L'activité des volcans andésitiques, tels que le Mont St Helens (États-Unis), Montserrat (Antilles) ou encore le Merapi (Indonésie), alterne entre des périodes relativement calmes, avec coulées de lave et formation d'un dôme, et des événements explosifs parfois très violents. Prévoir les transitions entre ces deux régimes est essentiel pour assurer la sécurité des populations voisines, mais demeure actuellement un vrai défi. Or les données expérimentales et les observations de terrain montrent que l'explosivité du magma est étroitement liée à son contenu en gaz. L'objectif de cette thèse est d'améliorer notre compréhension de l'évolution de ce contenu en gaz et de son influence sur l'activité volcanique, en nous appuyant sur des simulations numériques, l'analyse de données expérimentales ainsi que sur l'interprétation de données de déformation enregistrées au Merapi.Une part importante de ce travail réside dans le développement et l'amélioration de modèles d'écoulement en 2D pour prendre en compte le dégazage dans la partie supérieure du conduit, en régime transitoire. Nous présentons un modèle d'écoulement du gaz en temps qui tient compte des pertes en gaz aux bords du conduit et à sa sortie, selon les conditions présentes dans la roche encaissante et le dôme. Nous proposons également une adaptation des modèles de conduit permettant de coupler complètement l'écoulement du gaz avec celui du magma pour étudier l'évolution des conditions dans le conduit en régime transitoire. À partir de simulations de l'évolution du dégazage lors de l'emplacement d'un dôme, nous identifions les para-mètres contrôlant les pertes en gaz. Nos résultats montrent que ces pertes sont extrêmement sensibles à l'évolution de la perméabilité du magma et des gradients de pression autour du conduit en réponse au poids du dôme. La perméabilité du dôme a quant à elle peu d'influence. Au cours de la croissance du dôme, les pertes en gaz diminuent en profondeur. En haut du conduit, la pression du gaz augmente de quelques dizaines de MPa. Ces effets sont associés à une augmentation de l'explosivité du magma et de l'aléa volcanique en cas d'effondrement du dôme.Bien que la perméabilité du magma exerce un fort contrôle sur la perte de gaz, comme l'ont montré nos résultats, son évolution dans le conduit est peu contrainte. Les lois de perméabilité utilisées actuellement ne sont pas en accord avec l'ensemble des mesures réalisées sur des échantillons de magmas riches en silice. Dans le but d'améliorer notre compréhension du développement de la perméabilité dans le conduit, nous avons cherché à éclaircir le lien entre perméabilité, conditions d'écoulements, et caractéristiques géométriques du réseau de bulles connectées. Nous proposons une formulation du seuil de percolation, moment exact où le magma devient perméable compatible avec un grand nombre d'échantillons naturels et expérimentaux. Nous présentons aussi une nouvelle loi de perméabilité en accord avec la plupart des observations existantes, que nous avons intégrée à notre modèle 2D de dégazage. Nos résultats montrent qu'en fonction du nombre de bulles dans le magma et de la distribution de leurs tailles, l'importance des pertes en gaz et par conséquent les conditions d'écoulement dans le conduit varient d'effusives à explosives.Enfin, afin d'évaluer l'utilité des données de déformation pour suivre l'évolution des conditions d'écoulement, nous utilisons des modèles d'écoulement simples couplés à de la déformation élastique en 3D pour retrouver la déformation observée au sommet du Merapi peu avant l'éruption de 2006. Bien que ces modèles permettent de mieux comprendre les déplacements observés, le peu de données, associé à la complexité géologique et rhéologique du sommet, ainsi qu'à celle des processus physiques intervenant dans le conduit font qu'il est difficile de contraindre les conditions d'écoulement grâce à la déformation dans ce cas précis. / At silicic volcanoes, such as Mount St Helens (United States), Montserrat (British West Indies), or Merapi (Indonesia), periods of relative quiescence, with lava flows and dome emplacement, alternate with explosive, sometimes very violent events. Forecasting the effusive/explosive transitions, which is essential for the safety of nearby populations, remains currently a real challenge. However, experimental as well as field observations provide evidence that magma gas content is a major clue for understanding explosivity. This thesis, based on numerical simulations, experimental samples analysis, as well as on the interpretation of ground deformation data recorded at Merapi volcano, aims at improving our understanding of gas loss evolution, and its impact on the eruptive regime.A major part of this work consisted in developing and improving 2D axisymmetric conduit flow models for integrating gas loss in transient conditions. We provide a time-dependent model for gas flow in the upper conduit, that accounts for gas loss both at the conduit walls and at its top, depending on conditions in the surrounding rock and dome. We also