MODÉLISATION DES COULÉES DE LAVE

Présentation

L’avancé d’une coulée de lave peut être modélisée en suivant l’évolution des propriétés thermo-rhéologiques de la roche en fusion. Ces propriétés rhéologiques, définies par la viscosité et la limite d’élasticité, évoluent avec le refroidissement et la cristallisation lors de la mise en place d’une coulée. Le modèle FLOWGO, conçu par Harris et Rowland (2001) permet de calculer la perte de chaleur d’un volume de lave s’écoulant dans un canal et d’en déduire ces propriétés rhéologiques et la vitesse d’épanchement pour un débit donné. PyFLOWGO est une version mise à jour de FLOWGO écrite en Python 3, qui est open-source et compatible avec n’importe quel système d’exploitation. Ce code numérique offre un choix varié de modèle pour calculer la viscosité de la lave en fonction de la fraction et de la forme des cristaux et des bulles.

PyFLOWGO en association avec DOWNFLOW (Favalli et al. 2005) permet de modélisé la longueur d’une coulée de lave pour un débit donnée et en prenant en compte les caractéristiques pétrologiques de la lave. Cette méthode est utilisée pour estimer rapidement la distance qu’une coulée peux atteindre lors d'une crise effusive, notamment au Piton de la Fournaise (île de la Réunion).

Produits

Carte des coulées de lave participant aux bulletins d'information de l'Observatoire Volcanologique du Piton de le Fournaise

Structure support : SNO-Volcanologie

Collaborations : OPGC, Observatoire Volcanologique du Piton de la Fournaise (OVPF-IPGP)

Publications

1. Chevrel MO, Favalli M, Villeneuve N, Harris AJL, Fornaciai A, Richter N. Derrien A, Boissier P, Di Muro A, Peltier A (2021) Lava flow hazard map of Piton de la Fournaise volcano. Natural Hazards in Earth System Sciences, 21, 1–22, 2021  https://doi.org/10.5194/nhess-21-2355-2021
2. Harris AJL, Chevrel MO, Coppola D, Ramsey MS, Hrysiewicz A, Thivet S, Villeneuve, N Favalli M., Peltier A., Kowalski P, Di Muro A, Froger J.-L, Gurioli L. (2019) Validation of an Integrated Satellite‐data‐driven Response to an Effusive Crisis: The April–May 2018 Eruption of Piton de La Fournaise. Annals of Geophysics, Vol.62,2, VO30. https://doi.org/10.4401/ag-7972
3. Chevrel MO, Labroquere J, Harris AJL, Rowland SK (2018) PyFLOWGO: An Open-Source Platform for Simulation of Channelized Lava Thermo-Rheological Properties. Computer Geosciences,  Vol. 111: 167–80. https://doi.org/10.1016/j.cageo.2017.11.009
4. Harris A., Carn S., Dehn J., Del Negro C., Gudmundsson M.T., Cordonnier B., Barnie T., Chahi E., Calvari S., Catry T., De Groeve T., Coppola D., Davies A., Favalli M., Ferrucci F., Fujita E., Ganci G., Garel F., Huet P., Kauahikaua J., Kelfoun K., Lombardo V., Macedonio G., Pacheco J., Patrick M., Pergola N., Ramsey M., Rongo R., Sahy F., Smith K., Tarquini S., Thordarson T., Villeneuve N., Webley P., Wright R., Zaksek K. (2016). Conclusion: recommendations and findings of the RED SEED working group. p.567-648, Detecting, Modelling and Responding to Effusive Eruptions. Harris, A. J. L., De Groeve, T., Garel, F.&Carn, S. A. (eds), Geological Society, London, Special Publications, 426, The Geological Society of London (ed.), DOI:10.1144/SP426.11 .
5. Harris A., Rowland, S.K., 2001. FLOWGO: a kinematic thermo-rheological model for lava flowing in a channel. Bull. Volcanol. 63, 20–44.

1. Peltier A., Chevrel MO, Villeneuve N., Harris A., Reappraisal of gap analysis for effusive crises at Piton de la Fournaise. J Appl. Volcanol. 11, 2 (2022). https://doi.org/10.1186/s13617-021-00111-w
2. Peltier A, Ferrazzini V Di Muro A., Kowalski P, Villeneuve N, Richter N, Chevrel MO, Froger J-L, and Hrysiewicz A, Gouhier M, Coppola D, Retailleau L, Beauducel F, Boissier P, Brunet C, Catherine P, Fontaine F, Lauret F, Garavaglia L, Lebreton J, Canjamale K, Desfete N, Griot C, Harris AJL, Arellano S, Liuzzo M, Gurrieri S, Ramsey M (2020) Volcano crisis management during COVID-19 lockdown at Piton de la Fournaise (La Réunion). Seismological Research Letters, Vol. 92 (1): 38–52. https://doi.org/10.1785/0220200212
3. Ramsey MS, Chevrel O., Harris A., Coppola D. (2019) The Influence of Emissivity on the Thermo- Rheological Modeling of the Channelized Lava Flows at Tolbachik Volcano. Ann. Geophys. v.62,2, VO222. https://doi.org/10.4401/ag-807
4. Rhety, M., Harris A., N. Villeneuve, Gurioli , E. Medard, Chevrel O., and P. Bachelery (2017), A comparison of cooling-limited and volume-limited flow systems: Examples from channels in the Piton de la Fournaise April 2007 lava-flow field, Geochem. Geophys. Geosyst., 18, doi:10.1002/ 2017GC006839.