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Chap. 6, 7 & 8 LE VOLCANISME ET LE RELIEF VOLCANIQUE

- Déterminer l’origine du volcanisme et les types de volcanisme afférents ou de volcans;

- Localiser les principales zones volcaniques du monde ;

- Relever les manifestations du volcanisme ;

- Souligner l’importance et les problèmes des régions volcaniques

- Répertorier les différents reliefs volcaniques ;

- Dégager la structure d’un volcan.

INTRODUCTION

Le volcanisme est l’ensemble des processus et phénomènes par lesquels des matériaux

rocheux fondus, ou magmas, s’élèvent depuis les profondeurs de la Terre jusqu’à la surface,

ou vers la surface, et par lesquels les gaz associés sont libérés dans l’atmosphère. Le

volcanisme est une des manifestations en surface du régime thermique qui régit l’intérieur du

globe terrestre. L’étude de ces processus et des structures, des dépôts et des formes de relief

qu’il crée est appelée volcanologie. Lorsque le magma et les gaz atteignent la surface, ils

forment des structures géologiques appelées volcans, dont il existe plusieurs types.

En géologie, le volcan est un relief de forme généralement conique constitué par les matériaux

magmatiques issus des profondeurs de la Terre à la faveur d'éruptions. C’est une ouverture

mettant en relation la surface du globe avec les profondeurs, permettant à des matériaux

terrestres de venir s'épancher en surface (sous forme de laves, gaz...).

I- ORIGINE ET TYPES DE VOLCANISME ET DISTRIBUTION GEOGRAPHIQUE DES

VOLCANS

L'activité volcanique étant liée à la tectonique des plaques, il est normal que, dans la majorité

des cas, les volcans soient situés en limite de plaques.

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A- Le volcanisme de subduction, là où convergent les plaques (marges actives ou arcs

insulaires

C’est le long des zones de subduction que se manifeste de la manière la plus évidente le

volcanisme actuel, de façon généralement très explosive. La zone la plus connue est la

ceinture de feu du Pacifique1 : elle borde l’océan de tous côtés, à l’exception du sud. Elle

concentre plus de 60 % des volcans actifs émergés de la planète.

Lorsque deux plaques tectoniques se chevauchent, la lithosphère océanique, glissant sous

l'autre lithosphère océanique ou continentale, plonge dans le manteau et subit des

transformations minéralogiques. L'eau contenue dans la lithosphère plongeante s'en échappe

alors et vient hydrater le manteau, provoquant sa fusion partielle en abaissant son point de

fusion. Ce magma remonte et traverse la lithosphère chevauchante, créant des volcans.

Si la lithosphère chevauchante est océanique2, un arc volcanique insulaire se formera, les

volcans donnant naissance à des îles. C'est le cas des Aléoutiennes, du Japon ou des Antilles.

Les volcans vont donc être visibles à la surface de l'eau (voir photographie du volcan

Krakatau).

Voici un bel exemple d'un volcan insulaire (île) de cette ceinture, le volcan Krakatau, qui se situe dans le détroit

de Sunda entre les îles de Java et Sumatra. Le Krakatau est le résultat de la subduction de la plaque Indo-

Australienne sous la plaque Eurasie.

Schéma du volcanisme au niveau d'une convergence océan-océan.

1 Les volcans de la ceinture de feu du Pacifique, qui forment un long chapelet que l'on peut faire commencer en

Nouvelle-Zélande, de poursuivre en Indonésie, au Japon, au Kamtchatka, puis passer en Amérique, des îles

Aléoutiennes et l'Alaska à la Cordillère des Andes. 2Subduction océanique : arcs insulaires (Antilles, Indonésie, arc Tyrrhénien en Italie…). Lorsque ce sont deux

plaques océaniques qui convergent, un arc insulaire volcanique se forme. Les îles de la Martinique et de la

Guadeloupe appartiennent à l'arc insulaire des Petites Antilles.

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Si la lithosphère chevauchante est continentale3, les volcans se situeront sur le continent, en

général dans une cordillère. C'est le cas des volcans des Andes ou des Rocheuses. Ces volcans

sont en général des volcans gris, explosifs et dangereux. Cela est dû à leur lave visqueuse car

riche en silice, qui a du mal à s'écouler; de plus les magmas qui remontent sont riches en gaz

dissous (eau et dioxyde de carbone), dont la libération soudaine peuvent former des nuées

ardentes. La « ceinture de feu du Pacifique » est formée en quasi majorité de ce type de

volcan. Cette ceinture volcanique, appelée le cercle de feu du Pacifique, est la zone la plus

active du globe tant sur le plan éruptif que sismique. Elle passe par les Andes, la cordillère

occidentale de l’Amérique du Nord, les îles Aléoutiennes, la péninsule du Kamtchatka, l’est

de la Sibérie, les îles Kouriles, le Japon, les Philippines, Célèbes, la Nouvelle-Guinée, les îles

Salomon, la Nouvelle-Calédonie et la Nouvelle-Zélande.

Schéma du volcanisme au niveau d'une convergence océan-océan.

B- Le volcanisme fissural ou de divergence ou d’accrétion4 (dorsale et rift)

Le volcanisme fissural est surtout présent le long des dorsales océaniques, mais il existe

également sur les continents et il a eu dans certains cas des résultats spectaculaires. Au moins

80 p. 100 du volcanisme est associé à l’activité des dorsales océaniques qui ceinturent le

globe terrestre et marquent le lieu de divergence entre deux (ou trois) plaques lithosphériques.

C’est à l’axe de ces longues chaînes volcaniques — le plus souvent sous-marines — que

s’épanche le magma venu des profondeurs et que se crée la croûte océanique. La plus grande

partie du volcanisme terrestre se produit donc sous les océans. En effet, on estime qu’entre 10

000 et 20 000 centres éruptifs jalonnent les lieux d’écartement des plaques, dont plus de 99 %

ne sont pas observables, car cachés au fond des océans. Le volcanisme des zones d’accrétion

est surtout connu là où elles sont émergées. L’un des meilleurs exemples est l’Islande.

L’écartement de deux plaques tectoniques amincit la lithosphère, entrainant une remontée de

roches du manteau. Celles-ci, déjà très chaudes à environ 1 200 °C, se mettent à fondre

partiellement en raison de la décompression. Cela donne du magma qui s'infiltre par des

failles normales.

Cet écartement des plaques donne naissance à un rift. Il s’agit d’un fossé d’effondrement situé

au milieu des dorsales océaniques (rift océanique) ou entaillant la croûte continentale (rift

continental) et préfigurant alors éventuellement l’émergence d’une dorsale océanique. Un rift

3 En cas de convergence d'une plaque océanique et d'une plaque continentale, la première plonge sous la

seconde. En Amérique, la cordillère des Andes s'est formée par ce mécanisme. 4 Accroissement d’une région continentale ou océanique par apport de matériaux.

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continental désigne ainsi une série de failles5 profondes, entaillant une plaque lithosphérique

continentale en extension, du fait de contraintes tectoniques fortes.

Lorsqu’une remontée de magma a lieu sous un continent, la croûte continentale s'amincit au

niveau d'un rift6, puis se rompt, permettant l'arrivée en surface de ce magma. Ce phénomène

se met évidemment en place sur une très longue durée (quelques millions d'années). Les

fractures causées par cet écartement donnent naissance à un volcanisme dit de rift, tel que

celui que l'on observe en Afrique, à l'Ouest du Congo ou en Ethiopie. Par exemple, des

volcans, notamment le Kilimandjaro, sont présents dans la région de la Rift Valley en Afrique

de l’Est. La Rift Valley est, en fait, la trace de l’amorce de la division du continent africain

qui a débuté au pliocène, il y a quelques millions d’années.

La formation d’un rift préfigure éventuellement la division ultérieure de la plaque

continentale et la formation d’un océan. La croûte continentale, amincie sous le fossé

d’effondrement, se fracture alors complètement pour engendrer une dorsale le long de

laquelle s’effectuent des montées de magma issues du manteau supérieur. L’émergence, à la

surface, de la lave basaltique amorce, après solidification, la formation de la future croûte

océanique ainsi que de la dorsale7 océanique. Ainsi la dorsale médiane de l’Atlantique, ou

dorsale médio-atlantique8, située au sud-ouest des Açores, résulte de la formation d’un rift à

5 Ligne de cassure le long de laquelle un compartiment de roche, ou une section de la croûte terrestre, a été

déplacé par rapport au compartiment voisin. Le mouvement responsable de cette dislocation peut être vertical ou

horizontal, ou les deux à la fois. 6 On distingue deux types de rifts : les rifts actifs, qui sont caractérisés par une forte activité volcanique et un fort

taux d'extension (Rift Valley), et les rifts passifs, qui ont été arrêtés dans leur évolution (fossé rhénan).

