Publié le 9 mars 2022 – Mis à jour le 3 avril 2023

Brève scientifique

Les nuées ardentes sont des écoulements chauds et rapides de roches volcaniques et de gaz. Elles représentent une menace majeure pour les populations vivant à proximité de volcans explosifs, comme l’atteste l’éruption de la Montagne Pelée de 1902. Les mécanismes à l'origine de la séparation entre la partie concentrée (l’écoulement pyroclastique) et la partie diluée (la déferlante pyroclastique), ainsi que le comportement très fluide et la mobilité remarquablement élevée de la partie concentrée ne sont toujours pas compris. Grâce à des observations de terrain des effondrements du dôme de lave du volcan Merapi (Indonésie), des expériences en laboratoire et des modélisations numériques, nous proposons un modèle qui unifie et explique ces mécanismes. Notre modèle indique que tout s’explique par la chute de fines particules volcaniques sur une topographie abrupte et irrégulière. L'air ambiant piégé entre les particules pendant la chute crée à la fois la déferlante pyroclastique en s’échappant quand le mélange touche le sol et en entrainant les particules les plus fines et induit une grande fluidité dans l’écoulement pyroclastique en augmentant la pression de gaz interstitiel qui limite les frottement inter-particulaires. Nos conclusions alertent sur l'importance de la topographie et de ses variations pour estimer la capacité destructrice des nuées ardentes et mieux gérer les risques éruptifs.

Mécanisme de fluidisation de l’écoulement pyroclastique et genèse de la déferlante pyroclastique par des cycles successifs de fluidification-élutriation sur les pentes volcaniques les plus raides.
Mécanisme de fluidisation de l’écoulement pyroclastique et genèse de la déferlante pyroclastique par des cycles successifs de fluidification-élutriation sur les pentes volcaniques les plus raides. - Mécanisme de fluidisation de l’écoulement pyroclastique et genèse de la déferlante pyroclastique par des cycles successifs de fluidification-élutriation sur les pentes volcaniques les plus raides.

 

Remerciements

Les installations sur le terrain et les expériences de laboratoire ont été financées par le projet ANR Domerapi (ANR‐12‐BS06‐0012), le Laboratoire d’Excellence ClerVolc (publication numéro 523), le Laboratoire Magmas et Volcans (LMV), l’Observatoire de Physique du Globe de Clermont-Ferrand (OPGC), l’Institut de Recherche pour le Développement (IRD), l’Observatoire du Merapi (BPPTKG/CVGHM) et le site instrumenté VELI.