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Observatoire Volcanologique et
Sismologique de Guadeloupe
Réseaux de surveillance
L’Observatoire installe, m
aintient, e
nreg
istre, archive
et interprète le
s donn
ées sur plus de 200 site
s de mesures diverses sur le volcan
, dont 60 cap
teurs télémétrés par rad
io, 2
0
capteurs en
registrés sur site et 130 site
s mesurés ou éc
hantillonn
és m
anue
llemen
t de faço
n périodique
. Pour la
Soufrière, ces param
ètres serven
t à étab
lir une
«ligne
de base»
pen
dan
t les périodes de repos du vo
lcan
, permettant ainsi de détec
ter im
méd
iatemen
t un
cha
ngem
ent de co
mportem
ent précé
dan
t la crise, b
ien avan
t que
les premières
man
ifestations de surfac
e survienn
ent. Pour la
sismicité
rég
iona
le, ils serve
nt à étudier les phé
nomèn
es liés à la
tec
tonique
(subduc
tion et failles).
Les réseau
x de surveillanc
e font appel à une
vingtaine
de
tech
nique
s différen
tes prove
nant de 6 gran
des disciplin
es
scientifique
s : la sism
ologie (courte-période, la
rge-ban
de,
accé
lérométrie), l’étude des déform
ations (GPS différen
tiel,
inclinométrie, distanc
emétrie laser, exten
sométrie), la
géoch
imie des fluides (éc
hantillonn
age et ana
lyse des gaz
et
des source
s thermales), la géo
phy
sique
(mag
néto-te
llurism
e,
prospec
tion élec
trique
, forage
s, gravimétrie), la gé
ologie
(rec
onstruc
tion de l’h
istoire
éruptiv
e, phé
nomén
ologie) et la
météo
rologie.
Cette m
asse considérab
le de donn
ées est stockée
, archivé
e et pré-ana
lyséepar des traite
men
ts automatique
s au
tour d’un
systèm
e inform
atique
puissan
t, mis en place
en 2001,
permettant l’ac
cès instan
tané
aux
graphe
s et donn
ées
numérique
s par l’interm
édiaire
d’un site W
eb en ac
cès
restreint. Le
s co
llaborateurs scientifique
s, notammen
t en
Martin
ique
et métropole, o
nt ainsi un ac
cès distant à toutes
les donn
ées de l’o
bservatoire
en temps réel, c
e qu
i sert de
base à un
e réfle
xion ap
profond
ie et objective des
phé
nomèn
es au sein de no
tre co
mmun
auté scien
tifique
.
Les missions de l’Observatoire
L’OVSG
compte une
dizaine
de scientifique
s et tec
hniciens qui assuren
t 7 jo
urs sur 7 la
surveillanc
e du vo
lcan
la Soufrière et le
suivi de la sismicité
de l’arc des Petite
s Antilles
autour de la G
uadeloup
e, en association avec
des équipes de l’IPGP.
Depuis 1950...
L’Institu
tde Phy
sique
du Globe de Paris a acq
uis en
1950 la propriété du Parna
sse dan
s les
hauts de
St-C
laud
e, au
pied d
e la S
oufrière, p
our y créer le
Laboratoire
de
Phy
sique
du
Globe. L’ann
ée m
ême deu
x sism
ograp
hes Maïnk
aSo
métaien
t installés. U
ne cave sism
ique
creu
sée en
1952 était éq
uipée
de sism
ograp
hes élec
tromag
nétiq
uesen
195
6. C
ette ann
ée là
avait lieu un
e érup
tion phréa
tique
à la So
ufrière. A
vec la rén
ovatio
n des bâtim
ents en 1964
on pouv
ait mettre en
place
un vé
ritable résea
u sism
ique
. Le
s stations étaient alors reliées à
l’observatoire
par câb
les. En 1975, ce
rtaine
s le furen
t par télétransmission. C
’est grâce
à ce
réseau
que
put
être détec
tée la crise sism
ique
de la Soufrière et que
fut env
isag
ée dès m
ars
1976 l’év
entualité
de man
ifestations de surface.
Lorsque
la région Sa
int-C
laud
e / Basse-Terre fut évacu
ée en juillet-août
197
6, l’o
bservatoire
était installé d
ans la G
rand
e Poud
rière
du
Fort S
t-Cha
rles. Les résea
ux d
e surveillanc
e y
resteront pen
dan
t 17 ans, p
endan
t que
le la
boratoire
de gé
och
imie et l’adm
inistration étaien
t retourné
s au
Parna
sse. A
partir de 198
9 a alors commen
cé la
construc
tion d’un observatoire
moderne
sur le Houë
lmont, situé à 9 km
au sud
-oue
st de la Soufrière. Tout l’observatoire
y
est mainten
ant installé dep
uis 1993.