7Chaîne de montagnes sous-marine, longue de plusieurs milliers de km et large de quelques centaines, où se crée

la croûte océanique. On peut distinguer, selon la vitesse de divergence, deux types de dorsales:

* une dorsale lente (divergence inférieure à 4-5 cm par an, type atlantique) est caractérisée par un rift ou graben

(fossé en allemand) ou encore une vallée à son axe, qui peut être découpée en vallées emboîtées séparées par des

failles normales. Les points les plus élevés de la dorsale sont les crêtes bordant l'une ou l'autre des vallées du rift.

Les foyers des séismes peuvent être assez profonds et dépasser la profondeur d'1 km.

* une dorsale rapide (divergence supérieure à 4-5 cm par an, type pacifique) est caractérisée par un horst (dôme

en allemand) axial. Des vallées encadrent ce point le plus élevé de la dorsale, séparées par des failles normales.

Les foyers des séismes sont assez superficiels (profondeur inférieure à 1 km). 8 Large d’environ 1 500 km, cette dorsale a un relief plus accidenté que n’importe quelle chaîne de montagnes se

trouvant sur terre et est le théâtre de fréquentes éruptions volcaniques et de tremblements de terre. Elle s’élève de

1 à 3 km au-dessus du fond de l’océan, jusqu’à parfois émerger en formant des îles volcaniques, comme

l’Islande, l’archipel des Açores, l’île de l’Ascension et l’archipel Tristan da Cunha.

Les plateaux continentaux (remblais de détritus géologiques provenant des continents) se trouvent le long des

côtes américaines, antarctiques, africaines et européennes. Les plus grandes îles de l’océan Atlantique s’étendent

sur ces plateaux continentaux. À l’ouest, Terre-Neuve est la principale île du plateau nord-américain ; les îles

Malouines sont le seul groupe majeur du plateau sud-américain, et les îles Sandwich du Sud se trouvent sur le

plateau antarctique. À l’est, les îles Britanniques constituent le plus important groupe d’îles du plateau

eurafricain.

Des chaînes de montagnes sous-marines s’étendent d’est en ouest entre les plateaux continentaux et la dorsale

médiane. Des sommets émergent de ces chaînes et forment des îles dans la partie orientale de l’Atlantique :

l’archipel de Madère, les îles Canaries, l’archipel du Cap-Vert et l’archipel de São Tomé et Príncipe. Ces chaînes

partagent les fonds orientaux et occidentaux de l’océan en une série de bassins, également appelés plaines

abyssales. Les trois bassins qui sont situés du côté américain de la dorsale médio-océanique (le bassin nord-

américain, où émergent les sommets des Bermudes, le bassin du Brésil et le bassin d’Argentine) ont plus de 5

000 m de profondeur. Le côté eurafricain est caractérisé par plusieurs bassins, plus petits mais tout aussi

profonds : les bassins d’Ibérie, des Canaries, du Cap-Vert, de Sierra Leone, de Guinée, d’Angola, où s’élève l’île

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l’époque du jurassique, il y a plus d’une centaine de millions d’années ; ce rift a constitué le

point de départ de la séparation entre la plaque eurasienne et la plaque nord-américaine. C’est

à la même époque que l’Antarctique s’est désolidarisé de l’Afrique. Le volcanisme de dorsale

associé à l’accrétion océanique est donc visible à terre en Islande (dorsale de l’Atlantique

Nord) et à Djibouti (prolongation continentale de la ride d’Aden). Dans l’océan, ce

volcanisme s’observe dans la dorsale médio-Atlantique, dorsale Est-Pacifique9.

Les dorsales marquent la limite entre deux plaques divergentes. La croûte océanique s'éloigne

de part et d'autre de l'axe de la dorsale par le jeu de la tectonique des plaques.

C- Le volcanisme intraplaque ou de point chaud

La majeure partie de l’activité volcanique se produit le long des frontières des plaques

tectoniques. Cependant, le volcanisme existe également loin des bords des plaques, pour des

raisons qui sont parfois claires, parfois encore obscures. Par exemple, on trouve des volcans

dans la région de la Rift Valley, en Afrique de l’Est, en particulier le Kilimandjaro. La Rift

Valley est une zone où le continent africain a commencé de se diviser et où l’on doit

s’attendre à voir des quantités encore plus importantes de magma monter en surface dans

l’avenir.

La présence de plus de 10 000 volcans sous-marins sur le fond de l’océan Pacifique a, en

revanche, longtemps défié toute explication. Appelés montagnes sous-marines, la plupart de

ces volcans, mais pas tous, sont maintenant éteints. La majorité d’entre eux semblent être

éparpillés au hasard au fond des océans, mais certains forment des alignements, par exemple

la chaîne Hawaii-Empereur. Leur présence loin des limites de plaques que sont les dorsales ou

les zones de subduction a maintenant été expliquée : ce sont des volcans issus des points

chauds.

Les points chauds sont des panaches10

de magma en fusion venant des profondeurs du

manteau et perçant les plaques lithosphériques. Des études géochimiques de ces points chauds

ont montré que l’origine de ces magmas était très profonde. Des panaches thermiques

prendraient naissance vers 700 km de profondeur, limite entre l'asthénosphère et le manteau

inférieur, mais il n'est pas exclu qu'ils prennent naissance plus en profondeur, notamment vers

2900 km, à la limite supérieure du noyau. Ces panaches, ou diapirs, s'élèvent de quelques

centimètres par an. La chaleur du panache provoque une augmentation de la température

locale qui, additionnée à la décompression adiabatique, produit une fusion partielle à la base

de la lithosphère et les liquides produits percent la croûte océanique ou continentale11

. Le

diamètre du panache s'élargit jusqu'à atteindre 100 voire 150 km de diamètre à la base de la

lithosphère, ce qui produit alors en surface un fort débit de laves.

de Sainte-Hélène, du Cap et des Aiguilles. Le grand bassin atlantique-arctique se trouve entre le prolongement le

plus méridional de la dorsale et l’Antarctique. 9 Cette dorsale médio-océanique s’étend sur environ 8 700 km, du golfe de Californie à une pointe située à

environ 3 600 km à l’ouest de l’extrémité sud de l’Amérique du Sud, et s’élève en moyenne à environ 2 130 m

au-dessus du fond de l’océan. 10

Forme volumineuse et mouvante (de quelque chose) . 11

Mais, ces percées s'effectuent plus aisément au niveau d'une croûte océanique fine qu'au sein d'une croûte

continentale épaisse.

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Les points chaud étant fixes, alors que la plaque lithosphérique se déplace sur le manteau, des

volcans se créent successivement et s'alignent alors, le plus récent étant le plus actif car à

l'aplomb12

du point chaud. Lorsque le point chaud débouche sous un océan, il va donner

naissance à un chapelet d'îles alignées comme c'est le cas pour l'archipel d'Hawaï ou des

Mascareignes. Si le point chaud débouche sous un continent, il va alors donner naissance à

une série de volcans alignés. C'est le cas du mont Cameroun et de ses voisins13

. Cas

exceptionnel, il arrive qu'un point chaud débouche sous une limite de plaque lithosphérique.

Dans le cas de l'Islande, l'effet d'un point chaud se combine à celui de la dorsale médio-

atlantique, donnant ainsi naissance à un immense empilement de lave permettant l'émersion

de la dorsale. Les Açores ou les Galápagos sont d'autres exemples de points chauds

débouchant sous une limite de plaque lithosphérique, en l'occurrence des dorsales.

Néanmoins de nombreux volcans intraplaque ne se présentent pas sur des alignements

permettant d'identifier des points chauds profonds et permanents.

II- L’ACTIVITE VOLCANIQUE OU LES MANIFESTATIONS VOLCANIQUES

On caractérise souvent un volcan par son activité : on parle de volcan actif ou de volcan

éteint. La distinction entre ces deux termes n'est pas évidente : un volcan actif peut être en

activité ou en sommeil ; une période de sommeil prolongée peut laisser à penser que le volcan

est éteint, alors qu'une nouvelle éruption est possible à tout moment. On considère qu'un

volcan est éteint si le temps écoulé depuis sa dernière éruption est largement supérieur à la

moyenne des périodes de sommeil passées.

On recense actuellement environ 1 500 volcans actifs. Leur nombre particulièrement

important autour de l'océan Pacifique a justifié l'expression " ceinture de feu du Pacifique.

Certains volcans sont en activité éruptive continue, comme le Stromboli en Italie, le Kilauea à

Hawaii, la Soufrière de Montserrat, l'Ol Doinyo Lengai en Tanzanie ou l'Erta Alé en Éthiopie.

En général, l’activité d’un volcan se manifeste par l’émission des laves : c’est le volcanisme

éruptif. D’un autre côté, il y a le volcanisme non éruptif se caractérisant par des phénomènes

paravolcaniques tels que les fumerolles, mofettes, mares de boue, geysers, etc.

