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Modélisation du lien entre éruptions et glissements de flancs au Piton de la Fournaise / Quentin Dumont (2022)  

Public Titre : Modélisation du lien entre éruptions et glissements de flancs au Piton de la Fournaise Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Quentin Dumont, Auteur ; Valérie Cayol, Directeur de thèse Editeur : Clermont-Ferrand : Université Clermont Auvergne Année de publication : 2022 Importance : 621 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie Thèse présentée pour l'obtention du grade de Docteur de l'Université Clermont-Auvergne, Spécialité Terre Solide : géodynamique des enveloppes supérieures / paléobiologie Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de télédétection [Termes IGN] aléa [Termes IGN] analyse diachronique [Termes IGN] déformation de la croute terrestre [Termes IGN] détection de changement [Termes IGN] données GNSS [Termes IGN] données spatiotemporelles [Termes IGN] effondrement de terrain [Termes IGN] faille géologique [Termes IGN] instabilité [Termes IGN] interféromètrie par radar à antenne synthétique [Termes IGN] modèle de déformation tectonique [Termes IGN] Piton de la Fournaise (volcan) [Termes IGN] risque naturel [Termes IGN] séisme [Termes IGN] surveillance géologique [Termes IGN] tsunami Index. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (Auteur) Le Piton de la Fournaise est l'un des volcans les plus actifs au monde avec en moyenne 2.3 éruptions/an depuis 1998. L'activité typique est caractérisée par l'ouverture de fissures éruptives le long d'une rift zone principale arquée vers le NE et le SE du cratère sommital. En mars-avril 2007, la plus grande éruption des cent dernières années a eu lieu. Elle s'est caractérisée par l'émission de 220x106 m3 de lave et par un effondrement du cratère sommital de 300 m. Pendant l'éruption, un glissement asismique du Flanc Est de 1.4 m vers la mer a été mesuré par interférométrie RADAR (InSAR). Depuis lors, les données InSAR et GNSS montrent que le glissement se poursuit à un taux de 1.4 cm/an. Le glissement a été relié à une faille ou à une intrusion cisaillée suivant les auteurs. Afin d'estimer l'impact de l'activité intrusive sur les mouvements du flanc Est et les mécanismes liés aux instabilités, une analyse des champs de déplacements et des modélisations inverses ont été réalisées pour 60 événements intrusifs survenus entre 1998 et 2021. Les intrusions modélisées révèlent une zone intrusive majeure orientée NE-SE, une zone de sills et quatre zones d'intrusions secondaires rayonnant à partir du cône sommital. La zone intrusive majeure NE-SE est connectée en profondeur à la zone de sills se localisant sous le flanc est. Ensemble, elles forment une zone intrusive continue caractérisée par une forme de cuillère convexe, orientée vers la mer. Elle présente des parois sub-verticales à sa tête, accommodant l'ouverture des dykes. Vers l'est, la structure intrusive s'horizontalise et accommode des intrusions associées à du cisaillement indiquant une discontinuité préexistante guidant leur mise en place. A l'extrémité est de la structure, deux régimes de glissement séparés par un axe N60° sont identifiés: des sills cisaillés (cisaillement synchrone de l'ouverture) au nord de l'axe; et un comportement de failles (≈purement en cisaillement) au sud. De plus, la modélisation des contraintes associées aux intrusions montre que la mise en place des intrusions dans les zones d'intrusions préférentielles est contrôlée par l'historique des contraintes héritées des intrusions précédentes et qu'il existe une rétroaction positive entre l'ouverture des dykes dans les rift zones et le glissement le long des sills et de la faille. Ainsi, la structure majeure en forme de cuillère agit probablement comme une surface de déstabilisation. A l'échelle des temps géologiques, les intrusions répétées dans la structure peuvent conduire à un effondrement catastrophique des flancs générant des séismes et des tsunamis. Ce modèle d'évolution long terme de l'édifice est en accord avec la présence de dépôts d'avalanche de débris dans la bathymétrie et permet d'expliquer la formation de l'Enclos Fouqué. Note de contenu : 1. Introduction générale 1.1 Système d’alimentation et activité intrusive des volcans 1.2 Déstabilisation des flancs des édifices volcaniques 1.3 Interactions entre activité intrusive et déstabilisations de flancs 1.4 Cas du Piton de la Fournaise 1.5 Objectif de la thèse 1.6 Plan du manuscrit 2. Le Piton de la Fournaise 2.1 L’île de la Réunion 2.2 L’édifice du Piton de la Fournaise 2.3 L’éruption de Mars-Avril 2007 : impact pour la structure interne du volcan 3. Mesure et analyse des déformations du Piton de la Fournaise 3.1 Surveillance volcanique 3.2 L’Interférométrie Radar à Synthèse d’ouverture (InSAR) 3.3 Le service OI2 3.4 Champs de déformations associés à l’activité éruptive du Piton de la Fournaise 4. Modélisation inverse des déformations 4.1 Introduction à la modélisation des déformations 4.2 Procédure de modélisation inverse par éléments frontières mixtes 4.3 Modélisation des éruptions 1998-2021 5. Apport de la modélisation des déformations pour la compréhension du système d’alimen?tation et la stabilité du Piton de la Fournaise 5.1 Un système d’alimentation superficiel associé à une surface de déstabilisation révélé par les modèles dérivés des données InSAR 6. Reconstruction de l’évolution des contraintes dans les 23 dernières années 6.1 Importance de l’évolution temporelle du champ de contraintes pour l’estimation des aléas 6.2 Critères de ruptures utilisés pour le suivi de l’évolution des contraintes 6.3 Calcul des contraintes et modèle de rift zones 6.4 Évolution des contraintes sur la période 1998-2007 6.5 Évolution des contraintes sur la période 2007-2021 6.6 Implication pour les cycles intrusifs 6.7 Implication pour la sismicité du Flanc Est 7. Implications morpho-structurales et aléas 7.1 Ré-interprétation de la genèse de l’Enclos Fouqué 7.2 Modes de glissement et liens avec la structure interne du flanc est 7.3 Aléa tsunami 8. Conclusion 9. Perspectives 9.1 Amélioration des modèles de déformation pour plus de flexibilité 9.2 Compréhension de la structure des Grandes Pentes 9.3 Application de l’évolution des contraintes à l’anticipation de la localisation des éruptions 9.4 Évaluation de l’activité sismique potentielle du flanc Est Numéro de notice : 26943 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Terre Solide, géodynamique des enveloppes supérieures, paléobiologie : Clermont-Auvergne : 2022 Organisme de stage : Laboratoire Magmas et Volcans DOI : sans Date de publication en ligne : 18/11/2022 En ligne : https://tel.hal.science/tel-03859171 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=102140