Volcans
Comment les éruptions volcaniques sont prévues en Islande
Découvrez comment les scientifiques surveillent et prédisent les éruptions volcaniques en Islande
L'Islande est l'un de ces endroits sur Terre où la géologie est la plus active. C'est d'ailleurs ce qui la rend si unique et dynamique ! Mais c'est aussi pour cela qu'il est crucial que les scientifiques et les experts gouvernementaux puissent anticiper efficacement le moment et l'endroit où une éruption volcanique pourrait se produire.
Mais vous êtes-vous déjà demandé comment les volcanologues parviennent à prédire une éruption alors que tout semble invisible, se tramant sous terre jusqu'au moment précis où la lave jaillit de l'écorce terrestre ? Découvrez dès maintenant les types de données utilisées et les défis relevés par les experts scientifiques et de gestion des risques naturels en Islande pour prévoir ces éruptions.
Des volcanologues de l'Université d'Islande se préparent à effectuer des mesures de lave au premier jour de l'éruption de Meradalir dans le système volcanique de Fagradalsfjall, Reykjanes, Islande, en août 2022. Photo de Jessica Poteet.
Comment se forment les volcans en Islande
Avant de plonger dans les données collectées par les scientifiques qui surveillent les volcans islandais, il nous faut d'abord comprendre comment ces systèmes volcaniques se forment (de manière très générale, bien sûr !).
Comprendre leur formation nous aide à saisir l'intérêt des données récoltées par les chercheurs. Voici un petit résumé de la façon dont débutent la plupart des phases pré-éruptives des volcans islandais :
Le magma remonte depuis les profondeurs de la Terre. Pour de nombreux volcans islandais, le magma commence à s'accumuler sous terre pendant des années ou des mois avant que l'éruption ne se déclenche. En remontant des profondeurs de la croûte terrestre ou de la limite du manteau, ce magma fragmente la roche environnante et s'accumule dans le sous-sol.
Le magma commence à se stocker. Il s'accumule dans différents types de zones de stockage, comme des sills ou des chambres magmatiques. Ce sont des réservoirs souterrains de tailles et de formes variées, qui restent actifs sur des durées différentes.
Le volume de magma augmente, et la pression grimpe. À mesure que la quantité de magma souterrain grandit et pousse contre la roche, la pression s'intensifie. Si le volume de magma accumulé est suffisant, le sol situé juste au-dessus commence à se soulever.
Le magma est injecté dans la croûte superficielle. Lorsque la pression et le volume atteignent un seuil critique (propre à chaque système), le magma se fraie un chemin et remonte rapidement vers la surface via des cheminées de volcans existants, ou à travers un réseau de filons (dykes) et de fractures créant de nouvelles fissures volcaniques.
Le magma entre en éruption et devient de la lave. Le magma jaillit enfin du sol sous deux formes : soit (a) une éruption explosive projetant de la lave, des éjectas et des cendres, comme celle de l'Eyjafjallajökull, soit (b) une éruption effusive produisant des coulées de lave tranquilles, à l'image des éruptions actuelles à Fagradalsfjall et Svartsengi.
Mais alors, pourquoi passer ce processus en revue ? Tout simplement parce que vous connaissez désormais les étapes géologiques clés que les experts guettent pour prédire la suite des événements. Ils recherchent activement les signes d'accumulation, d'ascension et d'éruption du magma.
Maintenant que nous avons posé les bases de cette séquence d'événements (toujours de façon très simplifiée), passons aux fameuses données !
Exemples de types de données utilisés par les scientifiques et experts en risques naturels pour étudier et prédire les éruptions : (1A et 1B) Données sismiques cartographiées à plat (1A) puis modélisées en 3D pour visualiser la profondeur (1B) ; (2) Une carte issue de deux passages du satellite InSAR au-dessus de la péninsule de Reykjanes, montrant le soulèvement du sol dans la région de Svartsengi ; (3) Un autre type de données sismiques (acoustiques) montrant les ondes sonores des séismes captées par un récepteur au sol ; (4) Graphiques GPS des mouvements à Krýsuvík, détaillant les déplacements Nord-Sud, Est-Ouest et verticaux ; et (5) Données de forages révélant les variations de température, de pression, de sismicité et de lithologie (les types de roches). Données provenant de l'Office météorologique islandais (IMO) et du Journal of Geophysical Research, champ géothermique de Krafla, 2026.