A- Le volcanisme éruptif

On parle de volcanisme éruptif lorsqu’on assiste à l’expulsion ou éjection du magma14

sous

forme de lave. La lave est un magma dégazé (c’est-à-dire un mélange visqueux de roches en

fusion, débarrassé de ses gaz dissous), provenant du manteau d'une planète. Elle est émise au

12

En suivant une ligne verticale. 13

Un autre exemple de point chaud continental est le volcanisme du Yellowstone, aux États-Unis. S’il n’y a plus

d’éruptions volcaniques à Yellowstone aujourd’hui, la chaleur existe encore dans le sous-sol et génère les

sources d’eau chaude et les jets d’eau appelés geysers. En France, les volcans d’Auvergne ont été, semble-t-il,

formés par un ancien point chaud. 14

Le magma est un mélange visqueux de roches dans un état de fusion et de solidification partielles, situé dans le

manteau supérieur. Le magma, qui s'écoule à la surface de la Terre par les volcans et les rifts, est appelé lave et

forme des roches magmatiques dites volcaniques et effusives (comme le basalte). Le magma qui refroidit sous la

surface de la Terre forme quant à lui des roches magmatiques dites plutoniques et intrusives (comme le granite).

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cours des éruptions volcaniques, à partir du cratère sommital ou de fissures apparaissant sur

les flancs du volcan. En refroidissant, la lave se solidifie et forme une roche magmatique.

Les éruptions volcaniques sont de natures très différentes en fonction de la teneur en gaz des

magmas. Une éruption explosive entraîne la pulvérisation de la lave sur d’impressionnantes

hauteurs (plusieurs milliers de mètres). Le volcanisme explosif est marqué donc par l'émission

de lave plus pâteuse au cours d'explosions plus puissantes qui fragmentent beaucoup plus la

lave au point que celle-ci ne parvient parfois pas à former de coulées mais prend la forme

d'importants panaches volcaniques et des nuées ardentes. À l’opposé, une éruption effusive

se traduit par des fontaines de lave et des coulées de lave qui peuvent parfois s’étaler sur de

grandes superficies. On parle aussi de volcanisme effusif.

Le magma contient des gaz dissous en plus ou moins grande proportion, qui sont libérés

progressivement par la chute de pression au cours de son ascension vers la surface. Près de la

surface, cette libération peut être très soudaine et très explosive et faire intervenir différents

gaz comme la vapeur d’eau, le dioxyde de carbone, l’hydrogène, le monoxyde de carbone, le

dioxyde de soufre, l’hydrogène sulfureux, l’acide chlorhydrique, l’ammoniac, etc.

Différents types d’explosions sont possibles, selon l’énergie dispensée aux particules à leur

sortie de la cheminée. Lorsque l’énergie cinétique est suffisamment forte, les fines particules

sont entraînées avec les gaz chauds très haut dans l’atmosphère et forment un panache de

plusieurs dizaines de kilomètres de haut. Lorsque l’énergie cinétique est faible, le mélange

particules incandescentes-gaz retombe rapidement sur l’édifice volcanique, formant une nuée

ardente, qui asphyxie et détruit tout ce qui se trouve sur sa route. Des morceaux de lave

incandescente pouvant atteindre plusieurs tonnes (bombes volcaniques), sont projetés hors de

la cheminée du volcan. Plus le magma contient de silice, plus il est visqueux et plus il

s’écoule lentement. Les gaz ont du mal à se dégager du magma visqueux et lorsqu’ils le font,

c’est de façon violente avec des explosions.

Certains volcans ne connaissent jamais d’éruptions explosives et produisent uniquement des

coulées de lave. Ce type d’éruption est associé à un magma basaltique extrêmement fluide,

contenant peu de silice et de gaz. On le rencontre surtout dans les volcans fissuraux et les

volcans de points chauds tels ceux d’Hawaii ou de l’île de la Réunion (piton de la Fournaise).

Ces deux grands types d’éruption comportent chacun plusieurs catégories. Ces catégories ou

sous-types d’éruptions ont été définis en fonction du volume des matériaux éjectés, de la

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hauteur du panache volcanique et des observations qualitatives. Ces facteurs ont permis de

mettre en place un index de la puissance des éruptions volcaniques, le « VEI », (En anglais,

«Volcanic Explosivity ») ou indice d'explosivité volcanique par deux volcanologues de

l'Université d'Hawaï en 1982. L'échelle, ouverte, part de zéro et est multiplié par 10 quand on

passe par exemple de VEI 1 à 2. Donc une éruption de VEI 8 est 10 millions de fois plus

puissante qu'une éruption de VEI 1. La balance s'étend de 0, pour des éruptions inexplosives

(moins de 104 m3 de tephras éjecté), à 8, pour les éruptions explosives de très grande intensité

qui peuvent éjecter jusqu'à 1012 m3 et une colonne de nuage de plus de 25 kilomètres de

hauteur). Les valeurs plus haut que 8 pourraient être déterminées si nécessaires. Chaque

catégorie porte le nom d’un volcan typique.

1- Les éruptions effusives peu meurtrières: Les éruptions hawaiiennes et fissurales

Elles sont associées aux « volcans rouges ». Il s’agit des éruptions fissurales et des éruptions

de points chauds respectivement appelées éruptions islandiques et hawaiiennes.

Les volcans à éruption "hawaïenne" ont la lave très fluide, elle jaillit en fontaines à des

dizaines ou des centaines de mètres de haut, s'écoulent sur de longues distances, ou bouillonne

dans un lac de lave.

Le nom de ce type d'éruption vient des volcans des îles Hawaii. Les "volcans bouclier" qui les

émettent ont une faible altitude comparée à leur diamètre (avec une pente de 5 %). Leur

activité est effusive.

Comme volcan avec ce type d'éruption il y a le Mauna Loa, à Hawaii, qui repose au fond de

l'océan à 5000 mètres de profondeur et son cratère se trouve à 4171 mètres d'altitude au-

dessus de l'océan. C'est le plus haut volcan. Nous avons aussi le Kilauea à Hawaii, le Piton de

la Fournaise à l'île de la Réunion, Le Trölladyngja en Islande...

Les éruptions fissurales, au cours desquelles la lave atteint la surface en s’injectant dans une

fracture de l’écorce qui peut atteindre plusieurs kilomètres de longueur, constituent une

variante de l’activité hawaiienne. Des volcans semblables sont aussi présents en Islande, mais

leurs dimensions sont beaucoup plus modestes.

Éruption du Kilauea (1983)

L'éruption du Kilauea projeta de la lave basaltique sur les flancs du Mauna Loa, autre volcan de l'île Hawaii. Les

volcans hawaiiens sont des exemples typiques de volcans boucliers formés à partir de laves. Des volcans

composites sont formés à la suite d'alternance d'éruptions de laves et d'éruptions de cendres.

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Type hawaïen - VEI : de 0 à 1

Les coulées de lave, dont la température moyenne est de 1 000 °C, sont caractéristiques des

éruptions effusives. Elles s'écoulent à des vitesses relativement faibles (de l'ordre de quelques

centaines de mètres par heure). Cette vitesse diminue au fur et à mesure que la lave s'éloigne

du lieu d'émission et que sa température baisse.

Les coulées sont ainsi peu meurtrières, puisque les populations ont le temps de fuir les zones

menacées. Elles sont par contre très difficiles à arrêter ou même à dévier. Elles peuvent donc

causer d'importants dégâts matériels.

2- Les éruptions explosives très meurtrières à travers tephras et nuées ardentes

Elles sont associées aux « volcans gris ». Les éruptions plus explosives sont classées, d’après

l’augmentation de la viscosité du magma, en types strombolien, vulcanien (d’après le volcan

Vulcano des îles Lipari en Italie), vésuvien, plinien et péléen (d’après la montagne Pelée à la

Martinique). Les types vésuvien, plinien (une forme plus violente de vésuvien) et péléen ont

le caractère le plus paroxysmique et expulsent de grandes quantités de cendres et des bombes

volcaniques. Les éruptions péléennes sont caractérisées par l’émission de nuées ardentes. Le 8

mai 1902, l’éruption de la montagne Pelée anéantit complètement la ville de Saint-Pierre et

causa la mort d’environ 30 000 personnes. La plupart des victimes furent asphyxiées par la

nuée ardente.

Les éruptions les plus violentes ont tendance à se produire le long des zones de subduction.

Les deux plus grandes éruptions volcaniques de la période historique, celle du Krakatau et

celle du mont Tambora se produisirent à la jonction des plaques indienne et philippine. Le

Tambora, sur la côte septentrionale de l’île de Sumbawa, fit éruption en 1815, détruisant la

moitié de son cône et tuant probablement 50 000 insulaires. L’île volcanique de Krakatau,

entre Java et Sumatra, en Indonésie, fit éruption en 1883, détruisant les deux tiers de sa

surface. Le raz de marée produit par l’éruption causa la mort de dizaines de milliers de

personnes dans toute l’Asie du Sud-Est. Le bruit de l’explosion fut entendu à près de 5 000

km de là, tandis que les millions de tonnes de cendres projetées dans la haute atmosphère et la

stratosphère produisaient des crépuscules spectaculaires dans le monde entier pendant plus

d’un an.

