Nemrut Dagi and Tendurek Dagi in Eastern Anatolia);
- the Northern Atlantic Ocean region: Canary Islands (Teide, Teneguía, Tanganasoga), Açores Islands (Capelinhos, Mount Pico) and Iceland (with 130 volcanic mountains: Hekla, Eyjafjallajökull, Surtsey, etc.).
France has some active volcanoes but only in its overseas departments: the “Mount Pelée” in the Martinique and “La Grande Soufrière” in Guadeloupe (Carribean Sea), the “Piton de la Fournaise” in the Réunion island (Indian Ocean) and both submarine and emerged volcanoes in the French Polynesia (Pacific Ocean). The United Kingdom also has some in its overseas territories: for exemple, the very dangerous Soufriere Hills volcano is located on the island of Montserrat (Carribean Sea).
Les déflagrations et le nuage pyroclastique provoquent en général le déplacement d’une masse d’air importante à très grande vitesse qui peut tuer et détruire très rapidement bâtiments, infrastructures et environnement.
Le téphra (matières rocheuses projetées dans l’atmosphère) peut être la cause de décès et de blessures lorsqu’il retombe sur le sol en couvrant de grandes surfaces et en endommageant les structures et l’environnement.
Les cendres volcaniques éjectées par une explosion hors d’un évent sont comme de petites particules de verre coupant de moins de 2mm et elles endommagent tout ce qu’elles rencontrent sur leur passage. Les cendres volcaniques sont très dangereuses pour l’environnement situé autour du volcan : lors des fortes retombées de cendres, des maisons et des constructions peuvent s’effondrer, des personnes et des animaux mourir par manque d’oxygène. Les nuages de cendres volcaniques sont très dangereux pour les avions car ils peuvent endommager les moteurs et les instruments de contrôle.
Les gaz volcaniques sont nocifs pour la santé de l’homme et des animaux, ainsi que pour l’environnement naturel.
Les écoulements de lave progressent lentement. Ils ne représentent guère un danger pour la vie humaine, à condition de respecter certaines règles de sécurité.
Les coulées pyroclastiques, les coulées boueuses (lahars), les avalanches de débris et les glissements de terrain provoquent d’importantes chutes d’eau, de roches et de débris sur les pentes d’un volcan et peuvent mettre gravement en danger la vie humaine. Les personnes qui se trouvent sur leur passage sont exposées à des risques graves (traumatismes physiques graves, mort par noyade ou par asphyxie, brûlures dues à une coulée pyroclastique). La seule protection efficace à l’égard de ces risques en cas d’éruption est d’évacuer toutes les personnes potentiellement en danger dans la zone exposée.
Les séismes volcaniques peuvent provoquer des pertes humaines lorsque la qualité et l’entretien des constructions sont insuffisants. Dans de telles conditions, les séismes volcaniques de faible amplitude peuvent endommager ou détruire des bâtiments en tuant ou en blessant des personnes.
Les incendies provoqués par une éruption peuvent entraîner la destruction de forêts, de ressources forestières, de bâtiments ou d’usines, par exemple, en endommageant gravement les zones urbaines et rurales.
Les séismes volcaniques peuvent également produire des tsunamis volcaniques: des raz-de-marée qui atteignent les zones côtières et pénètrent loin à l’intérieur des terres en provoquant la mort de nombreuses personnes, des dommages importants et la destruction des régions côtières.
Volcanic eruptions can have strong negative effects for the environment. They can produce large destruction of the environment as lava flows and pyroclastic materials cover large portions of natural environments, destroying them for decades.
Furthermore, toxic gases emitted during strong activity can have an additional impact and in particular carbon dioxide emitted from volcanoes can have a significant impact on increasing greenhouse effect.
