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Nyiragongo 2017 Scientific Expedition

Etude du plus grand lac de lave du monde

À propos du projet

Le projet Nyiragongo 2017 Scientific Expedition est une initiative scientifique visant à étudier en détail l'activité du volcan le plus dangereux d'Afrique: Le Nyiragongo.

Cette expédition est un nouveau chapitre de la formidable aventure lancée il y a 12 ans par des scientifiques belges et luxembourgeois. C'est l'histoire d'un volcan aussi passionnant que dangereux, de scientifiques voulant donner du sens à leurs travaux de recherche, d'une population locale d'Afrique centrale qui compte sur ces scientifiques pour éviter le pire si le Nyiragongo se fâche à nouveau.

 

CONTEXTE

Le volcan Nyiragongo menace directement une population de plus d'1 million d'habitants. Ce volcan a déjà produit deux éruptions de flanc désastreuses, en 1977 et 2002. L'activité principale du Nyiragongo correspond à la présence d'un lac de lave actif d'environ 260 m de diamètre (le plus grand du monde), situé dans son cratère principal.

Le Nyiragongo et une des coulées de lave dévastatrices de janvier 2002. (image "fausse couleur" où la végétation apparaît en rouge)

(c) publicbooks.org, 2010

Paradoxalement, le lac de lave du Nyiragongo n'est pas surveillé, et ce malgré le fait que les variations du niveau du lac de lave fournissent des informations potentiellement cruciales sur l'état de pression magmatique dans le volcan, ce qui pourrait aider à détecter une potentielle et dangereuse éruption de flanc.

 

LE PROJET

Lors d’une expédition scientifique et périlleuse prévue en juin 2017, je compte descendre, avec plusieurs collègues, dans le cratère du Nyiragongo pour mesurer pendant plusieurs jours les variations verticales et les mouvements de surface du lac de lave.

Le but majeur de cette expédition périlleuse de 12 jours, où nous dormirons dans le cratère actif du volcan, est de pouvoir quantifier les variations de ce lac de lave et ensuite de les comparer à différents paramètres géophysiques utilisés pour la surveillance du volcan, comme les mesures de tremblement de terre, de déformation du sol ou encore d’émissions de gaz. Ainsi, nous pourrons mieux interpréter comment est traduite l’activité volcanique dans ces signaux géophysiques et, par conséquent, mieux déceler toute variation d’activité pouvant mener à une éruption dangereuse.

Débordement du lac de lave du Nyiragongo, en septembre 2011. (c) N. d'Oreye, 2011

 

METHODOLOGIE

Pour ce faire, je vais installer plusieurs appareils photos autour du lac de lave qui vont prendre, en même temps et à intervalle régulier, des photos du lac de lave. Chaque jeu d’images acquises en même temps, mais à des points de vue différents, me permettront de réaliser un modèle 3D du lac de lave. Ainsi, en comparant ces différents modèles 3D, je pourrai mesurer tout changement survenu entre chaque acquisition.

Modèle 3D du cratère du Nyiragongo réalisé par photogrammétrie.

Cet équipement est fabriqué « maison » et le premier prototype a été financé sur fonds propres. Pour pouvoir utiliser cette méthodologie et obtenir une qualité de mesure suffisante, je dois construire au moins 4 instruments.

 

POURQUOI UN FINANCEMENT PARTICIPATIF

En Belgique, il est très difficile de financer la recherche fondamentale dans le domaine des Sciences de la Terre, surtout depuis quelques années. Actuellement, je suis sans support financier pour couvrir l’achat et le développement d’instruments scientifiques indispensables au bon déroulement de l’expédition. Si j’ai déjà l’aide de mon institution, de l’asbl « ESO Research » et de la chaîne de télévision BBC pour les coûts liés à l’organisation de l’expédition, mon principal sponsor pour l’achat d’équipement scientifique est actuellement ... moi-même. Bloqué financièrement, je lance cette campagne de financement participatif afin de pouvoir réaliser pleinement les objectifs scientifiques de l'expédition.

Dans une vision constructive et avec une perspective à long-terme, je réalise ce financement participatif via l’asbl ESO Research, afin de permettre au matériel qui sera acquis d’être disponible, par la suite, pour d’autres travaux de recherche belge. Ainsi, votre investissement ne sera pas qu’un « One Shot » et sera disponible pour d’autres jeunes scientifiques bourrés de talent.

A quoi va servir le financement ?

Le budget nécessaire à la réussite du projet a été divisé en 3 niveaux ; chaque niveau atteint permettant de débloquer l’argent nécessaire pour l’achat d’un équipement bien précis. Le premier niveau est vital pour le projet. Les deux niveaux supérieurs permettront d'assurer une expédition de haute qualité, avec l'acquisition de données uniques et plus étoffées, qui nous donnerons de quoi étudier le volcan pour plusieurs années.