Les données utilisées par les experts pour prédire les éruptions
Des entrailles de la Terre jusqu'à l'espace, les volcanologues et experts en risques naturels s'appuient sur une multitude de données pour anticiper les éruptions. Faisons un petit tour d'horizon rapide de ces précieuses ressources :
Les données sismiques - elles permettent de suivre les séismes provoqués par les mouvements du magma et les tensions dans la croûte terrestre.
Les données GPS - elles mesurent en temps réel les mouvements verticaux ou latéraux du sol à un point précis.
Les données InSAR - elles s'appuient sur des satellites pour mesurer sur le long terme et avec une haute précision les déformations du sol sur de vastes zones.
Les données de forage - elles exploitent les variations de température, d'inclinaison, de pression, de chimie et de dynamique des fluides pour surveiller ce qu'il se passe sous terre.
Les données d'observation - elles font appel à nos cinq sens pour repérer les moindres changements physiques de l'environnement local.
Les données analogues - elles comparent la situation actuelle avec les données historiques ou celles d'autres systèmes volcaniques similaires.
Comme vous pouvez le voir, la boîte à outils des scientifiques est bien remplie ! Regardons d'un peu plus près comment fonctionnent concrètement chacun de ces outils.
Les données sismiques
Ces données acoustiques enregistrent les vibrations de la Terre. Elles permettent aux spécialistes de détecter les séismes et de cartographier la façon dont la pression et le magma se déplacent. L'analyse de ces signaux révèle si le magma est en train de s'accumuler, de monter, de fracturer la roche ou de mettre le système sous pression. Les données sismiques indiquent généralement la magnitude du séisme, sa profondeur et sa localisation exacte en surface. En analysant la récurrence de ces séismes au fil du temps, les sismologues parviennent à modéliser les mouvements souterrains. Par exemple, si tous les séismes d'une zone se produisent à la même profondeur ou s'ils s'alignent le long de profondeurs différentes, cela peut faire toute la différence entre la formation d'un sill ou d'un dyke.
Les données GPS
En utilisant des récepteurs GPS et GNSS fixes, solidement ancrés dans le sol, les scientifiques s'appuient sur les satellites pour mesurer la position de ces balises au millimètre près. En suivant d'infimes variations au fil du temps, ils détectent les déformations du sol provoquées par les mouvements du magma sous un volcan. En Islande, ce réseau satellitaire mesure les déplacements horizontaux (Nord, Sud, Est, Ouest) mais aussi verticaux. Par exemple, un soulèvement du sol indique souvent que le magma s'accumule en profondeur, tandis qu'un affaissement peut signifier qu'une chambre magmatique se vide pour alimenter un autre secteur.
Les données InSAR
Derrière ce nom (Radar interférométrique à synthèse d'ouverture – promis, il n'y aura pas d'interro écrite !) se cache une technologie d'imagerie satellite essentielle. Elle permet de mesurer les déformations du sol à l'échelle d'une région entière sur de longues périodes. Pour faire simple, un satellite survole une zone à deux dates différentes en émettant des ondes radar vers le sol. En comparant les deux mesures, les scientifiques créent une carte très précise des déformations du terrain. Les cartes obtenues sont très colorées et complexes à interpréter, mais retenez ceci : les larges zones de couleur unie indiquent peu de mouvements, tandis que les franges de couleurs très serrées révèlent de fortes déformations du sol.
Les données de forage
Lorsque des forages existent dans la zone d'étude, des capteurs y sont installés pour mesurer une foule de paramètres en profondeur : température, inclinaison, pression, composition des gaz, dynamique des fluides et même sismicité locale. Une hausse de température, une variation de pression ou une augmentation de certains gaz sont autant de signaux d'alerte indiquant que le magma est en mouvement. Par exemple, en 2023, près de la centrale géothermique de Svartsengi, une hausse des émissions de dioxyde de soufre (SO2) a révélé que le magma remontait et s'approchait de la profondeur du forage. De plus, de nombreuses stations de surveillance en Islande sont équipées d'inclinomètres qui mesurent la variation de la pente du sol.
