ISTerre - Institut des Sciences de la Terre

DOMERAPI : Dynamique d'un volcan d'arc à dômes de lave, le Merapi

Jean-Philippe METAXIAN — 2025-09-05T13:50:19Z

Dynamique d'un volcan d'arc à dômes de lave, le Merapi (Indonésie) : du réservoir magmatique aux processus éruptifs

Durée : 2013 - 2017

Financement : Agence Nationale de la Recherche

Coordinateur : Jean-Philippe METAXIAN (ISTerre)

ISTerre research team involved :
– Géophysique des Volcans

Collaborations :
– Caroline MARTEL, ISTO, UMR 7327 CNRS, Université d'Orléans, BRGM
– Karim KELFOUN, LMV, Clermont-Ferrand
– François BEAUDUCEL, IPGP, Paris
– Jean-Paul TOUTAIN, IRD-GET, toulouse
– Surono, CVGHM (Center of Volcanological and Geological Hazard Mitigation), Bandung, Indonésie
– Sri Widiyantoro, ITB (Institut Teknologi Bandung), Bandung Indonésie
– John Pallister, USGS Cascades Volcano Observatory (USGS-CVO)

Résumé (en anglais)

This project is focused on Merapi, the most active volcano of Indonesia. This project provides the opportunity to investigate the transition between moderate and violent explosions related to dome growth and collapse and the longterm impacts of such an event on dome-forming type volcanoes. To reach that goal, the permanent monitoring system must be implemented with a dense multiparametric network of sensors with cutting-edge technology, making Merapi one of the best monitored volcanoes in the world. The results will have major implications for understanding magmatic processes, volcanoe monitoring, hazard assessment and risk reduction on other explosive island-arc volcanoes, such as the French volcanoes in the West Indies.

– Site web du projet

Sismologie volcanique

Jean-Luc GOT, Jean-Philippe METAXIAN, Philippe LESAGE — 2013-12-06T14:40:02Z

L'activité sismique est l'un des principaux signes précurseurs des éruptions volcaniques. En effet, cette activité, qui est faible lorsque le volcan est au repos, peut augmenter fortement dans les mois, les semaines ou les jours qui précèdent les éruptions. L'étude de la sismicité des volcans est à la base des méthodes de surveillance et de prédiction des éruptions. L'analyse des différents types de séismes qui se produisent dans les volcans permet de mieux comprendre les processus physiques se produisant dans les systèmes magmatiques et hydrothermaux.

Nous développons des méthodes spécifiques pour l'étude des séismes volcaniques, basées sur l'analyse spectrale ou autorégressive, sur l'utilisation d'antennes sismiques, ou sur la localisation précise des sources de ces événements. Nous essayons également d'expliquer cette sismicité en terme de mécanismes physiques, en distinguant les séismes associés à des ruptures de la roche solide et les séismes liés à la présence de fluides dans le système (magma, eau, gaz). Nous essayons donc d'extraire des observations sismiques des informations utiles pour contraindre les modèles de processus magmatiques.

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Figure : Enregistrement de l'activité sismique du volcan de Colima, Mexique, pendant 24 heures. Les séismes sont représentés d'une couleur qui dépend du type d'événement (rouge = explosion, vert = séisme lié à la présence de fluide, etc.). Cette classification par type de séisme est réalisée de façon automatique par un algorithme de reconnaissance vocale adapté à la sismologie (collaboration avec l'Université de Grenade, Espagne, et l'Université de Colima)..

Ces travaux de recherche sont basés sur des enregistrements de séismes et de bruit de fond provenant de réseaux permanents de surveillance ou d'expériences temporaires sur le terrain. Dans la mesure du possible, nous interprétons les données sismiques en relation avec d'autres observations géophysiques. Les méthodes mises au point sont ensuite transférées dans des observatoires volcanologiques où elles contribuent à améliorer la surveillance des volcans.

Nos études portent principalement sur l'activité de volcans d'Amérique latine (Mexique, Costa Rica, Pérou), d'Indonésie (Mérapi) et sur le Piton de la Fournaise (Île de la Réunion).

Volcano seismology

Anaïs SCHNEIDER, Jean-Luc GOT, Jean-Philippe METAXIAN, Philippe LESAGE — 2013-12-06T14:40:02Z

Seismic activity is one of the main precursors of volcanic eruptions. This activity, which is low during volcanic quiescence, can strongly increase in the months, weeks or days preceding eruptions. The study of volcanic seismicity is the basis of monitoring methods and eruption forecasting. Furthermore, the analysis of the various types of earthquake which occur inside volcanoes allow understanding better physical processes in magmatic and hydrothermal systems.

We develop specific methods for volcanic earthquakes studies which are based on spectral or autoregressive methods, seismic array processing, or precise source location. We aim at explaining in term of physical mechanisms both the seismic events associated with ruptures of solid rock and the vibrations related to the fluids (magma, water, gas) that fill cavities in the structure. Thus, we try to extract from seismic observations useful information in order to constrain models of magmatic processes.

