Mission sur le Karthala,

Volcan actif de l’île de la Grande Comore

04 au 09 décembre 2005

- Union des Comores -

- Océan Indien -

Rapport rédigé par Philippe Crozet

le 06 février 2006

Présentation de la mission

Contexte de la mission :

Situé sur l’île de Grande Comore, le volcan Karthala, culminant à 2361 m d’altitude, est entré en éruption dans la soirée du 24 novembre 2005. Lors de la précédente éruption, en avril 2005, deux scientifiques, Hamidou NASSOR et Nicolas VILLENEUVE, avaient été sollicités par l’Ambassade de France, dans le cadre de la coopération régionale, pour faire un point sur l’éruption, évaluer les risques et les scénarios possibles. Cette présente mission est mise en place, cette fois-ci, sur propre initiative de l’Université. Participent Nicolas VILLENEUVE, de par sa bonne connaissance du massif, et Anthony FINIZOLA, spécialiste des mesures « PS » (Polarisation Spontanée) qui vont être mises en œuvre sur le volcan en activité.

Cette mission vient également en appui à l'Observatoire du Karthala, domicilié au Centre national de documentation et de recherches scientifiques (CNDRS), en place depuis 1986 avec l'appui de la coopération française, mais disposant de moyens limités…

Objectifs :

Les manipulations, réalisées selon la méthode de « polarisation spontanée », ont pour objectif de mieux appréhender le fonctionnement hydrothermal du massif du Karthala, en établissant un schéma de la circulation des fluides. Un système hydrothermal constitue un des éléments clés dans le fonctionnement d’un volcan. La connaissance de sa géométrie et des ses caractéristiques physico-chimiques est indispensable pour évaluer le rôle potentiel lors des crises et pour interpréter ses modifications en fonction du temps. En particulier, les perturbations d’un système hydrothermal sont une des données majeures de l’évolution des signaux précurseurs d’éruption (Extrait de la thèse d’Anthony FINIZOLA – Etude de systèmes hydrothermaux de volcans actifs - 2002).

Par ailleurs, l’arpentage de la caldéra sommitale a été mis à profit pour réaliser diverses observations de terrain : mesures d’épaisseurs de cendres, analyse des modifications morphologiques du cratère actif, clichés photographiques, évaluation du périmètre de retombée des bombes, suivie de l’activité au jour le jour…

Enfin, François SAUVESTRE, coopérant français à l’Observatoire du Karthala, nous a accompagné les premiers jours pour remettre en état de fonctionnement les différents appareils disposés de surveillance disposés au sommet.

Participants (La Réunion) :

- Anthony FINIZOLA, Université de La Réunion / LSTUR Laboratoire des Sciences de la Terre,

- Nicolas VILLENEUVE, Université de La Réunion / CREGUR Centre de Recherches et d’Etudes en Géographie de la Terre,

- Emmanuel PONS, Université de La Réunion / Centre multimédia,

- François MARTEL, Journal de l’Ile de La Réunion,

- Philippe CROZET, DDE / Cellule Prévention des Risques Naturels et membre des associations CDDV, LAVE et SVG relatives notamment à l’observation, la documentation et la diffusion autours de la thématique des volcans.

Durée :

Ascension le lundi 05 décembre, 4 nuits et 3 jours complets au sommet, puis retour le vendredi 09 décembre.

Appuis locaux scientifiques et logistiques :

- Colonel MEYER BISCH (armée française)

- Hamid SOULé (CNDRS / Responsable de l’Observatoire du Karthala)

- François SAUVESTRE (coopérant français au CNDRS / Observatoire du Karthala)

- Guides, gendarmes et militaires comoriens

Ma collaboration : objectifs personnels et implication :

Bon marcheur et connaisseur des milieux volcaniques d’une part, et ayant déjà participé à ce genre de manipulations par ailleurs (sur le Piton de la Fournaise), ma participation a été la bienvenue par les responsables de la mission.

C’est ainsi que j’ai partagé mon séjour au sommet entre manipulations avec les membres de l’université et « exploration » de la caldéra (observation de l’activité en cours et des conséquences de la phase explosive).

Les associations auxquelles j’adhère visent à améliorer la connaissance des volcans, favoriser les échanges scientifiques et réaliser des actions d'informations à l'adresse du grand public : expositions, conférences…Ce présent rapport s’intègre dans cette démarche.

