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Archipel Guadeloupe


LES VOLCANS : LES RESEAUX D'ETUDES ET DE SURVEILLANCE

CARTES DU RÉSEAU
François Beauducel, juillet 2002
Il s'agit d'environ 150 sites de mesures dont une soixantaine équipés de stations autonomes (avec batteries et panneaux solaires) télémétrées par radio-transmission vers l'Observatoire. Les réseaux couvrent essentiellement le massif de la Soufrière au sens large, mais une quinzaine de stations sont dispersées sur l'Arc des Petites Antilles, de Nevis (au Nord) à la Dominique (au Sud), en passant par les îles de l'archipel guadeloupéen. Plus au Sud, les réseaux de l'Observatoire de Martinique prennent le relais et s'étendent de la Martinique à Sainte-Lucie.
Ils sont mis en place afin de mieux comprendre :
le fonctionnement du volcan en période non-éruptive et de déceler de manière plus fiable des changements soudains ou progressifs de comportement qui pourraient présager une éruption future ;
le fonctionnement de l'activité géodynamique de l'arc des Petites Antilles par l'enregistrement continu des séismes et la détermination de leurs caractéristiques.
Ces réseaux nécessitent une maintenance technique permanente (c'est d'ailleurs l'une des principales tâches de l'Observatoire) et sont évolutifs régulièrement, des équipes scientifiques françaises ou étrangères installent de nouvelles stations, expérimentent de nouvelles méthodes ou cherchent à automatiser les mesures encore manuelles.


LE RÉSEAU SIMOLOGIQUE

  • 21 stations sismologiques « courte période » continues et télémétrées, dont 12 sont installées sur le massif de la Soufrière
  • 6 stations accélérométriques continues et télémétrées. Les sismomètres enregistrent la vitesse du sol dans les fréquences au delà de 1 Hz environ, avec une très grande sensibilité. Les accéléromètres permettent, par la mesure de l'accélération du sol, l'enregistrement des mouvements forts (par exemple lors d'un séisme ressenti), sans saturation du signal ; grâce à cela, les accéléromètres permettent l'étude des effets de sites, en partie responsable de la destruction des bâtiments.

   La sismicité est en partie due à la subduction de la plaque Nord-Américaine sous la plaque Caraïbe. Cette plaque avance de 2 cm par an vers l'arc volcaniques des Antilles. La Guadeloupe a connu des séismes destructeurs, notamment en 1843 où Pointe-à-Pitre fut entièrement détruite. Il existe aussi une sismicité locale intra-plaque liée à l'activité des failles dans la plaque Caraïbe ; ce sont les séismes de magnitude moins importante mais susceptibles d'affecter des zones habitées : 1851 au large de Capesterre, 1897 à l'aplomb de la zone de Jarry. À cela s'ajoute l'activité sismique du volcan liée sa dynamique interne, avec des séismes de moindre amplitude. Parfois, la population vivant sur les flancs du volcan ressent ces séismes qui témoignent de son potentiel éruptif.

LE RÉSEAU DE MESURE DES DÉFORMATIONS

  •  5 stations comportant chacune 4 inclinomètres et 1 thermomètre, continues et télémétrées;
  • 2 stations GPS, continues et télémétrées;
  • 15 sites équipés d'extensomètres, mesurés manuellement ;
  • 6 prismes pour mesures laser de distance, mesurés manuellement;
  • 27 repères GPS et gravimétrie mesurés manuellement. 

Plusieurs types de capteurs sont répartis sur le massif de la Soufrière :
 - les inclinomètres 
permettent la mesure des variations d'inclinaison des flancs du volcan ou des parois des fractures du dôme, avec une précision d'environ 1 µrad, c'est-à-dire une élévation de 1 mm à 1 km de distance ; 
 - le GPS continu 
mesure la distance relative entre deux points, en trois dimensions, avec une précision de quelques mm ; 
 - les extensomètres 
mesurent les déplacements sur les fractures du dôme, avec une précision d'environ 0.2 mm ; 
 - le distancemètre laser 
permet de mesurer depuis l'Observatoire les variations de distance avec une précision d'environ 1 cm ; 
 - le réseau de GPS / gravimétrie
mesuré tous les ans par des équipes de l'IPGP, apporte des informations sur les déformations à grande échelle et les mouvements potentiels de magma dans le volcan. 
   Les déformations du volcan sont générées par les variations de pression dans la chambre et le conduit magmatiques, mais aussi par les variations de température et les circulations de fluide dans le massif. Les déformations d'un édifice volcanique sont bien souvent précurseurs d'activité magmatique ou de déstabilisation des roches par effet gravitaire.

LE RÉSEAU DE PHYSICO-CHIMIE DES FLUIDES

  • 7 fumerolles sont échantillonnées manuellement pour l'analyse des gaz volcanique (pH, température et composition chimique) 
  • 8 sources thermales sont analysées manuellement tous les mois (pH, température, composition ionique, conductivité et débit) 
  • 8 stations mesurent en continu la diffusion du gaz Radon 2 forages d'environ 100 m de profondeur avec thermomètres, hydrophone et de mesure de hauteur d'eau, en mesure continue ;
  • 6 stations magnétiques continues et télémétrées, dont l'une au Sud du massif servant de référence
  • 1 stations de Polarisation Spontanée (PS), comportant un profil de 8 électrodes dans le sol, continue et télémétrée

   L'étude du système hydrothermal sur un volcan tel que la Soufrière est fondamental pour une meilleure connaissance de l'aléa, pour optimiser la surveillance et la prévention. En effet, les éruptions phréatiques telles celles de 1956 et 1976-1977 trouvent leur origine dans les perturbations des équilibres physico-chimiques du système hydrothermal (zone où l'on trouve des interactions complexes chimiques, physiques et thermiques entre les eaux de pluie, les roches encaissantes et les gaz volcaniques). Ces équilibres seront aussi dans certains cas perturbés par la remontée vers la surface de magma qui pourrait générer une éruption en surface.

LE RÉSEAU MÉTÉOROLOGIQUE

  • 2 stations météorologiques (température, pression, humidité, pluviométrie, ensoleillement, vitesse et direction du vent), continues et télémétrées
  • 7 pluviomètres manuels, en collaboration avec Météo-France.

Ces paramètres doivent être pris en compte dans le traitement et l'analyse des autres données de surveillance, soit pour corriger les mesures (pour les déformations notamment), soit pour établir un bilan des apports en eau dans le massif.

LE RÉSEAU D'ACQUISITION

  • 4 stations relais en fonctionnement continu, permettant de faire la liaison radio entre les stations et l'Observatoire, lorsque celles-ci ne sont pas en vue directe
  • 13 ordinateurs d'acquisition, en fonctionnement continu
  • 1 serveur central de traitement et d'archivage automatique des données (transfert des données vers l'IPGP par Internet, gravure de CD-ROM), en fonctionnement continu
  • 4 ordinateurs de traitement et visualisation des données
  • 2 enregistreurs papier SEFRAM pour le contrôle visuel de la sismicité
  • beaucoup d'antennes radio, de démodulateurs, de radio-modem numériques et de câbles


Depuis l'année 2001, l'Observatoire de Guadeloupe a développé un système de traitement et de visualisation automatique des données. Toutes les heures, les mesures télémétrées sont mises à jour, analysées et tracées sous forme de courbes glissantes à différentes échelles de temps, de façon à faciliter leur interprétation. Ce système permet également de détecter immédiatement une panne de capteur parmi les 60 stations automatiques, soit une centaine de paramètres mesurés en continu .


          


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