Comment peut-on prévoir le moment où un volcan entrera en éruption, et comment se prépare-t-on à une éruption?

des étudiants effectuent des mesures de la déformation du terrain
À l’aide du GPS

À l’aide du GPS, des étudiants effectuent des mesures de la déformation du terrain sur le flanc du Kilauea, à Hawaii, en 2013

Les éruptions volcaniques sont presque toujours précédées par des jours, des semaines, des mois ou des années d’activité préalable qui reflètent le mouvement ou la pression du magma, notamment pour les volcans qui n’ont pas fait éruption au cours des derniers siècles ou plus (comme tous les volcans du Canada).

Ces signes d’agitation comprennent les tremblements de terre (détectables seulement par des sismographes), la déformation de la surface du sol (détectable seulement au moyen de l’équipement d’arpentage, des instruments GPS ou de l’imagerie par satellite), les émissions de gaz et les anomalies thermiques, ainsi que les phénomènes gravitationnels, magnétiques et géoélectriques. Ces phénomènes peuvent être détectés facilement et peuvent donc être utilisés pour la surveillance des volcans – la collecte, l’analyse et l’interprétation systématiques des données avant, pendant et après les éruptions, dans le but de faire des prévisions à court terme (quelques jours ou semaines) des éruptions ou des changements dans les éruptions. La capacité de surveiller efficacement les volcans est essentielle pour réduire les risques de catastrophes volcaniques.

Une station sismique
Une station sismique

Une station sismique récemment installée près du cône Nazko (Colombie-Britannique), en 2007.

Il existe de nombreux exemples récents d’éruptions où les données de surveillance des volcans ont été utilisées pour prévoir avec succès une éruption. La prévision de l’éruption du mont Pinatubo (la deuxième plus grande éruption du XXe siècle) en 1991 est un excellent exemple : on a estimé que des dizaines de milliers de vies ont été sauvées grâce aux évacuations. L’enlèvement des biens (en particulier les véhicules et les aéronefs) des zones autour du volcan a également permis d’éviter des pertes d’au moins 250 millions de dollars américains, et ces économies dépassent de loin les coûts de surveillance. L’éruption du mont Pinatubo est un exemple particulièrement remarquable d’une prévision réussie puisque le volcan n’était pas surveillé avant l’agitation qui a d’abord été observée trois mois avant l’éruption cataclysmique. La surveillance du volcan est utile même si elle est menée pendant des périodes où il n’y a pas d’activité, car elle établit une base de référence pour le comportement du volcan. Cependant, en dépit de l’absence de surveillance ou d’une surveillance limitée avant une période d’agitation, les prévisions à court terme peuvent être couronnées de succès, comme ce fut le cas au mont Pinatubo.

Chaque volcan est différent, de sorte que les processus qui déterminent l’éventualité d’une éruption, son ampleur, les dangers qu’elle entraînera et les zones qui seront touchées sont complexes. Quelquefois, un volcan est soumis à une faible agitation qui dure des semaines, voire des mois, mais qui n’aboutit pas à une éruption (comme ce fut le cas pendant l’essaim de séismes dans la région de Nazko, au centre de la Colombie-Britannique, en 2007). Il arrive que des agitations croissantes, qui durent des jours, des semaines ou des mois, soient suivies par une éruption (comme ce fut le cas au mont St. Helens en 1980). Ou encore, un volcan entre en éruption à intervalles rapprochés pendant de nombreuses années (comme ce fut le cas avec La Soufrière sur l’île de Montserrat, qui a été en activité depuis 1995). Parfois, l’agitation volcanique peut s’accroître, puis cesser sans qu’il y ait une éruption. Ces situations peuvent être particulièrement problématiques parce que, lorsque l’éruption prévue ne se matérialise pas (une fausse alarme), les scientifiques peuvent y perdre leur crédibilité. La surveillance des volcans est une science nouvelle en pleine évolution, mais il demeure toujours une incertitude quant aux prévisions, tant en raison des limites des connaissances actuelles que de l’incertitude inhérente aux systèmes naturels.

mesurent la teneur en gaz dans le sol près du cône Nazko
Des scientifiques mesurent la teneur en gaz

Des scientifiques mesurent la teneur en gaz dans le sol près du cône Nazko (Colombie-Britannique), en 2007.

Au Canada, il n’y a pas de surveillance constante des volcans individuels parce que les éruptions sont très rares. Toutefois, (RNSC) le Réseau national sismologique canadien surveille actuellement les régions volcaniques de la Colombie-Britannique et du Yukon, et peut détecter les très petits tremblements de terre. Si des agitations étaient détectées près d’un volcan canadien, RNCan répondrait en ajoutant une surveillance supplémentaire ciblée sur l’activité séismique, la déformation de la surface du sol, les émissions de gaz et autres phénomènes, afin d’évaluer la situation, puis préparerait des cartes des risques et travaillerait en étroite collaboration avec les organismes de planification d’urgence pour que des renseignements précis sur les risques soient disponibles. Pendant l’essaim de séismes de 2007 près du cône Nazko, dans le centre de la Colombie-Britannique, qui a duré deux mois sans provoquer d’éruption, RNCan a installé des stations sismiques supplémentaires, pris des mesures du gaz dans le sol pour chercher des émissions de gaz volcaniques, mené une reconnaissance sur le terrain et préparé une carte préliminaire des risques.

Carte simplifiée des risques pour le mont St. Helens
Carte simplifiée des risques pour le mont St. Helens

Carte simplifiée des risques pour le mont St. Helens, dans l’État de Washington (United States Geological Survey), montrant les zones à risque de subir les effets au sol d’une éruption volcanique. Les zones qui pourraient être touchées par les cendres volcaniques ne sont pas représentées..

La surveillance des volcans porte sur l’observation du comportement d’un volcan au quotidien. En revanche, la cartographie géologique et d’autres études de volcans assoupis (menées lorsqu’il n’y a pas d’agitation) peuvent aider à établir le comportement passé d’un volcan, la fréquence des éruptions, l’ampleur des éruptions anciennes et les zones qui étaient affectées par les éruptions passées. Le meilleur indicateur du comportement d’un volcan dans l’avenir est la façon dont il s’est comporté dans le passé. La modélisation informatique peut aussi aider à prédire les zones qui seront touchées par des événements (coulées de lave, coulées pyroclastiques et lahars, par exemple) d’ampleur variable à l’avenir. Tous ces renseignements peuvent être utilisés pour produire des prévisions à long terme du comportement du volcan (prévisions sur une échelle de temps de plusieurs décennies ou plusieurs siècles) et peuvent contribuer à des évaluations et à la cartographie des risques. Par exemple, si le volcan X est entré en éruption dix fois au cours des mille dernières années, nous dirions qu’il a une période de retour de 100 ans, et que la probabilité annuelle moyenne d’une éruption est de 1 sur 100. Cette prévision à long terme d’une éruption tous les cent ans ne nous dit pas quelle année l’éruption se produira, ni qu’une éruption aura certainement lieu l’année suivante si aucune une éruption n’a eu lieu depuis 100 ans, – mais elle nous dit qu’une éruption est statistiquement plus probable au volcan X par rapport à un volcan qui est entré en éruption seulement une fois au cours des mille dernières années. Des cartes et des évaluations des risques, de même que des prévisions à long terme, peuvent être très utiles pour la planification d’urgence et la priorisation des ressources pour la recherche et la surveillance volcanologiques

L’évaluation des risques, la cartographie des risques et la surveillance des volcans sont toutes importantes pour réduire les risques liés aux phénomènes volcaniques.