propose an adaptation of conduit flow models allowing for full coupling between magma and gas flow in 2D that should be used to further investigate flow conditions evolution during transient regimes. From time-dependent gas flow simulations in the case of an effusive dome emplacement, we identify controlling parameters for gas loss. Our results provide evidence that gas loss is extremely sensitive to the evolution of magma permeability and of pressure gradients around the conduit due to dome loading, whereas, contrary to the common idea, dome permeability has almost no influence. Along with dome growth, gas loss decreases at depth, thus causing an increase in the magma gas content. At the top of the conduit, this results in an increase in gas pressure by a few tens of MPa, thus increasing the likelihood of magma explosivity and hazard in the case of a rapid decompression due to dome collapse.Although magma permeability plays a major role for gas extraction, as revealed by our results, its evolution within the conduit is poorly constrained. Currently used permeability laws fail in reassembling the whole dataset of permeability measurements from natural and experimental silicic samples. In order to improve our understanding of permeability development in the conduit, we worked on linking permeability and flow conditions with geometrical parameters that characterise the connected bubble network, based on experimental samples analysis. We propose an expression for the percolation threshold, i.e. the very moment when magma becomes permeable, that succeeds in classifying a wide dataset of natural and experimental samples. We also develop a new permeability law that reassembles most of the existing observations, and implement it within our gas flow 2D model. Results show that depending on the number of bubbles within the magma and on their size distribution, gas loss and then magma flow conditions evolve from effusive to explosive conditions.Eventually, we evaluate the applicability of monitoring flow conditions from observed ground deformation by using simplified conduit flow models, coupled with elastic deformation in 3D, to interpret ground deformation recorded in the near field at Merapi a few days before the 2006 eruption. Although conduit flow models provide important clues for interpreting observed displacements, the sparsity of field observations together with the complexity of the volcano summit geology, rheology and processes happening in the conduit make it very complex to constrain flow conditions from observed deformation.

L’île de La Réunion a été couverte par une vaste campagne de géophysique héliportée en 2014. Le dispositif SkyTEM a permis de cartographier l’anomalie du champ magnétique et la résistivité électrique du sous-sol jusqu’à 300 m de profondeur, et ce, sur l’ensemble de l’île. L’acquisition de ce jeu de données met en évidence la problématique de l’interprétation des données électromagnétiques héliportées à l’échelle régionale. L’interprétation d’un modèle 3D de résistivité d’une superficie 2 500 km2 nécessite la mise en place de méthodologies innovantes pour le confronter aux données géologiques, climatiques et hydrogéologiques. L’objectif de la thèse est de valoriser ce jeu de données géophysique à l’échelle régionale en intégrant l’analyse hydrogéologique à différentes échelles spatiales. Pour répondre à ces problématiques, cette thèse s’organise autour d’une méthodologie hydrogéophysique multi-échelle qui permet d’étudier la répartition et le fonctionnement des aquifères à des échelles inédites jusqu’alors. Pour interpréter les 350 000 sondages électromagnétiques de la campagne, une approche statistique a été développée pour synthétiser une information sur les contrastes 3D en 2D. Les résultats, cohérents avec les connaissances géologiques et hydrogéologiques de l’île, ont permis d’analyser l’impact des paramètres géologiques et climatiques régionaux sur la répartition des aquifères et les processus d’altération. Sur le littoral, les données de résistivité sont confrontées à des logs de conductivité électrique de l’eau souterraine afin de valider l’interprétation de la géophysique. Le modèle de résistivité permet ainsi de cartographier et d’analyser les paramètres de contrôle du phénomène d’intrusion saline à l’échelle de l’île. En altitude, l’utilisation conjointe des données électromagnétiques et magnétiques héliportées permet de caractériser la géométrie des structures géologiques et d’imager les profils et paléo-profils d’altération météorique. / In 2014, Reunion Island was covered by a vast airborne geophysics campaign. The SkyTEM device mapped magnetic anomalies and bulk resistivity at an extra 300 m depth throughout the island. The resulting dataset revealed the issue of interpreting airborne electromagnetic data at the regional scale. The interpretation of a 3D resistivity model wrapping 2 500 km2 requires the implementation of innovative methodologies to compare it with geological, climatic and hydrogeological data. The aim of the thesis is to enhance this