Emitted gases consist mainly of water vapour (H2O), carbon dioxide (CO2) and sulphur dioxide (SO2) and other gases typically found in volcanic ashes are hydrogen sulphide (H2S), hydrogen chloride (HCl, which becomes hydrochloric acid in contact with humidity), hydrogen fluoride (HF) and carbon monoxide (CO).
In particular, sulphur dioxide is converted in the stratosphere into sulphuric aerosols which reflect solar radiation absorbing heat but also take part in chemical reactions generating ozone destructive material, globally affecting the climate, and producing acid rains.
A typical example of a volcanic eruption that caused substantial environmental damage is the 1991 Mount Pinatubo eruption (90kms northwest of Manila in the Philippines), the second largest volcanic eruption of the twentieth century.
Large eruptions can cover prehistorical and historical remains, preserving them up to our days. Very famous examples of historical remains and archaeological sites damaged by volcanic eruption are known in the world: the Vesuvius area, inhabited since the Ancient Greek period, suffered eruptions with consequences on monuments and archeological sites (i.e. Pompeii, Herculaneum and prehistorical settlements near the Vesuvius).
Les conséquences peuvent être diminuées ou augmentées en fonction des comportements individuels et des politiques de développement des communautés:
- Comportement individuel : bien connaître les instructions et les plans à suivre en cas d’urgence est une nécessité absolue pour les personnes qui vivent à proximité d’un volcan en activité. En cas d’alerte, toute personne doit participer de manière adéquate aux efforts engagés par les équipes de protection civile et par les autorités.
- Développement local : des politiques de développement adéquates doivent être mises en œuvre dans les zones volcaniques. Les communautés locales doivent connaître le niveau de risque correspondant à chaque zone et les autorités doivent adopter et promouvoir des règles adaptées dans le domaine de la construction, de l’industrie et de l’agriculture.
Si les comportements individuels et les politiques de développement ne tiennent pas suffisamment compte des risques volcaniques, une éruption peut avoir des conséquences graves ou même tragiques pour les personnes et pour le système social.
L’aléa volcanique, comme la probabilité d’occurrence d’un événement dangereux à un lieu donné et à un certain moment dans le temps, ne peut pas être influencé par les choix et les comportements humains puisque les éruptions volcaniques sont des phénomènes purement induits par la nature.
Mais le risque volcanique, comme fonction de l’aléa, de la vulnérabilité et de la valeur exposée, peut être influencé par le comportement humain: à la fois la vulnérabilité et la valeur exposée dépendent des choix et comportements humains sur la longue durée.
La prévision des risques volcaniques recouvre toutes les activités visant à comprendre le fonctionnement d’un volcan et à évaluer la probabilité d’une éruption dans une zone donnée, avec une intensité (magnitude) donnée et pour une période donnée.
Les activités de prévision sont menées par des scientifiques et des experts car les mesures et les évaluations requises reposent sur :
- l’étude de la dynamique du système géologique et du volcan ;
- l’étude de l’histoire du volcan ;
- la détermination de la probabilité de différents types d’éruption ;
- l’identification des zones et sites à risques.
Malgré les ressemblances entre volcans en termes de fonctionnement général, chaque volcan a en fait un comportement différent et présente un certain nombre de risques propres : c’est la raison pour laquelle il est très important pour les scientifiques d’étudier et de surveiller individuellement chaque volcan.
La surveillance volcanique repose sur:
- Les paramètres physiques: ils servent principalement à détecter les déformations souterraines induites par les mouvements du magma (activité sismique; déformation des sols; champs géomagnétique, gravimétrique et géoélectrique; niveau des eaux des sources et des lacs, etc).
- Les paramètres géochimiques: ils servent principalement à détecter les modifications du magma expliquant sa progression vers la surface (des gaz, de l’eau et de la lave sont analysés pour déterminer leur taux d’écoulement et leur quantité, ainsi que leur composition et leur température).
En étudiant les sédiments volcaniques, les scientifiques peuvent établir une carte indiquant les divers types de risques prévisibles dans une zone donnée en cas d’éruption (carte de probabilité des risques).
