Structures et comportement mecanique du volcan merapi (java) : une approche methodologique du champ de deformations

L'etude des deformations nous renseigne sur les structures profondes et superficielles des volcans (reservoir, conduit, fracture). La geometrie de cette plomberie cachee constitue l'une des conditions aux frontieres de tous les phenomenes magmatiques, parametres indispensables a la comprehension des eruptions. Dans ce travail, nous appliquons une methodologie allant de la mesure a la modelisation du champ de deformations sur le merapi (java). Ce jeune strato-volcan d'arc insulaire (2964 m) presente une activite quasi continue avec production de domes de lave andesitique, detruits par avalanches gravitaires, explosions et nuees ardentes parfois meurtrieres. Cinq campagnes gps (global positionning system) ont ete effectuees de 1993 a 1997 sur un reseau de 14 points. Quatre stations continues multi-parametres (inclinometres, extensometres) ont ete installees entre 1993 et 1995 au sommet et sur le flanc de l'edifice. Les signaux sont corriges des effets meteorologiques, puis valides par compensation pour reduire les incertitudes. La comparaison des differents resultats nous permet une analyse des effets mecaniques des sites instrumentes. Pour modeliser nos observations, nous utilisons le code mbem (mixed boundary elements method) qui prend en compte la topographie et les principales discontinuites de l'edifice dans un milieu elastique 3d. Les donnees sont introduites dans un processus d'inversion qui permet d'estimer la probabilite du modele et l'incertitude sur les parametres calcules. Le champ de deformation lointain (1996 a 1997) est modelise par une chambre magmatique ellipsoidale dont nous determinons la position (8. 5 0. 4 km sous le sommet) et la variation de volume (10. 8 2. 2 10 6 m 3). Cette valeur correspond a environ 3 fois celle du dome au sommet, ce qui montre que les avalanches gravitaires ne peuvent etre negligees dans un bilan de masse. Le champ de deformation proche (1993 a 1997) est modelise par un conduit magmatique soumis a des contraintes de pression et de cisaillement axial, et la presence de 3 fractures dans l'encaissant. L'evolution de la pression semble suggerer que le poids du dome de lave a un effet negligeable sur les deformations. Les variations de cisaillement sont parfaitement compatibles avec le nombre de seismes de type multiphases, ce qui confirme l'origine de ces evenements.