Géochim
ie des fluides et volcanisme
Sur un
volcan
actif, l'interaction en
tre les ga
z mag
matique
s du réservoir profond
, les nap
pes phréa
tique
s, et les roch
es enc
aissan
tes co
nduit à la form
ation d'un systèm
e hy
drothermal qui se man
ifeste en
surface
par des source
s ch
audes, d
es fum
erolles, des ano
malies thermique
s, des zone
s de dég
azag
e diffus dan
s le sous-sol, et des
circulations complexe
s de flu
ides à l'intérieu
r du vo
lcan
. La surveillanc
e gé
och
imique
intégrée
se fait par le
biais de mesures et de prélève
men
ts de ga
z, eau
x, et solid
es
(roch
es alté
rées, m
inérau
x fumerollien
s) suivis de différen
tes an
alyses en laboratoire permettant le
dosage
des différen
tes espèc
es chimique
s.
Un mag
ma est un
bain de silicates fo
ndus qui contient des gaz
dissous et,
éven
tuellemen
t, des m
inérau
x prove
nant d’une
cristallisation plus ou moins
avan
cée. D
ans la cha
mbre m
agmatique
, ces constitua
nts sont proch
es de
l’équilib
re the
rmodyn
amique
à hau
te tem
pérature et m
oye
nne pression. La
remontée
du mag
ma et l’ouv
erture des fissures en
traîne
nt la
dép
ressurisation de
la partie
sup
érieure de la cha
mbre. L
a solubilité des gaz dan
s les silicates fond
us
étan
t un
e fonc
tion croissante de la pression, cette chu
te de pression en
traîne
un
dég
azag
e du mag
ma av
ec la
naissan
ce de micro-bulles. La form
ation (nuc
léation)
et la
vite
sse de croissanc
e de ce
s micro-bulles dép
enden
t de
nombreu
x param
ètres. Ces param
ètres pe
uven
t être
: le taux
de dép
ressurisation, la
vite
sse
de remontée
, la viscosité du mag
ma, la
vite
sse de diffusion des constitua
nts à
l’intérieur du mag
ma.
Les solubilités des différen
ts gaz
n’étant pas toutes le
s mêm
es,la dép
ressurisation
entraîne
un dé
gaza
ge différen
tiel d
onc
, lors des pha
ses érup
tives, u
ne variatio
n de la compositio
n ch
imique
. L’ana
lyse de la compositio
n ch
imique
des fumerolles
renseign
e alors sur l’év
olutio
n du proce
ssus éruptif.
Par ailleu
rs, c
es m
assifs volcan
ique
s co
nstitue
nt des reliefs donn
ant na
issanc
e à
des précipita
tions abo
ndan
tes partic
ulièremen
t dan
s les régions tropicales. L
es
eaux
météo
rique
s s’infiltren
t facilemen
t da
ns le
s roch
es volcan
ique
s et alim
entent
les na
ppes phréa
tique
s qui jo
uent le
rôle d’in
tégrateu
r dan
s lesproce
ssus de
tran
sfert d’élém
ents résultant de l’activité
des volcan
s. L’hyd
rogé
och
imie s’appuie
sur ce
phé
nomèn
e pour la
surve
illan
ce volcan
ique
.
La proximité
d’une
intrusion mag
matique
crée un
e an
omalie the
rmique
qui, o
utre
un rap
port de ca
lories, ind
uit un
e mobilisatio
n de
s co
mposés ch
imique
s en
co
ntac
t avec
les ea
ux d’in
filtration. L’ascen
sion du mag
ma s’ac
compag
ne de
l’émission d’un
ensem
ble de produits volatils (C
O2, SO
2, H
2S, H
Cl, ha
logé
nures
alca
lins…
) qu
i migrent le
long
des failles. Ces élémen
ts trave
rsen
t la nap
pe
phréa
tique
, vérita
ble couv
ercle de l’é
difice
, et passent en partie
en solutio
n. Les
modifica
tions de la compositio
n ch
imique
et de la tem
pérature des source
s issues
de ce
s na
ppes phréa
tique
s co
nstitue
nt des in
dicateu
rs dont l’étud
e permet de
suivre l’év
olutio
n de l’activité
du vo
lcan
. La surveillanc
e gé
och
imique
des source
s thermales rep
ose sur le
s mesures de param
ètres phy
sique
s, tem
pérature, déb
it et
cond
uctiv
ité, a
insi que
sur le
s an
alyses chimique
s d’un
éch
antillonn
age régu
lier
de source
s sélectionn
ées.
Réseaux de surveillance géochim
ique
L’Observatoire procè
de à de
ux typ
es de surveillanc
e à un
rythm
e men
suel : (1) an
alyses chimique
s d’eau
de source
s thermales ou no
n thermales ; (2) an
alyses chimique
s des gaz
fumerollien
s.
