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Un modèle numérique d’élévation du panache de cendres émis lors d’une éruption volcanique

Un modèle numérique d’élévation du panache de cendres émis lors d’une éruption volcanique

Le BRGM et ses partenaires ont élaboré, grâce au satellite Landsat-8, une méthode pour restituer sous forme de modèle numérique l’élévation du panache de cendres émis lors d’une éruption volcanique.

En avril et mai 2010, une grande partie de l’espace aérien européen a été fermé pendant plusieurs jours à la suite de l’éruption du volcan Eyjafjallajökull en Islande. L’impact financier total de l’événement a été estimé à 5 milliards d’euros. Cet événement a mis en évidence la nécessité d’améliorer la gestion du risque lié aux éruptions volcaniques dans le contexte de l’aviation civile et militaire.

Exploitation des données du satellite Landsat-8 de la NASA et de l’USGS

Pour déterminer la hauteur et l’abondance des particules constituant les cendres volcaniques, le BRGM et ses partenaires ont élaboré une méthode pour restituer le « Modèle Numérique d’élévation du Panache de cendres volcaniques » (MNP) ou Plume Elevation Model (PEM) à partir de l’imagerie satellitaire optique (de Michele et al., 2016).

Cette méthode exploite les données acquises par le satellite Landsat-8 de la NASA et de l’USGS. Elle a bénéficié pour son développement d’un financement du 7ème Programme Cadre Européen pour la Recherche et le Développement (projets MEDSUV et APHORISM) et d’une collaboration scientifique entre le BRGM, le Icelandic Meterological Office (IMO), l’Institut National de Géophysique et Volcanologie d’Italie (INGV) ainsi que le programme Landsat-8, qui a fourni non seulement les données satellitaires mais aussi les informations sur les caractéristiques du capteur, essentielles à la mise au point de la méthodologie.

La méthode a été appliquée à l’éruption fissurale du volcan Holuhraun (Islande) de 2014. Elle peut être également appliquée à d’autres capteurs comme Sentinel 2 de l’Agence Spatiale Européenne (ESA), et potentiellement à d’autres systèmes tels que la famille française SPOT/Pléiades du Centres d’Etudes Spatiales (CNES).

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En haut : le satellite Landsat-8 de la NASA a capturé l’éruption fissurale Holuhraun (Islande) qui a produit un panache de cendres volcaniques. En bas : le Modèle Numérique d’élévation du Panache de cendres volcaniques (MNP) extrait à partir d’imagerie spatiale Landsat-8. © BRGM – Marcello de Michele

Les éruptions volcaniques, une source de pollution

Les éruptions volcaniques sont l’une des sources les plus importantes de pollution atmosphérique naturelle, en raison de la grande émission de gaz (vapeur d’eau, CO2, dioxyde de soufre, chlorure d’hydrogène,…) et de particules solides dans l’atmosphère. Le terme « cendres volcaniques » se réfère à des particules grossières solides siliciques tandis que le terme « aérosol volcanique » désigne les particules fines.

L’intérêt pour la détermination de la hauteur et de l’abondance de ces particules est élevé en raison de leurs effets sur l’environnement, le climat et la santé publique et à cause des dangers de ces particules pour l’aviation civile et militaire.

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