Volcan Nyiragongo : une catastrophe difficile à éviter (mis à jour)

Comme pour beaucoup de monde je suppose, c'est avec surprise et stupéfaction qu'au soir du 22 mai j'ai commencé à voir circuler sur twitter des images inquiétantes d'une éruption dans la zone des volcans Nyiragongo et Nyamulagira.

L'activité avait débuté peu de temps avant (la nuit était tombée depuis peu sur place), les images étaient prises de nuit et une rapide recherche indiquait alors comme source de l'éruption soit le Nyamulagira, soit le Nyiragongo. Rapidement le doute s'est dissipé et la localisation de l'éruption s'est précisée au pied du versant sud-sud-est du Nyiragongo, dans le secteur de Kibati, dans une zone appelée Mujoga... donc aux portes de la ville de Goma. Puis les premières informations d'habitants qui fuient les coulées, l'ouverture de la frontière Rwandaise toute proche, et les images montrant ces mêmes coulées détruisant des bâtiments, habitations, dispensaires.... Et puis, peu après, autre info : les coulées sont entrées dans le nord de Goma mais vers 2h00 du matin, elles se sont arrêtées : une activité éruptive éclaire, brusque et inattendue.

Bref: une véritable catastrophe...mais qui semble, pour le moment, moins étendue que celle de 2002. Toutefois, il n'y a pas de quoi se réjouir : là encore, des victimes (32 au moment de la rédaction du post) sont à déplorer, sans compter les personnes dont les habitations sont parties en fumée. Des victimes qui sont pour partie décédées après la mise en place des coulées, alors qu'elles tentaient, pour retourner chez elles, de traverser les coulées déjà solidifiées mais en cours de dégazage (probablement le CO2 en cause).

D'autres personnes ont péri dans les coulées parce que, étant dans l'incapacité physique de se déplacer (maladie, blessure etc), elle n'ont pas eu le temps d'être évacuées. Un terrible drame, qui a visiblement traumatisé une partie de la population de Goma et qui a des répercussions politiques puisqu'un député a interpellé le Ministre de la Recherche Scientifique sur le financement de l'Observatoire Volcanologique, soulevant le manque de moyens et, je cite:"pas d’équipements adéquats, pas d’internet, le personnel non payé, les primes dûes aux chercheurs et techniciens non payées". Visiblement une partie du matériel de surveillance de l'Observatoire était retenu par les douanes pour défaut de paiement. Voyez que la situation est critique à plusieurs points de vue : l'origine de cette catastrophe est, évidemment, multifactorielle.

Mais pour comprendre l'essentiel de la situation, il faut préciser quelque chose d'important, et oublier la quasi totalité des titres publiés dans les médias : non, ce n'est pas une nouvelle éruption qui a eu lieu en ce soir du 22 mai 2021, mais bel et bien la poursuite, ou une nouvelle étape (peut-être la fin, ça, nous ne le saurons que plus tard), d'une séquence éruptive qui a débuté en 2001. À l'époque cela faisait quelques années qu'il n'y avait plus d'activité au sommet du Nyiragongo : la colonne de magma était statique depuis 1995-1996 et sa surface était alors figée. Ce n'est qu'en 2001 qu'une activité éruptive est revenue au sommet et, dès janvier 2002, l'activité a connu une première étape catastrophique avec l'ouverture de fractures au pied du versant sud-est du Nyiragongo. Elles ont permis la vidange de la colonne de magma qui s'est répandue en coulées rapides et très volumineuses, qui ont traversé de part en part la ville de Goma, jusqu'à la rive du lac Kivu (je vous fait là la version courtes, la situation a été analysée dans plusieurs papiers).

Puis l'activité est revenue au sommet et progressivement, petit à petit, la colonne de magma, dont la surface visible constitue le lac de magma si souvent observé, visité, photographié, a rempli le fond du cratère sommital, progressivement, par à coup. Ces dernières années ont été marquées par l’apparition d'un second évent à côté du lac, puis plus récemment encore, par des phases de remplissage rapide du cratère, comme en mars-avril 2019.