Les données d'observation
C'est la donnée surprise, pas toujours formalisée mais redoutable d'efficacité ! Il s'agit simplement des observations humaines sur les changements visibles dans l'environnement local. En Islande, les experts surveillent de très près les crues glaciaires soudaines (jökulhlaups) qui signalent qu'un volcan chauffe sous la glace, le réchauffement de l'eau des puits locaux, ou encore une augmentation des fumerolles et de l'activité géothermique. Cela comprend aussi le travail de terrain, comme la réalisation de relevés par drones pour mesurer précisément les nouvelles fractures, les escarpements de failles ou les glissements de terrain.
Les données analogues
Les scientifiques s'appuient aussi sur l'histoire ! En comparant les signaux actuels avec ceux enregistrés lors d'éruptions passées ou sur d'autres volcans similaires dans le monde, ils formulent des hypothèses sur le comportement futur du volcan. Par exemple, à Svartsengi, les experts locaux utilisent la chronologie et les données souterraines des anciens épisodes de Krafla ou de l'éruption de Holuhraun pour estimer le temps qui pourrait s'écouler entre chaque éruption de la série en cours.
Exemples de modèles et de graphiques créés par les scientifiques à partir de leurs données pour prédire les éruptions : (1) une carte des nouvelles fractures sur la péninsule de Reykjanes, combinant cartographie de terrain et données InSAR ; (2) une modélisation du taux d'alimentation en magma du sill situé sous Svartsengi ; (3) une cartographie des séismes par profondeur et dans le temps, mettant en évidence les périodes d'agitation volcanique (mouvements de magma sans éruption). Données provenant du Bulletin de volcanologie, du Centre volcanologique nordique de l'Université d'Islande et de l'Office météorologique islandais.
Comment les scientifiques exploitent-ils ces données ?
Une fois toutes ces données rassemblées, les scientifiques les croisent pour obtenir une image complète et dynamique du système volcanique en temps réel. Ces modèles évoluent constamment au rythme de l'accumulation, de la migration et de l'éruption du magma. Ils s'en servent notamment pour modéliser le sous-sol, estimer le volume de magma en jeu et calculer la vitesse de remplissage des réservoirs ou des sills. Ces modélisations prennent la forme de graphiques 2D (temps/volume), de cartes de surface, de représentations 3D des réservoirs souterrains, ou même de modélisations 4D montrant l'évolution de l'accumulation de magma au fil du temps.
Ces prévisions sont-elles vraiment fiables ?
Globalement, oui ! Les données collectées pour la prévision volcanique sont très fiables, même si certains facteurs extérieurs peuvent parfois perturber leur précision.
Pour localiser précisément les séismes en 3D, il est nécessaire de disposer d'un réseau très dense de capteurs au sol.
La météo capricieuse de l'Islande (un doux euphémisme !) et les tempêtes géomagnétiques solaires qui créent les magnifiques aurores boréales peuvent parfois perturber les signaux GPS.
La technologie InSAR, quant à elle, ne fonctionne que sur la terre ferme et nécessite un sol dégagé, sans neige ni couverture nuageuse trop dense.
Bien que de nombreux paramètres puissent influer sur la collecte des données, les experts disposent de techniques avancées pour corriger ces biais.
Cependant, si la donnée brute est fiable, c'est son interprétation qui reste un défi de taille. Toutes les crises sismiques ne débouchent pas sur une éruption, et un champ de lave fumant ne signifie pas forcément que le magma est sur le point de jaillir. La prédiction à 100 % n'existe pas en volcanologie. Malgré tout, les scientifiques parviennent aujourd'hui à cibler avec une grande précision les périodes de forte probabilité éruptive. Et lorsque le magma se rapproche enfin de la surface, les experts disposent généralement d'une fenêtre de 30 minutes à quelques heures pour alerter la population.
