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COMMENT SURVEILLE-T-ON LES PANACHES DE CENDRES VOLCANIQUES
L’actualité l’a montré ces derniers mois : l’éruption d’un volcan comme l’Eyjafjöll en Islande, en 2010, peut entraîner une longue et très coûteuse fermeture de l‘espace aérien.
Pour éviter que cette situation de crise ne se reproduise, experts, chercheurs et météorologues des VAAC (Volcanic Ashes Advisory Centers) unissent désormais davantage leurs efforts et leurs moyens pour prédire l’avancée des panaches de cendres.
En combinant étude directe et détection par satellites, photomètres et lidars (télédétection par laser), parfois « transformés » pour l’occasion, ils cumulent les informations sur la composition, l’altitude ou la densité des cendres et obtiennent en quelques heures des cartes prévisionnelles fiables du trajet de ces nuages afin de renseigner au plus vite les compagnies aériennes. Un travail qui reste cependant difficile compte tenu des incertitudes naturelles (« caprices » du volcan, conditions météorologiques, etc.) mais aussi en raison de l’absence d’un réseau d’observation européen spécifique.
1 - Par une étude directe.
Echantillonnage des cendres au sol ou dans le nuage par avion, pour connaître leurs propriétés microphysiques (granulométrie, forme …) et leur composition chimique.
2 - Au sol.
Surveillance de l’atmosphère via des réseaux de radars, lidars, interféromètres, photomètres … Ces derniers mesurent l’intensité de la lumière qui leur parvient du Soleil, plus basse en présence de cendres, permettant d’évaluer l’épaisseur du nuage.
Ces mesures sont rendues difficiles en présence de pollution.
3 – Par satellites.
Utilisation de radiomètres, interféromètres, lidars, etc., embarqués dans des satellites d’observation de l’atmosphère (Parasol, Calipso, Météosat, Envisat, Metop, Terra, Aqua …) pour déterminer la surface, l’altitude, l’épaisseur du nuage et certaines de ses caractéristiques.
4 – Par avion.
16 avril 2010 : le CEA à Saclay détecte des cendres de l »Eyjafjöll au nord de la France puis à 6 km au-dessus de Paris. Afin de pouvoir renseigner les compagnies aériennes, il adapte et embarque un lidar dans un avion Falcon 20 de l’unité Safire (CNRS,Cnes, Météo-France).
Cet appareil, aussi utilisé au sol ou par satellite, émet un faisceau laser vers l’atmosphère et analyse la lumière qui lui revient.
En dépolarisant cette lumière, les cendres « signent » leur présence dans l’atmosphère.
Des particules abrasives.
Une étude publiée dans Pnas en mars a montré que les cendres de l’Eyjafjöll étaient très abrasives et le sont restées durant plusieurs semaines.
D’une taille variant d’une dizaine de nanomètres au millimètre près du volcan, les particules, associées à la vapeur d’eau étaient composées d’andésite, de cristaux de plagioclases (silicates), de pyroxènes et d’olivine. Les risques pour les avions étaient multiples : abrasion du pare-brise, vitrification sur certaines parties des réacteurs.
Altitude (en km) des couches de l’atmosphère et des nuages de cendres
Pinatubo (1991) : 35 km
Mont St-Helens (1980) : 22 km (Stratosphère)
Grimsvötn (2011) : 20 km
Altitude de croisière des avions de ligne : 10 km
Eyjafjöll (2010) : 9 km (Troposphère)
Source : Sciences et Avenir.