2.1. L’éruption strombolienne

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Type défini à Stromboli15

, en Italie du Sud, les éruptions stromboliennes alternent phases

explosives et phases effusives (projections incandescences qui ne montent pas très haut dans

le ciel, moins de 5 km et coulées de lave).

Ce type de volcan se caractérise par des laves un peu moins fluides que le type précédent.

Cette viscosité plus élevée cause l'accumulation de gaz sous pression. Des explosions parfois

assez violentes projettent divers matériaux solides dont les couches alternent avec quelques

coulées de lave solidifiée. Le cône volcanique, dont la pente atteint 30 à 45°, s'exhausse

lentement et se trouve sillonné de ravines où s'épanche le magma en fusion.

L’éruption dure de quelques jours à quelques années, puis s’arrête. Le cône est composé

d’une succession de strates riches en cendres et en bombes volcaniques et de strates formées

par les coulées de lave refroidies. C’est un stratovolcan.

Comme volcan strombolien on a le Mont Erebus sur l'île de Ross dans l'Antarctique, l'Oshima

au Japon qui a connu sa dernière éruption en 1990, l'Etna situé sur la côte orientale de la

Sicile, parfois le Piton de la Fournaise à l'île de la Réunion...

Rares sont les volcans coniques qui n’éjectent que des pyroclastites16

au cours de leurs

éruptions. Des coulées de lave peuvent parfois être émises et la structure volcanique résultante

est composée de couches alternées de pyroclastites et de lave. Ces volcans sont appelés

stratovolcans. La majorité des volcans les plus élevés et les mieux connus du monde sont des

stratovolcans : le Stromboli et le Vésuve en Italie, le Popocatépetl au Mexique, le Cotopaxi en

Équateur et le Kilimandjaro en Tanzanie, le mont Fuji au Japon et le mont Mayon aux

Philippines.

Type strombolien - VEI : de 1 à 2

15

Paradoxalement, le volcan de référence, le Stromboli, est tout à fait atypique. Il est en effet actif de manière

permanente depuis au moins 2 500 ans... 16

Matériaux solides, éjecta ou tephra, variant en taille depuis des cendres et des scories jusqu’à des bombes et

des lapilli. Les pyroclastites sont éjectées de manière explosive au cours d’une éruption, ou d’une série

d’éruptions, pour retomber au sol à proximité immédiate du cratère. Un exemple bien connu de ce type de volcan

est le Paricutín, apparu dans le champ d’un paysan mexicain le 20 février 1943 et qui construisit en six jours un

cône de scories de 150 m de haut. À la fin de l’année, le cône avait atteint une hauteur de 336 m.

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Écoulement pyroclastique

Les écoulements pyroclastiques, également appelés nuées ardentes, se forment lors d'éruptions volcaniques

fortement explosives. Le nuage, composé de poussières, de cendres et de gaz surchauffés, est extrêmement

destructeur.L'écoulement pyroclastique présenté ici s'est déroulé lors d'une violente éruption sur l'île volcanique

de Surtsey, au sud de l'Islande.

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2.2. L’éruption vulcanienne

Des éruptions très violentes avec des explosions de gaz entraînant d'assez grandes quantités

de matériaux solides caractérisent ce type de volcans. Les laves sont très visqueuses, causant

de grandes accumulations de gaz sous-pression. Souvent, après une période d'activité, la

cheminée est bouchée par une croûte de lave durcie, sous laquelle s'accumulent gaz et lave.

Parfois, le magma trouve une issue par des cheminées adventives mais, le plus souvent, une

violente explosion fait sauter l'ancien cratère, créant ainsi une vaste dépression (appelée

"caldeira") où s'édifie un nouvel appareil. Cette dépression peut aussi être causée par

l'effondrement de la chambre magmatique, suite à une diminution de la pression dans celle-ci.

Les volcans de ce type sont constitués de lave très épaisse et très visqueuse bouchant la

cheminée volcanique. Alors une explosion a lieu quand la pression est au maximum

pulvérisant la lave qui jaillit dans le ciel. Jusqu'à une hauteur pouvant atteindre 25 km, des

blocs de plusieurs tonnes à des cendres microscopiques, sont projetés par l’éruption. Souvent

une énorme explosion fait sauter le cratère et crée une grande dépression où naît un nouveau

système volcanique.

Le nom de ce type provient d’un volcan italien, dans les îles éoliennes, appelé Vulcano.

Comme volcan vulcanien il y a aussi le Fuego au Guatemala qui a connu sa dernière éruption

en octobre 1974, le Sakurajima au Japon.

Les éruptions vulcaniennes, dont le type a été défini à Vulcano, dans les îles Eoliennes (Italie

du Sud), mettent en jeu un magma plus visqueux qui remonte avec difficulté vers la surface. Il

s’accumule au-dessus de la cheminée sous forme d’une galette de lave ou d’un dôme. Ce

bouchon, lorsqu’il a refroidi, bloque le dégazage et la pression des gaz augmente au sein

même du volcan. Lorsque la pression dépasse la résistance du bouchon, une violente

explosion projette des cendres, des scories, des bombes à plusieurs kilomètres de hauteur. Le

dégazage se poursuit, puis un nouveau bouchon se met en place dans le cratère, et le cycle

peut recommencer, tant que la source de magma n’est pas tarie. Le type de relief formé est un

cône de faible altitude résultant principalement de l’accumulation de cendres et de blocs. Les

Page 12 sur 28

bombes en croûte de pain sont assez caractéristiques de ce dynamisme. Les coulées y sont

rares.

Type vulcanien - VEI : de 2 à 5

2.3. L’éruption plinienne

Le nom de ce type d'éruption vient de Pline le Jeune qui décrivit l’éruption de Vésuve17

en 79

après J-C qui détruisit Pompéi et Herculanum.

Le magma de ces volcans est épais et pâteux. Leurs éruptions se caractérisent par de très

violentes explosions à cratère ouvert projetant un volumineux panache de cendres et de

ponces (moins dense que l'air) à des altitudes de 10 à 20 km en forme de pin parasol (à

distinguer de la nuée ardente). En atteignant l'atmosphère, les gaz enfermés dans le magma se

dilatent et donnent naissance à des cendres blanchâtres. Ces éruptions sont moins fréquentes

que les autres mais font beaucoup plus de dégâts et de victimes.

Comme volcan à éruption plinien il y a le Mont Saint Helens18

aux USA qui a connu une

éruption de ce type en 1980, Le Santorin en Grèce, le Pinatubo19

aux Philippines, la Montagne

Pelée parfois,...

17

Le Vésuve est l’un des volcans européens en activité. Mont solitaire s'élevant depuis la plaine de Campanie, sa

base présente une circonférence d'environ 50 km et il compte deux sommets. Le plus élevé (1 277 m) est le cône

du véritable Vésuve, tandis que l'autre sommet, le mont Somma, atteint 1 132 m. Les flancs du volcan sont

recouverts de vignobles et de vergers. Plus haut, on trouve des chênes et des châtaigniers. Un funiculaire relie la

base du cône au sommet, à proximité du cratère, et un observatoire, également installé au sommet, surveille le

volcan. 18

Le volcan du mont Saint Helens, assoupi depuis 1857, commence à montrer les signes d’une activité

renaissante au début de l’année 1980 : le 18 mai, il entre en éruption avec une telle violence que le sommet de la

montagne est emporté et une nuée de cendres et de gaz projetée à une altitude de 19 km. Le souffle tue au moins

soixante personnes et anéantit toute vie dans une zone de 180 km2 ; une zone encore plus grande est couverte de

cendres et de débris. L’éruption entraîne une diminution de la hauteur du mont, qui passe de 2 950 m à 2 550 m

d’altitude. En septembre 2004, le volcan se réveille de nouveau : le 2 octobre, une éruption se produit, soulevant

le dôme et provoquant un panache de cendres et de fumées en provenance du cratère. Au début de l’année 2005,

les spécialistes surveillent les régulières montées de lave qui forment un cône de plus en plus élevé. 19

Jusqu'en 1991, le mont Pinatubo avait été inactif pendant au moins six cents ans. En juin et juillet de cette

même année, le volcan entra en éruption plusieurs fois, lançant des millions de tonnes de cendres et d'autres

matières volcaniques à plus de 15 000 m dans l'atmosphère. Une grande partie de ce matériau se répandit autour

du monde dans les couches supérieures de l'atmosphère. Localement, les cendres atteignirent une épaisseur de

plus de 3 m. De fortes pluies tropicales transformèrent les cendres en boue et déclenchèrent des glissements de

boue massifs. Fin août 1991, on estima à 550 le nombre de personnes tuées par l'éruption et ses répercussions.

De plus, plus de 650 000 personnes avaient perdu leurs moyens d'existence, et 100 000 ha de terres agricoles

avaient été dévastées. Une autre éruption en août 1992 causa de nouveaux dégâts. Le mont Pinatubo s'élève

maintenant à environ 1 760 m.