Mais voilà, il est connu des volcanologues que le Nyiragongo est une structure volcanique fragile, fracturée notamment parce qu'elle est édifiée sur une branche du Rift Est Africain, une zone d'intense fracturation, dûe à l'étirement important de la croûte terrestre*.

Il s'agit là de l'un des éléments qui explique que, parfois, le magma n'est plus émis au sommet, mais sur les pentes, voire les basses pentes comme en 2002, ou ce 22 mai 2021.

Maintenant que le contexte est posé, regardons d'un peu plus près la situation géologique. Je précise "géologique" car il y a aussi une situation géographique, économique, humanitaire, géopolitique et, comme nous avons pu le constater plus haut, politique d'une extrême complexité à proximité de l'édifice et je n'ai aucune intention de donner un avis sur ces points : je n'ai pas les connaissances pour le faire et mon opinion n'aurait pas la moindre valeur, n'apportant rien de constructif.

Côté géologique, la situation commence à bouger, au sens propre du terme, vers 16h15 TU le soir du 22 mai avec l'apparition sur le réseau d'une sismicité importante. Les secousses s'organisent progressivement entre le haut versant sud du Nyiragongo et la rive nord du Lac Kivu, sur un alignement d'environ 17 km: il s'agit donc d'une sismicité en partie liée à une phase de fracturation importante et les volcanologues indiquent qu'aucune activité précurseur à cette crise n'a été détectée. La sismicité dans la zone est restée tout à fait dans les valeurs habituelles avant le départ de cette crise.

La sismicité dans la nuit du 22 au 23 mai (gauche), et du 22 au 24 mai (droite). Image : Africa Georiska

Vous noterez, grâce à l'image de droite, que la sismicité sur la partie amont cesse rapidement, alors qu'elle se poursuit jusqu'à aujourd'hui, sur la partie aval de cette zone de fracture. De nombreux témoignages dans la ville de Goma font état de cette sismicité accompagnée de la fracturation des routes, des bâtiments dans certains secteurs de la ville (que je n'ai pas pu localiser précisément malheureusement).

L'activité éruptive à proprement parler démarre quand à elle à peu près au même moment, 16h15 TU ce qui est pour le moins inhabituel puisque généralement la sismicité précède l'arrivée du magma en surface. Une analyse des données radar ne semble pas indiquer de déformation significative de ce flanc sud dans les jours qui ont précédé la catastrophe.

Pas de déformation visible à partir de données satellites. Image : ASF à partir de données SENTINEL 1

 

Et, si cela se confirme, alors l'événement aura bien été d'une extrême rapidité, et donc impossible à anticiper dans un temps suffisant pour permettre une alerte et l'organisation d'une évacuation. Auquel cas la réflexion devra se porter moins sur le travail de l'Observatoire  que sur la gestion de l'urbanisation qui, depuis 20 ans a été galopante, en particulier sur la zone déjà impactée par la catastrophe de 2002. À tel point que le front de coulée du 22 mai 2021 qui a détruit des habitations dans le nord de Goma n'aurait fait que des dégâts minimes en 2002 car la zone n'était alors quasiment pas occupée.

Et ce n'est pas le seul point qui mérite d'être abordé.

Charles Balagizi, de l'OVG, s'est rapidement rendu sur le terrain et est remonté jusqu’au secteur où l'activité fissurale a démarré, à Mujoga, près de Kibati, au nord de Goma.

Pas de trace d'activité explosive importante au niveau de cette portion de la fracture érutpive. Image: Charles Balagizi/OVG

La photo qu'il a partagée est étonnante car on y voit nettement une portion de fracture éruptive, avec le départ des coulées...mais aucune trace d'activité explosive significative. Pas de spatter cone, pas de cône de scories....juste les coulées sortant de la fissure. Et encore plus surprenant, la végétation à proximité des coulées ne semble pas avoir beaucoup souffert de la chaleur, en tout cas à l'endroit où la photo a été prise, qui n'est peut-être pas totalement représentative de ce que l'on peut voir tout au long de la zone éruptive.

Cette dernière est restée  assez longtemps peu décrite et il faut attendre en réalité une image radar SENTINEL 1 en date du 25 mai pour avoir une idée globale relativement nette (car certaines secteurs restent flous du fait de la résolution de l'image) de la situation. On peut distinguer deux champs de coulées distincts, ce qui suggère deux zones (fractures) éruptives distinctes : la principale sur le versant sud-est du Shaheru, l'autre plus au sud, probablement celle photographiée par Mr Balagizi vers Mujoga.