geophysical dataset at the regional scale by integrating hydrogeological analysis at different spatial scales. To answer these issues, this thesis revolves around a multi-scale hydrogeophysical methodology, which allows to analyze how aquifers are distributed and their behaviors on unprecedented scales. A statistical approach has been developed to synthesize 3D geo-electrical contrasts in 2D to interpret the 350 000 soundings. All outcomes are consistent with the geological and hydrogeological knowledge of the island, enabling us to study how regional geological and climatic parameters impact the distribution of aquifers and weathering processes. In the coastal zone, resistivity data are compared with groundwater electrical conductivity logs to validate the interpretation of geophysics. Thus, the resistivity model helped mapping saltwater intrusion and analyzing its control parameters at the island scale. Inland, the combined use of airborne electromagnetic and magnetic data made it possible to characterize the geometry of geological structures and to image weathering profiles and paleo-profiles. Combining results gathered on various scales allows the analysis of weathering impact on aquifers of shield volcanoes. On the coastal zone, un-weathered and highly permeable lithological units (up to 10-1 m/s) are subject to saltwater intrusion, even with recharge rates up to 6 to 8 m per year. With decreasing transmissivity, aquifers become less exposed to saltwater intrusion. According to geophysics outcomes, the contacts between different eruptive phase products at high altitude are characterized by specific weathering paleo-profiles which create permeability contrasts conducive to perched aquifers establishment. Examining the geophysical response in different areas of the island made it possible to analyze the dynamics of weathering processes, initially controlled by the age of the formations and secondly, by the rainfall rates and the temperature. These results showed that weathering and structure of basaltic volcanoes depend on their age and on windward/leeward slopes. Thus, our research helped improve the accuracy of the conceptual hydrogeological model including geological structuring and time evolution of basaltic volcanic aquifers in an insular environment.

Relative seismic velocity variations in the Earth’s crust can be estimated by using ambient seismic noise records from a pair of stations. Velocity variations can be caused by stress perturbations in the subsurface. Therefore, information on stress changes in the crust can possibly be retrieved from measured velocity variations in the medium. The measurement is done by comparing the coda part of two cross-correlation functions (CCFs) obtained from ambient noise recordings at two seismic stations; a current CCF that is considered to represent the actual state in the study medium at a specific time and a reference CCF that is considered to represent its average state. Here, the method is applied to the area around Katla volcano in southern Iceland. Katla is an active subglacial volcano and therefore frequent stress changes can be expected to take place there. Long-term changes (of the order of 1-2 months) in relative seismic velocity were estimated over a period of 7 months in 2011. These changes were of the order of about 0.1% for a frequency range of 0.2-1.0 Hz. For this frequency range, surface waves around Katla have been estimated to be most sensitive to velocity changes taking place at depths of about 1-5 km but the sensitivity kernels also have a peak at the surface. The scattering volume (in this case area since we are working with surface waves) depends on both the inter-station distance and how far into the coda the measurements are made. The inter-station distances vary between 5.8 and 23.4 km. Measurements are made 30 s into the coda. This results in scattering areas on the order of 100 km2. The velocity variations have a negative trend over July and over a two month period from the end of August until early November, and a positive trend in August and from early November until the end of the study period in late December. These variations are possibly the results of a combination of changes in the ground water level beneath the glacier, surface load changes and possibly hydrothermal and magmatic pressurization changes. No significant velocity change was estimated in the area associated with the tremor event that took place in early July in 2011. / Seismiska vågor är vibrationer i jordytan som genereras av jordbävningar, explosioner eller andra processer som skakar jorden. Seismiska vågor färdas genom jordens lager och innehåller därför information om jordens inre struktur. Dessa vibrationer kan hämtas med ett känsligt instrument som kallas seismometer. Seismiska vågor färdas med en viss hastighet som beror på hur hård och tung berggrunden är. Förändringar av dessa egenskaper kan därför resultera i förändringar av hastigheten. Dessa förändringar kan orsakas av spänningsförändringar under marken, till exempel trycket i porer