Par ailleurs, cette mission m’apporte au niveau professionnel de nouveaux enseignements, de par une meilleure connaissance des risques volcaniques de façon générale, une approche de l’aléa et de la vulnérabilité tout particulièrement aux Comores, et permet enfin de lier des contacts avec les chercheurs de l’Université.

A mon grand regret cependant, nous n’avons pas eu le temps de faire le tour de l’île pour réaliser un bilan des retombées de cendres sur les différentes zones habitées (évaluations des désordres et de la vulnérabilité). Encore que, 10 jours après le début de l’éruption, l’évaluation aurait été bien approximative à cause de l’effet du vent et des éventuelles pluies. D’après les informations locales, les 2/3 de l’île auraient été touchés, soit plus de 100 000 habitants. A noter par ailleurs que la PIROI a mené une analyse spatiale des retombées de cendres et évalué l’impact sur la qualité des eaux.

Le Karthala

Plan de situation Situation de l’archipel des Comores, entre l’Afrique et Madagascar

Situation de l’île de Grande Comore dans l’archipel

La caldéra sommitale (extrait de la carte IGN)

Activité volcanique

1) Rappels sur les éruptions précédentes

● 1977 : Cette éruption sur le flanc sud-ouest du volcan a particulièrement marqué les esprits. En effet, les laves dont le points d’émission était situé à basse altitude ont ravagé le village de Singani, à 30 km environ au sud de Moroni.

● juillet 1991. Une importante explosion phréatique a lieu au sommet du massif. Suite à cette éruption, un lac d’eau prend place au fond du cratère.

● 16 avril 2005 : L’entrée en contact du magma présent sous le volcan avec les eaux du lac provoque sa vaporisation brutale, qui engendre une explosion. Le cratère abrite ensuite un lac de lave durant quelques dizaines d’heures. L’éruption dure 3 jours en tout.

2) Eruption de novembre – décembre 2005

Sans signes avant coureurs particuliers - le jour même de l’éruption, seule une quinzaine de séismes est enregistrée – le Karthala entre en éruption le jeudi 24 novembre au soir. De la même façon qu’avril 2005, l’interaction du magma qui est remonté le long de la cheminée avec l’eau du cratère « Choungou Chahalé » entraîne des explosions violentes Le matin suivant, à Moroni notamment, la visibilité est pratiquement nulle, la circulation routière très difficile, et l’obscurité importante. Les dépôts atteignent parfois 10 cm !

Chutes de cendres le 25 novembre en matinée…

Photo : Dominique MEYER BISCH

Image satellite – NASA, le 25 novembre 2005

http://earthobservatory.nasa.gov/NaturalHazards

Le volcan est ensuite entré dans sa phase magmatique. Visibles depuis la côte dès la nuit du 25 novembre, les reflets rouges apparaissant sur les nuages situés au-dessus du cratère traduisent la formation d’un lac de lave à la place du lac d’eau...

Phase magmatique : présence d’un lac de lave au fond du cratère…

Photo : Christophe Roche

Le mercredi 30 novembre, une équipe de l’Observatoire monte au sommet. Ces observations font état de l’existence du lac de lave toujours présent sur le fond du cratère, alimenté par deux fontaines de lave bien actives, qui crachent de la lave environs toutes les 15 à 20 secondes. Cependant, environs 60% de la surface de la lave est solidifiée, et 40% en fusion.

Mercredi 30 novembre - Photo : François SAUVESTRE

Pas de lueurs rouges observées les nuits du jeudi 1er au samedi 03 décembre, puis à nouveau du samedi 03 au dimanche 04 décembre.

3 ) Observations réalisées durant notre présence au sommet (voir les photos à l’adresse http://karthala.over-blog.com)

Dimanche 04 décembre : Atterrissage en en milieu de journée

10 jours après le début de l’éruption, le paysage n’est plus aussi « gris » qu’il l’était les premiers jours après les épaisses pluies de cendres. Ainsi, la situation sur la côte, au prime abord, ne m’a pas semblé aussi catastrophique que je l’imaginais. « En apparence » seulement, car en réalité les cendres ont bel et bien souillé les réserves d’eau, et continuent de voler au grès du vent en causant des désagréments quotidiens. 175 000 personnes ont été privées d'eau potable ! Dans la nuit de Dimanche à Lundi, aucune lueur rouge n’est perceptible contrairement à la nuit précédente, selon des sources locales.

