Doppler radar measurements of smokes from prescribed fire (VOLDORAD-3 OPGC, EUBURN-FLAMEX 2026 campaign, Andalousia) Explore ground-based radar data collections on volcanic plumes using the new VOLDORAD Spatio-Temporal Asset Catalog (STAC) of OPGC
25-30 April. 2026 :FLAMEX 2026 - EUBURN International Campaign
Mm-wave radar VOLDORAD-3 deployment in Andalousia to measure smoke dynamics from prescribed fires.
3D configuration of miniBASTA Doppler radars (P5 GHz), including VOLDORAD-3 of OPGC Dec. 2025 - June 2026: NAWDIC International Campaign – Ground-based instruments deployment in Brittany
to characterize mid-latitude atmosphere dynamics and its relationship with storm generation.
The specific configuration of 3 co-located Doppler radars in Lannion, including the VOLDORAD-3 mm-wave radar of OPGC and 2 other miniBASTA radars, allows the 3D components of cloud internal velocities to be retrieved, along with reflectivities [F Peyrin (Tech. PI), P Cacault, F Donnadieu (Sc. PI)]. One Micro Rain Radar and one Parsivel disdrometer from the COPDD platform are also deployed in Brest (PI JL Baray).
Collab. LATMOS, CNRM MeteoFrance, OPGC, KITcube Karlsruhe; funding ANR DICHOTOMI, IPSL, LEFE (PI J Delanoë LATMOS, Co-I C Planche OPGC-LaMP)
Dans le cadre du Service National d’Observation en Volcanologie (SNOV) de l’INSU-CNRS, le Service d'Observation VOLDORAD (Volcano Doppler Radars and Disdrometers, POSTER) a pour objectif l’investigation de la dynamique des éruptions explosives mais aussi leur suivi opérationnel, grâce à des mesures dans les jets et panaches éruptifs par radar Doppler et des chutes de cendres par disdromètre. Nous réalisons à cet effet des développements instrumentaux et méthodologiques ainsi que des campagnes de mesures sur le terrain ; les capteurs et les bases de données sont mis à disposition de la communauté. Notre service dispose pour cela de 4 prototypes de radars Doppler volcanologiques transportables : trois radars UHF développés en interne et un radar scannant à ondes millimétriques (collab LATMOS), transdisciplinaire pour l’étude des panaches de cendres volcaniques mais aussi des nuages atmosphériques et des fumées de feux. Six disdromètres optiques complètent notre arsenal pour le suivi des chutes de cendres. L'ensemble de la plateforme instrumentale est à disposition de la communauté scientifique et les produits issus des observations radars et disdromètres sont diffusés en accès libre via le Centre de Données de OPGC et le portail de l'Infrastructure européenne EPOS.
La plateforme des radars Doppler et disdromètres volcanologiques de l’OPGC (VOLDORAD) est une composante labellisée du Service National des Observations en Volcanologie (SNOV) et une passerelle entre les domaines Terre Solide et Océan-Atmosphère du CNRS-INSU. Ce label constitue une reconnaissance de 25 années d’excellence de l’Observatoire dans les développements instrumentaux et les observations radars au service de la communauté internationale.
⇒ FIELD INSTRUMENTS AND DATA FOR USE BY THE SCIENTIFIC COMMUNITY : contact F.Donnadieu@opgc.fr
Instruments de pointe : recherche scientifique, surveillance, crises éruptives
Les VOLDORADs sont des radars Doppler volcanologiques conçus à l’Observatoire de Physique du Globe de Clermont-Ferrand spécifiquement pour l’observation et l’étude des éruptions volcaniques : ils sont transportables, compacts, modulaires et de faible consommation.
Les mesures de réflectivité et vitesses Doppler des éjectas sont réalisées à très haute résolution spatio-temporelle à la source des jets de lave ou panaches de cendres. Elles permettent des investigations détaillées de la dynamique interne et la quantification des paramètres éruptifs cruciaux pour les modèles prévisionnistes de dispersion des cendres (vitesse d’éjection, débit massique, concentrations et masse totale de téphras). Outils opérationnels en cas de crise comme pour les observations de long-terme, ils représentent un puissant moyen de surveillance des volcans, en temps réel et par tout temps, pour la détection et le suivi de l’intensité de l’activité explosive. Le savoir-faire unique de notre équipe et 25 ans d’expérience de terrain confère à l’OPGC une expertise reconnue le plaçant à l’avant-garde internationale dans le domaine de la volcanologie radar.
