Mission Hawaï 2016

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Oryaëlle Chevrel, post-doctorante au Laboratoire Magmas et Volcans de Clermont-Ferrand accompagnée du professeur Andrew Harris, se sont rendus sur le volcan Kilauea à Hawaii en novembre 2016 pour mesurer la viscosité d’une coulée de lave active.

Dans le cadre d’une bourse délivrée par la région d’Auvergne et soutenue par le labex ClerVolc le projet d’Oryaëlle Chevrel consiste à mesurer la viscosité de la lave en utilisant un viscosimètre immergé directement dans une coulée de lave active.

La mobilité d’une coulée de lave est principalement contrôlée par les propriétés thermo-rhéologiques de la roche en fusion, c’est à dire les changements rhéologiques (i.e. la viscosité) lors de l’éruption. La viscosité de la lave dépend de la composition chimique de la partie fondue (pourcentage d’oxydes et de volatiles), de la proportion et de l’aspect des cristaux et des bulles présents, et de la température. Lorsque la lave s’épanche, les gaz s’échappent et la température diminue. Les processus de dégazage et de refroidissement aboutissent à une augmentation de la fraction cristalline et une évolution de la composition chimique du liquide restant. Le profil de viscosité d’une coulée de lave est donc particulièrement difficile à établir car il varie horizontalement (des bords au centre de la coulée), verticalement (de la surface à la base), le long de la coulée (de la source au front de lave) et au cours du temps.

Mesurer la viscosité sur le terrain en plongeant un appareil de mesure dans la roche en fusion est donc le seul moyen de capturer les propriétés réelles de la lave dans le temps et dans l’espace lors de son écoulement. Cependant de telles mesures sont d’une extrême rareté car très peu de laboratoires disposent de l’instrument adéquat et manquent de moyens pour ce type de mission. Les dernières mesures de viscosité ont été effectuées en 1994 par Harry Pinkerton (Université de Lancaster, Royaume-Uni) qui utilisait un viscosimètre de terrain conçu exclusivement pour ce type de mesure dans les années 80. Grâce à une collaboration mise en place avec l’université de Lancaster, Oryaëlle Chevrel dispose à présent de cet instrument unique au monde et a pu le restaurer et le calibrer au LMV en 2016.

Lors de cette mission à Hawaii, Oryaëlle Chevrel et ses collègues du LMV en collaboration avec l’Observatoire de Hawaii (HVO) ont ainsi réalisé avec succès les premières mesures de viscosité in-situ depuis 20 ans. Le groupe de scientifiques a également mesuré la température de la lave avec des thermocouples et une caméra thermique. Des échantillons de la lave ont également été collectés afin d’analyser leur texture de retour au laboratoire.

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