3-7 August 2026: multi-LPM laboratory experiments for data calibration and standardization (V Freret-Lorgeril; collab. UNIGE, Max Planck Institute for dynamics and self-organization)
July-Sept 2026 : Radar inter-calibration campaign at SIRTA Observatory (ACTRIS Center for Cloud Remote Sensing). VOLDORAD-3 just coming out of NAWDIC2026 campaign will be evaluated against BASTA-SIRTA radar. Collab. OPGC (F Donnadieu PI, F Peyrin, P Cacault) - CNRS/IPSL/Ecole Polytechnique/LMD (J-C Dupont co-PI)
8 July 2026 : VOLDORAD-2B radar inspection at La Montagnola on Etna (F Donnadieu, L Tyrode) - shipping to OPGC for maintenance (PI C Hervier)
8 July 2026 : LPM1 disdrometer checkup at Nicolosi (F Donnadieu, L Tyrode)
5 July 2026 : first detection of ash by VOLDORAD disdrometers at Etna following eruption of Voragine. The first two LPM disdrometers were installed in Oct 2025 (V Freret-Lorgeril PI, T Latchimy, P Cacault) in the frame of a collaborative monitoring network with INGV-OE.
Mai 2026 : Disdrometer inter-calibration campaign at at SIRTA Observatory (ACTRIS Center for Cloud Remote Sensing). Collab. F Donnadieu (PI), T Latchimy, A Faissal, V Freret-Lorgeril (OPGC), J-C Dupont (PI, CNRS/IPSL/Ecole Polytechnique/LMD) VOLDORAD-3 intercomparison campaign at SIRTA
25-30 April. 2026 : Fire Landscape Atmosphere Measurement EXperimentFLAMEX 2026 - EUBURN International Campaign Doppler radar measurements of smokes from prescribed fire (VOLDORAD-3 OPGC, EUBURN-FLAMEX 2026 campaign, Andalousia)
Mm-wave radar VOLDORAD-3 deployment in Andalousia to measure smoke dynamics from prescribed fires. F Donnadieu (PI), F Peyrin (OPGC-LMV), A. Guyot (Queensland Univ & Bureau of Meteorology, Australie), J Delanoë (Latmos); CNRM MeteoFrance, UPC, U. Valladolid, ICIFOR-INIA, EMA-INFOCA, OMP LAERO, U. Cordoba. Funding I-SITE Clermont (OPGC-LMV), Interreg EUBURN. Collaborator Adrien Guyot's BBC weekend interview on wildfire smokes tracking using radars (39:30-48:30)
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 retombées de téphras par disdromètre optique. 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. Depuis 2015, un nombre croissant de disdromètres optique (sept actuellement) complètent notre arsenal pour le suivi et la quantification fine des retombées de téphras. L'ensemble de la plateforme instrumentale est à disposition de la communauté scientifique et les produits issus des observations radar et disdromètre sont diffusés en accès libre via le Centre de Données de OPGC, les pôles de données nationaux (cf Bases de données), 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 pour l'Observation : recherche scientifique, surveillance opérationnelle, crise
4 radars Doppler
Les radars Doppler volcanologiques du service VOLDORAD de l’Observatoire de Physique du Globe de Clermont-Ferrand sont conçus spécifiquement pour l’observation et l’étude des éruptions volcaniques : ils sont transportables, compacts, modulaires et de faible consommation. Leurs différentes fréquences permettent d'observer les téphras des panaches volcaniques (blocs, lapilli, cendres), mais aussi les hydrométéores des nuages atmosphériques et du brouillard, ou encore les pyrométéores composant les fumées de feux de forêt.
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), atmosphériques (EXAEDRE-HYMEX Corse 2018, SEA2CLOUD 2020 à bord du navire Tangaroa au large de la nouvelle Zélande, ATMO-ACCESS 2024), et l'étude des fumées de feux (FLAMEX-EUBURN 2026).
7 disdromètres laser
VOLDORAD Disdrometers and data products
Conçus à l'origine pour mesurer les hydrométéores, 7 disdromètres laser nous servent à mesurer les retombées volcaniques à proximité du sol (nombre, taille et vitesse de chute) grâce à un faisceau laser (électromagnétique), optique ou infrarouge. Les systèmes d'acquisition sont modifiés pour optimiser l'encombrement, la consommation énergétique, l'autonomie et la fréquence des mesures. On peut en déduire directement des paramètres représentatifs de la distribution des tailles (min, max, médiane, tri), les matrices vitesse vs taille pour vérifier l'adéquation des lois de chute théoriques. Les produits volcanologiques principaux concernent la typologie des retombées (particules, aggrégats), les taux locaux de sédimentation (flux) et d'accumulation au sol (masse par unité de surface), ou encore les concentrations massiques des particules en chute et les réflectivités radar ; par comparaison avec les mesures in situ du radar, les concentrations de cendres dans les panaches peuvent être déduites au premier ordre.
1 Parsivel2 OTT : il mesure à la fois la taille et la vitesse des particules en chute, suivant 32 classes de chaque (0.2-25 mm; 0.2-20 m/s), grâce à un faisceau laser (650 nm, laser classe 1) de 18*3 cm2. Son temps d'intégration amélioré à 5 secondes et ses plages de mesure permettent une caractérisation fine de la dynamique de sédimentation.
5 Laser Precipitation Monitor (LPM) Thies Clima : il mesure à la fois la taille et la vitesse des particules en chute (0,125-8 mm; jusqu'à 10+ m/s), grâce à un faisceau laser infrarouge invisible (785 nm, laser classe 1) de 22.8*2 cm2. Le temps d'intégration est réglable mais on utilise souvent le mode de détection individuelle des particules, pour une comparaison plus directe avec les dépôts au sol notamment.
1 prototype Ash Collector and Sizer (ASHER) développé dans le cadre du programme EUROVOLC : son système de mesure des tailles et vitesses (0.9-4 mm, jusqu'à 6+ m/s) est accompagné d'une balance mesurant localement le taux d'accumulation au sol.
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 retombées 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 retombées 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)