Page 13 sur 28

Type plinien - VEI : de 4 à 8

Mont Pinatubo

Le mont Pinatubo est un volcan de type explosif, situé au centre de l'île de Luçon aux Philippines. Après son

éruption de juin 1991, le sommet du volcan a cédé sa place à une caldeira d'environ 2 kilomètres de diamètre,

occupée par un lac.

Joanna B. Pinneo/Getty Images

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2.4. L’éruption péléenne

Cette catégorie tire son nom de l'éruption de 1902-1904 de la Montagne Pelée20

, célèbre

volcan de la Martinique. Le magma de ces volcans est très visqueux. La lave des éruptions

péléennes est dense et pâteuse. Elle se solidifie complètement au contact de l’air libre.

Formant un bouchon très résistant à la sortie de la cheminée, les gaz sont emprisonnés

dessous le poussent et le font monter, construisant lentement un dôme de lave. De gros nuages

de gaz, de cendres et de blocs incandescents, baptisés nuées ardentes, s'échappent parfois des

fissures du dôme et dévalent les pentes. Quand la pression est à son maximum une explosion

se produit, pulvérisant le dôme et laissant violement échapper la lave.

Comme volcan avec ce type d'éruption nous avons aussi le Lamington en Nouvelle-Guinée, le

Puy de Dôme dans le Massif central, endormi depuis environ 11.000 ans, la Soufrière en

Guadeloupe, parfois le Vésuve en Italie du Sud...

20

Volcan actif du nord de la Martinique (Antilles françaises), qui se distingue par de rares mais violentes

éruptions pyroclastiques, de type nuée ardente. Une éruption de ce type dévasta la ville de Saint-Pierre le 8 mai

1902, causant la mort de ses 28 000 habitants (il n'y eut que deux survivants). Le cycle éruptif de 1902-1903

totalisa 60 nuées ardentes et s'acheva par l'extrusion dans le cratère d'une aiguille de lave pâteuse (dacite), qui

atteignit 200 m de hauteur avant de s'ébouler.

Page 14 sur 28

Montagne Pelée (Martinique)

La montagne Pelée domine la petite ville de Saint-Pierre, dans le nord de la Martinique. Culminant à 1 397 m,

ce volcan est le plus haut sommet de l'île. Le 8 mai 1902, il connut une brusque éruption qui détruisit Saint-

Pierre et fit 28 000 victimes.

Adam Woolfitt/Corbis

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Puy de Dôme (Auvergne)

Culminant à une hauteur de 1 464 m, le puy de Dôme est le sommet le plus élevé de la chaîne des Puys qui

aligne 112 volcans éteints sur une trentaine de kilomètres à l'ouest de Clermont-Ferrand. Aujourd'hui, le

sommet, accessible par une route à péage, abrite une station météorologique et un émetteur de télévision.

Jean-Luc Barde/Scope

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2.5. Les conséquences des éruptions explosives et leur dangerosité : tephras, nuées ardentes,

coulées de boue, glissements de terrain, tsunami, émanations de gaz, etc.

1- Lors d'éruptions explosives, les tephras sont projetés dans l'atmosphère. Les bombes

retombent à proximité du volcan, tandis que les cendres peuvent s'élever jusqu'à 30 km

d'altitude dans la stratosphère, et ainsi être dispersées très loin du point d'émission. Les

tephras sont des solides rejetés lors d’une éruption. Au sein de cette fraction solide, appelée

tephra (cendres en grec), on distingue trois familles en fonction de la taille de l'élément : les

bombes (plus de 64 mm), les lapillis (de 2 à 64 mm) et les cendres (moins de 2 mm). Ils sont

projetés dans l'atmosphère, d'autant plus loin qu'ils sont légers.

Aux abords du volcan, les couches de cendres déposées peuvent atteindre plusieurs mètres

d'épaisseur. La surcharge causée par ces retombées peut causer l'effondrement des bâtiments.

De plus, les cendres les plus fines peuvent être inhalées et obstruer les voies respiratoires des

hommes et des animaux.

2- Appelées aussi coulées pyroclastiques, les nuées ardentes sont des nuages gris qui dévalent

les pentes des volcans à plusieurs centaines de kilomètres par heure, atteignent les 600 °C et

parcourent des kilomètres avant de s'arrêter. Nés de l'effondrement d'un dôme ou d'une

aiguille de lave, ces nuages composés de gaz volcaniques et de tephras glissent sur le sol,

franchissent des crêtes et consument tout sur leur passage. Les empilements des matériaux

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transportés par les nuées ardentes peuvent s'accumuler sur des dizaines de mètres d'épaisseur

et sont à l'origine des étendues d'ignimbrites. Les plus meurtrières sont celles du Krakatoa en

1883 qui ont fait 36 000 morts. Une de ces coulées pyroclastiques née de la montagne

Pelée en Martinique a rasé la ville de Saint-Pierre en 1902 et tué ses 29 000 habitants. Plus

récemment, le réveil de la Soufrière de Montserrat a provoqué la destruction de Plymouth, la

capitale de l'île, et classé inhabitable la grande majorité de l'île à cause des passages répétés de

nuées ardentes.

Éruption du mont Saint Helens (États-Unis)

Le mont Saint Helens, situé dans l'État de Washington, aux États-Unis, entra en éruption en mai 1980 après

une longue période de sommeil. La violence de l'explosion, qui projeta dans l'atmosphère des nuages de

cendres et des débris volcaniques, tua au moins soixante personnes. À l'issue de l'éruption, le sommet du

volcan ne s'élevait plus qu'à 2 549 m contre 2 950 m auparavant.

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3- Les coulées de boue, également appelées lahars, résultent du mélange de deux composants,

les cendres et l'eau.

Lorsqu'une grande quantité de cendres déposée sur les flancs du volcan est transformée en

boue par un fort apport d'eau (précipitations, rupture d'un lac de cratère ou fonte de neige), la

boue dévale alors les pentes sous forme de coulées capables de tout détruire dans un rayon

d'une centaine de kilomètres autour du volcan. Un lahar progresse à une vitesse de

plusieurs dizaines de kilomètres par heure, et ne laisse, en général, pas le temps aux

populations menacées d'évacuer les lieux à temps. Ils ont donc un caractère

particulièrement dangereux. En 1985, 24 000 habitants de la ville colombienne d'Armero

furent engloutis sous un lahar né sur les pentes du Nevado Del Ruiz.

Ces départs de lahars peuvent se produire plusieurs années après l'éruption qui a engendré le

dépôt de cendres.

Flancs du mont Pinatubo après les coulées de boue (Philippines)

4- Les glissements de terrain.

Une éruption volcanique est toujours accompagnée d'une forte activité sismique qui traduit les

déformations subies par le volcan. Ces séismes ne sont, en général, pas dangereux, puisque

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d'une intensité faible. Ils peuvent cependant provoquer des glissements de terrain qui, eux,

peuvent avoir de graves conséquences. Le gonflement d'une partie de l'édifice peut aussi être

à l'origine de grandes avalanches de débris et d'éboulements.

Ces glissements de terrain et avalanches peuvent avoir des effets directs plus dévastateurs que

l'éruption elle-même. De plus, lorsqu'ils concernent un très gros volume de matériaux et qu'ils

ont lieu près de la côte ou sous la mer, ils peuvent engendrer des raz-de-marée.

À la manière des nuées ardentes, les glissements de terrain peuvent provoquer des avalanches

meurtrières. Dans de rares cas, c'est une grande partie ou la majorité du volcan qui se

désagrège sous la pression de la lave. En 1980, le mont Saint Helens a surpris les

volcanologues du monde entier lorsque la moitié du volcan s'est disloqué. Certains

scientifiques, se croyant à l'abri sur des collines environnantes, se sont fait piéger et ont péri

dans la gigantesque nuée ardente qui a suivi.

5- Les tsunamis peuvent être générés de multiples manières lors d'une éruption

volcanique comme avec l'explosion d'un volcan sous-marin ou à fleur d'eau, la chute de parois

ou de nuées ardentes dans la mer, l'effondrement du volcan sur lui-même mettant en contact

direct l'eau avec le magma de la chambre magmatique, des mouvements de terrains liés à la

vidange de la chambre magmatique, etc. En 1883, l'explosion du Krakatoa généra un tsunami

qui, associé aux nuées ardentes, fit 36 000 victimes, en1792 celle du mont Unzen en fit

15 000.

6- Les remontées de gaz à la surface d'un lac. Il peut arriver que le gaz carbonique émis

par le volcanisme soit stocké au fond des lacs de cratères (maars). Ces eaux profondes

peuvent remonter à la surface et dégager brutalement une grande quantité de gaz. L'arrivée

massive de gaz peut alors entraîner l'asphyxie des hommes et des animaux. C'est ce qui s'est

probablement passé au lac Nyos (Cameroun) en 1986.

7- L'acidification des lacs est une autre conséquence possible de la présence d'un volcan.