Chim
ie des eaux
Il s’ag
it ici d
e suivre, p
ar des m
étho
des d’ana
lyse relativem
entsimples et effica
ces, le
plus gran
d nombre
possible de param
ètres spéc
ifique
s de l’activité
volcan
ique
. Les
mesures rég
ulières, déb
utée
s en
1979, se
limitè
rent tout d’abord au pH, à
la conc
entration en
chlorures et à la
tem
pérature. Au co
urs de
s an
nées,
les an
ions et ca
tions m
ajeu
rs fu
rent ajoutés et sont m
ainten
ant dé
term
inés par électroch
imie et
chromatograp
hie ionique
. Ces m
esures sont appliq
uées à 8 source
s: C
hutes du Carbet, C
arbet-Éch
elle,
Galion, Bains Jau
nes, M
atoub
a(Bains Cha
uds ou clinique
), Hab
itatio
n Rev
el, P
iton Ta
rade et Pas du Roy.
Chim
ie des gaz
La Soufrière est caractérisée
par la
perman
ence
de dég
agem
ents fu
merollien
s. La co
mpositio
n ch
imique
de ce
s ga
z a été suivie à un rythme he
bdomad
aire dep
uis l’activité
éruptiv
e de 1976-77. Les composants
majeu
rs sont déterminés sur gaz
sec
s (ampoules à P
2O
5) par chromatograp
hie en
pha
se gazeu
se. D
ans la
période de
1977 à 1982, les prélève
men
ts étaient effe
ctué
s à la fu
merolle Lac
roix (fla
nc ESE
du dôme)
réactiv
ée en 1976
et tarie en
1982. Les m
esures se sont alors prolong
ées au
x fumerolles de la Ty(route de
la Cite
rne). D
epuis 1991, le dé
bit au
cratère du Su
d ayant signific
ativem
ent au
gmen
té, c
ette fu
merolle est
égalem
ent an
alysée
.
Prélèv
emen
ts à la
source
du Carbe
t [pho
to IP
GP].
Écha
ntillon
nage
de ga
z au
sommet de la Sou
frière:
pompa
ge m
anue
l, co
nden
satio
n de
la vap
eur
et prélève
men
t par
ampo
ule à de
sséc
hant
[pho
to IP
GP].
Travail d
u ch
imiste au
labo
ratoire
: dosag
e de
s bica
rbon
ates et injec
tion de
ga
z da
ns le
ch
romatog
raph
e [pho
tos
Pierre d
’Aviliana
].
Le travail d
e l’o
bservatoire
est très varié: d
es m
esures de terrain né
céssita
ntmarch
e et portage
de matériel, à la m
ainten
ance
et la
répa
ratio
n de
statio
ns sur site
, en pa
ssan
t par le
s dé
velopp
emen
ts in
form
atique
s po
ur l’an
alyse de
s do
nnée
s, et q
uelque
s fois
l’utilisation d’hé
licop
tère pou
r les m
ission
s les plus lo
urde
s (Séc
urité
Civile).
1. Surveillance de l’activité volcanique de la Soufrière
Dan
s le b
ut d
e co
mprend
re le fonc
tionn
emen
t du vo
lcan
, de
détec
ter un
cha
ngem
ent de
comportem
ent,
de
l’évaluer e
n term
e de
potentiel érup
tif e
t en
fin d
’ave
rtir les a
utorités
responsab
les de la protection de
s personn
es et des biens, l
’Observatoire
enreg
istre de
faç
on
perman
ente des séries temporelles de donn
ées gé
ophy
sique
s et géo
chim
ique
s, complétées
par des observations visue
lles de la phé
nomén
ologie. C
ette surve
illan
ce dem
ande
donc
des
compéten
ces tech
nique
s (conc
eptio
n, in
stallatio
n et m
ainten
ance
des statio
ns de mesures), et
scientifique
s (m
odé
lisation, in
terprétatio
n des observations).
2. Suivi de l’activité sismique et tectonique des Petites
Antilles
Afin
d’étudier la sismicité
rég
iona
le et les déform
ations des plaque
s litho
sphé
rique
s dan
s l’arc,
de co
ntribue
r à la zona
tiondu risque
sismique
en Gua
deloup
e, et d’in
form
er le
s au
torités de
s ca
ractéristiq
ues d’un séisme ressen
ti, l’Observatoire
enreg
istreen
continu les mouv
emen
ts du
sol (rapides et lents), c
omplétés par des études struc
turales à gran
de éch
elle.
3. Favoriser et participer aux travaux de recherche
Dan
s le cad
re de co
opérations rég
iona
les et in
ternationa
les, l’O
bservatoire
a une
mission de
rech
erch
e en
géo
phy
sique
, gé
och
imie e
t gé
ologie
conc
erna
nt le
volcan
isme
des Petite
s Antilles, la sism
ologie
et la tectonique
régiona
le, en
lien
avec
les éq
uipes scientifique
s parisienn
es..
