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Voyage au pays des volcans d'auvergne

En savoir plus sur ces géants... Guillaume Goujard & Victor Milon
by

Guillaume Goujard

on 10 September 2013

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Transcript of Voyage au pays des volcans d'auvergne

En quoi le volcanisme de la chaîne des Puys
est-il à l'origine de ressources exploitables
par l'homme ?

Au cours de notre séjour, nous avons parcouru quelques édifices volcaniques principaux de la chaîne des Puys en Auvergne dans le département du Puy-de-Dôme.
II. Les différents types de volcans observés en Auvergne
Le volcanisme a été depuis le commencement de l'histoire de l'humanité source des peurs les plus profondes mais aussi source de nombreuses richesses. C'est pour cela, par exemple, que dans de nombreux lieux volcaniques, la population y est très importante et le volcan y est parfois sacré.
Les volcans d'Auvergne
I. Situation dans le temps et l'espace
Les volcans d Auvergne
III. L'exploitation de ces produits par l'Homme
Victor Milon & Guillaume Goujard
2/La diversité des édifices volcaniques
3/L'exploitation des produits par l'homme
Le plan induit par la question est :
1/ La situation du volcanisme étudié
La chaîne des Puys s'étend sur 45 km de longueur et de 3 à 5 de large. Nous pouvons remarquer qu'elle prend la forme d'une ligne orientée Nord-Sud, constituée de 3 types de volcans.
45 km
3 à 5 km
Cette chaîne ne s'est pas constituée en quelques jours mais en de nombreux milliers d'années. Elle est en effet le résultat d' éruptions volcaniques spontanées ne durant qu'au maximum quelques mois. Ces éruptions ont aboutit à la création d'environ 80 volcans, commencée il y a environ 100 000 ans et dont le dernier volcan s'est errigé il y a environ 8 000 ans par rapport à nos jours actuels. Les âges de ces volcans sont plutôt récents par rapport aux temps géologiques c.f. le document ci joint.
Il faut aussi savoir que tous les volcans de la chaîne des Puys sont monogéniques, c'est à dire qu'ils se sont formé en un seul temps variant de quelques jours à quelques mois.
Cette frise chronologique nous montre que la chaîne des Puys s'est constituée au cours de dizaines de milliers d'années. En effet, ses volcans ont tous été errigés à des dates différentes comme le Gravenoir (-59000 ans ), le Lemptegy (-30 000 ans ) et le Puy de Dôme (-10 000 ans )
Pourquoi le volcanisme en Auvergne ?
Il se pourrait que le volcanisme en Auvergne (Centre-Sud de la France) résulte de la compression des massifs des Pyrénées (Sud-Ouest de la France) et des Alpes (Sud-Est de la France) qui aurait créée une zone d'extension sur cette région amincissant le manteau supérieur provoquant une baisse de la pression et donc la fusion partielle de cet ensemble créant une remontée de ce matériel chaud.
Les deux différents volcanismes sont effusifs ou explosifs. Nous allons en voir les principales caractéristiques.
Volcan effusif ou strombolien
Volcan explosif
Tout d'abord, nous allons mettre en relief la forme de ces volcans effusifs en Auvergne. En effet, ces volcans sont souvent assimilés au nom de "cônes". La remontée de magma suivie de violentes détentes gazeuses périodiques vont en fait projeter des scories (ce sont des morceaux de magma cristallisés d'une dizaine de centimètres) ou encore des bombes volcaniques (de plus gros morceaux à l'échelle du mètre et pesant plusieurs tonnes) à plusieurs dizaines de mètres de hauteur retombant en formant le cône caractéristique autrement composé d’une succession de strates riches en cendres et de strates formées par les coulées de lave refroidies.
Certains cônes de la chaîne des Puys ont perdu
un peu de leur forme par les couches successives
de sédiments s'y étant déposées.
Forme
Comme tous les volcans, les cônes se créent suite à une remontée de magma provenant de la fusion partielle du manteau supérieur solide (dû à une faible pression). Ces magmas remontent donc la "cheminée" pour "perforer" la roche et le sol granitiques. Ce magma est généralement de composition basaltique et trachyandésitique. Il atteint des températures de l’ordre de 1000 à 1150°.
Modalités de mise en place
Nature des roches
Au cours de notre visite au volcan de Lemptegy, nous avons pu voir différentes roches provenant de différents volcans effusifs et explosifs.
Lors d'une éruption effusive, le magma, fluide , contient environ de 48 à 52 % de silice et environ 12 % de fer. Sa forte proportion de fer lui donne une couleur soit noire soit rouge. La roche sera rouge si elle s'est refroidie à plus de 600 C° et elle sera noire si elle s'est refroidie et donc oxydée à moins de 600 C°. De plus, ce magma passe très vite d'une température avoisinant les 1100 C° à la température ambiante ( 20 C° ) déclenchant donc une cristallisation rapide créant des microcristaux où l'olivine est très présente et des phénocristaux, à la manière finalement des roches se cristallisant dans l'océan soit le bassalte. Les roches crées sont donc du basalte , de l'hawaiite ou du trachy-basalte comme nous le montre le document suivant
Dynamismes éruptifs mis en jeux
Une fois le magma "dégazé" et du fait de sa faible proportion en silice (48%) et donc à sa relative fluidité, il est appelé "lave". Cette lave va s'écouler à partir de la base créant de véritables coulées de lave de couleur orange-rouge incandescente, à la vitesse d'environ 5 km/h. Ce phénomène naturel est assez épique à voir.
Autrement, comme expliqué dans le point sur
la forme, le volcan rejette des bombes volcaniques, des scories ( du fait de bulles de gaz qui éclatent dans le magma ), des lapili, et cendres (quelques millimètres de diamètre).
Les propriétés du magma
Comme le magma de ces volcans effusifs
a entre 48 et 52 % de teneur en silice (SiO2) , nous pouvons dire qu'il est basique, cela influera sur son comportement lors de la remontée et lors de l'éruption (voir volcans explosifs). Ce magma solidifié (roches magmatiques) sera très solide et résistant ( développé dans la partie sur l'utilisation humaine ).
Comme expliqué plus tôt, le magma est plutôt pauvre en gaz puisqu'il donne naissance à de la lave après dégazage.
