La soutenance se déroulera le mardi 12 mai 2015, à 14h00, dans
l’amphithéâtre 219 de la Maison des Sciences de l’Homme, 4 rue Ledru,
Clermont-Ferrand.

« Etude d’une résurgence active dans la caldera de Siwi (Tanna, Vanuatu):
le système Yenkahe-Yasur »

Le jury sera composé de :

Valerio Acocella — Univ. Roma III, Italie — Rapporteur
Sylvie Vergniolle — IPGP — Rapporteur
Patrick Bachèlery — LMV-OPGC –Examinateur
François Beauducel — IPGP — Examinateur
Jean Vandemeulebrouck — ISTerre — Examinateur
Jean-François Lénat — LMV — Directeur de thèse
Olivier Merle — LMV — Directeur de thèse
Aline Peltier — IPGP-OVSG — Directrice de thèse

Résumé
Etude d’une résurgence active dans la caldera de Siwi (Tanna, Vanuatu) : le système Yenkahe-Yasur
La résurgence, définie comme le soulèvement du plancher des calderas postérieurement à leur effondrement, est largement répandue mais encore très mal comprise. L’objectif de cette thèse est l’étude pluridisciplinaire d’un dôme résurgent: le Yenkahe, au sein de la caldera de Siwi au Vanuatu. L’intérêt de ce dôme est multiple. D’une part, la résurgence est active, d’autre part, elle est très rapide donc elle est associée à des structures relativement préservées. Enfin le Yenkahe présente l’originalité d’être associé à un cône volcanique en éruption permanente depuis au moins plusieurs centaines d’années: le Yasur.
Une première étude tectonique basée sur des observations de terrain, complétées par l’exploitation d’images satellites et de modèles numériques de terrain à basse résolution existants, a permis de mettre en évidence une histoire en deux temps (au moins) de la croissance du dôme résurgent. Une première phase de croissance verticale engendrant un graben longitudinal aurait été suivie par une seconde phase de déplacement vers l’est de la source de la déformation, occasionnant un soulèvement de la partie est du dôme par rapport à la partie ouest. Ces grands traits structuraux ont pu être raffinés, par la suite, par le calcul d’un modèle numérique de surface à haute résolution issu de la photogrammétrie. Outre le haut niveau de détails permettant une cartographie plus fine des failles, ce modèle a apporté la mise en évidence de nombreuses traces de déstabilisations sur les flancs du Yenkahe. Dans l’avenir, de telles déstabilisations pourraient engendrer des tsunamis atteignant des zones habitées en quelques minutes.
Les caractéristiques de la source de déformation à long terme du Yenkahe, et d’autres dômes résurgents présentant une morphologie similaire, ont fait l’objet d’une étude en modélisation analogique (intrusion de silicone dans un mélange de sable-plâtre). Les résultats de cette étude montrent que la taille du graben engendré en surface par l’intrusion d’une source allongée dépend surtout de la profondeur de cette source. On tire de cette étude que l’intrusion associée au Yenkahe, supposée magmatique, serait située aux alentours d’un kilomètre sous la surface. Une seconde étude en modélisation numérique, basée sur un processus de poinçonnement dans un milieu élastoplastique, met en avant une géométrie interne de dôme différente mais confirme l’ordre de grandeur obtenu pour la profondeur de source (1-2 km), rendant le résultat plus robuste. Cette source magmatique est peut-être connectée au Yasur, qui montre une activité de dégazage en conduit ouvert depuis plusieurs centaines d’années. Ceci qui impliquerait un mode de croissance incrémental gouverné par des événements de surpression
transitoires (tels que des injections magmatiques).
Enfin, un ensemble de méthodes géophysiques appliquées à l’étude de la caldera de Siwi (gravimétrie, mesures magnétiques et électriques, etc.) révèle que l’histoire post-effondrement de cette caldera comporte, outre la résurgence tectonique, des événements effusifs et la construction de plusieurs édifices volcaniques successifs. Ces méthodes mettent également en évidence la présence d’un système hydrothermal très étendu, particulièrement profond (plus de 300 m) et actif à l’est du dôme. L’altération hydrothermale associée pourrait favoriser des déstabilisations de l’édifice résurgent.
Abstract