Simulations numériques et impact tsunamogène d'une déstabilisation de flanc au volcan sous-marins Kick'em Jenny : petites Antilles

par Frédéric Dondin

Thèse de doctorat en Volcanologie physique

Sous la direction de Auran J.O Randrianasolo.

Soutenue en 2010

à Antilles-Guyane .

mots clés

• Sédiments marins
• Mécanique des sols
• Géodynamique
• Volcans sous-marins -- Petites Antilles
• Tsunamis
• Simulation par ordinateur

Résumé

Les déstabilisation de flancs sont un phénomène destructeur capable d'affecter un volcan quel que soit son contexte géodynamique. Dans cette thèse, le cas d'un épisode de déstabilisation de flanc est étudié pour le volcan sous-marin Kick'em Jenny. L'objectif primordial est de pouvoir appréhender le comportement dynamique de l'écoulement généré par la déstabilisation d'un flanc du proto-édifice. Pour ce faire, une étude du dépôt considéré comme étant issu de cet épisode de destruction est présentée afin d'évaluer le volume mobilisé. Cette déstabilisation de flanc est simulée à l'aide du modèle VolcFlow, basé sur une approche eulérienne de la résolution des équations de St-Venant moyennées sur l'épaisseur de l'écoulement. Deux modèles rhéologiques sont testés afin d'estimer lequel est plus à même de reproduire le comportement dynamique de l'écoulement et la mise en place du dépôt dans sa position finale. L'effet tsunamogène local (i. E. à la source) de cet épisode de déstabilisation de flanc est simulé l'aide de VolcFlow et de TOPICS (code de génération de caractéristiques de la perturbation de la surface libre à partir des spécificités de la déstabilisation). Enfin l'effet tsunamogène régional, lié à la propagation du tsunami dans le Bassin de Grenade est évalué à partir de simulations effectuées à l'aide de FUNWAVE (modèle propagation de tsunami) en considérant un modèle de propagation de type Boussinesq

Titre traduit

Numerical simulations and tsunamigenic impact of a flanck collapse episode at kick'em Jenny submarine volca : lesser Antilles

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Résumé

Flank collapses are destructive phenomena affecting volcanoes no matter their geodynamical context. In this thesis, we focus on the case of a flank collapse episode that occured at Kick'em Jenny submarine volcano. The main goal of this thesis is to assess the dynamical behaviour of the flow generated by the flank collapse episode at the proto-edifice. To do so, we first estimate volume involved in the collapse. The collapse event is simulated using VolcFlow, a model based on depth-averaged approximation of the St-Venant equations. Two rheological models are tested so that we can evaluate which one is most appropriate to reproduce the dynamical behaviour of the flow and the deposit features. Tsunamigenic effect at the source (local effect) is investigated by simulation tests using both VolcFlow and TOPICS (code providing tsunami source parameters from collapse characteristics). At last the regional tsunamigenic effect due to wave propagation towards the neighbouring islands is assessed using FUNWAVE, a Boussinesq-based model of wave propagation