La datation des sédiments volcaniques les aide à déterminer la fréquence des éruptions et la probabilité d’une éruption pendant une période donnée (25, 50, 100 ou 1000 ans).
Seule la surveillance à long terme d’un volcan permet de détecter les changements physiques et géochimiques susceptibles d’annoncer une éruption.
Une telle évaluation probabiliste des risques volcaniques permet aux scientifiques et aux acteurs du développement local d’établir le ou les seuils de risque et aux autorités publiques de prévoir les mesures à prendre pour réduire effectivement les risques.
De toute évidence, il n’existe aucun moyen de prévenir une si incroyable force de la nature telle qu’une éruption volcanique.
Néanmoins, ce qui est possible de faire est de prévenir les risques volcaniques à travers des:
- Mesures structurelles: elles comprennent la construction de murs et de barrières de protection, le creusement de canaux pour détourner les coulées de lave et de boue des zones d’habitation, des infrastructures et des sites industriels ou agricoles, la consolidation des toitures afin de supporter le poids des cendres volcaniques,
- Mesures non-structurelles: elles incluent les activités de surveillance d’un volcan, les politiques foncières visant à réduire le risque pour la population et les campagnes d’information et d’éducation.
Vu que le risque augmente avec la proximité du volcan, les communautés locales doivent d’abord déterminer le niveau de risque qu’elles jugent acceptable au regard de leurs priorités de développement. Evidemment, être le plus loin possible d’un volcan est la meilleure prévention à l’égard du risque volcanique.
En s’appuyant sur l’évaluation de la probabilité d’une éruption dans un site donné avec une intensité donnée (magnitude) et pour une période donnée, les autorités nationales et locales peuvent définir des politiques de développement local, établir des plans d’urgence, soutenir les forces de protection civile et promouvoir des comportements adaptés parmi les habitants concernant la prévention et pendant les situations d’urgence.
Les principaux moyens d’atténuer les effets des risques volcaniques reposent sur :
- la prévision (cf question 8);
- la prévention (cf question 9);
- la préparation et la capacité de réaction (planification et gestion des situations d’urgence, exercices, aptitude à faire face aux risques et promouvoir la résilience).
La préparation comprend toutes les mesures visant à réduire la vulnérabilité des systèmes sociaux exposés à des risques. Toutes les ressources disponibles sont prises en compte dans un plan conçu pour être activé en cas d’urgence : scientifiques, autorités, représentants de la communauté, médias, forces et organismes d’intervention (par exemple : équipes de protection civile, police, volontaires, etc.), organisations et structures de santé, secteur privé.
Les communautés sont tenues constamment informées des risques et de leur évolution, afin de leur permettre de maintenir et renforcer leur capacité à réagir de manière adéquate en cas d’événement volcanique (comportements individuels de prévention adéquats et capacité à suivre les instructions en cas d’alerte).
Une première règle essentielle est de connaître l’histoire des éruptions volcaniques dans votre zone d’habitation: très souvent, les habitants n’ont même pas conscience de vivre dans une zone à risques alors que la connaissance des risques existant dans une zone donnée est la première mesure de sécurité pour les personnes.
Il faut rappeler que l’aléa volcanique peut générer d’autres aléas tels que: tremblements de terre, déflagrations dirigées, nuages et coulées pyroclastiques, éjection de téphra, de cendres volcaniques et de gaz volcaniques, coulées de lave, coulées boueuses (lahars), avalanches de débris, glissements de terrain, grands incendies et tsunamis.
Si vous habitez dans une zone volcanique, vous devez:
1. Avant une éruption volcanique
- rester à distance de la zone volcanique en activité ;
- être au courant des plans d’urgence mis en place par les autorités locales et nationales ;
- si vous habitez à proximité d’un volcan connu en activité ou endormi, se préparer à évacuer la zone rapidement.