3 trois radars UHF pulsés (1.2 GHz, 24 cm de longueur d’onde) adaptés des radars profileurs de vent : équipés d’un système d’antennes Yagi orientable (démontable, faible prise au vent), ils sont particulièrement adaptés à la mesure (visée fixe) de la dynamique des lapillis grossiers, blocs et bombes volcaniques violemment expulsés de l’évent par les gaz magmatiques sous pression, notamment dans les jets de lave Stromboliens, les fontaines de lave, ou les explosions de dôme. Ces capteurs durcis et tropicalisés ont été éprouvés dans différents environnements lors de 11 campagnes (Etna, Stromboli, Arenal, Popocatépetl, Yasur) dont 4 sur le long terme.
1 radar à ondes millimétriques scannant (95 GHZ, 3.2 mm ; collab. LATMOS ; financement Mission Interdisciplinaire CNRS – LabEx ClerVolc) : il est particulièrement adapté pour réaliser des profils de réflectivité et vitesses Doppler à l’intérieur des panaches de cendres et leurs retombées, avec une résolution inégalée (12.5 m, <1 s). Ce radar transdisciplinaire est mutualisé entre les campagnes volcanologiques (Stromboli 2015, Sabancaya 2018) et atmosphériques (EXAEDRE-HYMEX Corse 2018, SEA2CLOUD 2020 à bord du navire Tangaroa au large de la nouvelle Zélande, ATMO-ACCESS 2024).
7 disdromètres optiques (1 Parsivel2 OTT modifié, 5 LPM Thies Clima modifiés, 1 ASHER prototype) : conçus à l'origine pour mesurer les hydrométéores, ils nous servent à mesurer les chutes de cendres volcaniques à proximité du sol (nombre, taille et vitesses de chute). On peut en déduire directement des paramètres représentatifs de la distribution des tailles (médiane, classement), le taux de sédimentation local mais aussi calculer des concentrations massiques des particules en chute et des réflectivités radar; par comparaison avec les mesures in situ du radar, les concentrations de cendres dans les panaches peuvent être déduites au premier ordre.
Produits - Livrables
Les bases de données constituées avec les mesures récoltées lors des campagnes, ainsi que les instruments du service VOLDORAD (radars et disdromètres) sont mis à disposition des différentes communautés en Sciences de la Terre comme en Océan-Atmosphère.
Les données radar de niveau 1 (réflectivités, vitesses Doppler) sont rassemblées en base de données ouvertes, accessibles via le catalogue du Centre de Données de l’OPGC et l'Infrastructure européenne EPOS pour les observations continues du radar UHF de surveillance de l’Etna VOLDORAD-2B (Donnadieu et al., 2015). Elles ont permis d’enregistrer plus d’une soixantaine de paroxysmes depuis 2009. Les signaux temps-réel de l’Etna sont en outre utilisés par l’INGV-OE pour la surveillance opérationnelle. D'autres produit niveau 1 d'observations volcanologiques (jet éruptif, fontaines de lave, panache de téphra) et atmosphériques (nuages) sont également disponibles. Les données du service VOLDORAD sont utilisées par plusieurs équipes de recherche dans le monde.
Des produits radar de niveau 2 (débit massique de téphras, vitesses d’éjection, hauteur attendue du panache, concentrations particulaires) ont été développés dans le cadre de projets de recherche. L'élaboration unique de ces paramètres éruptifs à partir d'observations quantifie le terme source des panaches nécessaire à la compréhension des processus et l'amélioration des modèles ; certains paramètres sont utilisables en temps-réel pour les modèles prévisionnistes et la gestion des risques. Certains protocoles de mesure particuliers ou configurations multi-radar permettent de calculer les composantes 3D de vitesse du nuage (e.g. vent).
Les mesures temps-réel des chutes de cendres de l'Etna par disdromètres (diamètres et vitesses de chute des particules) sont enregistrées au Centre de Données de l'OPGC. Nous élaborons également des produits de niveau 2 (taux de sédimentation local, paramètres granulométriques) que notre retour d'expérience permet de fiabiliser progressivement pour une utilisation future en temps réel.
Les mesures des chutes de cendres acquises lors de campagnes sur d'autres volcans avec différents types de disdromètres, ainsi que les produits de données associés, seront prochainement disponibles via le Centre de Données de l'OPGC.
Organisation
Principaux contributeurs OPGC :
Franck Donnadieu (Phy CNAP), Valentin Freret-Lorgeril (Phy.adj CNAP), Claude Hervier (IE), Frédéric Peyrin (IE), T. Latchimy (IR), P. Freville (IR), Yannick Guéhenneux (IE), Philippe Cacault (IR)