Sur la côte, à Moroni (la capitale)  10 jours après le début de l’éruption (phase explosive),

la cendre est encore omniprésente…

Photo : Philippe CROZET

Lundi 05 décembre : ascension du Karthala

En sortant de Moroni, l’accumulation de cendres est plus perceptible du fait de la moindre présence humaine (forêt, végétation, culture) et de l’absence de pluie ces derniers jours. Plus particulièrement dans les sous-bois marquant le début de notre ascension, depuis le village de Mvouni à 400 m d’altitude, la pellicule de cendre couvre tout…aussi fine soit-elle (quelques millimètres à centimètres). Une douzaine de militaires comoriens nous accompagnent pour porter le matériel des scientifiques et des réserves d’eau, mais aussi pour nous guider. En effet, dans la partie haute, le chemin a été plus ou moins « effacé » par les retombées de cendres…L’ascension jusqu’à notre lieu de bivouac, en bordure de caldéra, est pénible. Nous devons gravir près de 2000 m, nos sacs sont particulièrement lourds (le nécessaire pour 5 jours / 4 nuits), et la pluie s’en mêle à mi-parcours…7h seront nécessaires !

Dépôt de cendres sur des fougères, vers 1500 m d’altitude, après la pluie

Photo : Philippe CROZET

Le premier soir, nous allons voir l’activité dans le cratère « Choungou Chahalé », là où quelques jours plus tôt s’agitait un lac de lave…ce dernier s’est figé depuis, mais nous observons en son centre 2 cônes actifs. Ils correspondent aux deux fontaines de lave observées par l’Observatoire du Karthala le mercredi 30 novembre Les détonations sont puissantes, car amplifiées par l’impressionnant encaissement du cratère (250 m de profondeur).

Approche du point d’observation sur le cratère actif ; en premier plan,

le sol cendreux parsemé de bombes volcaniques, en deuxième plan, le panache.

Photo : Philippe CROZET

Vue depuis le point d’observation situé à l’Ouest du cratère.

Le lac de lave qui s’agitait quelques jours auparavant est maintenant figé

Photo : Philippe CROZET

Paysage de désolation dans la caldéra et sur sa bordure.

Les cendres ont largement recouvert la végétation (brandes)

Photo : Philippe CROZET

Mardi 06 décembre, le cône est n’est plus actif tandis que le cône ouest dégage un panache important, et expulse par intermittence des lambeaux de lave.

Cône ouest, mardi 06 décembre, à 9h00 heure locale

Photo : Philippe CROZET

Pendant quelques heures tout au plus, des projections de lave ont également eu lieu entre les deux cônes… Pendant cette phase, ces deux cônes ont cessé toute activité.

Cône est et cône ouest, mardi 06 décembre, à 9h30 heure locale

Photo : Philippe CROZET

Mercredi 07 décembre, seul le cône est est encore actif.

Vue depuis le sommet du Karthala (nord), mercredi 07 décembre à 10h00 heure locale

Photo : Philippe CROZET

Jeudi 08 décembre vers 10h00 du matin, l’observatoire du Karthala nous indique la fin du trémor, ce que nous confirmons in situ : plus aucune activité n’est visible si ce n’est quelques timides incandescences et fumerolles… Retour à Moroni le Vendredi 09 décembre.

Vue depuis le sud, jeudi 08 décembre, vers 12h00 heure locale

Photo : Philippe CROZET

Téphra : dépôt de cendres et impacts de bombes…observations

Des épaisseurs de cendres ont été mesurées. Au camp de base, pourtant situé à plus d’1 km du cratère, il a été relevé environ 70 cm de cendres, à ajouter au 40 cm accumulés lors de la précédente éruption d’avril 2005 ! Des bombes ont été envoyées à plus de 800 m dans la partie Nord. Elles mesurent de quelques centimètres à plusieurs décimètres de diamètre, voir plus d’1 m aux abords du cratère. Nous en avons d’ailleurs mesuré une de 1,70m x 1m ! Enfin, le panache serait monté à plus de 11 000 m de haut…(source : Centre Consultatif de cendre volcanique de Toulouse).

