La prévision des éruptions volcaniques

Pour prévoir une éruption il faut, au préalable, bien connaître le volcan que l'on étudie. Ainsi, le volcanologue, comme le géologue, est d’abord un historien qui tente de reconstituer les éruptions antérieures, d’estimer leurs ampleurs, et de les dater. Ce travail permet d’établir une carte dite de risques où sont définies les zones les plus dangereuses. Ainsi, les différentes zones d’évacuation sont caractérisées selon le type d’éruption pressenti par les phénomènes précurseurs.

Pour décrire les différentes méthodes de surveillance d’un volcan actif, prenons une catastrophe volcanique, qui ne fut pas prédite, celle de la montagne Pelée, en Martinique, le 8 mai 1902. Analysons les témoignages de l’époque qui sont, avec le recul, autant de signes prémonitoires.

La montagne Pelée

La montagne Pelée est un volcan andésitique de forme conique presque parfaite, dont le sommet est constitué de petites caldeiras emboîtées dont la dernière, l’Etang Sec, est comblée par deux dômes qui se sont mis en place à la suite des éruptions de 1902 et de 1929. Depuis la colonisation, en 1635, quatre éruptions se sont produites : 1792, 1851, 1902 à 1905, 1929 à 1932.

L'éruption du 8 mai 1902

Au matin du 8 mai 1902, la montagne Pelée, au nord de la Martinique, dans l’archipel des petites Antilles se gravait dans la mémoire de l’humanité. À 8h03, la ville commerçante de Saint-Pierre, la "Reine des Antilles" est détruite : 28 000 personnes meurent d'asphyxie et de brûlures ; on ne retrouvera que deux survivants (Ciparis et Léon Compère).
Le responsable une nuée ardente.

     Du commandant Le Bris, le 9 mai :  Marine, Paris, de Pointe-à-Pitre.
   Vers 8 heures, volcan projeta masse considérable fumée et terre. Sitôt après trombe de feu. Instantanément toute la ville était en flammes, navires démâtés et incendiés. Pluies de roches dura un quart d'heure.
    Je suis arrivé Saint-Pierre 2 heures soir, sauvant quelques personnes provenant navires.
    Pas aperçu êtres vivants dans ville, où impossible de pénétrer. Nombreux cadavres près du quai.


À partir du 3 novembre 1902, une aiguille de lave visqueuse, dont l’enveloppe extérieure forme une croûte solidifiée, émerge du cratère. Après une alternance de phases de croissance et d’effondrement (il y eut 58 nuées d'effondrement de l'aiguille du 3 novembre 1902 au 10 août 1903) l’aiguille atteint la hauteur impressionnante de 265 m (du 25 juin au 6 juillet 1903 l'altitude de l'aiguille atteint un maximum de 1608m).

Photo prise le 8 mars 1903 (Dupuis). Copyright D. Decobecq
Au premier plan la ville de Saint-Pierre détruite ; au loin, la montagne Pelée et son aiguille qui émerge. Le relief de la Pelée est peu visible car des vents doivent soulever les ponces. Copyright D. Decobecq.

Par la suite, cette aiguille se désagrégera en produisant de petites nuées ardentes de type avalanche. Si cette aiguille ne se serait pas successivement effondrée elle aurait atteint une altitude de 2 200 m soit une hauteur de la colonne d'environ 850 m. Le volume peut ainsi être estimé : 150 m de diamètre et 850 m de hauteur donne 15 millions de m3.  L’éruption durera jusqu’en 1905.
collection Dominique Decobecq

L’éruption de 1929 à 1932 présentera les mêmes caractéristiques que celle de 1902 mais d’ampleur beaucoup plus faible.

Chronique d’une éruption annoncée

Les premiers signes prémonitoires de la montagne Pelée apparaissent dès 1900 quand une ouverture de fumerolles est signalée par M. Arnoux :
    "deux petites solfatares qui s’étaient ouvertes dans le cratère actuel dit de l’Etang Sec. Nous vîmes nettement deux espaces de 30 ou 40 m de rayon complètement dénudés, les arbres couchés et brûlés et le sol parsemé d’une matière jaune que nous pensions être du soufre".
 