Ses propriétés intéressantes vont en faire une matière de choix.
Une petite sélection de volcans en cône ...
Le puy de Côme assez incroyable puisqu'il possède un double cratère, souvenir de deux éruptions monogéniques succesives..
Puy de Pariou
Puy des Goules
Forme
Il existe également un autre type de volcan, appelé "stratovolcan" ou plus communément appelé "dôme" de par le sommet arrondi causé par un refroidissement du magma dans la cheminée, visqueux, restant alors en parti au sommet.
On peut ainsi voir sur ce schéma que la lave ne s'écoule pas au sommet du volcan et reste au sommet de la cheminée provoquant cette forme arrondie.
Modalités de mise en place
Ces types de volcans n'échappent à la normale. En effet, du magma va remonter au niveau du volcan, en lien avec la fusion partielle du manteau supérieur solide. Ce magma va se "placer" dans le réservoir magmatique situé sous le volcan. Cependant, contrairement aux cônes, ce magma va être plus riche en silice et plus visqueux, ainsi que plus riche en gaz. Cette viscosité s'explique par une cristallisation fractionnée. En effet, le magma accumulé dans la cheminée va refroidir, par exemple, au contact d'eau "trainant" par la, pour atteindre une température comprise entre 900°C et 700°C. Ainsi, le fer et le silice, principaux composants chimiques du magma n'ont pas les mêmes températures de refroidissement. Le fer va donc cristalliser bien avant le silice. On note alors une diminution de la quantité de fer, et proportionnellement, une augmentation de la quantité de silice.
Nature des roches
Comme dit précédemment, la lave issue de ces volcans est riche en silice : de 55% à 70% et faible en fer : 2% à 10%. On en déduit alors que le silice donne une couleur plutôt claire aux roches. En effet, après une éruption de ce type de volcan, on observe surtout de la trachyandésite (nuances de gris), de la trachyte (blanc crème), ou encore du benmoréite. Cependant, ces roches vont se retrouver proches du volcan car elles ne sont pas expulsées très loin, d'une part à cause de la lave et d'autre part à cause de la violente explosion qui s'en suit et qui provoque surtout les nuées ardentes, qui comprennent cependant des roches. On note aussi des rejets de lapili (petites pierres).
Dynamismes éruptifs mis en jeux
Ce type de volcanisme présente une dangerosité à ne pas sous estimer. En effet, la lave étant visqueuse, elle va se bloquer dans la cheminée. Cela va donc empêcher la sortie des gaz magmatiques, qui vont eux aussi rester bloqués. Le sommet du volcan va alors se mettre à "gonfler", d'où l'appellation "dôme", et va finir par exploser avec une violence mémorable (le mont Saint-Helens, aux Etats-Unis, a perdu près de 500m d'altitude à cause de son explosion).
Comme nous pouvons le voir sur cette photo, le danger survint surtout après l'explosion et non à cause de l'explosion elle-même ou de la lave. En effet, ces volcans, lors de l'explosion vont créer des nuées ardentes. Ces nuées, comme le nom l'indique, sont des nuages portés à une température élevée. Ces nuages, composés de gaz, de cendres, et même de roches solides, provenant de la lave refroidie ou bien de morceau du volcan éjectés lors de l'explosion, sont meutriers. En effet, cette rafale, dispose d'une vitesse variant de 200 à 600 km/h et balaye donc tout sur son passage. Dans l'absolu, la chaleur de cette nuée est suffisante pour tuer.
On peut voir sur cette photographie les dégats causés par la nuée ardente survenue après l'explosion du mont Saint-Helens...
Nous pouvons également voir qu'il va se former un véritable nuage de cendre dans l'air, rendant alors la respiration difficile et pouvant provoquer l'asphixie :
Les propriétés du magma
Le magma, et surtout la lave des volcans en "dôme", ont la particularité d'être visqueux. Effectivement, ces laves contiennent plus de silice (SIO2) que la lave des volcans effusifs, se concluant alors par une augmentation de la viscosité. Par exemple, dans la chaîne des Puys, le puy des Gouttes, avait dans sa lave, une concentration de 48% de silice et 12% de fer (Fe203), cette lave était donc fluide, liquide. Au contraire, le puy Chopine, avec un concentration de 64% de silice et seulement 2% de fer, la lave était très visqueuse. De plus, vu sa concentration en silice, nous pouvons affirmer que cette lave est acide. La particularité de cette lave, c'est qu'à cause de sa viscosité, elle s'accumule, la plupart du temps, au sommet du volcan, déjà presque dure. Elle forme ainsi le dôme du volcan.
Il existe aussi, phénomène plus rare, des "aiguilles" qui se forme lorsque la lave est suffisamment visqueuse. Lorsque la lave est trop visqueuse pour pouvoir sortir de la cheminée, elle va commencer à se refroidir dans cette dernière. Or, à cause de la pression, elle va être expulsée, et va finir de se solidifier, en étant cernée par des falaises plus ou moins hautes. Ce bloc de lave a donc pris la forme de la cheminée, ressemblant alors à une sorte de pilier, d'aiguille.
Puy de Chopine
Nous voyons bien la forme arrondie du sommet du volcan, en lien avec la lave visqueuse
Aiguille de lave
Une autre explosion...
Lors de notre séjour en Auvergne, nous avons pu voir des lacs volcaniques: les maars. Ces lacs sont en fait créés lorsque du magma, en remontant, tombe sur un cour d'eau souterrain, ou une nappe phréatique. Au contact du magma, une partie de l'eau va s'évaporer, augmentant ainsi considérablement la pression. Les roches en surface vont donc se faire éjecter (de la même manière qu'une boisson gazeuse), et le magma va alors refroidir, "bouchant" le fond. Cependant, l'eau qui sera passée, alimente alors ce nouveau lac.
Schéma explicatif
Un maar en Auvergne, Lac de Servières, que nous avons visité
Offrande au volcan Bromo à Bali
La chaleur volcanique
Les romains l'avaient compris très tôt, la chaleur dégagée par un volcan peut être utilisée pour chauffer leurs thermes très prisés. De nos jours , l’énergie fournie par les volcans est exploitée par des installations géothermiques (production d’électricité, eaux chauffées naturellement). En Islande, cette chaleur a permis de faire pousser des fruits exotiques dans des serres...
L'exploitation de la pouzzolane


