Evolution spatio-temporelle des édifices volcaniques de l'arc des petites Antilles et des systèmes hydrothermaux associés : implications sur les risques – RISK-VOL-CAN

Les volcans de l'arc des petites Antilles ont connu dans le passé des éruptions violentes, dévastatrices et meurtrières. La variété des styles éruptifs (plinien, effusif ou explosif à dôme etc.), la fréquence des déstabilisations de flanc et les crises éruptives récentes justifient l'étude approfondie de ces systèmes volcaniques. De plus l'évolution complexe des crises éruptives, l'identification délicate de leurs signaux précurseurs et en particulier ceux transmis par les systèmes hydrothermaux ont été récemment mises en évidence par l'éruption de 1976 à la Soufrière de Guadeloupe et l'éruption en cours de Soufrière Hills de Montserrat. Depuis quelques années, la réactivation du système hydrothermal de la Soufrière de Guadeloupe accompagnée de petites crises sismiques est préoccupante. L'ensemble de ces caractères spécifiques doivent être étudiés en détails pour mieux contraindre les risques qu'ils font encourir aux populations et rendre plus performante la surveillance volcanologique. Quatre cibles d'étude ont été choisies : 1/ la Soufrière de Guadeloupe ; 2/ Soufrière Hills à Montserrat, en crise éruptive ; 3/ la Montagne Pelée en Martinique, en raison de son activité passée ; 4/ la Soufrière de Dominique en raison de sa forte activité hydrothermale et sismique et sa proximité avec les îles françaises.
Le projet comporte deux volets.
Le premier se propose d'établir de façon précise, sur des échelles de temps de l'ordre du millier à plusieurs centaines de milliers d'années, l'histoire et les taux de récurrence éruptive et de production magmatique (mal connus au delà de quelques milliers d'années) ainsi que les cycles de construction et destruction des édifices. Les méthodes de la téphrochronologie et de la géochronologie (K-Ar et 14C) sur les dépôts échantillonnés à terre et en mer seront utilisées. Des taux précis de production magmatique et de sédimentation dans les bassins environnants seront établis. La destruction des édifices peut se faire lentement par érosion, mais aussi brutalement par déstabilisation de flanc, phénomène récurrent sur les volcans des Antilles. Il s'agit en particulier de mieux connaître le comportement des avalanches de débris produites par les déstabilisations de flanc et d'évaluer les effets produits par les tsunamis générés lors de leur entrée en mer. Les évolutions à long terme de ces édifices seront enfin établies à partir de la détermination de la structure interne du volcan de la Soufrière de Guadeloupe par diverses méthodes géologiques et géophysiques.
Le deuxième volet aborde les systèmes hydrothermaux : leur distribution spatiale et leur structure, leur dynamique et leur évolution à court et long terme. Ces systèmes hydrothermaux sont omniprésents et particulièrement développés sur les volcans des Antilles. Ils jouent un rôle majeur dans les processus éruptifs soit directement comme dans le cas extrêmement fréquent aux Antilles des éruptions phréatiques ou phréatomagmatiques soit indirectement en modifiant les styles éruptifs. En modifiant la structure des édifices et en y créant des zones de faiblesse ils participent fortement à l'instabilité des édifices. L'activité hydrothermale constitue un relais et un filtre majeur des signaux géochimiques, thermiques voire sismiques issus des réservoirs magmatiques profonds. Leur étude joue un rôle capital dans la surveillance de l'activité volcanique au travers de l'analyse de leurs manifestations (sources hydrothermales, panaches gazeux, anomalies thermiques, activité sismique superficielle).