Fiche de révision : Volcans et séismes : risques géologiques

📋 Plan du Cours

1. Éruptions effusives et explosives
2. Mécanismes et produits volcaniques
3. Séismes et énergie libérée
4. Tsunamis et conséquences des séismes
5. Évaluer le risque géologique
6. Surveiller et prévoir les éruptions
7. Prévenir et réduire les risques

📖 1. Éruptions effusives et explosives

★ À maîtriser

📌 Une éruption effusive implique un magma fluide et produit principalement des coulées de lave, tandis qu’une éruption explosive implique un magma très visqueux et produit des cendres et des nuées ardentes.

• La lave des éruptions effusives s’écoule lentement, à environ 10 à 18 km/h, tandis que les nuées ardentes des éruptions explosives se déplacent à 300 à 600 km/h.

Compléments

• Les deux types d’éruption ont une chambre magmatique située à environ 20 à 50 km de profondeur.

📌 Les éruptions effusives sont relativement peu dangereuses pour les populations locales, tandis que les éruptions explosives sont dangereuses en raison de la rapidité des nuées ardentes et des gaz et cendres émis.

• Un volcan est une structure formée par l’empilement de produits d’éruption refroidis.

💡 Astuce mémo

Magma fluide : lave qui s’écoule ; magma visqueux : gaz bloqués puis explosion.

📖 2. Mécanismes et produits volcaniques

🔑 Notions clés & Définitions

• Magma : Mélange de roches en fusion et de gaz situé à l’intérieur du volcan, dans une chambre magmatique, puis remontant vers la surface par la cheminée.
• Lave : Roche en fusion issue du magma arrivé à la surface, dont les gaz se sont échappés.
• Viscosité : La viscosité correspond à la résistance d’un fluide à s’écouler : l’eau, peu visqueuse, s’écoule vite, tandis que le miel, très visqueux, s’écoule lentement.
• Nuées ardentes : Mélange de gaz, de cendres et de roches très chaudes qui dévale rapidement les pentes du volcan.

★ À maîtriser

• Lors d’une éruption explosive, le magma visqueux remonte lentement, refroidit et forme un dôme qui bloque les gaz ; leur pression augmente jusqu’à faire exploser le dôme, ce qui émet un panache de cendres et des nuées ardentes.

Compléments

• Dans une éruption effusive, les gaz du magma fluide s’échappent au cours de la remontée, permettant à la lave de s’écouler en surface.

💡 Astuce mémo

Gaz libérés → gaz piégés sous le dôme → explosion et nuées ardentes.

📖 3. Séismes et énergie libérée

🔑 Notions clés & Définitions

• Séisme : Phénomène géologique qui provoque des déformations du sol et des failles par une libération brutale d’énergie en profondeur.
• Faille : Rupture de la roche accompagnée d’un déplacement des blocs rocheux.
• Foyer : Point de départ du séisme, où la magnitude est la plus forte.

★ À maîtriser

• L’énergie libérée par un séisme se mesure en joules et dépend de sa magnitude : plus la magnitude est élevée, plus l’énergie libérée est importante.

Compléments

• Les forces de pression et de frottement s’accumulent dans les roches jusqu’à leur rupture, puis se relâchent.

• Un séisme de magnitude moyenne, autour de 4, à forte, de 6 ou plus, peut entraîner des dégâts matériels et humains.

📖 4. Tsunamis et conséquences des séismes

🔑 Notions clés & Définitions

• Tsunami : Un tsunami est une série de vagues, dont la hauteur peut être inférieure à 5 m ou supérieure à 12 m, provoquée par un séisme sous-marin ou une éruption volcanique.

★ À maîtriser

• Un séisme sous-marin déforme le fond marin et déplace le volume d’eau ; une vague se forme et se propage en surface, puis grandit à l’approche des côtes.

Compléments

• Le séisme du Japon du 11 mars 2011 a provoqué un tsunami et une catastrophe ayant notamment touché Fukushima.

