Documentaire réalisé en 2014 par les élèves de 402 du collège Adrien Cadet (Les Avirons, 974)

2. Collège Adrien Cadet
(Année scolaire 2012-2013)
SUR LA ROUTE DES VOLCANS EFFUSIFS (REUNION, HAWAI, CANARIES)
UN TRAVAIL DE LA CLASSE DE 402.
L’itinéraire de la sortie avec les différents arrêts.
Un travail réalisé sous la direction de Monsieur DUFLOS (SVT) ; avec la participation de Madame MAHALATCHIMY (Espagnol LV2), de Monsieur WOTAWA (Mathématiques), de Monsieur LANOE (EPS et accompagnateur) et de Madame SALAI (accompagnatrice Vie Scolaire).

3. Sommaire :
Introduction.p 2.
Sur la route du Piton de la Fournaise:p 3.
L’itinéraire de la sortie au volcan.p 3.
La plaine des cafres.p 4.
Les différents arrêts: p 4.
La rivière des remparts. P 4.
Le cratère Commerson. P 8.
Le coin des Mathématiques (avec la participation de Mr Wotawa).
La plaine des sables.P 12.
L’enclos et le Piton de la Fournaise.P 13.
On résume ! p 14.
Et demain ? p 14.
Ailleurs dans le Monde: p 16.
Présentation de l’archipel d’Hawaï.P 16.
Présentationde l’archipel des Canaries (avec la participation de Mme Mahalatchimy). p 18.
Bibliographie et remerciements p 20.
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4. Introduction :
A la fin du mois de septembre monsieur Duflos, notre professeur de SVT, nous a emmenés au volcan avec monsieur Lanoé et madame Salaï (Alice).
Nous avons pris le car au collège et nous avons roulé plus d’une heure avant de nous arrêter au bord de la rivière des remparts.
Quelques jours avant notre départ, monsieur Duflos nous avait préparés à la sortie en nous expliquant comment s’était formée l’île de la Réunion.
D’abord le Piton des Neiges avait, depuis 6 millions d’années, accumulé des coulées de laves qui l’avaient fait sortir de la mer, puis se construire sous la forme d’un très grand cône volcanique.
Il y a environ un demi-million d’années, c’était au tour du Piton de La Fournaise de devenir actif et de se former, non plus sur le fond plat et stable de l’océan, mais sur les pentes du Piton des Neiges dont l’activité ralentissait.
Monsieur Duflos nous a aussi parlé d’un troisième volcan sous-marin, découvert au large de Sainte Rose, le Piton des Alizés.
Nous allons essayer, à travers les différents arrêts que nous avons faits sur la route du volcan, de retracer l’histoire de la formation du Piton de la Fournaise, un des volcans effusifs les plus actifs de notre planète.
Nous allons aussi parler d’autres volcans sur d’autres îles qui ressemblent beaucoup à la Réunion : Hawaï et les Canaries.
L’équipe de choc : les 402 !
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5. SUR LA ROUTE DU PITON DE LA FOURNAISE.
L’ITINERAIRE DE LA SORTIE.
Départ
Massif du Piton
Des Neiges
Massif du
Piton de la Arrivée
Fournaise
Source Image Google Earth. NORD
LA PLAINE DES CAFRES :
LES DIFFERENTS ARRETS :
ARRET N°1 : LA RIVIERE DES REMPARTS.
ARRET N°2 : LE CRATERE COMMERSON.
ARRET N°3 : LA PLAINE DES SABLES.
ARRET N°4 : LE PAS DE BELLECOMBE.
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1
4 2
Source Image Google Earth. 3