Installation d’appareil de mesures
Aujourd’hui, l’observatoire volcanologique, dès la connaissance de l’apparition de ces fumerolles, renforcerait sa surveillance et installerait un complément de capteurs : mesures de température, du taux de radon dans le sol (cet élément naturel gazeux et radioactif, il provient de la désintégration du radium ; par rapport à l’atmosphère le magma contient beaucoup de radon et l’augmentation du radon témoigne de la montée de magma), de gaz carbonique... Toutes ces données seraient transmises en continues à l’observatoire.

Début janvier 1902, l’accroissement des fumerolles

Au début de l’année 1902, les habitations situées sur les pentes ouest de la montagne Pelée, puis le village du Précheur et ses environs, sur la côte, au nord de la ville de St-Pierre sont touchés par les émissions fumerolliennes. Au fil des jours, toute la zone nord de l’île, qui se trouve sous les alizés, est incommodée par les odeurs d’œufs pourris. Ce phénomène s’accentue durant les mois de mars et d’avril :
" je ne sais pas ce que nous allons devenir, nous sommes empestés par une odeur de soufre depuis quelques temps. La vie est insupportable chez nous."
(Récit du Frère Fulbert, le 13 mai 1902, dans Cœur Créole).

Le 25 avril, Saint-Pierre se trouve à son tour incommodée par les émanations du volcan :
" Pendant quatre jours (du 25 au 29 avril, il (le volcan) a fumé avec une telle violence qu’on était incommodé à Saint-Pierre par une odeur désagréable de soufre brûlé " (lettre de E.V. du 2 mai 1902 au R.P. Kieffer).

L’analyse des gaz volcaniques

Prélèvement de gaz magmatiques sur le dôme du volcan Guagua Pichincha (Equateur)

L’apparition d’une telle activité fumerollienne serait immédiatement étudiée. Les volcanologues compareraient les analyses réalisées quotidiennement et établiraient la teneur en carbone par rapport au soufre. En effet, lors de l’ascension du magma l’émission de gaz carbonique (CO2) est précoce par rapport au dioxyde de soufre (SO2). Cette analyse des gaz serait corrélée avec l’étude des sublimés ; ces dépôts solides que l’on trouve autour des fumerolles.

Des analyses hydrogéochimiques des sources situées au pied du volcan seraient également réalisées. En effet, la pluie lessive le sol et le sous-sol et perçole dans le volcan. Si un magma ascendant est proche, l’eau " fixe " les gaz issus du magma. Ces études seraient menées en continues afin d’appréhender toute augmentation d’activité. Cependant, de nombreux volcans en sommeil ont une activité fumerollienne, mais cela ne signifie pas nécessairement un réveil du volcan. Un glissement de terrain, une réouverture de fissures peut libérer des gaz bloqués à faible profondeur.

Le 25 avril, les explosions phréatiques

L’accroissement de l’activité fumerollienne de la montagne Pelée s’accompagne à partir de la mi-avril d’explosions dites phréatiques. Pour le volcanologue une explosion dite phréatique est le résultat d’aquifères confinés et superficiels, sans contacts directs avec le magma mais réchauffés jusqu’à la température d’ébullition par les fluides issus du magma plus profond. L’eau au niveau de l’édifice volcanique réagit de façon explosive.

La structure du volcan secouée par ces violentes explosions sera plus facilement sujette à des déséquilibres de pente. Les premières explosions phréatiques sur la Pelée ont lieu dan la dernière semaine d’avril. Un article paru dans le journal Les Antilles décrit une importante éruption :

" C’est jeudi soir (24 avril), disons-nous que quelques promeneurs… remarquaient dans une éclaircie nuageuse, les masses de vapeur d’un blanc noir qui surgissaient du flanc de la montagne, vapeurs qui n’avaient pu êtres remarquées jusqu’alors en raison des masses nuageuses qui depuis quelques temps assombrissaient notre ciel. En réalité, il se peut donc que l’éruption ait commencé depuis déjà plusieurs jours en raison de la situation du nouveau cratère dans les parties nuageuses du volcan. D’après les documents qui nous arrivent du Précheur, nous serions portés à placer la date exacte du commencement de l’éruption à mercredi dernier, 23 courant à 9h moins 1/4 du soir, en coïncidence avec une détonation souterraine qui fut nettement entendue dans cette localité. "