Le mot de la fin sur la prévision volcanique en Islande
Nous espérons que cet aperçu vous permettra de mesurer l'immense travail de collecte et d'analyse réalisé par les experts, et de comprendre pourquoi la prédiction d'une éruption n'est pas une science exacte. Prédire ce que l'on ne peut pas voir directement reste un défi hors norme. Mais face à cette complexité, les scientifiques islandais relèvent le défi avec brio chaque jour !
Foire aux questions sur les prévisions d'éruptions en Islande
Peut-on vraiment prédire les éruptions volcaniques en Islande ?
En partie. Les scientifiques savent identifier les périodes où le risque d'éruption est au plus haut, mais il n'existe aucune méthode infaillible à 100 %. Le magma se déplaçant sous terre, hors de vue, les experts s'appuient sur des signaux indirects — séismes, déformations du sol, relevés satellites et données de forage — pour esquisser le comportement du volcan. Cette image devient de plus en plus nette à mesure que le magma remonte vers la surface.
De combien de temps dispose-t-on avant le début d'une éruption ?
Une fois que le magma atteint les zones les plus superficielles, les scientifiques disposent généralement de 30 minutes à quelques heures pour donner l'alerte. C'est pour cette raison que le réseau de surveillance islandais fonctionne 24h/24 et 7j/7. Si les signaux précurseurs à long terme (accumulation de magma et montée en pression) sont visibles des mois à l'avance, le moment précis de la rupture du sol ne se manifeste que très tardivement.
Qui surveille les volcans en Islande ?
C'est l'Office météorologique islandais (Veðurstofa Íslands) qui gère les réseaux nationaux de sismographes et de GPS, et émet les alertes officielles. Les équipes de recherche de l'Université d'Islande, notamment via le Centre volcanologique nordique, apportent leur expertise sur le terrain, pour les modélisations et les analyses. De plus, les exploitants de centrales géothermiques partagent les précieuses données issues de leurs forages, ce qui s'est avéré capital sur la péninsule de Reykjanes.
Quelles données utilise-t-on pour prédire une éruption ?
On distingue six sources principales. Les données sismiques enregistrent les vibrations liées à la rupture des roches sous la pression du magma. Les balises GPS et GNSS mesurent les mouvements précis du sol en surface. Les radars satellites InSAR cartographient les déformations de terrain à grande échelle. Les forages mesurent la température, la pression, les gaz et l'inclinaison des couches souterraines. Les données d'observation directe regroupent les anomalies constatées sur le terrain. Enfin, les données analogues permettent de faire le parallèle avec des éruptions passées comparables.
Que signifie un essaim de séismes ?
Cela indique souvent que le magma est en mouvement et fracture la roche pour se frayer un chemin vers le haut, mais cela ne mène pas systématiquement à une éruption. C'est l'organisation des séismes qui compte le plus : s'ils se regroupent à une profondeur similaire, cela peut indiquer la formation d'un réservoir horizontal (sill) ; s'ils s'alignent verticalement à des profondeurs variables, cela montre plutôt la progression latérale d'un filon (dyke). Tout est une question d'interprétation !
Que signifie un soulèvement du sol ?
Un gonflement du terrain (inflation) indique généralement que du magma s'accumule en profondeur et pousse sur la roche située au-dessus. Les stations GPS au sol mesurent ce phénomène au millimètre près. À l'inverse, si le sol s'affaisse (déflation), cela signifie que le magma s'échappe d'un réservoir pour aller ailleurs, soit vers le lieu de l'éruption, soit plus profondément dans la croûte terrestre.
Qu'est-ce que l'InSAR ?
Il s'agit du radar interférométrique à synthèse d'ouverture. Un satellite survole une zone et envoie des ondes radar vers le sol. Lors d'un passage ultérieur, les scientifiques comparent les deux mesures pour cartographier les mouvements du sol survenus dans l'intervalle. Sur les cartes obtenues, de larges bandes de couleur uniforme indiquent peu de mouvement, tandis que des bandes serrées révèlent d'importantes déformations. Cet outil permet de couvrir des zones immenses, inaccessibles aux stations au sol.