eller variationer i vikten ovanför marken, exempelvis från en glaciär. I denna uppsats studeras förändringar av seismiska vågors hastighet kring vulkanen Katla på Island under 7 månader, 2011. Katla är en av Islands mest aktiva vulkaner och är belägen under en glaciär, Mýrdalsjökull. Detta görs genom att använda omgivande seismiskt brus, som består av seismiska vågor. Bruset genereras av tryckvariationer i samband med havsvågor. Bruset analyseras med en korrelationsanalys som bland annat isolerar spridda vågor från detaljer i strukturen och variationer av dessa med tid kan användas til mätningar av hastighets förändringar. Resultaten tyder på förändringar i relativ seismik hastighet avstorleken 0.1% som varar i en till två månader. Hastigheten minskar i juli och över en tvåmånadersperiod från slutet av augusti till början av november, men ökar i augusti och från början av november till slutet av december. Dessa variationer kan ha orsakats av en kombination av förändringar i grundvattennivån under glaciären, förändringar i glaciärens vikt och magmatiska processer. Inga tydliga förändringar i samband med sekvenser av små jordbävningar som ägde rum i början av juli 2011 kunde observeras frånförändringar i relativ seismisk hastighet runt Katla.

Iodine is an important element essential for higher animals. A large part of the global human population suffers from a lack of iodine; elucidation of transfer and mobility of this element in the environment, water, soil, air and in organisms is thus very important. The aim of this work was the elaboration and optimisation of the method for determination of very low concentrations of iodine in the waters. The mass spectrometry with inductively coupled plasma (ICP-MS) technique was used. It has been shown that using of different filter types during sample preparation had no significant effect on the content of impurities in the filtered sample. Antimony was recommended as an internal standard, despite commonly used elements (indium or tellurium). Samples were not preserved because nitric acid caused volatilization of iodine from the sample and the addition of aqueous ammonia had no significant effect. The optimised method was tested on several groups of water samples, including precipitation, surface water and lysimetric waters. From autumn 2009 to summer 2010, a part of the Blanice River (Šumava Mountains, South Bohemia) was sampled. The average content of iodine in samples ranged from 1.48 ? 0.30 ?g?dm-3 (April 2010) to 3.05 ? 0.38 ?g?dm-3 (July 2010). The average content of iodine in samples from all tributaries of the Blanice River ranged between 2.52 ? 1.63 ?g?dm-3 (March 2010) and 3.67 ? 1.37 ?g?dm-3 (July 2010). The concentration of iodine in the monitored surface waters did not change significantly along the flow of the river. The other two streams were sampled near Rapotín village (Jeseníky Mountains, north Moravia). The average contents of iodine were as follow: Annov (upper stream) 1.60 ? 0.65 ?g?dm-3, Annov (lower stream) 1.88 ? 1.18 ?g?dm-3, Salaš (upper stream) 1.77 ? 0.92 ?g?dm-3, Salaš (lower stream) 1.42 ? 0.58 ?g?dm-3. Generally, the data showed that considering iodine, the area of Šumava had slightly higher levels than those observed in the Jeseníky Mountains. Precipitation collected in the South Bohemia (Arnoštov village and city of České Budějovice) and in Jeseníky (Rapotín) contained less iodine compared to surface waters, and rarely exceeded 3 micrograms per liter of water. The situation has changed in the spring of 2010, because of the occurrence of volcanic dust and ash over the Czech Republic. This volcanic cloud came from the sudden activity of the Eyjafjallajökull Volcano (Iceland). In the mentioned period, the contents of iodine in precipitation were increased several times at all sample collection sites. This is an indirect evidence that iodine could be released during volcanic eruptions and transferred over long distances through the atmosphere. It turned out that the wastewater treatment plant can eliminate iodine in wastewater only partially. However, the wastewater treatment plants in the monitored region were too small to evaluate the overall impact on the environment. The maximum iodine content at the outlet of the wastewater treatment plant Prachatice town (South Bohemia) was 28.5 ?g?dm-3, which is several times higher than natural levels in the Živný stream, to which the treated water flows. Lysimetric water samples were collected from lysimeters installed in three nearby plots in Arnoštov village (Šumava, South Bohemia). The highest concentrations of iodine were found on plot where cattle were grazed. These values were significantly higher (average 4.38 ? 1.74 ?g?dm-3) than those obtained from a site used as hay meadow (average 2.69 ? 1.19 ?g?dm-3) or an untreated meadow (average 2.25 ? 1.39 ?g?dm-3). Iodine therefore probably originated from the urine and feces of grazed cattle. This thesis contributes to the total knowledge of iodine, particularly to the part concerning determination of iodine in the hydrosphere.