4. Contribuer à l’inform
ation préventive en Guadeloupe
La préve
ntion des risque
s sism
ique
s et volcan
ique
s passe par la
divulga
tion des conn
aissan
ces
scientifique
s et par la form
ation du pub
lic en matière de vo
lcan
ologie, sismologie, géo
logie,
géophy
sique
et géo
chim
ie.
Carte des résea
ux de l’O
VSG
sur la
Gua
deloup
e: cha
que symbo
le
représen
te un site de mesure, le
s ligne
s indiqu
ent d
es liaisons rad
io.
L’Observatoire
est ac
tuellemen
t co
nstitué
d’une
équipe
perman
ente comprena
nt 2 che
rche
urs (géo
phy
siqu
e et
géoch
imie), 4 in
génieu
rs CNRS (électroniqu
e,
instrumen
tatio
n, in
form
atique
et gé
och
imie), 2 tec
hniciens, 1
ad
joint tech
niqu
e et 1 sec
rétaire
. S’ajouten
t un
consultant en
matière d’in
form
ation sur les risque
s (M
iche
l FEU
ILLA
RD,
retraité, d
irec
teur de l’o
bservatoire de 1963
à 1997
), et le
soutien d'une
vingtaine
de ch
erch
eurs et ingé
nieu
rs de
l’IPGP au
x co
mpéten
ces plus élargies en gé
ophy
siqu
e,
géoch
imie, e
t gé
ologie ap
pliq
uées au vo
lcan
isme.
L’Observatoire
est im
pliq
ué dan
s plusieu
rs projets de
rech
erch
e av
ec des che
rche
urs prove
nant de laboratoire
s gu
adeloup
éens (Unive
rsité
des Antilles et de
la G
uyan
e),
natio
naux
(un
iversités de Paris, R
enne
s, G
reno
ble,
Cha
mbéry) et internationa
ux (Montserrat, T
rinidad
, Italie, G
B,
Espag
ne et Portug
al). Plusieu
rs m
issions sont organ
isée
s ch
aque
ann
ée au co
urs desqu
elles des études de fond
sont
men
ées sur les phé
nomèn
es volcan
ique
s et sismique
s, et de
no
uvelles métho
des de surveillanc
e sont exp
érim
entées, e
n co
mplémen
t du réseau
de surveillanc
e perman
ent.
L’Observatoire
partic
ipe au
x actio
ns d’in
form
ation et de
préve
ntion des risque
s sism
ique
s et volcan
ique
s par
l’interméd
iaire d’in
terven
tions fréq
uentes dan
s les méd
ias, de
conféren
ces invitées dan
s les co
mmun
es (gé
néralemen
t en
co
llaboratio
n av
ec le
SDIS et le SID
PC), de la Fête de la
Scienc
e, et de l’accue
il he
bdomad
aire de group
es pour une
visite commen
tée de no
s installatio
ns (plus de 1000
visite
urs
par an, en gran
de partie
des éco
liers et étud
iants).
Photo: F. Audras/ DDE
Géologie et phénoménologie
L'étud
e des form
ations géo
logique
s produites lors des éruptio
ns passées nous ren
seigne
sur le
s proce
ssus dyn
amique
s ca
ractéristiq
ues de ce
s érup
tions, d
onc
sur
le comportem
ent du vo
lcan
et les
aléa
s qu'il présente dan
s le futur (scén
arios érup
tifs). E
lles sont la
base de la m
ise en
place
du réseau
intégré de surveillanc
e du vo
lcan
.
Les rech
erch
es géo
logique
s en
trep
rises da
ns le
cad
re des observatoires
volcan
ologique
s visent à la
conn
aissan
ce détaillée de l’h
istoireérup
tive
réce
nte de ch
aque
volcan
. Le passé d’un vo
lcan
actif détermine dan
s un
e large mesure son futur et permet d’im
aginer le
s scén
arios po
ssibles. Les
métho
des utilisée
s sont m
ultip
les:
�levé
de terrain, rép
artition des produits, é
ruptio
n par éruptio
n, coup
es
de séqu
ence
s érup
tives…
�éc
hantillonn
age représen
tatif et co
mplet des différen
tes érup
tions pour
les étud
es de laboratoire;
�étud
e pétrograp
hiqu
e dé
taillée
, microscopie, a
nalyses par m
icrosond
e élec
troniqu
e pour la
détermination de la nature des produ
its éruptifs
;
�étud
e gé
och
imique
, compositio
n ch
imique
en élém
ents m
ajeu
rs et
trac
es, rap
ports isotopique
s… ren
seigna
nt sur l’év
olutio
n des m
agmas
;
�datation des form
ations éruptiv
es, m
étho
de du
14C sur le
s bo
is fossiles,
déséq
uilib
re rad
ioac
tif dan
s les minérau
x…
Ces m
étho
des permettent éga
lemen
t l’é
tablissemen
t de cartes géo
logique
s détaillées des volcan
s où leur histoire mag
matique
et érup
tive est
représentée
.