Outre son utilisation pour les habitations, la pouzzolane a été utile pour d'autres domaines. Par exemple, le très célèbre Stade de France, à Saint-Denis, où l'équipe de France de football à remporter son unique coupe du monde face au Brésil, 3 à 0, en 1998, a été construit en parti avec de la pouzzolane !
De plus, pour les rails des lignes à grande vitesse, les scories sont utilisées pour leur capacité à absorber les chocs ainsi que l'énergie sans "bouger".
Ou encore sur les routes pour remplacer le sel, très corrosif, dans certaines régions, on utilise cette roche.
Et enfin pour l'assainissement non collectif des eaux usées, ou bien pour l'eau minérale, qui va être à moitié filtrée par la pouzzolane, lui donnant des minéraux (ex: Volvic).
Les Lauzes
Il se peut parfois que des roches volcaniques se délitent en plaques. Ces plaques très lourdes et par la même occasion très solides (et cher) étaient surtout utilisées en Auvergne, et notamment au Pérou et au Mexique où les toitures de certaines villes ont été entièrement construites avec ce matériau comme matériau de couverture et nécessitaient de solides charpentes. Elles étaient extraites du Puy de Sarcoui principalement pour la France. Cependant, leur couleur noire peu attrayante à fait fuir quelques habitants de ces régions, se sentant peut-être un peu dépressif au vu de tout ce noir sur les toitures...
La pierre de Volvic
Cette pierre issue de l'extraction du puy de la Nugère, a été utilisée jusqu'au XIXème siècle. En effet, ses qualités de robustesse et d'anti-corrosion étaient très appréciées des architectes. Par exemple, la très célèbre cathédrale de Clermont-Ferrand qui choque par la couleur noire des murs a été construite à l'aide de cette pierre. De plus, de nombreux bacs pour l'industrie chimique (la pierre résiste à l'acide), des monuments ou sculptures ont été construits à l'aide de cette roche.
Toutefois, par sa couleur noire moribonde (les habitants ont préféré mettre des crépis blanc sur leurs façades), son poids et son coût d'extraction, elle n'est guère encore exploitée en France (à part pour les riches quataris), son extraction en Asie ou en Amérique du sud est bien moins onéreuse...
Bilan
La chaîne des puys en Auvergne, composée de 80 volcans, dont de nombreux n'ont toujours pas été découvert, a donné vie à des évènements géologiques épiques et diversifiés, tels que les dômes, les cônes ou encore les maars...
Grâce à ce volcanisme auvergnat, l'Homme a pu exploiter des ressources naturelles n'étant pas présentes partout dans le monde, ce qui, nous l'avons vu, est une aubaine pour l'économie de cette région.
Après les éruptions de ces volcans, ces derniers nous ont laissés de véritables trésors naturels (pouzzolane, lauzes, scories, pierre de volvic, eau minérale, fertilité des champs...) largement exploités par l'Homme.