Dans la nuit du 25 avril :
" Des colonnes de fumée d’un noir d’encre, gorgées de cendres sont observées à l’aurore de la journée d’hier où de puissantes décharges ont projeté, de 9 à 10 h du matin des colonnes de vapeur d’une hauteur d’environ égale à la montagne elle-même, soit une hauteur de 500 à 600 m. "

Les masses de vapeur d’un blanc noir correspondent à la vaporisation de l'eau superficielle qui surchauffée s’échappe. C’est également à cette date que les premières cendres tombent sur des secteurs habités. Cette cendre :
" était si abondante qu’à deux mètres de distance personne ne pouvait se reconnaître."

La surveillance sismique
Chaque explosion, qui se produirait au sommet, provoquerait un choc enregistré par les sismographes répartis autour du volcan et relayés à l’observatoire. Les volcanologues pourraient ainsi compter le nombre d’explosion, leur fréquence et leur intensité.

Ce réseau sismique détecterait l’activité en profondeur et définirait le foyer et l’intensité des séismes afin d’appréhender la montée du magma qui se révèle par des fréquences de séismes très importantes et de plus en plus superficielles : le trémor.

Le 30 avril, les chutes de cendres

Des récits révèlent deux nouvelles importantes éruptions phréatiques :
Dans la nuit du 30 avril, le volcan émet des cendres, qui retombent sur les habitations :
" La cendre se mit à tomber, légère d’abord, puis si forte qu’on l’entendait s’abattre. En même temps, la température s’éleva d’une façon sensible."

Emission de cendre du cratère Nord-Est de l'Etna. Photo Dominique Decobecq
À partir de la nuit du 2 au 3 mai, les chutes de cendres augmentent :
" À minuit, un violent coup de tonnerre me réveilla…Le volcan était en feu, le ciel incandescent au-dessus de lui. Pendant plus d’une heure, le gouffre a vomi des torrents de vapeurs enflammés accompagnés d’éclairs de toutes les couleurs et de toute intensité avec un fracas épouvantable de détonations et de mugissements".
(Lettre du 3 mai d’un habitant de Saint-Pierre).

Les détonations et les éclairs correspondent aux décharges électriques qui résultent du frottement des cendres les unes contre les autres. Le réveil de la montagne Pelée est enfin annoncé en métropole.

L’étude des dépôts de cendre
Aujourd' hui, les retombées seraient étudiées (densité, nature et diamètre des particules, épaisseur des dépôts) afin d’estimer le volume de cendres et d’appréhender l’influence du vent sur la répartition des cendres. Ainsi, au cours de la nuit du 2 au 3 mai selon l'estimation le volume de cendre émis fut 100 fois plus important que le 25 avril.

En complément, quelques échantillons seraient soumis à l'observation au microscope électronique afin de déterminer si ces cendres contiennent du magma frais.
De plus grâce aux satellites de télédétection comme Spot ou ERS, ils est possible d’observer pratiquement en continu le volcan et par des analyses radar de s’affranchir des problèmes de météorologie.
 
 

Le 5 mai, les coulées boueuses

Une première coulée de boue (lahar) dévale, le 5 mai, la vallée de la Rivière Blanche et ce sont les premières victimes (23); son arrivée brutale dans la mer engendre, un petit raz de marée :
" Ce n’est plus de l’eau : c’est une boue épaisse, pâteuse, noire, qui ne coule pas, mais glisse emportant comme des fétus des roches gigantesques. "

Le sommet de la montagne Pelée était, à l’époque, constitué d’une caldeira de 700 à 1 000 m de diamètre. Vers la mi-avril celle-ci s'est remplie d’eau, dont une faible partie se déverse dans la Rivière Blanche. La coulée de boue du 5 mai résulte du déversement du lac dans la vallée depuis ce rempart sud. Jusqu'au 8 mai d’autres coulées de boue descendent dans cette vallée. Dans les nuits du 6 et 7 mai, toutes les rivières débordent.