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Figure : 24 hours recording of the seismic activity of Colima volcano, Mexico, during 24 hours. Earthquakes are drawn in colors that depend on the type of event (red = explosion ; green = fluid related event ; etc.). This classification is carried out automatically using a voice recognition system adapted for volcano seismology (collaboration with University of Granada, Spain, and University of Colima, Mexico).

These researches are based on the analysis of records of seismic events and ambient noise from permanent monitoring networks or from temporary field experiments. Whenever possible, we interpret the seismic data together with other geophysical observations. The methods which are developed can be implemented in volcanological observatories where they improve volcano monitoring.

We mainly study the seismic activity of volcanoes in Latin America (Mexico, Costa Rica, Peru), in Indonesia (Merapi), and Piton de la Fournaise volcano (La Reunion Island).

CV

Jean-Philippe METAXIAN — 2013-04-24T05:03:30Z

Poste de VIA comme appui technique à l'Observatoire du Merapi

Jean-Philippe METAXIAN — 2013-04-23T13:03:39Z

Intitulé du poste de VIA : Soutien scientifique et technique à une plateforme d'observation géophysique sur des volcans indonésiens (Merapi et Moluques)

Contexte

Le programme de recherche MEGAVOL (Méthodes géophysiques appliquées à la surveillance des volcans indonésiens) a été initié par l'IRD en 2012 avec l'affectation de 2 chercheurs au CVGHM (Center for Volcanology and Geological Hazard Mitigation) à Bandung, Indonésie. Ce projet de partenariat est tourné vers les procédures de surveillance géophysique à appliquer sur un certain nombre de volcans indonésiens situés dans deux contextes spécifiques : Java et les Moluques (Iles de Ternate et d'Halmahera, à l'est dans l'archipel indonésien). Un accord-cadre a été signé en 2012 entre le CVGHM et l'IRD. Par ailleurs, le Merapi (Java centre), cible principale de MEGAVOL, fait l'objet du projet DOMERAPI (Dynamique d'un volcan d'arc à dômes de lave, le Merapi (Indonésie) : du réservoir magmatique aux processus éruptifs), financé par l'ANR pour une durée de 4 ans (2013-2016) auquel participent 4 laboratoires français, l'Institut des Sciences de la Terre, le Laboratoire Magmas et Volcans, l'Institut des Sciences de la Terre d'Orléans et l'Institut de Physique du Globe de Paris.

Objectifs scientifiques

Une partie importante du projet sera dédiée à la mise en place d'une plateforme d'observation sur le Merapi comprenant de l'instrumentation géophysique (sismique, mesure de déformations, électrique, thermique) et géochimique (flux et composition des gaz). Les observations obtenues seront transmises en temps réel à l'Observatoire de Yogya, puis à Bandung. Elle seront utilisées par le CVGHM pour la surveillance et donc exploitées en temps réel pour une meilleure réduction et gestion des risques, et seront intégrées dans une base de données qui servira d'entrée aux différentes études planifiées dans DOMERAPI. A ces observations permanentes, se rajoutera une campagne de tomographie sismique au cours de laquelle seront déployées 50 stations sismiques sur le complexe Merapi-Merbabu pendant une durée de 10 mois. Un second volet consistera à mettre en place et maintenir, en partenariat avec les équipes du CVGHM, des capacités de surveillance innovantes et adaptées aux conditions locales spécifiques sur les sites volcaniques de l'archipel des Moluques.

Description du poste et des missions

Le poste pourra démarrer entre mi-2013 et janvier 2014 pour une durée de 1 an renouvelable 1 fois. Le VIA sera basé à Jogjakarta et travaillera à l'Observatoire volcanologique (BPPTK) sous l'autorité du coordonateur du chantier MEGAVOL et du projet DOMERAPI.

1) Participation à l'installation et à la maintenance de l'instrumentation géophysique (Java et Moluques) en collaboration avec le CVGHM et les chercheurs expatriés et en mission.

2) Contrôle du flux, de la réception et de l'archivage des données. Travail en collaboration avec un ingénieur indonésien recruté par Domerapi pour la gestion de la base de données.

3) Formation des personnels de l'Observatoire de Yogya

4) Travaux scientifiques préliminaires, participation à l'analyse des données

5) Participation à la campagne de tomographie sismique (installation des stations et relevé des données).

Profil souhaité

Ingénieur ou Master en électronique, sciences de la Terre ou généraliste.
Aptitudes et goût pour le terrain difficile et montagneux, des sorties sur le Merapi seront fréquentes.
Aptitudes au travail en équipe. Bon niveau en anglais.

Calendrier

Plateforme d'observation Merapi et Moluques : installation d'équipements entre mai - Novembre 2013, puis maintenance.

Campagne de tomographie sismique Merapi : Août 2013 - Juillet 2014, installation, maintenance, relevé des données chaque mois, démontage du réseau.

Travaux de laboratoire : gestion de la réception des données, archivage, collaboration à la maintenance de la base de données, formation à partir de juillet 2013.

Contacts :

Jean-Philippe Métaxian, responsable du programme MEGAVOL et coordinateur de DOMERAPI (jeanphilippe. metaxian ird.fr).

Jean-Paul Toutain, représentant de l'IRD en Indonésie (jean-paul.toutain ird.fr)

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