Étude du rayonnement acoustique d’éruptions vulcaniennes

Les éruptions vulcaniennes sont des éruptions explosives caractérisées par leur nature impulsive et leur durée courte, s’étendant généralement de quelques secondes à quelques minutes. Elles se produisent lorsqu’un dôme de lave, obstruant initialement le conduit volcanique, est brusquement rompu sous l’effet des pressions élevées dans le magma sous-jacent (1 −10 MPa). Suite à cette rupture, une onde de décompression, suivie d’un front de fragmentation, se propage le long du conduit, tandis qu’une onde de choc est générée dans l’atmosphère. Au niveau du front de fragmentation, le magma se fragmente en un mélange de particules solides, appelées pyroclastes, et de gaz chauds, tels que la vapeur d’eau, le dioxyde de carbone et le dioxyde de soufre. Ce mélange est alors propulsé vers le cratère et éjecté dans l’atmosphère sous forme d’un jet instationnaire à haute température (1000◦C) et à des vitesses soniques ou supersoniques atteignant jusqu’à 400 m.s−1. Le déplacement de l’air atmosphérique lors d’une éruption explosive engendre des ondes acoustiques avec des fréquences typiquement inférieures au seuil auditif humain (<20 Hz). Ces ondes, désignées sous le nom d’infrasons, peuvent parcourir des centaines de kilomètres dans l’atmosphère en transportant des informations importantes sur leur source. Par conséquent, les signaux infrasonores enregistrés au niveau du sol sont de plus en plus utilisés pour détecter et surveiller l’activité de volcans explosifs, ainsi que pour déduire certains paramètres d’éruption tels que le volume éjecté, la masse éruptive, la hauteur du panache et les dimensions du cratère. Dans ce contexte, corréler entre les caractéristiques des éruptions volcaniques et le rayonnement acoustique s’avère indispensable pour améliorer notre capacité à interpréter les enregistrements infrasonores et à estimer les paramètres éruptifs.

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