Comment les forages aident-ils à détecter la montée du magma ?
Des capteurs descendus dans les puits de forage mesurent la température, la pression, l'inclinaison, la chimie des gaz, la dynamique des fluides et la sismicité au cœur même de la croûte terrestre. Un exemple concret : en 2023, les capteurs de la centrale géothermique de Svartsengi ont enregistré une hausse des niveaux de dioxyde de soufre (SO2), prouvant que le magma remontait et s'approchait de la profondeur du puits.
Les données de surveillance volcanique sont-elles fiables ?
Oui, elles sont très fiables, même si elles ont leurs limites. Pour localiser précisément les séismes, il faut un réseau de capteurs très dense. Les mesures GPS peuvent quant à elles être perturbées par le mauvais temps ou par les tempêtes géomagnétiques (les fameuses tempêtes solaires à l'origine des aurores boréales). L'InSAR, lui, nécessite un sol sans neige et un ciel sans nuages. Les scientifiques corrigent ces biais, mais l'interprétation des données conserve toujours une part d'incertitude.
Combien de temps avant une éruption le magma commence-t-il à bouger ?
Dans de nombreux systèmes islandais, le magma commence à s'accumuler sous terre des mois, voire des années avant d'atteindre la surface. Il remonte des profondeurs de la croûte ou de la limite avec le manteau, fracturant la roche sur son passage, et stagne dans des zones de stockage comme des sills ou des chambres magmatiques. Ce n'est que lorsque la pression et le volume franchissent un seuil critique propre à chaque volcan que le magma se libère et remonte rapidement vers la surface.
Est-il sûr de visiter l'Islande pendant une éruption ?
L'Islande reste tout à fait ouverte et fonctionnelle pendant la majorité des éruptions, qui sont souvent très localisées. Les autorités sécurisent et ferment les zones dangereuses : ces consignes de sécurité doivent impérativement être respectées. Avant de vous déplacer, consultez vedur.is pour connaître l'activité volcanique et sismique en temps réel, et safetravel.is pour les conditions de route et les fermetures de secteurs. Ne pénétrez jamais dans une zone interdite : les émanations de gaz toxiques invisibles et l'instabilité du sol sont les vrais dangers, bien plus que la lave que vous pouvez voir de loin.
Où peut-on observer de la vraie lave en fusion en toute sécurité ?
Au Lava Show, l'unique spectacle de lave au monde ! Du véritable basalte y est chauffé à près de 1 100 °C puis versé sous vos yeux, à quelques mètres de vous. C'est l'occasion idéale de ressentir sa chaleur intense et d'observer son comportement fascinant, qu'il y ait une éruption en cours ou non pendant votre voyage. Retrouvez ce spectacle magique dans deux salles : à Lava Show Reykjavík et à Lava Show Vík, sur la côte sud.
Venez admirer de la vraie lave en fusion
Si surveiller les volcans islandais aide à prévoir les éruptions, rien ne vaut l'émotion d'observer la puissance brute de la lave en fusion de ses propres yeux. Au Lava Show, l'unique spectacle de lave au monde, vivez l'expérience saisissante d'une coulée de lave brûlante s'écoulant à quelques mètres de vous en toute sécurité, tout en découvrant comment le volcanisme façonne jour après jour les paysages islandais.
Préparez votre visite :
Découvrez le Lava Show Reykjavík – Admirez une coulée de lave en fusion au cœur de la capitale islandaise.
Découvrez le Lava Show Vík – Vivez cette expérience immersive unique sur la magnifique côte sud de l'Islande.
Pour aller plus loin sur la surveillance volcanique en Islande
Le Podcast de la Lava Academy
Plongez dans le Podcast de la Lava Academy et profitez de conversations passionnantes au cœur de la géologie, des volcans et, bien sûr, de la lave !
Cet article a été rédigé par la géologue Jessica Poteet. Retrouvez son interview exclusive dans le podcast de la Lava Academy.