 

Le "double champ de lave" du 22 mai 2021. Image : SENTINEL 1 ESA/Copernicus, MONUSCO et Charles Balagizi

Le principal champ de lave, émis depuis la zone du Shaheru, a contourné Kibati par l'est puis a bifurqué vers le sud-ouest en direction de Goma, sans l'atteindre. Le front le plus avancé de ce champ semble s'être arrêté à l'est de Rukoko et Monigi après un parcours de 10 km environ. Je ne sais pas à quelle heure précisément ce champ de coulée a cessé de progresser mais quoi qu'il arrive il n'aura mis que quelques heures pour parcourir ces 10 km environ, ce qui constitue une vitesse moyenne considérable (je me demande quelles valeurs auraient pu être mesurées en "vitesse instantanée", et à la source, peut-être y aura-t-il des modélisations qui donnerons un ordre de grandeur). Je n'ai pour l'instant vu aucune image de cette zone de la fracture éruptive et il n'est donc pas impossible qu'une activité explosive, même modeste, s'y soit déroulée. C'est sur ce champ de lave, près de Kibati, que des personnes tentant de rentrer chez elles après la fin de l'effusion ont trouvé la mort par asphyxie sur les coulées. Il faut dire que la largeur du champ de lave est importante (environ 1000 m à certains endroits) et les photos faites par Charles Balagizi montrent bien l'intense dégazage qui s'y déroule.

L'autre champ de lave démarre d'une zone située à l'ouest de Kibati, secteur de Mujoga. C'est de cette portion là qu'a été produit le champ de lave qui part plein sud, frôle Monigi par l'ouest en contournant une ancien cône de scories** et arrive dans le quartier Buhene, au Nord de Goma, faisant des dégâts sur les bâtiments (il me semble avoir croisé le chiffre de plus de 2000) et des victimes.

Shérine France a, de son côté, fait passer sur twitter une vidéo qui circule sur facebook qui montre, à peu près au moment de l'éruption fissurale, la situation dans le cratère sommital. Difficile de dire précisément ce que l'on voit mais en tout cas il y a un intense dégazage (y a-t-il des cendres ?Ce n'est quand même pas évident de le dire avec les images en question), des lueurs changeantes peut-être dues à un intense bouillonnement. Cela peut tout à fait correspondre à la purge du lac de magma lorsque celui-ci s'est injecté dans le flanc sud-sud-est.

Il semble clair en tout cas, pour trois autres raisons, que le lac de magma a, au minimum, vu son niveau  fortement diminuer (et est probablement hors de vue):

- beaucoup moins de signaux thermiques, du reste moins intenses, au sommet.

- des émissions de cendres importantes après l'effusion, en provenance de la zone sommitale. Le satellite SENTINEL 3 en a capté le 25 mai, et SENTINEL 2 en a capté d'autres le 27 mai. Ces panaches sont probablement liés aux effondrements post vidange du lac, mais peuvent aussi (éventuellement), être dues à des interactions entre l'eau d'infiltration (système hydrothermal) et la colonne de magma en cours descente et/ou les roches portées à très haute température par la présence de cette colonne pendant des années.

Panache de cendres émis depuis le sommet du Nyiragongo (image inhabituelle) : Image : SENTINEL 3 - ESA/Copernicus

Émission de cendres le 27 mai:  le sommet n'est alors pas encore stabilisé. Image : SENTINEL 2 - ESA/Copernicus

- Une image radar SENTINEL 1 prise après l'effusion qui montre bien le Pit Crater ouvert au sommet.

Important Pit Crater ouvert dans le cratère sommital, résultat du draine du lac de magma. Image : SENTINEL 1 - ESA/Copernicus

Mais la plus grande inquiétude pour l'heure réside dans le fait qu'après l'éruption une activité sismique intense a été ressentie à Goma même, où de multiples et longues fractures se sont ouvertes, fragilisant encore plus les infrastructures, jusqu'à ce que certaines même s'effondrent.

