Thème général: La Terre, planète à hauts-risques ? Problématique générale:  Dans quelle mesure pourrait-on prévenir certains désastres naturels et limiter les effets nuisibles de ceux-ci?

Le sous thème: Force, grandeur, désastre: LES VOLCANS La problématique: Comment est-ce qu’on peut prévoir l’éruption d’un volcan?

Le projet présente 4 types de détection : 1 : mesure de l’évolution de l’écartement des bords d’une fissure d’un volcan 2 : étude de l’évolution du champ magnétique lors de la remontée du magma 3 : détection des vibrations du sol associées à l’activité volcanique 4 : analyse des gaz émis lors de la remontée du magma

Nous distinguons quatres réseaux différents pour détécter une éruption: - le réseau sismique - le réseau magnétique - le réseau des déformations avec les inclinomètres, extensomètres, les distancemètre et les récepteurs de GPS, - les sondes radon

Il existent quatre capteurs de déformation : Une remonté se manifeste par des déformations du massif et le volcan se dilate. Il existent quatre capteurs de déformation : l’inclinomètre, l’extensomètre, le distancemètre et les récépteurs GPS

L’inclinomètre - est un appareil groupé deux par deux permettant de déceler d’une façon, les moindres variations de pente du sol dans un secteur donné. - sont des pendules de silice parfaitement solidaires de la roche.

L’extensomètre Pour suivre les fissures d’un volcan, on installe des «extensomètres » sur certaines fissures centimétriques dans des dalles de basalte. Il mesure l’écartement des bords de la fissure, et le mouvement en trois dimensions. Chaque site est donc équipé de trois instruments indépendants.

Le distancemètre Pour détecter des variations, les distancemètres sont placés sur les flancs du volcan. Le distancemètre émet un rayon infrarouge d’une longueur d’onde de 905 nm successivement vers les prismes, installés sur le flanc du volcan. Le temps de parcourt, aller et retour, est chronométré. Ainsi on peut déterminer la distance entre émetteur et réflecteur.

Les récépteurs GPS - est un outil de navigation, qui permet de déterminer la position d’un point sur le globe à l’aide de signaux émis. Ainsi nous sommes en mesure de suivre les mouvements du volcan en temps réel grâce à des GPS. Pour ceci nous déterminons à des intervalles de temps réguliers ou après chaque éruption les positions des points de repère sur le terrain.

Un magnétomètreest un appareil qui sert à mesurer l'aimantation d'un système.

Un magnétomètre à échantillon vibrant Un magnétomètre à échantillon vibrant. L'échantillon est fixé au bout de la tige de verre placée entre les bobines. Les principaux sont: -Le Vibrating Sample Magnetometer (VSM) -Le Superconducting Quantum Interference Device (SQUID) -L'Alternating Gradient Force Magnetometer (AGFM)

Tous ces appareils sont capables de mesurer l'aimantation en fonction d'un champ magnétique Le VSM permet des mesures très rapides, tout en permettant de situer l'échantillon selon n'importe quel angle par rapport au champ magnétique. Le SQUID permet des mesures très précises. Il est possible de faire des mesures en fonction de la température. Les mesures sont très lentes. L'AGFM quant à lui permet des mesures également précises et très rapides

LA CAMERA DE SURVEILLANCE Deux caméras de surveillance sont implantées au nord et au sud du volcan. Elles transmettent toutes les 10 minutes une image en couleur vers l’observatoire. En cas d’éruption, elle permettent: -une localisation précise du point d’émission -la direction et l’intensité des coulées

Une accumulation de magma dans la chambre magmatique  d'un volcan provoque ce qu’on appelle un séisme d'origine volcanique. L’énergie engendré se propague sous forme d’ondes progressives mécaniques. Elles peuvent etre détécteés à l’aide des capteurs sensibles à des ondes de basse fréquence. La vitesse de propagation dépend du milieu de propagation, donc il n’est pas facile à détécter l’ epicentre:

LES CARACTERISTIQUES DE L’ONDE La célérité-la propriété du milieu de propagation. v=d/Δt <v>S.I = m/s Plus le milieu este rigide plus la célérité est grande. L’intensité de la perturbation peut s’éxprimer sous la forme de l’énergie. Les ondes sismiques se propagent à partir du foyer dans toutes les directions qui leurs sont offertes. La direction de propagation de l’énergie est perpendiculaire à la surface de l`onde.

Pour détécter les vibrations du sol il faut utiliser un sismomètre: Les sismomètres dit «longue période » -détectent les basses fréquences entre 0,03 à 0,1 Hz -ont effet loin du centre d’émission Les sismomètres dit « courte période » -détectent les hautes fréquences supérieures à 1 Hz, -sont mieux adaptés à l’observation des séismes volcano-tectoniques de faible magnitude

Le principe d’un sismomètre Un sismomètre est composé d’un aimant suspendu par des ressorts à ses extrémités à l’intérieur d’une bobine. Lorsque des ondes sismiques arrivent au sismomètre, la bobine suit ces vibrations. L’aimant a une vibration propre, beaucoup plus lente que celle de la bobine. Ceci entraîne une variation du champs magnétique dans la bobine et génère un courant induit alternatif.

Analyse des gaz émis lors de la remontée du magma Les gaz sont de nature variée: - de l'eau (H2O) - de dioxyde de carbone (CO2) - de sulfure d'hydrogène (H2S) - de dioxyde de soufre (SO2) - d'acide hydrofluorique (HF) - des composés de chlore et d'azote. La quantité de dioxyde de soufre produite par un volcan est proportiennelle à son niveau d'activité. Pour mesurer la quantité de SO2 dans l'air on utilise le COSPEC, un spectromètre de corrélation.

La sonde à radon Le radon est un gaz radioactif qui se forme dans le magma par désintégration de l'uranium et du thorium. Lors d'une montée magmatique un dégazage de celui-ci s'effectue par diminution de pression. Les gaz volcaniques, essentiellement de la vapeur (H2O, CO2) s'échappent les premiers à travers des fissures du massif.

Les disciplines impliquées: phisique chimie géologie Le produit final: Une affiche Un documentaire

L'Équipe: ~ Jeder Alexandra ~ Jelea Stefan ~ Maereanu Larisa ~ Nedelcu Andrei Les professeurs référents: ~ Taflan Lucia - mathématique ~ Patrichi Ileana – physique ~ Popescu Cecilia - français ~ Visan Mariana - français

Sources: http://www.ipgp.fr/pages/0303040404.php http://www.edusismo.org/ http://www.ac-nice.fr/svt/aster/educ/ACTIVITÉs/cookbook/techo_piezo.htm http://www.irma-grenoble.com/PDF/mallettes/sismique/ENS_fiche10.pdf http://boissinoth.free.fr/gaz/gaz.php http://planet-terre.ens-lyon.fr/planetterre/objets/img_sem/XML/db/planetterre/metadata/LOM-Img98-2004-11-01.xml