Niveau 1 : Multi-View Time-Lapse Camera System  (4200 euros)

Le budget minimum pour la réussite de ce projet est de 4200 euros. Celui-ci contient le montant nécessaire au développement et à la fabrication de 4 caméras « time-lapse » adaptées au contexte particulier (gaz acide, grande humidité, pluies et grêle récurrentes, etc.) du cratère du Nyiragongo. A ce montant s’ajoute les frais de rétributions (cadeaux aux donateurs) et de dossier (forfait Ulule).

Ce que j’appelle ici un « Multi-View Time-Lapse Camera » System (ou MVTLC) consiste en une série de plusieurs caméras de 8 mégapixels couvrant le spectre visible et proche infrarouge, contrôlées chacunes par un micro-ordinateur de type Raspberry Pi. Afin d’éviter une dérive temporelle sur l’heure d’acquisition se trouvant dans les métadonnées de chaque image, la mesure de temps sera contrôlée par un système d’horloge de haute précision, capable de compenser les effets de changement de température. Les données seront stockées sur un disque dur externe. L’alimentation se fera par une série de batteries haut-capacité qui seront régulièrement rechargées au cours de l’expédition.

Au minimum quatre caméras seront construites afin de fournir suffisamment de points de vue convergents pour obtenir un modèle 3D de bonne qualité. L’utilité d’avoir des caméras couvrant le spectre proche infrarouge provient du fait que, dans ces bandes spectrales, il est possible de partiellement voir à travers les nuages de gaz volcanique. Nous gagnerons donc en visibilité sur le lac de lave grâce à ces caméras. L’acquisition synchronisée sera programmée entre 3 et 60 images/minute en fonction de l’activité du lac de lave pendant l’expédition.

Niveau 2 : High-temperature Thermal Camera System  (9000 euros)

Si nous atteignons le deuxième palier, je réaliserai les mesures de la dynamique du lac de lave avec une caméra thermique. L’avantage d’un tel système est que je pourrai voir à travers les panaches de gaz dense, mesurer tant les mouvements de surface que les variations de niveau du lac de lave et estimer le flux thermique émis par le lac de lave. Ce montant prend en compte le coût de la caméra thermique (~7500 euros), du logiciel associé et des frais liés à la campagne de crowdfunding (cadeaux de rétribution, frais forfaitaire retenu par Ulule).

Niveau 3 : MVTLC System + Thermal Camera System  (13200 euros)

Palier ultime de cette campagne, les fonds collectés permettrons une étude complète et détaillée du lac de lave à l’aide des deux techniques proposées dans les deux paliers précédents, à savoir un réseau de caméra "time-lapse" et une caméra thermique calibrée pour des hautes températures. Grâce au niveau 3, je pourrai obtenir toutes les mesures nécessaires pour comprendre efficacement la dynamique du lac de lave à différentes échelles de temps. Les données collectées me fourniront du travail pour plusieurs années et je pourrai envisager le développement d’un système de surveillance à long-terme du lac de lave, sur base de l’expérience acquise et des résultats obtenus. Les données collectées pourront également m’aider à décrocher de nouveaux financements pour continuer à étudier plus en détail ce volcan très actif et dangereux pour la population locale.

À propos du porteur de projet

Je m'appelle Benoît Smets. Je suis un jeune docteur en sciences travaillant dans les domaines de la volcanologie et des risques naturels, pour le compte du Musée Royal de l’Afrique Centrale, en Belgique. Lors de mes 10 premières années de carrière, je me suis spécialisé sur une région spécifique d’Afrique centrale : la Province Volcanique des Virunga, à l’est de la République Démocratique du Congo, là où se situent deux des volcans les plus actifs d'Afrique: le Nyiragongo et le Nyamulagira.

Ces volcans menacent directement une population de plus d’un million de personnes. Les objectifs principaux de mes travaux et de ceux de mes proches collaborateurs sont simples : améliorer les connaissances scientifiques, la surveillance volcanique et l'évaluation de la menace liée aux Nyiragongo et Nyamulagira.

A travers nos projets de recherche, nous fournissons également des formations à nos partenaires congolais pour leur transférer un maximum de compétences localement, que ce soit pour la recherche fondamentale, la surveillance des volcans ou la gestion des risques volcaniques dans la région.

Le fait de travailler à tous ces niveaux donne énormément de sens à notre recherche, car nos résultats sont bénéfiques tant pour la science que pour la société. Vous comprendrez donc aisément la passion qui nous anime.

Pour plus d'information sur mes travaux de recherche et sur les volcans des Virunga, n'hésitez pas à visiter les deux sites internet suivant :

http://bsmets.net

http://www.virunga-volcanoes.org

FAQ

Si vous avez encore des questions, n'hésitez pas à contacter le porteur du projet.

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