Source : http://unosat.web.cern.ch/unosat/
Prises de vue SPOT4 (CNES)	Prises de vue SPOT5 (CNES)
13 juillet 2004 (avant les 2 éruptions)	05 décembre 2005

Enclaves

Photos : Philippe CROZET

Bombes aux abords du cratère....avec échelle humaine !

Photo : Philippe CROZET

Sur une superficie de 100 m² située en arrière du sommet, lequel surplombe le fond du cratère de 350m, nous avons comptabilisé plus de 120 impacts, et la présence de 40 bombes. Ceci donne une idée de la violence du phénomène, à titre d’information... En effet, ce décompte est basé uniquement sur les traces « visibles », et on imagine aisément qu’une bonne partie des matériaux éjectés se sont accumulés les uns sur les autres…

Impacts des bombes en surplomb du cratère, derrière le sommet

Photo : Philippe CROZET

Risques volcaniques à Grande Comore, et comparaison de cet épisode éruptif avec l’activite du Piton de la Fournaise (ile de La Réunion)

Le Karthala a une fréquence d’éruption beaucoup plus faible que le Piton de la Fournaise, encore que, dans le passé, le Karthala aurait connu également des phases très actives…Sur la période récente en tout cas, une éruption a lieu tous les 14 ans en moyenne pour le Karthala, et une à deux fois pas an pour le Piton de la Fournaise.

Le risque de submersion par des laves au Karthala concerne la majorité de l’île. Les dernières laves émises hors caldéra datent de 1972, puis 1977, cette dernière ayant ravagé le village de Singani, à 30 km environ au sud de Moroni. Lors des deux éruptions de 2005, la lave est restée contenue au fond du cratère (pas de migration sur les flancs).

Les risques des derniers épisodes actifs (1991, avril et novembre 2005) sont liés à la phase explosive de début d’éruption. Les conséquences peuvent être directes si un randonneur se trouve au sommet au moment de l’explosion ( !), ou liées aux chutes importantes de cendres dans les zones habitées de la côte. Par exemple, pour la dernière éruption, 1 décès est à déplorer : une mère qui fuyait son village avec son bébé l’a trop emmitouflé pour le protéger des cendres. Celui-ci est en fait mort étouffé. On peut également redouter que les conséquences sanitaires déjà observées se prolongent quelques temps : infections pulmonaires, diphtéries (liées à la contamination de l’eau) et pertes agricoles, non négligeable notamment pour les habitants vivant des ces cultures.

Concernant le Piton de La Fournaise, ses éruptions ont lieu dans la majorité des cas (à plus de 95%) à l’intérieur de l’enclos Fouqué, et selon un style effusif caractéristique des volcans boucliers. Hormis le risque d’émission de lave hors enclos (avec le risque de submersion de zones habitées qui y est lié) sur lequel je ne reviendrais pas dans ce rapport, le Piton de la Fournaise est-il susceptible d’avoir un caractère explosif comparable au Karthala ? (ci-après en italique, extrait de la thèse de N. VILLENEUVE - Apports multi-sources à une meilleure compréhension de la mise en place des coulées de lave et des risques associés au Piton de la Fournaise, Géomorphologie quantitative en terrain volcanique – 2000).

ð 10 à 12 phénomènes explosifs de type phréatiques ou phréatomagmatiques dans l’histoire récente de la zone sommitale de la Fournaise rappellent que le caractère émissif et peu « violent » du massif n’est que relatif. En effet, en moyenne une éruption à caractère explosif a lieu tous les trente ans.

Les récits de Hubert, de Hugoulin et de Maillard (in Lacroix, 1936) font état lors des éruptions de 1761, 1776 et 1802 de retombées cendreuses sur les villes et villages voisins du volcan, voire jusqu’à Saint Denis (au nord de l’île). Mais cela n’est en rien comparable avec l’éruption de juin 1791 et encore moins avec à celle de février 1860. On peut lire dans Lacroix (1936) les récits de Bert, de Hugoulin et de Maillard, à propos de ces deux éruptions. Il semble systématique que ces événements (cela vaut aussi pour les autres éruptions explosives de l’histoire) aient en commun une phase initiale classique (éruptions latérales ou sommitales), puis, dans un second temps, qu’ils soient le siège d’une explosion caractérisée par une déflagration comparable à un coup de canon, d’épaisses colonnes de cendres noires et la chute de téphras à des distances variables du cône sommital.