Recurrence rate is often used to describe volcanic activity. There are numerous documented ex- amples of non-constant recurrence rate (e.g. Dohrenwend et al., 1984; Condit and Connor, 1996; Cronin et al., 2001; Bebbington and Cronin, 2011; Bevilacqua, 2015), but current techniques for calculating recurrence rate are unable to fully account for temporal changes in recurrence rate. A local–window recurrence rate model, which allows for non-constant recurrence rate, is used to calculate recurrence rate from an age model consisting of estimated ages of volcanic eruption from a Monte Carlo simulation. The Monte Carlo age assignment algorithm utilizes paleomagnetic and stratigraphic information to mask invalid ages from the radiometric date, represented as a Gaussian probability density function. To verify the age assignment algorithm, data from Heizler et al. (1999) for Lathrop Wells is modeled and compared. Synthetic data were compared with expected results and published data were used for cross comparison and verification of recurrence rate and volume flux calculations. The latest recurrence rate fully constrained by the data is reported, based upon data provided in the referenced paper: Cima Volcanic Field, 33 +55/-14 Events per Ma (Dohren- wend et al., 1984), Cerro Negro Volcano, 0.29 Events per Year (Hill et al., 1998), Southern Nevada Volcanic Field, 4.45 +1.84/-0.87 (Connor and Hill, 1995) and Arsia Mons, Mars, 0.09 +0.14/-0.06 Events per Ma (Richardson et al., 2015). The local–window approach is useful for 1) identifying trends in recurrence rate and 2) providing the User the ability to choose the best median recurrence rate and 90% confidence interval with respect to temporal clustering.

L'étude des volcans basaltiques a démontré l'importance de leur architecture interne et de leur système intrusif dans le déclenchement de déstabilisations. Découlant d'observations indirectes, les modèles élaborés demeurent néanmoins interprétatifs. À La Réunion, l'importante érosion du Piton des Neiges, en rendant accessible sa structure interne, en fait un atout majeur pour combler ces lacunes d'observation. Ce travail s'est focalisé sur le cirque de Salazie dans le but d'accroitre les connaissances de la structure interne du volcan. Nous proposons ainsi l'existence d'une chambre magmatique litée plurikilométrique située à l'aplomb du cirque de Salazie qui appartiendrait à un édifice plus ancien estimé à plus de 2 Ma. Cette chambre est recoupée par un détachement injecté de plusieurs dizaines d'intrusions basiques et surmonté par une brèche d'avalanche de débris. La déformation cataclasique des minéraux primaires des roches plutoniques du détachement indique que cette structure s'est développée dans le domaine fragile. Une déformation ductile postérieure de basse température (< 250 °C), caractérisé par une cristallisation de chlorite, pumpellyite, zéolite et de calcite s'est ensuite développée dans le détachement. Au toit de la pile de sills, des intrusions sont brèchifiés et disséminés dans la brèche. Une analyse du sill au contact avec la brèche montre l'existence d'une fabrique magmatique asymétrique révélatrice d'un déplacement co-intrusif de l'unité sus-jacente. Ces résultats suggèrent que les volcans basaltiques s'effondrent par déformation le long de plans hydrothermalisés et confirment le rôle majeur des sills dans la déstabilisation des volcans boucliers. / The study of volcanic edifices has shown that both the internal structure and the intrusive system play a role in the initiation of flank destabilization. Arising from indirect observations, the recent models remain interpretative. On Reunion Island, the exceptional erosion of the Piton des Neiges provides a rare access to the inner structure of the basaltic edifice that is propitious to bridge these gaps. Our study focuses on the plutonic rocks outcropping in Mât River (cirque of Salazie) in order to improve our knowledge of the internal structure of Piton des Neiges. Our study allows us to reveal the presence of layered plurikilometric magma chamber under the cirque of Salazie belonging to an edifice older to 2 Ma located to the NNE from the actual summit of the Piton des Neiges. The magma chamber is crosscut by a detachment intruded by tens of basic magmatic intrusions and overlapped by debris avalanche deposits. The cataclastic deformation of primary minerals in the plutonic rocks indicates that the detachment acted as a brittle zone. This is followed by a low temperature ductile deformation (< 250 °C) characterized by crystallization of chlorite, pumpellyite, zeolite and calcite in the detachment zone. At the top of the sill zone, sills are brechified and disseminated in the breccia. The presence of an asymmetric magmatic fabric in the intrusion in contact with the breccia suggests that this sill was emplaced with a normal shear displacement of its hanging wall. These results suggest that deformation of basaltic volcanoes proceeds along hydrothermalized detachments and confirm the major implication of sill intrusions in basaltic volcano flank instability.