L'acidification a pour effet d'éliminer toute forme de vie des eaux et de leurs abords et peut

même constituer un danger pour les populations riveraines. Ce phénomène survient lorsque

des émanations de gaz volcaniques débouchent au fond d'un lac, celui-ci va alors les piéger

par dissolution ce qui acidifie les eaux.

8- Les hivers volcaniques. Les cendres, gaz volcaniques et gouttelettes d'acide sulfurique et

d'acide fluorhydrique expulsées dans l'atmosphère par des panaches volcaniques peuvent

provoquer des pluies acides et des « Hivers volcaniques » qui abaissent les températures et

peuvent provoquer des famines, des hivers rigoureux ou des étés froids à l'échelle mondiale

comme ce fut le cas pour les éruptions du Tambora en 1815 et du Krakatoa en 1883.

B- Le volcanisme non éruptif

Le volcanisme ne se manifeste pas seulement par des éruptions spectaculaires. Certaines

activités géothermiques peuvent précéder, accompagner ou suivre une éruption volcanique.

On qualifie ces phénomènes de " tardi- " ou " post-volcaniques ". Ces activités sont en général

présentes lorsqu’une chaleur résiduelle provenant d'une chambre magmatique réchauffe de

l'eau phréatique parfois jusqu'à l'ébullition. En surface se produisent alors geysers, fumerolles,

mares de boues, mofettes, solfatares ou encore dépôts de minéraux.

1- Les geysers

Page 17 sur 28

C’est une source jaillissant de manière intermittente en une gerbe de vapeur et d'eau chaude.

Un geyser jaillit quand la base d'une colonne d'eau située en profondeur est vaporisée par la

proximité de la roche volcanique chaude. La force avec laquelle elle est expulsée dépend de

sa profondeur. En effet, son poids augmente avec la profondeur et accroît la pression exercée

sur sa base, élevant ainsi le point d'ébullition de l'eau. Quand l'eau arrive à ébullition, elle se

dilate et remonte en surface. La pression baisse alors proportionnellement à la réduction de

poids de la colonne, et le point d'ébullition de l'eau restant dans la colonne diminue. Ainsi, la

colonne entière se vaporise instantanément, provoquant l'éruption du geyser.

Geyser est un mot islandais qui veut dire jaillissant. Les geysers sont des sources jaillissantes

d'eau bouillante, avec dégagements sulfureux; elles sont caractérisées par une quantité

considérable de vapeur d'eau, par l'intermittence de leur jet et par le dépôt minéral, calcaire ou

siliceux, souvent très abondant, qu'elles produisent.

L'ensemble des geysers que l'on connait sont situés dans trois pays, la Nouvelle-Zélande,

l'Islande et les États-Unis21

. Le geyser le plus célèbre du monde est l'Old Faithful dans le

National Park Yellowstone aux États-Unis, qui crache entre 38 000 et 45 000 litres à chaque

éruption. L'Old Faithful jaillit à des intervalles extrêmement réguliers, qui varient entre 37 et

93 minutes ; selon les périodes, le jet d'eau de vapeur peut atteindre 52 m. Les geysers

débutent leur activité par l'éjection de jets d'eau de quelques mètres de haut.

Formation des geysers

Les geysers tirent leur origine des eaux souterraines échauffées jusqu'à ébullition au contact de corps

magmatiques en cours de refroidissement. Lorsque l'eau bout, la pression pousse la colonne d'eau et de vapeur

vers la surface. La surpression à la base de la colonne provoque la vaporisation brutale de toute la colonne

d'eau et le jaillissement de la vapeur en un spectaculaire panache. Les fumerolles ont la même origine que les

geysers mais dégagent des jets de gaz chaud. Les sources chaudes sont alimentées de la même manière, mais

les eaux, à la pression ordinaire, bouillonnent dans des mares sans jaillir à la surface. Ces eaux chaudes

naturelles ont des températures qui dépassent souvent les 60 °C.

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21

Ainsi Yellowstone aux Etats-Unis ou Geysir en Islande (tout comme au Japon, au Chili, en Nouvelle-Zélande,

etc.) présentent ces zones dites hydrothermales, dont les manifestations sont aussi spectaculaires que variées.

Page 18 sur 28

2- Les fumerolles et sources d’eau chaude

En volcanologie émission de gaz provenant d'un volcan. Les magmas contiennent des gaz

volcaniques dissous.

Les gaz volcaniques sont principalement composés de :

vapeur d'eau à teneur de 50 à 90 % ;

dioxyde de carbone à teneur de 5 à 25 % ;

dioxyde de soufre à teneur de 3 à 25 %.

Puis viennent d'autres éléments volatils comme le monoxyde de carbone, le chlorure

d'hydrogène, le dihydrogène, le sulfure d'hydrogène, etc. Le dégazage du magma en

profondeur peut se traduire à la surface par la présence de fumerolles autour desquelles

des cristaux, le plus souvent de soufre, peuvent se former.

Les gaz volcaniques sont le danger le plus sournois des volcans. Ils sont parfois émis sans

aucun autre signe d'activité volcanique lors d'une éruption limnique22

. En 1986, au Cameroun,

une nappe de dioxyde de carbone est sortie du lac Nyos. Étant plus lourd que l'air, ce gaz a

dévalé les pentes du volcan et a tué 1 800 villageois et plusieurs milliers de têtes

de bétail dans leur sommeil par asphyxie.

Sources chaudes du lac Bogoria (Kenya)

Le lac Bogoria est une étendue d'eau salée, dans la partie est de la Rift Valley au Kenya. Des sources chaudes

et des geysers sont présents le long de la rive occidentale du lac.

Erwin and Peggy Bauer/Bruce Coleman, Inc.

3- Les marmites de boue

Les marmites de boue, plus ou moins visqueuses, naissent de la percolation23

de fluides

corrosifs dans les roches volcaniques, ainsi transformées en argiles. Les bulles de gaz éclatent

à la surface, de petits cônes se construisent autour du point de sortie, là où la boue clapote. La

couleur de ces boues varie du gris aux ocres, selon leur composition et leur degré d'oxydation.

Dans un cratère possédant une activité de dégazage et de fumerolles, un lac acide peut se

former par recueil des eaux de pluies. L'eau du lac est très acide avec un pH de 4 à 1, parfois

très chaude avec une température de 20 à85 °C et seules des cyanobactéries sont capables de

vivre dans ces eaux alors teintées en bleu-vert. Ce type de lac est courant au niveau des

grandes chaînes de volcans comme la ceinture de feu du Pacifique et dans la vallée du grand

rift.

22

D’eau douce. 23

Circulation (d'un fluide) à travers une substance poreuse, sous l'effet d'une pression Exemple :la percolation de

l'eau dans le sable.

Page 19 sur 28

Les mofettes sont, en géologie, des émanations de gaz carbonique et de vapeur d'eau situées

en zone volcanique ou thermale

Les solfatares sont des lieux d'activité volcanique où l'on observe des fumerolles et des dépôts

de soufre.

III- RELIEFS ISSUS DU VOLCANISME OU RELIEFS VOLCANIQUES

On peut premièrement définir le relief comme tout ensemble faisant saillie sur une surface.

Ainsi, une colline, une montagne, sont des exemples de reliefs. Par extension, il désigne les

inégalités en creux ou en saillie d’une surface topographique24

.

Un relief volcanique est un type de relief structural lié à l’activité des volcans, c’est-à –dire

au volcanisme, le relief structural étant les formes de la surface topographique contrôlées par

la structure des terrains.

Les volcans fissuraux émettent en général de grands volumes de matériaux très fluides, qui

s’épanchent sur de vastes surfaces. Sur les continents, les éruptions successives peuvent donc

construire de grandes plaines ou plateaux. Ce volcanisme, tout comme celui associé aux

panaches mantelliques en milieu continental (appelés points chauds par les spécialistes), est à

l’origine d’immenses régions issues d’une activité volcanique, comme le plateau du Dekkan,

au centre de l’Inde, le bassin du Paraná, au Brésil, le plateau de la Columbia, dans le nord-

ouest des États-Unis, le plateau du Drakensberg, en Afrique du Sud, et le plateau central de

l’île du Nord, en Nouvelle-Zélande.

Les reliefs volcaniques sont de deux grands types : les reliefs primitifs et les reliefs dérivés.

A- Les reliefs volcaniques primitifs

Il s’agit des reliefs qui dérivent directement de l’activité volcanique. Ici, on distingue d’une

part les formes générales et d’autre part les formes de détail.

1- Les reliefs volcaniques primitifs : formes générales (cône et caldeira)

Un volcan est une ouverture dans la croûte d'une planète, de laquelle s'écoule de la lave quand

il est en activité. La forme la plus classique du volcan est le cône ; on parle de cône

volcanique. Le volcan peut aussi se présenter forme de caldeira. On peut aussi avoir des

volcans sans cône : il s’agit de volcans fissuraux formés par une ouverture linéaire dans la

croûte terrestre ou océanique par laquelle s'échappe de la lave fluide ; les volcans des dorsales

se présentent sous forme de fissure comme le Laki ou le Krafla.