Les éruptions explosives ont façonné et souvent démantelé la zone sommitale. Ces phénomènes génèrent différents téphras qui retombent autour de la zone d’explosion.

Lors de l’éruption de 1860 Maillard (in Lacroix, 1936) raconte que seule la descente du Pas de Bellecombe était restée inchangée et que le sol était recouvert de cendres et de blocs anguleux de plusieurs mètres cubes. Des chutes de blocs ont même été observées jusque dans les rampes de Bois Blanc [région hors-Enclos au nord du Grand Brûlé, située entre 10 et 12 km du sommet actuel (figure I-2-3)] (Hugoulin, 1860).

Répartition des téphras lors de l’éruption de 1860 (d’après Hugoulin, 1860 et Bachèlery, 1981 modifiée). « Le sol a partout été jonché de ces cendres, les plantes en ont été entièrement couvertes, et cette pluie a été générale depuis l’extrémité S. de la commune de St Philippe jusqu’à quelques kilomètres de la ville de St Benoît. A 16 milles en mer, le trois-mats la Marie-Elisa, qui venait au mouillage de Ste Rose et dont le capitaine a été l’un des observateurs favorisés, a eu son pont entièrement couvert de cendres… » (d’après Hugoulin in Lacroix, 1936)

------------

Évaluation du risque volcanique lié aux chutes de cendre,

de lapilli et de blocs rocheux (Stieljes, 1990)

Conclusion :

En imaginant le même épisode explosif que la dernière éruption du Karthala, au Piton de la Fournaise, et en pleine journée, le nombre de victimes serait autrement plus élevé…En effet, plusieurs centaines de touristes et randonneurs se rendent chaque jour au volcan. Et pour cause ! Le Piton de la Fournaise est facilement accessible (route carrossable jusqu’au Pas de Bellecombes) et est le 1^er site, en fréquentation, d’une île par ailleurs fortement touristique…

Contrairement au Karthala, qui est situé sur une île où le tourisme est quasiment absent, et où il faut compter 6 heures minimum de marche pour l’ascension (et 2000m de dénivelée positive…)

Enfin, le Piton de La Fournaise bénéficie d’une surveillance incomparable, de par le personnel affecté à cette tâche et l’instrumentation présente sur l’ensemble du massif.

C’est ainsi qu’en décembre 2003, plusieurs milliers de séismes avaient été enregistrés durant quelques jours, annonçant la formation éventuelle d’un « pit-crater » associée à des projections de blocs…Finalement, l’effondrement en question a été faible. Mais des dispositions adaptées avaient été prises par les autorités, au cas où : interdiction d’accès au volcan à partir de la Plaine des Sables.

Fin décembre 2003, en amont de la Plaine des Sables

Photo : Philippe CROZET

Complément :

De nombreux effondrements de parois du cratère ont également été observés sur le Karthala durant notre présence. Il convient de rappeler à cet effet le risque pratiquement journalier sur le Piton de La Fournaise. Voir la photo ci-après : sans commentaire…

Piton de la Fournaise, rempart Nord Ouest du Dolomieu - mars 2003 Photo Dominique CHOMIENNE

Remerciements à :

- Arnaud CLAUDE, Laurent CONDOMINES, Michel ESPALLARGAS et Daniel NICOLAS de la DDE de m’avoir encouragé à participer à cette mission et accordé ce congé de dernière minute…

- Anthony FINIZOLA et Nicolas VILLENEUVE, responsables de la mission, de m’avoir accepté dans l’équipe et de m’avoir confiance pour les mesures…

- Colonel Dominique MEYER BISCH pour son accueil exceptionnel…

- Hamid SOULE et François SAUVESTRE pour leur témoignage et recueils d’observations durant les premiers jours d’activité volcanique, ainsi que la logistique.

- François MARTEL, mon compagnon lors des « explorations » de la caldéra

Liens :

holambecomores.com (rubrique archives / Karthala novembre 2005) : photos et bulletins de l’Observatoire Volcanologique du Karthala

Global Volcanism Program (bulletins mensuels) : http://www.volcano.si.edu