Cependant, l'exploitation diminue en lien avec la quantité décroissante de ces ressources et aux forts coûts de revient de ces matières... Dans l'absolu, ces "grosses collines" n'ont plus rien à nous offrir: l'exploitation est quasiment finie (mise à part l'eau minérale...), ils n'entrent pas en éruption...
Toutefois, de nombreux géologues s'accordent pour affirmer que les Géants D'Auvergne ne vont pas tarder à se réveiller, permettant ainsi à l'Homme d'observer un magnifique spectacle...
Installation géothermique près d'un volcan
La pouzzolane vient du volcan italien du même nom et définit l'ensemble des scories expulsées par un volcan. Cette roche dispose de nombreuses particularités qui peuvent être facilement exploitées par l'homme.
La pouzzolane est très utile car elle est facile à extraire, elle est légère (0,85 t/m3) en lien avec les alvéoles qu'on peut observer, causées par les gaz contenus dans le magma. Elle a également de bonnes propriétés isolante et de filtration (anti-bactérien) ainsi qu'une grande porosité.
Cette ressource a vraiment été commencée à être utilisée à la fin de la seconde guerre mondiale en France pour la reconstruction des nombreuses habitations détruites (Le Havre par exemple). En effet, en Auvergne et plus précisément dans le volcan de Lemptégy, de nombreux carriers munis d'une simple pioche parvenait sans mal à détacher les scories (juste entassées) qui après avoir été réduites en poudre par des concasseurs, étaient ensuite envoyées aux 4 coins de la France.
La pouzzolane était utilisée principalement pour les parpaings, le béton et le ciment. En effet, cette roche permet une très bonne isolation.
Petit souvenir du Lemptégy, ancienne carrière de Pouzzolane.
Pouzzolane
Habitations
Des utilisations particulières...
Stade de France
Piscine filtrée à la pouzzolane
Lauzes sur une toiture
Notre-Dame-De-L'Assomption à Clermont-Ferrand
Petite photo souvenir du Puy du Dôme...
Où certain ont d'ailleurs failli y laisser leur peau...
Un petit bonus...
Juste pour le plaisir...
petit montage "fait maison" avec musique épique : heart of courage, two steps from hell
Sources
Sons sur universalsoundbank.com
Musiques: 1492 Vangelis , heart of courage
Wikipédia
lesvolcansdauvergne.com
vulcania.com
nos notes et bien sûr google image et photos de la
classe
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