L’étude du gonflement du volcan
Aujourd’hui, des points de surveillance en amont des vallées seraient installés pour signaler toute augmentation du niveau des rivières. En effet, un volcan est un peu comme un gros tas de sable gorgé d’eau, quand du magma monte dans cette structure il chasse, comme quand l’on presse une éponge l’eau contenue. Bien sûr, ce phénomène peut être accentué dès qu’il y a une calotte glaciaire avec la fusion rapide du glacier comme cela est arrivé pour le Nevado del Ruiz, en Colombie.

mesure de deux points situés de part et d'autre d'une fissure. Etna. Photo. Dominique Decobecq

Cette montée de magma peut être suivie par l’étude des déformations de surface et les zones fragilisées du volcan. Les volcanologues ont constaté que l’édifice volcanique, avant l’éruption, " gonfle " de quelques millimètres à plusieurs dizaines de centimètres, parfois des mètres comme dans les semaines qui précédèrent l’éruption du mont Saint-Helens en mai 1980.

Les méthodes sont variées, citons le nivellement, qui est la détermination de l’altitude de points de référence. Les mesures sont réitérées afin d’appréhender des changements.

Une autre technique s’applique à définir des variations de distance entre deux points de référence : le temps mis par une onde lumineuse pour réaliser le trajet aller et retour entre l’émetteur et le réflecteur donne la distance.
 
 

Le 6 mai, les pierrotins restent

Le 6 mai l’aspect des éruptions change : le nuage de cendres devient plus épais, plus noir et il s’élève moins haut. Le 7 mai, au matin, de petites nuées ardentes sont déjà observées.
Le sentiment qui prédomine chez les habitants de Saint-Pierre, c' est qu’ils sont loin du volcan (6 à 7 km). De plus, un relief, le morne Lénard, semble une protection suffisante. Le trajet suivi par la coulée de boue du 5 mai, conforte les Pierrotins dans cette idée.
Cependant, le gouverneur de l’île, réunit le 7 mai une commission de surveillance du volcan, composée des " scientifiques " de l’île : un militaire, un pharmacien, un ingénieur des Ponts et Chaussés et un professeur de sciences naturelles. Elle publie, le soir même, une note rassurante, mais aucune décision n’est prise, sinon celle d’éviter une panique.

La carte de risque
Un plan de secours existe depuis plusieurs années et différents niveaux d’alerte ont été mis au point selon l’activité du volcan. Aujourd’hui, dès les premiers signes d’activité l’alerte 1 serait engagée et une cellule de crise serait activée par le préfet. L’accès à la zone sommitale serait interdit par les gendarmes. Si l’activité augmente, la cellule de crise, en se référant à la carte de risques réalisée par la Délégation aux Risques Majeurs et en accord avec les volcanologues de l’observatoire volcanologique déciderait l’alerte 2 ou 3, avec l’évacuation des zones les plus menacées. Une carte d'exposition potentielle à l'aléa volcanique de la population et des constructions est disponible sur le site du BRGM (Bureau de Recherches Géologiques et Minières).

C’est ce qui se déroule depuis 1995, pas très loin de la Martinique, à l’île de Montserrat. A quelques kilomètres de la capitale, Plymouth, le volcan, Soufriere Hills, présente un dôme de lave visqueuse avec parfois des nuées ardentes.

    La liste des volcans menaçants
 
 

Pour en savoir plus par les livres et publications et par Internet :

- Un site très bien documenté sur la Montagne Pelée : http://perso.wanadoo.fr/dmo/martinique/montpelee/html/sommaire.htm
- Le site de l’Académie de la Martinique avec une bonne partie géologie : http://www-peda.ac-martinique.fr/svt/geol7.shtml
- Le site Centenaire de l’éruption de la Montagne Pelée : http://www.saint-pierre-2002.org/intro.htm
-  L’observatoire Volcanologique de la Montagne Pelée : http://geoscope.ipgp.jussieu.fr:8080/martinique/stationmar.html

Des images :
- Pour découvrir en image la Montagne Pelée  : http://www.mount-pelee.com.
- Des photos inédites de l’éruption de la Montagne Pelée, réalisées par le capitaine du Destrees, Albert Lemée, arrivé à Saint Pierre peu après le 8 mai : http://daniel.lemee.free.fr/martinique
- Un site en hommage aux victimes : http://membres.lycos.fr/sp1902
 

BIBLIOGRAPHIE sur la Montagne Pelée :