1.1. Le cône volcanique

24

Notons que ces deux acceptions peuvent rendre l’emploi du terme délicat. De nombreux reliefs topographiques

ont pour origine un creusement lié à l’érosion, ce qui conduit à parler de reliefs en creux. En conséquence, on

emploiera avec avantage le terme modelé pour les reliefs qui s’expliquent par les actions érosives, et celui de

relief structural lorsque l’agencement des roches du sous-sol joue un rôle prépondérant dans les formes de la

topographie.

Page 20 sur 28

Un volcan se forme lorsque du magma provenant du manteau de la planète force son chemin à

travers la croûte sous forme de lave ou de cendres et constitue ensuite un cône à la surface. Le

cône est un terrain de base circulaire et large et de sommet plus étroit formé par une

accumulation de débris25

.

Le cône constitue la partie extérieure d'un volcan. Lorsqu'il est entièrement formé par les

laves successivement émises, il est à base très large et à pente douce : c’est un cône de lave.

Quand il s'est édifié avec des matériaux meubles26

, scories, lapilli, cendres, ses pentes plus

raides sont voisines de celles des talus de chute, ce sont des cônes de débris. Les cônes de

laves portent généralement un ou plusieurs petits cônes de débris résultant des dernières

éruptions; les cônes à cratères qui s'ajoutent ainsi au cône principal sont dits cônes adventifs.

Cône de débris (à gauche) et cône de laves.

25

Le cône de déjection est formé par l'accumulation des alluvions d'un torrent • cône d'avalanche • cône

volcanique. 26

Qui est aisé à labourer (retourner (la terre) avec un instrument aratoire pour l'aérer et la rendre propre à la

culture )

Page 21 sur 28

cône principaux et cônes adventifs. Cratère actif de l'Etna (Italie)

L'Etna est le plus haut volcan actif d'Europe (3 323 m). Il connaît une activité quasi continue surtout au niveau

de son sommet où se trouvent ses quatre principaux cratères. Ceux-ci entrent parfois en éruption

simultanément, comme au cours des étés 1997 et 1998. Les cônes secondaires, situés à des altitudes

inférieures, sont moins actifs mais particulièrement surveillés car leurs éruptions menacent directement les

habitants installés sur les pentes du volcan.

Jonathan Blair/Corbis

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Il existe plusieurs types de cônes de débris : les cônes de cendres, les cônes de scories, etc.

Cône de scories du Paricutín (Mexique)

Certains types de volcans sont essentiellement formés de scories, matières volcaniques légères et meubles : on

les appelle les cônes de scories. Lors de l'éruption de ces cônes volcaniques, les scories s'empilent, formant

ainsi un monticule. Les cônes de scories ne sont pas très élevés, généralement de quelques centaines de

mètres de hauteur seulement, car ces matières meubles ont tendance à glisser sur les côtés sous l'effet de la

pesanteur. On les trouve surtout dans les régions de formation géologique récente. Cône de scories du Paricutín

(2 774 m, volcan du Mexique).

Kraft/Explorer/Science Source/Photo Researchers, Inc.

Les cônes de cendre sont des collines coniques produits par l'accumulation de cendres et autres téphra. Le cône

peut culminer à plus de 700m de haut, mais la plupart ont une hauteur entre 30 et 300m. Ce cône de cendre est le

Puu Lilinue sur le Mauna Kea à Hawaii.

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Les cônes de lave donnent des volcans boucliers alors que les cônes de débris donnent des

stratovolcans (C’est dire que les volcans avec cône sont d deux types : boucliers et

stratovolcans)

a) Le volcan bouclier est celui dont le cône a un diamètre très supérieur à sa hauteur en

raison de la fluidité des laves qui peuvent parcourir des kilomètres avant de s'arrêter ; le

Mauna Kea, l'Erta Ale ou le Piton de la Fournaise en sont des exemples.

Ce genre de volcan se retrouve normalement autours des dorsales océaniques, sur les points

chauds et dans certaines zones de subduction. Les laves de ce type de volcan sont très fluides.

Lors des éruptions, elles peuvent acquérir des vitesses très rapides et très dévastatrices. Elles

peuvent même s'écouler avec des vitesses atteignant 30 km/h, mais généralement elles ont des

vitesses entre 10 et 300 m/h. Il faut, par contre, souligner que la plupart des éruptions de ces

volcans ne sont pas meurtrières. C'est d'ailleurs le cas des éruptions de flanc, qui sont très

fréquentes (voir figure ci-dessus). À cause de ces multiples éruptions de laves qui se

cristallisent, les pentes des flancs sont peu prononcées (moins de 15 %). Les volcans de

l'Islande ou ceux des îles Hawaii (formation de point chaud) en sont de bons exemples. Voici

une belle photographie d'un autre exemple, le volcan Piton de la Fournaise, sur l'Île de la

Réunion.

Les volcans boucliers sont les plus grands volcans du monde. Le Mauna Loa est plus haut que

9.000 m de la base au sommet et a un volume de plus de 40.000 Km3. Au niveau de la mer, le

Mauna Loa est large de 100 Km. Le volume d'une éruption type est de 0,22 Km3.

Page 23 sur 28

b) Le stratovolcan. Un volcan est dit stratovolcan lorsque son cône a un diamètre plus

équilibré par rapport à sa hauteur en raison de la plus grande viscosité des laves ; il s'agit des

volcans aux éruptions explosives comme le Vésuve, le mont Fuji, le Merapi ou le mont Saint

Helens.

Les stratovolcans sont définitivement les plus destructeurs. Des légendes de terreurs flottent

autours d'eux. En fait, ils sont si dangereux, car leur magma est composé principalement de

silice. C'est ce minéral qui n'est pas fluide donc qui n'arrive pas à s'écouler hors du volcan.

Ces volcans crachent surtout des gaz et du matériel pyroclastique, un mélange de roches de

diverses grosseurs. En d'autres mots, les gaz créent une telle pression qu'il se produit une

énorme explosion, qui expulse ces matériaux avec une grande force. On nomme ces nuages

très chauds (800 °C) et très denses des nuées ardentes. Celles-ci s'écoulent à des vitesses

impressionnantes, détruisant tout ce qui se trouve sur leur passage. Après une éruption, des

dizaines de centimètres de cendres vont retomber au sol pendant plusieurs jours. Les

stratovolcans se retrouvent principalement dans les zones de subduction. Les flancs de ce type

de volcan sont habituellement très abrupts. L'exemple le plus frappant près de chez nous, sur

la côte ouest américaine, est certainement le Mont St. Helens.

Éruption du mont Saint Helens (État de Washington, États-Unis)

Le mont Saint Helens est un volcan actif de la chaîne des Cascades, qui s'élève dans l'ouest des États-Unis.

Inactif jusqu'en 1857, il est entré en éruption en mai 1980, causant la mort de cinquante-sept personnes et de

nombreux dégâts dans la région sud-ouest de l'État de Washington. Avant que cette éruption ne détruise plus

de 400 m de son sommet, son altitude était de 2 950 m. Depuis 1980, vingt éruptions de moindre importance

ont provoqué des écoulements de lave, des émanations de vapeur et des retombées de cendres. La région de

ce volcan est à présent reconnue comme un monument national américain.

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Un volcan est formé de différentes structures que l'on retrouve en général chez chacun d'eux :

- une chambre magmatique alimentée par du magma venant du manteau et jouant le rôle

de réservoir et de lieu de différentiation du magma. Les chambres magmatiques se trouvent

entre dix et cinquante kilomètres de profondeur dans la lithosphère.

- une cheminée volcanique qui est le lieu de transit privilégié du magma de la chambre

magmatique vers la surface ;

- un cratère27

ou une caldeira sommitale où débouche la cheminée volcanique ;

- une ou plusieurs cheminées volcaniques secondaires partant de la chambre

magmatique ou de la cheminée volcanique principale et débouchant en général sur les

flancs du volcan, parfois à sa base ; elles peuvent donner naissance à de petits cônes

secondaires ;

- des fissures latérales qui sont des fractures longitudinales dans le flanc du volcan

provoquées par son gonflement ou son dégonflement; elles peuvent permettre

l'émission de lave sous la forme d'une éruption fissurale.

- Les cônes volcaniques.

1.2. Les caldeiras

Lorsque les laves sont très visqueuses, elles causent de grandes accumulations de gaz sous-

pression. Souvent, après une période d'activité, la cheminée est bouchée par une croûte de

lave durcie, sous laquelle s'accumulent gaz et lave. Parfois, le magma trouve une issue par des

cheminées adventives mais, le plus souvent, une violente explosion fait sauter l'ancien cratère,

créant ainsi une vaste dépression (appelée "caldeira") où s'édifie un nouvel appareil. Cette

dépression peut aussi être causée par l'effondrement de la chambre magmatique, suite à une

diminution de la pression dans celle-ci quand elle s’est vidée.

