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Étude sismologique des processus de dégazage du volcan Tungurahua (Équateur)

Dans le cadre du Laboratoire Mixte International (LMI) de l'IRD sur l'Équateur (LMI Séismes et Volcans dans les Andes du nord),un réseau sismique temporaire a été déployé autour du volcan Tungurahua en collaboration avec nos collègues de l'Instituto Geofisico de l'Escuela Politécnica Nacional (IG-EPN) de Quito (Équateur) et de l'université San Francisco à Quito.
Le Tungurahua (5023 m) est un volcan andésitique situé dans la cordillère orientale des Andes Equatoriennes, à environ 120 km au sud de Quito. Ce volcan a entamé depuis 1999 un cycle éruptif qui est caractérisé par des épisodes d'activité éruptive intense pouvant durer plusieurs mois, séparées par des période de calme. Durant les périodes d 'activité, le volcan a des explosions de type strombolien à vulcanien, des phases de fontaines de lave et/ou d'émission de cendres ainsi qu'à quelques occasions des coulées pyroclastiques. En lien avec cette activité, les sismomètres enregistrent des signaux associés aux explosions, mais aussi des trémors et des événements de type Longue période. Le réseau temporaire viendra renforcer pour 9-12 mois (en fonction de l'activité du volcan) le réseau permanent de l'IG-EPN en augmentant la densité de stations et en améliorant la couverture spatiale. L'un des objectifs principaux du réseau temporaire est d'évaluer comment la sismologie est susceptible d'apporter des informations sur les processus de dégazage sous leurs différentes formes. Nous prévoyons de nous intéresser en particulier aux explosions avec comme but majeur de contraindre la profondeur à laquelle elles sont initiées et leurs mécanismes à la source. Par ailleurs, nous souhaitons étudier les phénomènes de dégazage permanent (actifs et passifs) afin de déterminer jusqu'à quel point la sismicité permet de quantifier les volumes de gaz émis. Pour cela, nous corrélerons les amplitudes sismiques avec les débits de gaz mesurés de manière continue par les DOAS permanents de l'IG. De manière générale le renforcement du réseau permanent permettra une meilleure étude de l'ensemble des signaux sismiques générés pas le volcan.

Installation du réseau:

L'installation du réseau s'est déroulée fin octobre 2013, sur une période de deux semaines, en collaboration avec nos collègues de l'IG-EPN à Quito. Le réseau se compose de 11 stations (points jaunes sur la carte) :

• 5 stations de l'OPGC expédiées en Équateur pour la durée de l'expérience,
• 3 stations portables de l'IG-EPN,
• et 3 stations de l'université San Francisco de Quito.

Les stations enregistreront la sismicité en continu sur des cartes « compact flash » internes ou des clefs USB. Les stations seront visitées tous les 3 à 6 mois pour vérifier leur fonctionnement et collecter les données.

Février 2014 :

Une nouvelle phase éruptive du volcan Tungurahua (Equateur) a débuté le 1er février à 22h30 (TU) avec une série d'explosions violentes qui ont atteint 13000m d'altitude.

Le réseau sismologique temporaire déployé en octobre 2013 sur le volcan a très bien suivi la séquence éruptive. Les enregistrements sur plusieurs jours de la station T04 proche du sommet (figure 1 ) montrent la reprise d'activité du volcan deux jours avant la phase explosive majeure du 1er février. Cette phase se compose de plusieurs explosions que l'on distingue sur les enregistrements des caméras optiques, Infra-Rouge, ainsi que les données sismiques. La colonne éruptive monte jusqu'à 8000 m au dessus du cratère avec des coulées pyroclastique qui descendent sur les flancs du volcans jusqu'à 6 km du cratère. Ces films ont été réalisés à l'Institut Géophysique de Quito (http://www.igepn.edu.ec/) avec qui l'OPGC collabore pour cette expérimentation temporaire. Les images sont en accéléré (x6).

Vidéos :

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  - Le film à partir des caméras optiques a été réalisé par Alex Steele de l'IG à partir des images de la caméra permanente localisée à l'Observatoire Volcanologique du Tungurahua.
  - Les films en caméra infrarouge ont été réalisé par Silvia Vallejo et Alex Steele de l'IG.

Une nouvelle phase explosive majeure (précédée par quelques explosions plus faibles) a débuté le 4 avril. Une équipe composée des différents instituts était, à cette date, sur le terrain pour collecter les données sismiques.