Sur un
volcan
actif il est fond
amen
tal d
e pouv
oir intégrer au dispositif de
surveillanc
e gé
ophy
siqu
e et géo
chim
ique
, la descriptio
n et le
suivi détaillé
des m
anife
stations de surfac
e de l'activité
plus profond
e du vo
lcan
. So
uven
t, ce
s observations phé
nomén
ologique
s sont le
s premières à
indique
r qu'un
cha
ngem
ent de
comportem
ent du vo
lcan
est en co
urs. Elles
orien
tent souv
ent le cho
ix de no
uvea
ux site
s de
mesures ou de
prélève
men
t. Plusieu
rs catég
ories d'observations sont possibles et peu
vent
impliq
uer des observations à l'œil nu
, des pho
tograp
hies ponc
tuelles
(terrestre, a
érienn
e, voire satellitaire), d
es séq
uenc
es vidéo
s ponc
tuelles ou
continue
s.
La surve
illan
ce de la phé
nomén
ologie sur le terrain conc
erne
essentiellemen
t l’observation de la vég
étation, des dég
azag
es diffus, d
e l’activité
fumerollien
ne, d
e l’activité
phréa
tique
et des sub
limés.
Sismologie volcanique
Les ond
es eng
endrées par le
s séismes dus à la
montée
du mag
ma n’arrive
nt pas sim
ultané
men
t à la surface
aux
statio
ns d’enreg
istrem
ent. Le
s temps de parco
urs dép
enden
t de
la distanc
e en
tre le foye
r et le
s stations, e
t de la vite
sse dan
s les roch
es trave
rsée
s. Ils permettent de situer ave
c précisionles foye
rs et d’avo
ir ainsi une
idée
de la lo
calisation,
voire de la form
e de la cha
mbre m
agmatique
. Le no
mbre de séisme,
leur lo
calisation et le
ur amplitud
e sont in
terprétés en
terme d’activité
du systèm
e mag
matique
. La
sism
ologie est la première m
étho
de de surveillanc
e sur les vo
lcan
s. U
ne douz
aine
de stations, rép
artie
s sur tout le
massif de la
Soufrière, enreg
istre ainsi e
n co
ntinu toutes le
s seco
usses et vibratio
ns du vo
lcan
.
Les frontières en
tre plaque
s sont le
siège
d’une
forte sism
icité
due
aux
contraintes tectonique
s. Plus loca
lemen
t, les instab
ilités
dan
s la cha
mbre m
agmatique
d’un vo
lcan
font varier les
contraintes dan
s l’é
difice
et en
gend
rent des sec
ousses
sism
ique
s.
La plus gran
de m
ajorité des éruptio
ns est précé
dée
et
acco
mpag
née de séismes. A
insi, l’activité
de la Soufrière de
Gua
deloup
e en
1976
a été associée
à une
importan
te crise
sism
ique
… Ce type d’observations permet d’utiliser la
sismologie
comme un
e métho
de de
prévision des éruptio
ns volcan
ique
s.
C’est l’au
gmen
tatio
n de
la sismicité
qui a permis de donn
er
l’alerte puis de
prévo
ir l’imminen
ce des éruptio
ns et leur
loca
lisation au
cours de ce
s de
rnières an
nées au Pito
n de la
Fourna
ise par exe
mple.
Les stations sismologiqu
es in
stallées sur le
s vo
lcan
s de
s Antilles
et de la Réu
nion se composent d’un sism
omètre qui m
esure le
dép
lace
men
t du sol p
roduit par le
s ond
es sismique
s. Celui-ci e
st
assorti d
’une
alim
entatio
n élec
trique
autono
me (pan
neau
x solaires, é
olienn
e) et d’un
émetteur m
uni d
’une
anten
ne rad
io
qui transmet en perman
ence
les mesures à l’observatoire. O
n peu
t ainsi suivre la variatio
n de
l’ac
tivité
sismique
en fonc
tion
du temps. Ces statio
ns, sen
sibles, permettent de détec
ter les
tous petits séism
es qui précè
dent ou ac
compag
nent l’ac
tivité
vo
lcan
ique
, petits séism
es ja
mais ressen
tis par l’ho
mme.
En disposant plusieu
rs statio
ns sur le
massif vo
lcan
ique
, on pe
ut
loca
liser le
s ép
icen
tres et suivre le
dép
lace
men
t des foye
rs
sism
ique
s successifs. S
i un séisme, ou un
essaim de séismes plus
intenses que
la norm
ale sont enreg
istrés, l’alerte est déc
lenc
hée.
En cas d’aug
men
tatio
n du no
mbre de séismes et de leur
amplitud
e, une
crise volcan
ique
est possible. O
n ac
croît alors la
surveillanc
e sur tous le
s réseau
x.
