Les explosions de cendres volcaniques à grande vitesse: un dégât pour l'acier
Les particules des cendres volcaniques, bien qu'inoffensives en apparence, peuvent créer des cratères d'impact micrométrique sur l'acier tel que des terrains de basket pour enfants en raison de leurs vitesses et forces excessives. Malgré les dangers associés, l'effet des ondes de choc n'a pas été exploré de façon adéquate jusqu'à présent. Des scientifiques, financés par l'UE, ont étudié l'accélération expérimentale des particules volcaniques vers des cibles d'acier à travers les travaux sur le projet SPAEX. Cela permettrait de déterminer des mécanismes et dangers potentiels ainsi que d'améliorer des stratégies d'atténuation. L'étude a été inspirée par les preuves de l'impact sur un poteau en acier dans une zone active d'un point de vue volcanique au Mexique dans les années 1980 par des cristaux et du verre (pyroclastes). Des vitesses élevées telles que celles de plus de 700 mètres par secondes sont inhabituelles pour des courants de gaz proches du sol. Des scientifiques ont supposé que l'accélération de la particule était due à une expansion soudaine du gaz (vapeur d'eau) dans laquelle les particules étaient contenues. Afin de mettre à l'essai leur hypothèse, des chercheurs ont conçu un environnement expérimental. Ils ont construit un tube à chocs vertical telle une bombe de fragmentation haute pression dont la décompression soudaine et rapide propulserait des particules. À l'aide d'une caméra grande vitesse et des capteurs de pression, des scientifiques ont enregistré l'histoire entière de l'évènement avant sa décompression jusqu'à de nombreuses millisecondes après l'explosion. Les vitesses et les pressions ont été enregistrées pour l'air ambiant et l'air saturé avec la vapeur. Les vitesses de particules plus élevées et des tailles de particules plus grandes que prévues ont été observées provoquant ainsi une multiplication de la pression apparente comparée aux pressions en l'absence des particules. Cela suggère que le couplage gaz-particule peut accélérer les particules et permettre l'accélération de particules plus grandes. SPAEX a mis en lumière les mécanismes de l'accélération des particules par des ondes de choc induites par les éruptions volcaniques explosives. Les résultats soulignent l'importance de telles études pour des mesures d'atténuation des dangers. La connaissance accrue devrait fournir des modèles plus précis pour une meilleure prévision des conséquences et former la base pour des mesures d'atténuation améliorées et une meilleure sécurité publique.
Mots‑clés
Explosif, éruptions volcaniques, ondes de choc, accélération des particules, bombe à fragmentation pressurisée, couplage gaz-particule, atténuation des dangers