La fracturation qui traverse Goma en ce 26 mai ne passe pas inaperçue. Image: Djaffar-Al-Katanty/Reuters

La nature de cette intense fracturation reste actuellement floue et on peut aussi bien lire qu'elle est due à une intrusion magmatique sous la ville de Goma et jusque sous le Lac Kivu (déclaration faite par Mr Constant Dima, Gouverneur Miliaire de Goma, et dans certains communiqués de l'OVG), qu'à des réajustements du terrain suite à l'effusion (déclaration de Mr Kasereka Mahinda Célestin, directeur scientifique de l'OVG dans la presse). Il n'est pas impossible que les deux soient vrai et l'OVG a visiblement fait part de plusieurs scenarii, du moins au plus catastrophique (éruption en ville et au fond du lac provoquant une éruption limnique). Quoi qu'il arrive cette situation n'est pas prise à la légère puisque une dizaine de quartiers la ville sont évacués depuis le 26 mai car la sismicité continue de se propager progressivement vers le sud (avec des secousses dont la magnitude a pu frôler 5).

Cette évacuation concerne visiblement plusieurs dizaines de milliers de personnes. Elle est complexe et les routes sont saturées de véhicules sur des kilomètres, tout comme le port pour celles et ceux qui tentent un départ via le lac. La situation est extrêmement tendue pour la population pour qui l'eau potable va rapidement (si ce n'est pas déjà le cas) être un problème majeur. Des informations concernant de multiples situations dramatiques, enfants séparés de leurs parents (et là les chiffres sont beaucoup trop variables pour que je puisse me faire une idée sérieuse), personnes disparues. L'aide humanitaire (croix rouge, unicef et tant d'autres) tente de s’organiser.

Alors évidemment la question qui va se poser, sur les circonstances géologiques de tout cela, est : qu'est-ce qui a causé cette activité fissurale brusque? Comment l'expliquer?

Grosso modo, il y a 2 possibilités principales:

- un scénario que je vais qualifier (comme souvent) de "statique", c'est à dire qui se fait avec le volume de magma déjà en place, ni plus ni moins. Dans ce scénario, le système volcanique est en place depuis des années : la colonne de magma est maintenue, et son sommet est ce que l'on appelle "lac de magma" : on est à l'équilibre***. Il faut alors se souvenir  que la surface du lac se trouve quasiment 2000m plus haut que la ville de Goma (3200m VS 1500m, environ). La pression qu'exerce cette colonne de magma sur la structure de l'édifice est considérable et, comme rappelé plus haut, l'édifice lui-même est déjà fracturé du fait de sa position sur le rift. Bref dans ce "scénario statique", l'éruption fissurale résulte simplement de la rupture de l'édifice sous l'effet de cette pression, ce qui de facto purge le lac de magma : c'est lui que l'on retrouve alors sous la forme de coulées qui viennent jusque dans le nord de Goma. Il sera utile et intéressant de comparer le volume libéré par l'éruption et le volume de la colonne de magma, histoire de voir si ça colle.

- un scénario "dynamique", où tout est en place, tout pareil, avec la pression importante etc. MAIS, la source mantellique délivre une quantité plus importante de magma ce qui provoque la surpression responsable de la rupture (la pression de la colonne de magma seule n'est pas suffisante, dans ce scénario). Une fois  la rupture débutée la colonne de magma se purge mais les coulées sont alors constituées d'un mélange entre le magma de la colonne et le magma arrivé depuis la source mantellique. On peut aussi s'attendre, dans ce scénario, à ce que le volume émis soit plus grand que celui de la colonne de magma.

Vous allez peut-être me dire qu'au fond je chipote un peu mais en terme de signaux précurseurs, je pense qu'on ne trouverais pas tout à fait la même chose.

Mais j'avoue qu'effectivement cette séparation est un peu...comment dire...floue.