Mont Pinatubo

Le mont Pinatubo est un volcan de type explosif, situé au centre de l'île de Luçon aux Philippines. Après son

éruption de juin 1991, le sommet du volcan a cédé sa place à une caldeira d'environ 2 kilomètres de diamètre,

occupée par un lac.

Joanna B. Pinneo/Getty Images

27

Ouverture creuse au sommet d'un volcan, par laquelle sont projetés les matières en fusion et les fragments

solides. Le cratère commence à l'évasement de la cheminée; il est limité par les bords du cône. Le cratère s'ouvre

souvent au sommet du volcan; mais il arrive aussi qu'il occupe le flanc de la montagne. Les dimensions en sont

parfois considérables. L'ancien cratère du Vésuve, dont les ruines sont actuellement représentées par la Somma,

mesurait 4000 mètres de diamètre; il est aujourd'hui à peu près comblé par les laves. Certains cratères des îles de

la Sonde (Indonésie) mesurent 6000 mètres dans le même sens.

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2- Les reliefs volcaniques primitifs : formes de détails

Le magma émerge habituellement à des températures de 800° à 1 200 °C. Il se refroidit

ensuite à mesure qu’il s’écoule en durcissant à partir de sa surface jusqu’à ce qu’il se solidifie

complètement et donne lieu à ce que l’on appelle une coulée de lave (ce terme désigne donc à

la fois le flot de lave liquide et la structure fixe résultant de sa solidification).

En fonction surtout de la viscosité du magma originel, les coulées de lave ont des formes et

des textures28

de surface différentes. Les trois types principaux de lave sont appelés pahoehoe,

aa et coulées à blocs.

a) Les pahoehoe sont produits par une lave très fluide et qui s’écoule donc facilement.

Lorsque cette lave arrive à la surface, elle se répand rapidement en une mince couche

plastique, qui est étirée par la lave qui continue de s’écouler au-dessous et se fige en formant

des plis et des structures ressemblant à des cordes (on parle de laves cordées).

Lave durcie (Hawaii)

L'île d'Hawaii abrite deux volcans actifs : le Mauna Loa et le Kilauea. Ces volcans entrent fréquemment en

éruption (environ tous les quatre ans). Ils éjectent de la lave basaltique très fluide, qui parcourt de grandes

distances (volcans de type effusif ou volcans gris). En se refroidissant, ce type de coulée de lave forme des plis

ressemblant à des cordes, appelés pahoehoe.

David Muench/Tony Stone Images

b) Le deuxième type, aa ou cheire, est produit par une lave un peu plus visqueuse, qui forme

une croûte dure et épaisse en refroidissant. Cette croûte est brisée par la lave qui s’écoule en-

dessous d’elle et forme une surface fragmentée, déchiquetée.

Lave ʻaʻā émise par le Kīlauea à Hawaïaux États-Unis.

c) Les coulées à blocs sont également fragmentées mais leur surface est plus lisse. Les bulles

de gaz contenues dans le magma ne s’échappent pas complètement dans l’atmosphère au

cours de l’éruption. Une certaine proportion peut rester piégée dans la lave et former des

vésicules. Ces vésicules peuvent persister après la solidification de la lave. La pierre ponce est

28

1. qualité physique qui est perceptible par le toucher ou par la vue Exemple : la texture de la peau

3. sciences de la terre : en géologie agencement interne (d'une roche) Exemple : une texture feuilletée

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une lave fortement vésiculaire. En fait, certaines comportent tellement de vésicules qu’elles

peuvent flotter sur l’eau.

d) Enfin, les écoulements pyroclastiques retombant sur le sol peuvent se cimenter pour former

ce que l’on appelle des tufs. Les matériaux d’une nuée ardente peuvent également se solidifier

en ignimbrites. Tufs et ignimbrites sont donc des roches composites faites d’une grande

variété de fragments volcaniques.

e) Barrage volcanique : barrage naturel d'une vallée par une coulée de lave. En amont, on peut

observer, soit un lac, soit une surface plane d'alluvions…

f) Une aiguille volcanique est une masse pointue de lave solidifiée qui apparaît parfois au-delà

des lèvres d'un volcan (Bates et al. 1980). Après l'éruption riche en gaz de 1902 de la

Montagne Pelée, Martinique, un magma pauvre en gaz produisit un dôme de lave escarpé et

une aiguille.

Gros Piton (Sainte-Lucie)

Le pic Gros Piton offre un contraste saisissant avec les prairies en pente douce de la région de Choiseul, sur la

côte sud-ouest de Sainte-Lucie. Cette île du Vent dans les Caraïbes possède des plages de sable fin, des sources

d'eau chaude à proximité de Soufrière et des ports magnifiques.

Tony Arruza/Corbis

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B- Les reliefs volcaniques dérivés

Ce type de relief est conditionné par l’érosion.

1- Érosion des formes générales :

Lorsqu’un volcan est éteint ou endormi, le magma restant dans la cheminée peut se solidifier

pour former un culot volcanique29

. Si les matériaux du cône qui l’entoure sont enlevés par

l’érosion, le culot peut être exposé et former un trait caractéristique du paysage. Le Castle

Rock, à Édimbourg, est un culot volcanique.

Dans le cas du volcanisme fissural, le magma se solidifiant dans la fissure peut former une

intrusion verticale en forme de mur appelée dyke30

. Le dyke le plus impressionnant est sans

29

Culot de roche magmatique subsistant sous la forme d’une colline cylindrique ou conique, c’est ce qui reste de

la cheminée, après que l’érosion a dispersé les produits accumulés sous forme de cône, ou autre 30

Intrusion de roche magmatique, en forme de lame ou de mur, qui recoupe les strates rocheuses préexistantes.

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doute le Grand Dyke, riche en minerais, au centre du Zimbabwe, qui court sur 480 km pour

une largeur de 5 à 10 km dans une direction grossièrement nord-sud.

2- Formes d’érosion des coulées :

L’érosion des surfaces recouvertes par les coulées, donne souvent des inversions de relief :

a) La planèze : plateau basaltique faiblement incliné situé sur le flanc d'un massif volcanique.

Coulées peu inclinées, disséquées par des ravins, des vallées ;

b) La mesa : mesa (espagnol, « table »), plateau isolé aux côtés en forme de falaises rocheuses

abruptes, constituant la partie résistante d’un ensemble ayant subi une érosion. On en

rencontre dans le sud-ouest des États-Unis, notamment au Colorado, où elles faisaient

autrefois partie intégrante de plateaux plus vastes.

c) Lacs volcaniques : Ils peuvent résulter du barrage d’une vallée par une coulée ou par un

cône volcanique ; ou du remplissage par l’eau, d’un cratère, ou d’une caldeira…

d) dyke, intrusion de roche magmatique, en forme de lame ou de mur, qui recoupe les strates

rocheuses préexistantes. Le dyke se forme, à l'origine, par une remontée de roche en fusion

dans une fissure, où le matériau se refroidit et se solidifie. Ses dimensions peuvent varier de

quelques centimètres à des milliers de mètres d'épaisseur et de quelques mètres à des

kilomètres de longueur. La roche qui compose le dyke est souvent plus dure que les roches

environnantes et par conséquent le relief en forme de mur peut subsister après érosion des

couches encaissantes. Le « sill » (ou filon-couche) est une intrusion similaire de roche

magmatique disposée parallèlement aux structures encaissantes. Le magma qui pénètre dans

des ouvertures souterraines s’y solidifie et cristallise généralement pour former des intrusions,

souvent de grande taille. Un sill est une intrusion horizontale aplatie se trouvant entre deux

strates sédimentaires. Des exemples en sont les Salisbury Crags, à Édimbourg, et les

Palisades, le long de la rive gauche de l’Hudson, près de New York

IV- ATOUTS DES REGIONS VOLCANIQUES

Par certains aspects, l'homme peut tirer profit de la présence des volcans avec :

l'exploitation de l'énergie géothermique pour production d'électricité, le chauffage des

bâtiments ou des serres pour les cultures ;

la fourniture de matériaux de construction, ou à usage industriel tels que :

le basalte qui sert de pierres de construction, de ballast ou de gravas concassé ;

la ponce et la pouzzolane qui servent, entre autres, d'isolant dans les bétons ;

l'extraction des minerais de soufre, de cuivre, de fer, de platine, de diamants, etc.

la fertilisation des sols tels les versants de l'Etna qui constituent une région à très forte

densité agricole en raison de la fertilité des sols volcaniques et où d'immenses vergers

d'agrumes y sont implantés. Ces sols volcaniques fertiles font vivre 350 millions de

personnes dans le monde31

.

Un volcan contribue aussi au tourisme en proposant un panorama, des destinations

de randonnée, du thermalisme ou même un lieu de pèlerinage aux visiteurs.

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CONCLUSION

Même s’il est un phénomène destructeur, le volcanisme est d’un grand intérêt économique

pour les régions où il sévit. C’est la raison pour laquelle les régions volcaniques attirent

toujours une pléthore de populations ; ce qui explique aussi l’importance des victimes lors des

éruptions volcaniques.