Création d'un système d'information pour la gestion des risques volcaniques

par Alexis Hérault

Thèse de doctorat en Information scientifique et technique

Sous la direction de Clément Paoli.

Soutenue le 23-06-2008

à Paris Est , dans le cadre de École doctorale Information, Communication, Modélisation et Simulation (Champs-sur-Marne, Seine-et-Marne) , en partenariat avec Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (Institut) et de Sciences et Ingénierie de l'Information et de l'Intelligence Stratégique (S3IS) (laboratoire) .

Le jury était composé de Clément Paoli, Henri Dou, Luc Quoniam, John Hamal Hubbard, Christian Longevialle.

Les rapporteurs étaient Henri Dou, Luc Quoniam, John Hamal Hubbard.


  • Résumé

    La prévention du risque volcanique est un enjeu majeur, notamment pour l'Etna, dont les éruptions fréquentes menacent la province de Catane. Sont exposés les éléments physiques nécessaires à la compréhension des mécanismes intervenant dans un écoulement de lave basaltique. Un système d'information intégrant les principaux aspects du risque volcanique et permettant la création de cartes de risques est alors proposé. Ce système comprend un modèle, basé sur les automates cellulaires et intégrant le traitement d’images satellitaires. Il permet de simuler l'évolution d'une coulée ainsi que son débit. Ce système est alors intégré dans un Système d'Information Géographique. Il est validé sur les éruptions 2001, 2006 et 2007. Enfin, nous développons, pour l’enrichir, un modèle numérique pour le refroidissement d'une coulée de lave à l'aide des Smoothed Particle Hydrodynamics. Ce modèle, validé sur différents cas test, est appliqué au refroidissement d'un lac et d’une coulée de lave. Keywords : risque volcanique, automates cellulaires, système de veille, information élaborée, système d'information géographique, Smoothed Particle Hydrodynamics

  • Titre traduit

    Volcanic risk assesment information system design


  • Résumé

    Preventing volcanic risk is a major challenge, in particular when dealing with Mt Etna whose frequent eruptions regularly threaten Catane province. First, the physical elements necessary to understand the mechanism intervening in basaltic lava flow are exposed. Then, we develop an information system which deals with the main aspects of volcanic risk : lava flow evolution foresight and risk map design. This system is integrated in a geographical information system and is composed of both a model based on cellular automata permitting to simulate the evolution of a lava flow, and an infrared satellite image treatment module permitting to evaluate the lava flux rate. All the models and procedures developed were validated with the 2001, 2006 and 2007 eruptions. Lastly, to enhance the information system, we develop a digital model for lava flow cooling by means of Smoothed Particles Hydrodynamics. This model is validated by different case tests before being applied to the cooling of a lava lake


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