Autres m
éthodes de surveillance
Si la
sismologie, le
s déform
ations et la géo
chim
ie constitue
nt le
s métho
des princ
ipales de
surveillanc
e de l’activité
volcan
ique
, de no
mbreuses autres scienc
es, c
ertaines
expérim
entales, sont utilisée
s pour détec
ter et comprend
re le
comportem
ent des volcan
s.
Déform
ations du sol
Pour se frayer un passage
, ouv
rir les fissures, éjecter le
s bouc
hons de lave
s solid
ifiée
s des éruptio
ns antérieures, la lave
doit être soum
ise à de fortes pressions. C
elles-ci sont
princ
ipalem
ent créé
es par l’injection de mag
ma d’origine
profond
e dan
s les ch
ambres et réservo
irs mag
matique
s. Ces pressions déform
ent l’é
difice
, le "gonflent", le fissurent et
en m
odifien
t la géo
métrie, avant et pen
dan
t l’é
ruptio
n. La surveillanc
e des déform
ations cond
uit donc
à l’étud
e des variatio
ns de la géo
métrie du vo
lcan
.
Une
étude globale de la déform
ation de l’é
difice
sous l’effet dela variatio
n de
pression à l’intérieur de la cha
mbre m
agmatique
utilise essentiellemen
t des
métho
des topograp
hique
s et géo
phy
sique
s:
�des m
esures clin
ométriqu
es perman
entes télétran
smises à l’observatoire
déc
rive
nt le
s ch
ange
men
ts d’in
clinaison du sol;
�le nivellemen
t par che
minem
ent rend
compte de la variatio
n d’altitude
des
points réitérés, ave
c un
e précision qui, selon la m
étho
de employé
e, va du
millim
ètre au ce
ntim
ètre par kilo
mètre
;
�la réitératio
n de stations d’in
clinaison ou croix de nive
llemen
t do
nne la
variation an
gulaire de la surface
topograp
hiqu
e d’un
e série de
mesures à
l’autre, a
vec un
e instrumen
tatio
n an
alogu
e;
�les mesures électro-optiq
uesde distanc
e do
nnen
t la variatio
n de la
distanc
e en
tre de
s points situ
és sur le
volcan
et d’autres points sup
posés fix
es
à l’e
xtérieur de l’é
difice
, ave
c un
e précision du millionièm
e;
�la pho
togram
métrie permet de co
nnaître la variatio
n des coordonn
ées
d’un gran
d nombre de points rep
érés ave
c un
e précision ce
ntim
étrique
, par
des m
étho
des issues de la cartograp
hie et s’appuy
ant sur un
résea
u gé
odésique
;
�en
fin, le systèm
e de po
sitio
nnem
ent par satellite GPS, utilisé en
mode
différen
tiel, permet de suivre la
positio
n dan
s l’e
spac
e de repère au
sol, soit de
faço
n co
ntinue
grâce
à des statio
ns automatique
s, soit périodique
men
t par
des cam
pag
nes de
mesure «man
uelle
».
La surve
illan
ce du jeu des failles, celle de l’o
uverture des fissures qui peu
vent
surven
ir à la suite de l’é
volutio
n tectonique
gén
érale de la rég
ion ou à la suite
de l’intrusion de
mag
ma, relèv
ent d’études lo
cales. Cette surve
illan
ce fait
appel à des m
étho
des de métrologie dé
rivé
es de ce
lles utilisées pour la
surveillanc
e des grand
s ouv
rage
s (barrage
s, tun
nels, e
tc…) et à des m
étho
des
de la géo
phy
siqu
e. Les premières permettent à un observateu
r utilisant un
comparateu
r de co
nnaître avec
une
précision du ce
ntième de
millim
ètre le
s ch
ange
men
ts de positio
n relatifs de deu
x points situ
és de part et d’autre d’une
fissure. Les sec
ond
es permettent de télétran
smettre et d’enreg
istrer ces
mouv
emen
ts.
Réseaux de surveillance des déform
ations
Inclinométrie
Des pen
dules horizo
ntau
x en
silice
de type Zollner
(fab
riqué
s par P.A. B
lum) permettent la
mesure co
ntinue
des in
clinaisons du sol, avec
une
précision de que
lque
s microradians (1 m
icroradian éq
uivaut à une
élévatio
n de 1 m
m à 1 kilo
mètre de distanc
e). Q
uatre stations enreg
istren
ten
continu (1 m
esure par 10 m
inutes) dan
s deu
x direc
tions perpen
diculaires (rad
iale et tang
entie
lle au vo
lcan
).
Global PositionningSystem (GPS différentiel)
Les dép
lace
men
ts du sol sont m
esurés ave
c un
e précision de
que
lque
s millim
ètres, dan
s les 3 dire
ctions, soit
par des statio
ns continue
s (2 statio
ns, 1
résultat toutes le
s 8 heu
res), soit man
uellemen
t sur en
viron 35 rep
ères
répartis sur tout le
massif, mesurés sim
ultané
men
t pen
dan
t en
viron 4 heu
res (périodicité
ann
uelle).