2. Pendant une éruption volcanique
- Respecter l’ordre d’évacuation donné par les autorités et évacuer immédiatement la zone située à proximité du volcan afin d’éviter les chutes de débris, les gaz brûlants, les explosions latérales et les coulées de lave.
- Chercher à savoir si certaines personnes ont besoin d’une aide particulière (enfants, personnes âgées, personnes handicapées, blessés).
- Etre attentif aux risques de coulées boueuses et de glissements de terrain, notamment près des cours d’eau ou en cas de fortes pluies prolongées. Comme les coulées de boue peuvent se déplacer à très grande vitesse, éviter de traverser un pont ou un cours d’eau lorsqu’une coulée boueuse approche. Eviter aussi les vallées de cours d’eau et les zones de basses terres.
En cas de retombée de cendres
- Eviter les zones situées sous le vent par rapport au volcan;
- Ecouter la radio: l’utilisation de postes de radio ou de télévision à piles est essentielle pour rester informé des dernières instructions d’urgence;
- Eviter tout contact direct avec les cendres volcaniques : essayer de réduire la respiration, placer sur le visage un masque à poussière ou une pièce de tissu humide afin de protéger les poumons, porter une chemise à manches longues et des pantalons longs.
- Utiliser des lunettes de protection (protégeant la zone des yeux) afin d’empêcher le contact direct avec des particules ou substances chimiques et si nécessaire, porter des lunettes normales au lieu de lentilles de contact;
- Rester à l’intérieur jusqu’à ce que la cendre volcanique se soit déposée et s’assurer qu’il n’y ait pas de risque d’effondrement des toitures en balayant les cendres lourdes des toitures plates ou basses et dans les gouttières;
- Fermer les portes, les fenêtres et toutes les voies d’aération de la maison (cheminée, chaudières, systèmes de climatisation, ventilateurs et autres aérations);
- Eviter de conduire en cas de fortes pluies de cendres et si il est absolument nécessaire de prendre le volant, rouler lentement (< 40-50 km/h);
- Eviter de faire marcher les moteurs de voiture ou de camion car la cendre volcanique peut les bloquer et endommager certaines pièces mobiles.
3. Après une éruption volcanique
- Se renseigner auprès des autorités pour savoir si l’état d’urgence est terminé et respecter leurs instructions pour le retour dans la zone affectée.
Il existe plusieurs types de cartes sur les risques volcaniques :
- Les cartes scientifiques : elles offrent une description scientifique de la structure géologique et des données volcanologiques (types de roches, failles, morphologie, points d’émission de gaz, sources d’eau chaude, etc.). La carte sur l’aléa volcanique (qui indique l’emplacement des aléas plus probables) est la carte scientifique la plus importante elle sert de base aux plans de développement et aux plans d’urgence établis par les autorités ;
- Les cartes des plans d’urgence: elles décrivent les zones d’impact, les éléments à risque, les voies d’évacuation ;
- Les cartes d’aménagement du territoire: elles indiquent les fonctions et les politiques à prendre en compte dans les différentes zones ;
- Les cartes sur les risques et les ressources établies par les communautés locales : description faite par ces communautés (écoles, organisations) des risques correspondants et des ressources existantes (équipes de protection civile, points de rencontre, sites sûrs, etc.) afin d’accroître la sensibilisation de la population.
Ces différentes catégories de cartes peuvent en général être obtenues auprès :
- des autorités locales : municipalités, préfectures, services de protection civile ;
- des universités, des centres scientifiques et des observatoires volcanologiques ;
- des organisations locales de citoyens.
Dans certains cas, l’accès à certaines données particulièrement sensibles contenues dans les cartes des plans d’urgence peut être limité car elles doivent être gérées uniquement par les autorités et les structures opérationnelles en cas de crise (par exemple celles liées aux banques, aux centres de santé, aux infrastructures stratégiques importantes, aux sites militaires, aux industries, …).
