Les nuées ardentes ordinaires

dans la vallée de la Rivière Blanche

La formation du dôme dans le cratère de l’Etang Sec a été accompagnée de nombreuses «nuées ardentes ». Ce terme, utilisé par A. Lacroix à cette occasion, désigne un phénomène quasiment inconnu à l’époque mais que l’on a observé par la suite dans de nombreuses éruptions et que l’on nomme plus couramment « écoulement pyroclastique ». On peut le définir comme un mélange de gaz et de fragments de lave qui s’écoule à vitesse élevée (typiquement supérieure à 25 km/h) en contact avec le sol.

            Il existe différents types d’écoulements pyroclastiques, selon leur mode de formation. Ceux qui sont générés par les dômes actifs, comme dans le cas présent, sont formés par des écroulements gravitaires de parties instables du dôme, ou par la décompression explosive de parties incomplètement dégazées du dôme. Dans le second cas, la décompression peut être très énergétique et les écoulements pyroclastiques peuvent alors être très violents, de haute vélocité (plus de 150 et jusqu’à 400 km/h) et donc très destructeurs. C’est ce qui s’est passé à plusieurs reprises dans les premiers mois de l’éruption de 1902, avec les nuées ardentes du 8 mai ou du 30 août. Dans la plupart des cas toutefois, la génération de ces nuées ardentes est faiblement explosive et les écoulements sont de relativement faible énergie. Ils ont des vitesses typiquement de 30 à 120 km/h et restent essentiellement canalisés dans les vallées.

Description des nuées de la rivière Blanche         

Les nuées ont été particulièrement bien observées par A. Lacroix pendant son séjour d’octobre 1902 à mars 1903, les descriptions de Lacroix constituant ainsi la première documentation détaillée de nuées ardentes « péléennes », c’est à dire générées par un dôme actif. Ces nuées présentaient de l’une à l’autre des caractères relativement constants. Elles émergeaient du cratère par l’échancrure en V qui dominait la vallée de la rivière Blanche, puis elles empruntaient la vallée. Certaines atteignaient la côte, distante de 6 km, mais la plupart parcouraient seulement 3 ou 4 km. Leur vitesse moyenne variait d’une nuée à l’autre, dans un gamme allant de 35 à 95 km/h (Franck Perret observera des vitesses moyennes du même ordre et jusqu’à 120 km/h pour les nuées associées au dôme de 1929).

            Lacroix a reconnu que chaque nuée est en fait constituée de deux parties distinctes. D’une part, une zone basale, de quelques mètres de hauteur seulement, où l’essentiel de la charge solide est rassemblée et qui se déplace à la façon des coulées de débris non volcaniques. D’autre part, un nuage cendreux très volumineux et spectaculaire, mais en réalité très peu chargé en particules et pratiquement froid. Ce nuage, qui s’expanse progressivement au cours de l’écoulement, cache complètement l’avalanche basale, dont on peut distinguer seulement le front, où des blocs roulent et semblent projetés vers l’avant.

Séquence de photographies de la nuée ardente du 25 janvier 1903 (planche XII; Lacroix, 1904). Images seules :  Fig 1: moyenne résolution ou haute résolution Fig 2: moyenne résolution ou haute résolution Fig 3: moyenne résolution ou haute résolution Fig 4: moyenne résolution ou haute résolution Fig 5: moyenne résolution ou haute résolution Fig 6: moyenne résolution ou haute résolution Fig 7: moyenne résolution ou haute résolution Fig 8: moyenne résolution ou haute résolution Fig 9: moyenne résolution ou haute résolution Fig 10: moyenne résolution ou haute résolution La série complète en haute résolution :  Fichier zip de 980 Ko : Télécharger Animation Quick Time de la séquence de photographies : La séquence vidéo d'une durée de 20 secondes accélère fortement le phénomène qui dans la réalité durait pour ce type de nuée de l'ordre de 5 minutes. Basse résolution Visualiser dans le navigateur Télécharger la séquence (fichier zip) 3,3 Mo 827 Ko 250 pixels x 150 pixels Haute résolution Visualiser dans le navigateur Télécharger la séquence (fichier zip) 11,7 Mo 3,3 Mo 384 pixels x 288 pixels

Les nuées partaient le plus souvent latéralement, ce qui se traduisaient par l’absence d’une colonne verticale au-dessus du dôme. Lacroix a reconnu l’importance de cette caractéristique ainsi que la faible explosivité des nuées de la rivière Blanche. Dans une première classification publiée en 1930, il a défini pour ces nuées le type de «nuées ardentes péléennes d’avalanche» qui correspond aux «nuées ardentes de type Merapi» de la plupart des  classifications proposées depuis.

Chronologie des nuées

Lacroix avait fait installer un observatoire de fortune d’où, même après son départ de la Martinique en mars 1903, il a fait surveiller la croissance du dôme et l’activité à nuées ardentes. On dispose ainsi d’une chronologie des nuées s’étendant sur 12 mois entre octobre 1902 et octobre 1903, après quoi l’activité du dôme est devenue très faible.