Les écoulements volcaniques (lahars, écoulements hyperconcentrés) et les crues soudaines représentent des phénomènes destructeurs et dangereux. Malgré leur pouvoir destructeur (e.g. Armero, Colombie, 1985), il existe très peu d’études centrées sur les effets des lahars en zone urbaine, alors qu’ils représentent une menace réelle pour de nombreuses villes, comme Arequipa, au Pérou. Arequipa est une ville de presque 1 million d’habitants située à 17 km au sud-est du volcan El Misti. La dernière éruption majeure du Misti remonte à 550 ans (1460 après J.C.) et de plus petites éruptions ont parsemé le 18ème et le 19ème siècle. Des lahars dont les volumes sont compris entre 0,01x106 et 11x106 m3 se sont formés et des inondations ont balayé les vallées tous les 5 à 10 ans. Suite à l’augmentation de la population d’Arequipa, la zone urbanisée s’étend maintenant sur les flancs du volcan, jusqu’à 9 km du sommet. En réponse à cette croissance rapide et apparemment incontrôlée, il est essentiel d’évaluer l’utilisation des sols, les bâtiments et les infrastructures en fonction de leur vulnérabilité. Des scénarios d’aléas ont été développés à partir d’anciennes et d’actuelles études géologiques, de cartes traditionnelles et des modèles numériques (tels que Titan2D) des dépôts volcaniques et fluviaux, d’études de terrain sur l’utilisation des sols, le type de bâtiments et d’infrastructures, d’analyses statistiques (y compris des analyses multi variantes) et enfin des caractéristiques géotechniques des matériaux utilisés pour les constructions. Trois scénarios de référence ont été utilisés allant d’un scénario de crue (récurrence de 5 à 10 ans) à une éruption (sub) Plinienne (VEI >3, récurrence de 5000 à 20 000 ans). Les zones inondables ont été délimitées en utilisant des résultats de code de simulation couplés à des cartographies géologiques et à des analyses de magnitude/fréquence. L'amélioration d'un MNT, construit à partir d’études DGPS et de données ASTER (10 m de résolution), a permis de modéliser les écoulements à partir de Titan2D. Les résultats du modèle montrent une extension des écoulements plus longue que celles proposées dans les études précédentes (e.g Vargas et al, 2010). L’étude de terrain a permis de classifier l’utilisation des sols selon 19 catégories et les principaux bâtiments et infrastructures selon 10 catégories. Par exemple, les bâtiments ont été classés et ordonnés selon des critères de nature du matériau principal les constituant, nombre d’étages, etc. De la même manière, la classification de l’utilisation des sols et du type d’infrastructures ont été classé en fonction de différents éléments comme le taux d’occupation, l’importance des évacuations d’urgence etc. Les effets mécaniques des écoulements sur les immeubles et les infrastructures ont été recherchés dans le but d’élaborer des fonctions de vulnérabilité. Cette étude a révélé que les bâtiments et l’utilisation des sols du Quebrada Huarangal sont particulièrement vulnérables et exposés au risque même lors d’un écoulement de faible magnitude. Ceci est essentiellement dû à la très faible qualité des constructions dans les zones à hauts risques du Quebrada Huarangal. Au contraire, le risque présent dans la vallée du Rio Chili est une zone à faible risque. Le niveau de risque inhérent au système d’énergie hydroélectrique et aux réserves d’eau potable reste inquiétant pour la ville, notamment durant une crise volcanique. Cette étude a mis en évidence les capacités d’intégration des données SIG générant de l’information sur le risque via la combinaison de scénarios d’aléas et d’éléments de vulnérabilité. Ces méthodes semblent être prometteuses pour l’étude et la prévention des risques volcaniques. De plus, une base de données mise à jour pourrait aider à gérer de manière efficace une possible crise volcanique en temps réel, et ce qui est plus important encore, assister les tâches de réduction des risques. / Volcanic mass flows (lahars, hyperconcentrated flows) and flash floods represent destructive and dangerous phenomena. Given evidence