Distancemétrie
Grâce
à un rayo
n laser Ran
gemasterIII, u
ne dizaine
de miroirs sont visés dep
uis l’O
bservatoire et on mesure
ainsi les variatio
ns de distanc
e avec
une
précision de 1 à 2 cm (périodicité
heb
domad
aire).
Extensométrie
Environ 15 frac
tures ont été équipée
s de croch
ets et de fissuromètres3D. Leu
r éc
artemen
t est mesuré
man
uellemen
t au
moye
n d’un ex
tensomètre Conv
exet de palmers, ave
c un
e précision de que
lque
s dixièmes
à que
lque
s ce
ntièmes de mm (périodicité
men
suelle).
Érup
tion de
183
7 [gravu
re ano
nyme].
Érup
tion de
195
6 [pho
to M
acal].
© F. B
eaud
ucel / O
VSG
-IPGP, nov
embre20
05
Observatoire
Volcan
ologique
et Sismologique
de G
uadeloup
e -Le Houë
lmont -97113 G
ourbey
re-T
él: 0
5 90 99 11 33 -Fax: 05 90 99 11 34 -Em
ail: [email protected]
iv-ag.fr
Institu
tde
Phy
sique
du Globe de Paris -4 place
Jussieu
-75252 Paris Ced
ex05 -W
eb: h
ttp://w
ww.ip
gp.ju
ssieu.fr
La série hyaloclastites
de Rivière-Sen
s, liée
à
l’activité
hyd
ro-m
agmatique
des Mon
ts-Caraïbe
sil y a en
viron 50
0 00
0 an
s [p
hoto IP
GP]
Station inclinom
étriq
uesBlum
: instrumen
ts in
stallés sur la roc
he,
capteu
r en
silice
, bo
îtier
d’en
registremen
t [ph
otos IP
GP].
Station GPS
con
tinu au
Hou
ëlmon
t [ph
oto IPGP].
Mesure d’exten
sométrie
Con
vex[pho
to IP
GP].
Distanc
emètre
laser motorisé,:
EDM + th
éodo
lite [pho
to
IPGP].
Réseau de m
agnéto-tellurism
e
Le plus souv
ent,
les éd
ifice
s vo
lcan
ique
s sont situés dan
s de
s régions de
structures géo
logique
s co
mplexes co
mportan
t des fa
illes, d
es nap
pes aquifères,
des zo
nes
altérées… Ces structures modifien
t no
tablemen
t les
variations
temporelles
du
cham
p mag
nétiq
ue terrestre
à la surfac
e d’un
massif.
La
répartition
spatiale de
ces variations e
t leurs am
plitud
es p
euve
nt ê
tre
très
hétérogè
nes. Il faut d
onc
rec
onn
aître
la signa
ture m
agné
tique
sur le
massif
volcan
ique
, en l’absenc
e d’activité
. Pour élim
iner le
s variations homogè
nes, on
calcule les différen
ces en
tre les mesures faites au
mêm
e instan
tsur toutes les
stations m
agné
tique
s et u
ne statio
n ch
oisie comme station
de référenc
e. Le
suivi de l’é
volutio
n temporelle et spatiale d
e ce
s différen
ces renseign
ent sur
l’activité
volcan
ique
.
Lorsqu’un
volcan
entre en ac
tivité
, les variations volcan
omag
nétiq
uesqui sont
induites se sup
erposent à celles qui seraien
t observée
s en
période
d’in
activ
ité.
L’étud
e temporelle des m
esures différen
tielles et le
ur évo
lutio
nspatiale à l’aide
d’un
réseau
de
plusieu
rs stations mag
nétiq
ues
télémétrées pe
rmettent
d’appréhe
nder les
proce
ssus phy
sique
s qui peu
vent être à
l’orig
ine
des
variations volcan
omag
nétiq
ues. Parmi c
es proce
ssus on peu
t citer:
�les dé
place
men
ts de matière aim
antée (coulée
ou projections);
�les
effets thermomag
nétiq
ues
liés
à la perte ou
à l’acq
uisitio
n d’une
aiman
tatio
n par réc
hauffemen
t ou refroidissemen
t des roch
es volcan
ique
s dan
s le cha
mp m
agné
tique
terrestre
;
�les variations de co
ntraintes dan
s un
massif qui peu
vent donn
erlieu à trois
effets
: le p
iézo
mag
nétisme, l’électrociné
tismeet la résistivité
électrique
des
roch
es. Dan
s le p
remier cas, les a
iman
tatio
ns d
es roch
es se
modifien
t en
relatio
n avec
les
contraintes
exercé
es sur elles
et produisent un
ch
amp
"piézo
mag
nétiq
ue".
Dan
s le deu
xièm
e ca
s, la
circ
ulation de
fluides porteu
rs d’io
ns le
long
de failles
et de
fissures crée
un
ch
amp mag
nétiq
ue induit.