Et oui car si il est tout à fait vraisemblable si l'on cherche, et que l'on ne trouve pas, de signes précurseurs dans les heures/jours précédents la rupture (envisageable dans le scénario 1), ne peut-on pas en même temps supposer que la hausse du niveau du lac au cours des dernières années aurait été la conséquence d'une hausse du volume délivré par la source (scénario 2)? Autrement dit: les changements observés au cours des 2 (hausse du niveau du lac) à 5 (apparition de l'évent secondaire en 2016) dernières années ne pourraient-ils pas constituer des signaux précurseurs à cette catastrophe? Ce point là, me semble-t-il, méritera d'être explicité. Il semble en tout cas, vue les interferogrammes, qu'une intrusion de magma les jours précédents la rupture est peu probable.

Se pose d'ailleurs ici à nouveau la question de la caractérisation de tels signaux dits "précurseurs", parfois invisibles sur un temps cours, mais visible sur un temps long....Et surtout que l'on ne peux caractériser parfois qu'à postériori, ce qui est un comble pour des signaux dits "précurseurs".

Dernier détail: il faut garder en tête que la fluidité seule de la lave n'explique pas la situation. Des laves de fluidité similaire sont émises au Kilauea, au Piton de la Fournaise, en Islande etc. C'est la conjonction d'au moins trois facteurs clé, à savoir la fluidité ET le lac de magma perché ET la fragilité naturelle de la structure volcanique qui aboutissent à ce type d'effusion éclaire, à très haut débit. La conjonction de ce trio d'enfer avec une densité de population élevée (et en croissance) à une distance trop faible amène inévitablement à la catastrophe.

Mise à jour, 28 mai, 09h04

Une carte des coulées vient d'être publiée. Elle montre de manière plus fine les zones de fracture et l'extension des champs de lave. Elle indique notamment qu'il n'y a pas eu 2 mais 3 fractures ouvertes le soir du 22 mai et sur l'image radar que j'ai postée, je n'avais pu en distinguer que 2.

 

Cartographie des champs de lave. 3 fractures éruptives en échelon. Image : Digitalglobe

Sinon je profite de la mise à jour pour combler un oubli dans la première partie du post. Un truc tout bête, mais une des choses importantes qu'il peut être intéressant de regarder aussi, c'est le comportement du rift avant la crise. Car l'une des circonstances qui aurait pu favoriser, voire provoquer la rupture, c'est une phase d’extension du Rift sur lequel l'édifice est posé . J'ignore si une telle phase d'extension a eu lieu ces derniers mois/dernières années mais le contexte tectonique mérite d'être scruté puisqu’il détermine la fragilité de l'édifice volcanique. Intégrer cette donnée dans un contexte de surveillance nécessite des données sismiques et de déformation de toute la région pour pouvoir anticiper certaines situations catastrophique très en amont. Mais pour des déformations lentes, douces et sur de longues périodes il faut un réseau instrumental étendu (nombre conséquent d'appareils de haute précision, sismomètres, GPS etc), dispersés sur une grande surface, et ce que je considère être comme l'indispensable utilisation des données satellites (radar en premier lieu pour la déformation, via les interférogrammes dont j'ai partagé deux exemples plus haut).

Malheureusement cela implique une logistique importante (donc du personnel) pour récupérer puis traiter les données, sans compter que dans un pays qui  a des difficultés économiques et géopolitiques (et je ne parle pas de la contrainte environnementales, pluie, chaleur etc qui met l’électronique à rude épreuve), ce type de matériel est volé, puis revendu etc. Maintenir un tel réseau actuellement est donc probablement une utopie, mais pour autant il pourrait être une des clés de la réussite dans l'anticipation de futures éruptions latérales, et donc de sauvegarde de la population.

Sources : Shérine France (avec tous les remerciements nécessaires!); ACTU30; Charles Balagizi/OVG; Africa Georiska; ASF à partir de données SENTINEL 1; SENTINEL 1,2&3 - ESA/Copernicus; Reuters; Digitalglobe

* de la lithosphère, en réalité, la croûte n'étant que la partie supérieure de cette lithosphère, la partie inférieure étant constituée de la partie rigide du manteau .

** qui indique que des éruptions fissurales de longue durée (probablement fondamentalement différentes de celle qui vient d'avoir lieu) peuvent se produire sur le secteur même de la Ville

*** raison pour laquelle je le qualifie de statique. Ce n'est pas qu'il ne se passe rien: il se passe plein de choses, des contraintes mécaniques multiples et permanentes, mais toutes à l'équilibre.