"Quand la Terre s'enflamme..."

Une animation scientifique sur les volcans au festival Paris-Montagne

A l'occasion de la seconde édition du festival des sciences de Paris-Montagne, en juillet 2007, nous avons créé et présenté une animation scientifique sur les volcans.

Les volcans sont une manifestation spectaculaire de l'énergie interne de la Terre. Mais le volcanisme peut se révéler particulièrement ravageur et meurtrier. Notre but est de sensibiliser le public aux risques volcaniques. Nous souhaitons également montrer la nécessité de comprendre le volcanisme pour mieux le prévoir. Mais l'objectif est aussi, dans un cadre plus large, d'initier le public à la démarche scientifique autour d'un phénomène naturel fascinant.

Afin de toucher un public très large, des enfants aux adultes, une importante variété d'activités et de documents en lien avec le volcanisme y était proposés:

Une maquette animée de volcan

Nous avons construit une maquette de volcan, de grande taille, munie d'une pompe à eau, ce qui simulait l'écoulement de la lave (eau colorée) à partir du cratère. Ceci permettait de définir les principaux termes: volcan, lave, éruption. Un compresseur à air, injectant du gaz (de l'air) dans la lave, modifiait le dynamisme éruptif du volcan. Sans gaz, le dynamisme est effusif, comme pour les volcans de Hawaii ; avec du gaz, le dynamisme devient plus explosif, comme pour le Stromboli. De nombreuses photos permettaient de faire le lien entre la réalité et la maquette. Différents échantillons de roches volcaniques étaient également présentés (morceau de lave, bombes volcaniques).

Des maisons disposées autour du volcan matérialisaient les risques liés au volcanisme. Les risques volcaniques selon les différents dynamismes éruptifs étaient discutés, ainsi que les moyens d'y faire face (prévention).

Une deuxième maquette pédagogique représentant un volcan en coupe permettait de mieux comprendre le fonctionnement interne d'un volcan.

Des expériences

L'importance du dégazage:

En ouvrant une bouteille d'eau gazeuse, on observe un dégagement de bulles. En effet, l'ouverture de la bouteille provoque une diminution de pression, ce qui diminue la solubilité des gaz dissous présents dans l'eau. De manière analogue, lorsque le magma remonte vers la surface, sa pression diminue, ce qui provoque un dégazage. Le dynamisme éruptif dépend ensuite de la viscosité du magma: si le magma est fluide, les gaz s'échappent facilement et le magma s'écoule sous forme de coulées (dynamisme effusif). Au contraire, si le magma est visqueux, les gaz s'accumulent jusqu'à provoquer une explosion (dynamisme explosif).

La convection mantellique:

Une bouteille d'eau froide bleue est placée goulot contre goulot au dessus d'une bouteille d'eau chaude rouge, les deux fluides pouvant communiquer entre les bouteilles. L'expérience inverse (eau froide en bas) est réalisée simultanément. On observe alors dans le premier cas un panache d'eau chaude colorée qui remonte dans la bouteille d'eau froide, mais aucun échange dans le deuxième cas. Cette expérience illustre le mécanisme de la convection: un matériel plus chaud a tendance à monter par rapport à un matériel plus froid. Ce phénomène est comparé à ce qui se passe dans le manteau terrestre: comme la base du manteau est plus chaude que la surface, il est animé de mouvement de convection. Les zones d'ascendance sont favorables à la fusion du manteau, et donc au volcanisme. (plus de détails...)

La subduction:

De l'eau épaissie est versée dans un aquarium étroit. Une plaque de lasagne cuite ainsi que des plaquettes de polystyrène sont mises à flotter sur cette bouillie. On observe que les plaques, représentées par les biscuits et la plaque de lasagne, se mettent en mouvement en glissant sur le manteau, représenté par l'eau épaissie. On observe notamment une zone de subduction, marquée par la plongée progressive de la plaque de lasagne, ainsi que deux zones d'extension (analogues à l'ouverture au niveau d'une dorsale océanique et à celle d'un bassin arrière-arc). (plus de détails...)

Un film d'animation

Nous avons réalisé un film d'animation en 3D de quelques minutes résumant la naissance d'un volcan, depuis la fusion partielle dans le manteau jusqu'à l'éruption.

Ce film est disponible ici au format mkv-xvid

Des posters

Nous avons conçu de nombreux posters. Surtout destinés aux adultes, ils couvraient très largement le thème du volcanisme:

De nombreuses photos, prêtées par l'IPGP, étaient aussi exposées.

Une carte du monde de la répartition du volcanisme en lien avec la géodynamique était aussi affichée. Chaque contexte volcanique était expliqué par une coupe:

Un cadeau aux enfants: une maquette de volcan en papier

A la fin de la visite du stand, les enfants recevaient le patron d'une maquette pédagogique de volcan vu en coupe, à colorier, découper, plier, et coller.

Vous pouvez exercer vos talents artistiques en téléchargeant le patron de la maquette au format ps ou pdf.

Qui sommes nous?

Nous sommes une équipe pluridisciplinaire de normaliens, en première, deuxième ou troisième année de thèse. Voici notre photo de groupe. Glissez la souris sur une personne pour découvrir son nom.

Gaëlle Diribarne, Doctorante en Biologie
Nicolas Gama, Doctorant en Informatique
Olivier Jaulent, Doctorant en Mathématiques
Mélanie Parise, Doctorante en Biologie
Camille Risi, Doctorante en Météorologie

Remerciements

Nous remercions l'IPGP pour nous avoir prêté des photos de volcan (merci surtout à Joël Dyon) et pour nous avoir éclairé sur certains points du fonctionnement d'un volcan (merci notamment à Benoit Taisne et Claude Jaupart). Nous remercions Simon Blancher du Laboratoire de Pétrologie de Jussieu pour les discussions sur le volcanisme et pour nous avoir prêté des échantillons de bombes volcaniques qui ont tant facsiné les enfants. Ce projet a été développé dans le cadre des formations du CIES de Jussieu.

L'année précédente, nous avions aussi animé un stand sur le réchauffement climatique.