Et dan
s le troisième, la
résistivité
év
olue
en fonc
tion
des
contraintes
appliq
uées, ce
qui donn
e na
issanc
e à un
autre cha
mp m
agné
tique
induit..
Réseau de gravimétrie
La m
esure de la pesan
teur terrestre, lorsqu’elle est effe
ctué
e avec
bea
ucoup
de précision,
permet de ca
rtograp
hier les struc
tures internes ou de détec
ter les mouv
emen
ts de mag
ma
dan
s le volcan
. La gravimétrie est un
e tech
nique
de gé
ophy
sique
permettant de qua
ntifier
ces phé
nomèn
es d
e tran
sport d
e masse, de
variation
de
densité
dan
s la cha
mbre o
u le
cond
uit mag
matique
. On utilise pour cela un
gravimètre, instrumen
t de
hau
te précision qui
mesure des variatio
ns jusqu’à un
milliardième de g. Les m
esures sont effe
ctué
es d
e de
ux
faço
ns :
�par la
rép
étition d’un
résea
u d’une
trentaine
de repères (gé
néralemen
t iden
tique
s à ce
ux
utilisés par le GPS), tous les ans, de faço
n à détec
ter les variations de pesan
teur due
s au
x mouv
emen
ts de mag
ma ;
�par des m
esures m
oins précises mais sur un
e co
uverture p
lus large du massif, afin d
e déterminer la
carte d’ano
malie de Boug
uer, donn
ant des in
form
ations sur la
den
sité du sous-
sol e
t donc
la nature de
s roch
es.
Réseau de m
étéorologie
Afin
de dresser un bilan des apports en
eau
x météo
rique
s dan
s le
massif ou plus simplemen
t rech
erch
er des corrélations ave
c les au
tres param
ètres de surveillanc
e, l’Observatoire
a deu
x stations météo
rologique
s co
mplètes au
sommet de
la So
ufrière
et au
Houë
lmont. Les
donn
ées des p
luviomètres Météo
Franc
e installés sur le m
assif sont a
ussi u
tilisée
s. L
es
mesures de pression, tem
pérature et hu
midité
de l’air serve
nt q
uant à elles à ca
lculer les
perturbations atm
osphé
rique
s pour le
s mesures par visée
laser (distanc
emétrie).
Réseau de m
esures en forage
L’Observatoire dispose de de
ux forage
s : l’u
n au
Col de l’Éch
elle (76 m
de profond
eur),
l’autre à la Sa
vane
à M
ulets (96 m
). Il y en
registre les variatio
ns de température, liées au
réch
auffe
men
t de
la na
ppe phréa
tique
en co
ntact avec
les gaz
mag
matique
s. A
u fond
du
forage
, il e
st aussi possible d
’installer des sismomètres, des nivea
ux d’eau
, etc...
Enregistremen
t pap
ier de
s sign
aux sism
ique
s. Ces
sism
ogrammes son
t ana
lysés en
parallèle des
enregistremen
ts num
érique
s [pho
tos © Pierre d’Aviliana
].
Réseau de surveillance sismologique
La surveillanc
e sism
ologique
de
la So
ufrière
est faite
à
partir d’un
réseau
perman
ent de douz
e sism
omètres dont trois ont 3 composantes. Certains des
sign
aux sont num
érisés sur site
par des statio
ns grand
e dyn
amique
Len
nartz.
Les au
tres signa
ux sismique
s sont transmis à l’O
bservatoire
par m
odulation de
fréq
uenc
e (voie hertzienn
e). À l’O
bservatoire
, les sign
aux sont d
émodulés et
dix d’entre eu
x sont tracés sur
enregistreur pap
ier, afin de
faciliter la
visualisation
d’évé
nemen
ts. En
parallèle, tous les sign
aux
sont en
registrés
numérique
men
t en
continu, stockés sur disque
dur puis gravés sur
CD-ROM
une fois par jo
ur.
L’an
alyse co
nsiste en un
e rech
erch
e des tem
ps d’arrivée
des ond
es P et S, un
calcul d’hyp
oce
ntre, un
tracé
de ce
ux-ci sur ca
rte, un ca
lcul de mag
nitude et
l’édition du bulletin
sismique
. Ce systèm
e est co
mplété par la
tec
hnique
RSA
M,
métho
de de
calcul permettant d’obtenir
les
variations temporelles
de
l’amplitud
e moye
nne des signa
ux sismique
s. Le RSA
M est rég
lé pour env
oye
r par télép
hone
une
alarm
e au
tomatique
en cas de crise sism
ique
.
Les avalan
ches de dé
bris de Basse-Terre (F
ort
Delgrès), résulta
t de la suc
cession d’au
moins 8
déstab
ilisatio
ns de la Sou
frière au co
urs de
s de
rniers 800
0 an
s [pho
to IP
GP].
