Modélisation de la croissance des volcans

par Catherine Annen

Thèse de doctorat en Volcanologie

Sous la direction de Jean-François Lénat.


  • Résumé

    L'importance des complexes intrusifs dans la croissance des volcans est démontrée par l'observation de la structure interne d'anciens édifices ainsi que par la surveillance des volcans actifs. Nous utilisons la simulation numérique pour évaluer la contribution respective dans la croissance des volcans basaltiques des intrusions et de l'accumulation des coulées de lave. Nous modélisons le soulèvement induit par la mise en place d'un essaim de dykes. Le déplacement vertical est calculé avec les équations d'okada. Le coefficient de poisson du milieu et la profondeur de la source sont introduits par l'utilisateur. Les paramètres individuels des dykes sont tirés au sort entre des limites et en fonction d'une distribution statistique fixée préalablement. Trois types de source sont testés : ponctuelle, plane circulaire et sphérique. Les coulées de lave s'écoulent sur une grille a maille carrée en suivant la plus forte pente. Le programme tiré au sort, pour chaque coulée, son volume, son seuil de contrainte, sa masse volumique et son rapport d'aspect ainsi que la position de l'évent en fonction de la distribution statistique introduite par l'utilisateur. Des tests systématiques sont réalisés en fonction des paramètres pour les deux types de modélisation. Finalement, les deux modèles ont été combinés de telle manière que chaque fois qu'une intrusion atteint la surface elle alimente une coulée. Avec des données réalistes de dimensions de dykes et de volumes des coulées, le déplacement vertical induit par les intrusions contribue pour 13% au volume total de l'édifice et pour 30% à sa hauteur. La simulation est appliquée à deux cas réels: le Koolau (Hawai) et le piton de la fournaise (Réunion). Dans les deux cas la modélisation établit que la croissance endogène est dominante. Nous avons démontré que les volcans basaltiques sont le résultat combiné de la construction interne par intrusion et de la croissance en surface par éruption.


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  • Détails : 159 p.
  • Annexes : 109 ref.

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