Invitée : Cristina Carloganu

● Physicienne au Laboratoire de Physique Corpusculaire de Clermont Ferrand

Tout le monde a fait, au moins une fois dans sa vie une radiographie - on se place entre une source de radiation et un détecteur, et la structure interne du corps devient visible. Serait-il possible de faire la même chose pour des volcans ? Pourquoi pas, à condition de pouvoir utiliser une radiation suffisamment étendue pour que l’édifice sous étude y baigne.
C’est le cas des muons produits lors de l’interaction des rayons cosmiques avec l’atmosphère : ils sont très nombreux, très prénétrants et arrivent au sol de toute direction descendante imaginable. Leur absorption lors du passage dans un volcan nous renseignera sur la distribution de densité à l’intérieur de l’édifice.
L’idée d’utiliser les muons atmosphériques pour sonder des objets très massifs n’est pas nouvelle. Dès les années 60, ils ont été utilisés pour repérer d’éventuelles chambres cachées dans une pyramide égyptienne. Plus récemment, ils font partie de l’arsenal des douaniers soucieux de vérifier rapidement la (non)présence d’éléments radioactifs lourds dans les conteneurs de marchandise, sans les ouvrir.
Comment faire en pratique pour regarder à l’intérieur même du volcan et non, comme par les méthodes classiques utilisées en volcanologie, les couches superficielles de l’édifice ?
En plaçant un détecteur de muons capable de reconstruire très précisément leur direction à la base d’un volcan et en comptant tout simplement le nombre de muons qui arrivent à traverser l’édifice, sur chaque visée. Le nombre de muons en incidence sur le volcan étant connu et en sachant que l’absorption dans le volcan est déterminée par sa densité, la diminution mesurée du flux de muons permet d’obtenir une carte tridimensionnelle de l’édifice.
En dehors de l’accès au cœur du volcan, la méthode a d’autres avantages très clairs : il n’est pas nécessaire de déployer le matériel de mesure au sommet, des fois difficile d’accès, un simple positionnement à la base de l’édifice suffit. Ceci ouvre bien sûr la voie non seulement pour des études de structure inédites des volcans, qui devraient apporter leur contribution à l’avancement de la compréhension et de la modélisation des volcans, mais également à l’élaboration de systèmes de surveillance en temps réel des volcans actifs.
Localement, une collaboration entre le Laboratoire de Physique Corpusculaire et le Laboratoire Magma et Volcans a vu le jour à l’automne 2009, pour la mise en place d’un système de mesure de la carte densitométrique du Puy de Dôme à l’aide des muons atmosphériques.
Les premieres mesures devraient démarrer en août et pourraient permettre, à l’échelle de deux ou trois ans (temps nécessaire pour l’optimisation de la méthode de mesure et d’analyse) l’obtention d’une image tridimensionnelle de l’intérieur du Puy de Dôme.