Evaluation mécanique des conditions éruptives de volcans siliciques situés dans la zone volcanique sud du Chili (SVZ)

Soutenance de Thèse de Camila Novoa

Résumé :

L’activité explosive des volcans siliciques reste énigmatique. Selon l’interprétation classique, une inflation volcanique est provoquée par l’ascension du magma depuis la profondeur et est considérée comme un signe précurseur d’une éruption imminente.  Bien que ce raisonnement fonctionne bien pour de nombreux volcans, il échoue généralement à expliquer l’origine des déformations observées sur les volcans siliciques. Certains produisent  d’énormes éruptions explosives sans montrer de signaux superficiels avant-coureurs, tandis que d’autres montrent de forts signaux d’inflation pendant plusieurs années sans jamais entrer en éruption. Dans cette thèse, j’ai utilisé des données InSAR et GNSS pour analyser la dynamique des déplacements observés à la surface de  deux volcans siliciques de la zone volcanique sud du Chili pour tenter de mieux comprendre les processus volcaniques qui contrôlent le fonctionnement de ces volcans. Dans le cas de Laguna del Maule, l’analyse d’une série temporelle de plus 10 ans de mesures de déplacement montre un soulèvement de plus de 2 mètres de l’édifice volcanique. Sur ce site, de nombreux indices suggèrent la présence d’un large réservoir magmatique de type « mush » qui serait à l’origine des produits éruptifs rhyolitiques observés en surface depuis 26 ka. Par conséquent,  j’ai développé des modèles capables de reproduire le comportement viscoélastique d’un grand réservoir de type « mush », qui soient contraints par l’évolution temporelle des mesures de déplacements. Les résultats indiquent que ces déplacements seraient provoqués par la mise en place d’une intrusion magmatique sur une période de 4 ans tandis que les déplacements des six années suivantes seraient expliqués par la relaxation du réservoir viscoélastique. Cette étude montre que l’inflation de volcans siliciques peut refléter un processus en deux étapes, d’alimentation d’une source profonde pendant de courtes périodes de temps, suivie d’une relaxation viscoélastique plus longue. Dans l’étude consacrée au complexe volcanique de Cordon Caulle, j’ai tenté de mieux comprendre les facteurs principaux qui ont déclenché en 2011, l’une des plus violentes éruptions survenues durant le  21e siècle. L’analyse des séries temporelles InSAR acquises avant et après l’éruption indique i) qu’aucune déformation significative n’a été observée durant les deux ans précédant l’éruption et ii) les sources de déformation pré et post-éruptives ont une géométrie similaire. Ces  observations m’ont amené à rechercher une possible interaction entre la tectonique de la zone d’étude et le volcanisme qui soit à l’origine de cette éruption.  Les résultats obtenus montrent que les déplacements lors de la phase explosive auraient été produits par un glissement dextre le long du système de failles Liquiñe-Ofqui, qui accommode la convergence entre les plaques Nazca et Amérique du Sud. Cette étude souligne l’importance de la prise en compte de l’état de contrainte tectonique dans lequel est immergé un complexe volcanique pour mieux comprendre le déclenchement d’une éruption qui n’est pas précédée par des déplacements de surface précurseur.

Le jury est composé de:

Mme Muriel GERBAULT (IRD-GET) Directrice de thèse
M. Dominique REMY (IRD-GET)  Co-directeur de thèse
Mme Virginie PINEL (IRD-ISTerre- Université Savoie Mont-Blanc) Rapporteure
Mme Valérie CAYOL  (LMV, UCA)   Rapporteure
M. Pierre BRIOLE  (LG-ENS, Paris) Examinateur
M. Jose CEMBRANO (PUC, Chile)    Examinateur
M. Steve TAIT (IPGP, Paris)   Examinateur
M. Michel DE SAINT BLANQUAT (GET)  Examinateur
M. Riad HASSANI (Laboratoire Géoazur)  Invité
M. Andres TASSARA  (UdeC, Chile)  Invité