L’activité de nuée ardente a donc diminué au cours du temps, en parallèle avec le taux de croissance du dôme. Un schéma comparable a été retrouvé depuis sur d’autres éruptions à dôme :  les menaces de nuées ardentes sont corrélées au débit magmatique et augmentent lorsque le débit augmente ; de façon générale, mais non systématique, le débit d’extrusion et le taux de croissance d’un dôme diminuent au cours du temps, et avec eux les menaces de nuées ardentes.

Les dépôts

            Le dépôt laissé par une nuée ardente péléenne d’avalanche est formé essentiellement par l’avalanche basale ; le volumineux nuage cendreux laisse une couche de cendre négligeable, d’un à deux centimètres d’épaisseur. Les dépôts de la rivière Blanche sont des faciès typiques de coulées pyroclastiques de cendre et blocs. Leur capacité de transporter de gros blocs implique que ces nuées ont une densité, donc une concentration de particules, élevée. Dans de tels écoulements, les fragments sont portés en suspension par le fluide dense formé des particules plus petites. Les plus gros blocs ne sont pas maintenus en suspension mais sont poussés au front de la nuée et roulés au sein de celle-ci ; ils tendent à se retrouver rejetés sur les côtés de l’écoulement et à être concentrés dans des accumulations latérales, ou levées.

Carte de répartition des dépôts des nuées ardentes ordinaires de 1902, couvrant le secteur de la vallée de la rivière Blanche. Les dépôts ont progressivement ennoyé la vallée dans sa partie basse puis ont débordé celle-ci.

Moyenne résolution ou Haute résolution

Lacroix, Planche XVI Fig.1

Moyenne résolution ou Haute résolution

Lorsque Lacroix a photographié ces dépôts à l’époque, ils n’étaient pas encore incisés par l’érosion et les photos montrent la surface de la zone d’épandage de la rivière Blanche, aplanie et jonchée de blocs anguleux. La zone plus sombre au premier plan représente des dépôts de coulées de boue qui remaniaient les dépôts des nuées en période de pluies.

Lacroix, Planche XVI Fig.2

Moyenne résolution ou Haute résolution

Certains des blocs transportés par les nuées étaient de très grande taille. Il a été observé que certains d’entre eux, comme celui-ci, se fragmentaient longtemps après le dépôt, sous l’effet de la libération des gaz résiduels emprisonnés dans la lave et de la contraction que subit celle-ci en refroidissant. De tels blocs sont transportés à une température de plusieurs centaines de degrés et mettent plusieurs mois à refroidir.

Lacroix, Planche V Fig.1

Moyenne résolution ou Haute résolution

Vue aérienne de nos jours, du flanc ouest du volcan, au niveau de la zone couverte par les dépôts des nuées ardentes historiques. Ceux-ci constituent la zone aplanie qui forme toute la largeur de la photo au premier plan et remonte en se retrecissant, entre des collines résiduelles et jusqu’au pied du rempart de la vallée de la rivière Claire, dans l’ombre à gauche. Les nuées ardentes de l’éruption de 1929-32 ont suivi le même chemin que les nuées de 1902-03, de telle sorte que la surface observée actuellement est le résultat combiné de ces deux éruptions. Les deux dômes sommitaux sont cachés par les nuages. Le haut de la vallée de la rivière Blanche forme une zone d’érosion active bien visible sur le haut du versant.

cliché JL Bourdier, 1980

Moyenne résolution ou Haute résolution

Vue depuis le dôme de 1929 sur la zone couverte par les dépôts des nuées ardentes de 1902-04 et 1929-32, qui ont comblé et débordé l'ancienne vallée de la rivière Blanche. La vallée au pied du rempart sur la partie droite de la photo est la vallée actuelle de la rivière Claire, qui n’existait pas à l’époque.

cliché JL Bourdier, 1980

Moyenne résolution ou Haute résolution

Dépôts des nuées ardentes historiques dans le secteur de l’ancienne vallée de la rivière Blanche. En beaucoup d’endroits il n’est pas possible d’identifier les dépôts comme étant de 1902 ou 1929, les dépôts des deux éruptions étant très semblables. En arrière plan, le sommet du volcan constitué par le complexe des deux dômes.

cliché JL Bourdier, 1993

Moyenne résolution ou Haute résolution

Ces dépôts sont caractérisés par un empilement d’unités d’épaisseur métrique (chacune correspondant à une nuée ardente), entre lesquelles les contacts sont très peu marqués. Chaque unité est une accumulation chaotique et désorganisée de fragments rocheux de toutes tailles, allant des cendres aux blocs métriques.

cliché JL Bourdier, 1993

Moyenne résolution ou Haute résolution

Les particules représentent la lave du dôme, fragmentée en débris de toutes tailles. La fragmentation se produit à la génération de la nuée ardente et se poursuit au cours de l’écoulement. Les particules sont denses, peu vésiculées, attestant que la lave qui forme le dôme est déjà largement dégazée. Les rubannements visibles à l’intérieur de ce bloc, ainsi que les petites enclaves plus sombres, représentent des figures de mélange de compositions magmatiques différentes qui ensemble forment la lave du dôme.

cliché JL Bourdier, 1981

Moyenne résolution ou Haute résolution

Références

Lacroix A. (1904) La Montagne Pelée et ses éruptions. Editions Masson, Paris, 662 p.