concerning the destructive nature of lahars (e.g. Armero, Colombia, 1985) there appears to be a lack of studies into the effect of lahars in dense urban environments ; a very real threat for many cities worldwide including the Arequipa, Peru. Arequipa, with nearly 1 million inhabitants, is located 17 km SW of El Misti Volcano. El Misti's last major eruption occurred 550 years ago (1460AD), with smaller eruptions occurring in the 18 and 19th Centuries. Lahars with volumes ranging from 0.01x106 m3 to 11x106 m3 have occurred, and flash floods have swept down valleys every 5 to 10 years. Population growth has resulted in urban sprawl to within 9 km of El Misti’s summit. It is this rapid and seemingly uncontrolled expansion which warrants the assessment of building, land use and infrastructure within a vulnerability framework. Hazard scenarios were developed from former and current geological studies ; conventional and computer-aided (e.g. Titan2D numerical modelling) mapping of volcaniclastic and fluvial deposits ; field surveys of land use, buildings and infrastructure ; statistical analysis (including multivariate analysis) ; and geotechnical characteristics of building materials. Three reference scenarios were used from a flash flood scenario (recurrence interval of 5 to 10 years) to a (sub)Plinian eruption (VEI >3, recurrence interval of 5000 to 20,000 years). Inundation zones were defined using simulation code results coupled with geological mapping and magnitude/frequency analysis. The results of Titan2D modelling feature a longer flow runout than in previous studies (e.g. Vargas et al., 2010) due to the creation of an enhanced 10 m DEM, constructed from DGPS surveys and ASTER data. Land-use, building and infrastructure surveys identified nineteen different land-use patterns, ten main building types and many key infrastructures. Building types were classified and ranked according to a number of components, such as the dominant building material, number of floors etc. Similarly land use and infrastructure were ranked according to a number of different elements such as occupancy rate, emergency importance etc. The mechanical effects of the flows on buildings and infrastructure were then investigated to elaborate vulnerability functions. The vulnerability and risk assessment have indicated that building, land use and infrastructure on the Quebrada Huarangal fan are particularly vulnerable and at risk even during the smallest magnitude flow. This is primarily due to very poor quality construction in high hazard areas on the Quebrada Huarangal fan. In contrast the risk posed in the Río Chili Valley is in general much less. The level of risk posed to the hydroelectric power scheme and the potable water supply is concern for the city, especially during a volcanic crisis. Data integration abilities of GIS in generating risk information by combining hazard scenarios with vulnerability elements have been highlighted in this research and offer promising prospects in the field of volcanic risk assessment and management. In addition, an updated database could help to efficiently handle possible volcanic crisis in real-time, and more importantly assist the risk reduction tasks.

Combined anisotropy of magnetic susceptibility (AMS) and crystallographic studies were applied on a neogenne lava flow, for which we know the supposed flow path. Samples were studied under microscope, the minerals were analysed on microprobe, the orientation of olivine crystals was determined via EBSD and magnetic properties were studied. AMS data acquired from samples collected from representative outcrops of lava flow show weak preferred orientation of magnetite-ulvöspinel. EBSD analysis suggests only slight orientation of plagioclase in one sample. Analysed composition of olivine corresponds with mathematical model for eruption temperature and crystallization succession. Rootless cone (disorderly breccia cone) in lava body was found and desribed in the abandoned Machův lom quarry.

No description available.

No description available.