• Le tsunami associé au séisme du Japon a produit une vague de 15 m de haut.

💡 Astuce mémo

Séisme sous-marin → déplacement d’eau → vague qui grossit à l’approche des côtes.

📖 5. Évaluer le risque géologique

🔑 Notions clés & Définitions

• Risque : Probabilité de dommages et de pertes liés à un aléa dans une région présentant des enjeux importants.
• Aléa : Probabilité qu’un phénomène se produise.

★ À maîtriser

📌 Le risque d’une région dépend à la fois de l’aléa et des enjeux, et peut être représenté par la relation $Risque = aléa \times enjeux$.

Compléments

• Les enjeux comprennent les êtres vivants, les populations humaines, animales et végétales, ainsi que les infrastructures susceptibles d’être touchés ou détruits par un aléa.

📌 Si aucun enjeu ne se trouve dans la zone affectée par un aléa, le risque est nul.

📖 6. Surveiller et prévoir les éruptions

★ À maîtriser

• La remontée du magma depuis les chambres profondes pousse la croûte, provoque le gonflement du volcan et des fractures sismiques en profondeur, puis des variations de pente et d’altitude, l’ouverture de fissures et une hausse des émissions de gaz à la surface.

• Le suivi en temps réel des mouvements souterrains du magma permet de prévoir une éruption.

Compléments

• Les signes précurseurs d’une éruption sont de faible amplitude et imperceptibles aux êtres humains, mais des capteurs spécialisés et ultrasensibles peuvent les enregistrer.

• Les capteurs enregistrent les données suivantes :

  • Le sismomètre enregistre les séismes, leur amplitude en g et leur fréquence en hertz (Hz).
  • L’inclinomètre mesure la pente du volcan en degrés.
  • L’extensomètre mesure l’ouverture des fissures en millimètres.
  • Les récepteurs GPS mesurent l’altitude en mètres.
  • Les sondes à CO₂, SO₂ et H₂S mesurent les émissions de gaz en pourcentage.
  • Le thermomètre mesure la température des gaz en degrés Celsius.

• L’échelle d’activité volcanique va d’un niveau minimal, associé à des paramètres normaux et à une alerte verte, à une augmentation avec vigilance jaune, une forte augmentation avec pré-alerte orange, puis un niveau maximal associé à une éruption imminente ou en cours et à une alerte rouge.

• Les délais possibles sont :

  • Des siècles ou des années au niveau minimal.
  • Des années ou des mois lors d’une augmentation.
  • Des mois ou des semaines lors d’une forte augmentation.
  • Une éruption imminente ou en cours au niveau maximal.

💡 Astuce mémo

Signes faibles → changements plus nombreux → alerte rouge et éruption imminente

📖 7. Prévenir et réduire les risques

★ À maîtriser

• Les coulées de lave des éruptions effusives et les nuées ardentes des éruptions explosives descendent les vallées en fonction du relief, ce qui permet de cartographier les zones à évacuer ou à éviter.

• Un séisme est impossible à prévoir, mais les zones sismiques sont bien connues.

• Les constructions parasismiques, notamment les isolateurs en caoutchouc entre les fondations et le bâtiment, atténuent les effets des séismes.

Compléments

📌 Les retombées de cendres volcaniques sont plus difficiles à estimer que les coulées de lave et les nuées ardentes, car leur impact dépend du vent.

• Les conséquences d’un aléa peuvent être humaines, économiques ou environnementales.

📌 À aléa de même magnitude, le risque est plus élevé dans une région peuplée que dans une région non peuplée.

• Les digues construites le long des villes côtières bloquent ou ralentissent les vagues de tsunami.

• Lors d’exercices de mise en sécurité, les populations s’entraînent à se placer sous des tables renforcées pour se protéger de la chute d’objets ou de mobilier.

💡 Astuce mémo

Volcan : surveillance et prévision ; séisme : prévention sans prévision

📊 Tableaux de synthèse

Éruptions effusives et explosives