Éruption de la Soufrière Saint-Vincent : mobilisation des pôles de données de Data Terra pour épauler les scientifiques

À moins de 200 km de l’île de la Martinique, au nord de l’île principale de Saint-Vincent-et-les Grenadines, le volcan de la Soufrière est entré dans une éruption explosive le vendredi 9 avril 2021. Afin de porter assistance à l’Observatoire Volcanologique* en charge de la gestion de cette crise, les géophysiciens de l’Institut de Physique du Globe de Paris et du Laboratoire d’Optique Atmosphérique (Lille), appuyés par les pôles de données ForM@Ter et AERIS, ont exploité une combinaison d’observations satellitaires issues de l’imagerie optique, radar, météorologique à haute résolution pour suivre l’activité du volcan.

Le matin du 9 avril 2021, le volcan de la Soufrière Saint-Vincent est entré dans une première éruption explosive autour de 8h45 heure locale. Après une accalmie de 5 heures, une longue phase explosive décharge pendant 10 heures d’affilée un grand volume de cendres dans l’atmosphère. Il s’en suit de puissantes explosions accompagnées de coulées pyroclastiques dévastatrices.

Plusieurs instruments d’observation de l’activité volcanique au sol ont été détruits ou mis hors services par les conditions difficiles. La télédétection spatiale va alors jouer un rôle crucial pour fournir des informations sur l’évolution de la situation.

Caractériser les émissions volcaniques en temps réel

Le pôle de données AERIS se focalise sur les données météorologiques issues des satellites géostationnaires

Les équipes du pôle de données et de services AERIS/ICARE se sont mobilisées pour fournir en temps quasi-réel (+30 minutes) des analyses centrées sur le volcan, à partir des observations du satellite météorologique GOES-16. Ces images acquises toutes les 10 minutes, ont permis de suivre la dynamique de l’éruption. Pour les mettre à disposition, le centre de données et services ICARE avait créé une page dédiée sur leur site internet.

Figure 1: Animation à partir de la plateforme AERIS/ICARE VOLCPLUME de la dispersion du panache de la Soufrière à partir des observations satellitaires S5P/TROPOMI de la colonne intégrée en SO2 (en unités Dobson DU) du 9 au 17 avril 2021. Le panache survole des terres équipées de stations photométriques du réseau AERONET (AErosol RObotic NETwork) indiquées par des carrés dont la couleur indique l’épaisseur optique en aérosol (AOD) moyenne sur la journée.

Le pôle de données ForM@Ter et le dispositif DINAMIS se focalisent sur le volcan avec l’imagerie optique

La CIEST² (Cellule d’Intervention et d’Expertise Scientifique et Technique nouvelle génération) du pôle de données et de services ForM@Ter a été déclenchée le 9 avril à 8h00 TU à la demande de l’IPGP (Institut de Physique du Globe de Paris). Ce dispositif a permis de programmer des premières acquisitions d’images optiques à haute résolution par la constellation de satellites Pléiades (Airbus ADS/CNES) à peine deux heures après le début de l’explosion du volcan, grâce au dispositif DINAMIS (Dispositif National d’Approvisionnement Mutualisé en Imagerie Satellitaire)  de l’IR Data Terra.

Ces images révèlent l’apparition d’un cratère de près de 600 mètres de diamètre et d’une profondeur d’au moins 100 mètres. La haute résolution spatiale de Pléiades a permis aussi de discerner des retombées de cendres d’une épaisseur de plus de 100 mètres. On distinguait également le remplissage des vallées incisant le sommet du volcan, conséquence des coulées pyroclastiques.


Figure 2: En haut à gauche : vue du volcan avant l’éruption (Google Earth – Digital Globe 2017). En bas à gauche : image radar acquise pendant le paroxysme de l’éruption (Copyright 2021 Capella Space, All Rights Reserved). L’encart montre une image optique Pléiades acquise à quelques minutes d’intervalle, indiquant une visibilité nulle. A droite : image Pléiades du 15 avril 2021, fournissant un premier « visuel » de la situation, entre deux nuages, pendant une accalmie. © Airbus DS / CNES (2021)

Le suivi d’une éruption volcanique : une synergie naturelle entre les domaines scientifiques

Caractériser les processus volcaniques en temps-réel grâce aux outils satellitaires est essentiel pour mieux les comprendre et prévoir leurs impacts au sol et sur la qualité de l’air.  Dans ce genre de situation, la télédétection spatiale est d’une grande aide pour les observatoires et la protection civile qui peuvent ensuite formuler des recommandations mieux éclairées et prendre des décisions fondées sur une plus large gamme d’observables. Combiner plusieurs types d’observations demande une synergie de moyens et d’analyse entre plusieurs communautés scientifiques au niveau international : Terre solide, atmosphère, surfaces continentales. Cette crise volcanique est un bel exemple de travail international, interdisciplinaire et multi-organismes, confirmant que l’étude et la surveillance des volcans comme le suivi des éruptions sont à l’interface de plusieurs domaines scientifiques. Cette coopération interdisciplinaire doit naturellement se faire en relation étroite avec les volcanologues en charge de la surveillance sur le terrain.

L’Infrastructure de Recherche Data Terra favorise et développe des approches transverses et intégrées entre les différents compartiments du système Terre.

* Observatoire Volcanologique UWI-SRC (University of West Indies – Seismic Research Centre)

Contacts scientifiques

Marie Boichu, Laboratoire d’Optique Atmosphérique (Villeneuve d’Ascq) : marie.boichu@univ-lille.fr
Raphaël Grandin, Institut de Physique du Globe de Paris : grandin@ipgp.fr

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