6. LA PLAINE DES CAFRES.
Piton des neiges
Grand Bénard
Cilaos
Source Image Google Earth.
Depuis le car sur le trajet qui nous amène à l’arrêt n°1, on peut voir que la plaine des cafres n’a pas toujours été la plaine tranquille qu’elle semble être aujourd’hui. De nombreuxpitonssont visibles et témoignent d’une riche activité volcanique passée.
LES DIFFERENTS ARRETS :
ARRET N°1 : LA RIVIERE DES REMPARTS.
C’est probablement l’un des plus vertigineux points de vue du Sud de l’île. Cette rivière semble s’écouler paisiblement au fond d’une vallée encaissée entre deux imposants remparts. Devant ce cadre étonnant, on soupçonne une histoire géologique intense. 4

7. SUD
EST OUEST
Photographie prise depuis le point de vue de l’arrêt n°1. On distingue nettement le grand rempart Ouest de plus de 1000 mètres de haut.
Le rempart Est està la limite des nuages. Au fond, la rivière coule vers Saint-Joseph, sur un plateau basaltique récent car il n’est que très peu érodé.
Point de vue
La même image sans les nuages (Source Image Google Earth). 5

8. L’histoire de la formation de la rivière des remparts. Dessins de Samuel Mara (402). D’après Philippe Mairine (document APBG).
1) La première étape date d’environ 290 000 ans (290ka). De grandes failles se forment à l’Ouest de la zone éruptive, et la partie Est de l’édifice volcanique s’affaisse (descend suivant le plan de la faille). Des vidanges importantes des chambres magmatiques (après une éruption majeure) et le poids de l’édifice sont souvent rendus responsables de ce type d’effondrement.
Dans le point bas alors créé, une rivière va se mettre à couler. Le climat chaud et humide et le relief élevé vont permettre une érosion rapide des roches (basaltes) du lit de la rivière. Les remparts sont nés.
2) Il y a 220 ka, de nouvelles failles à l’Est des précédentes isolent partiellement la rivière des remparts du centre volcanique. Ainsi, la vallée est moins souvent comblée par les éruptions et la rivière creuse son lit.
3) A partir de 105 ka, la forte activité du Piton de La Fournaise comble l’ancienne vallée creusée par la rivière, si bien qu’il y a 70 ka il ne subsiste plus qu’une falaise à l’Ouest de la rivière. L’Est est formé d’une grandepente basaltique jusqu’au centre volcanique.
4) Il y a 60 ka, un grand accident tectonique (faille) donne naissance à la Plaine des Sables (voir arrêt n°3). La rivière des remparts est alors bien isolée du centre volcanique, et le travail d’érosion reprend le dessus.
5) Il y a 2000 ans, une éruption importante (cratère Commerson, voir arrêt n°2), au bord du rempart Est, déverse sont contenu dans le fond de la rivière et en comble une petite épaisseur par des coulées basaltiques qui finiront leurs trajets dans la mer.
Cette éruption quasi actuelle (2 ka) explique le fond plat de la vallée de la rivière des remparts, tel qu’on peut l’observer depuis le point de vue du Nez de Boeuf.
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9. L’histoire de la formation de la rivière des remparts. Dessins de Samuel Mara (402). D’après Philippe Mairine (document APBG)
OUEST EST Ancien Centre volcanique
Altitude (m)
Lit de la rivière
1)
Compartiment affaissé
Lit de la rivière
2)
Lit de la rivière Dépôts volcaniques
3)
Accident de la plaine des sables
Lit de la rivière
4)
Altitude (m) Comblement partiel de la plaine des sables
5) Coulées du Commerson
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10. ARRET N°2 : LE CRATERE COMMERSON.
Le Cratère Commerson, est le résultat d’une éruption qui est datée d’il y a environ 1900 ans. Cette éruption se caractérise par un volume, de laves fluides émises, très conséquent. En effet, celles-ci recouvrent le fond de la Rivière des Remparts jusqu’à la mer.
Mais ce qui est le plus exceptionnel c’est la forme et les dimensions du cratère, laissant supposer que celui-ci est le résultat d’une explosion.
Les explosions sont, en général, le résultat de la dilatation des gaz contraints par un magma très visqueux.
Or, les laves de l’éruption du Commerson sont de type fluide. Comment expliquer alors, l’explosion ?
EST OUEST
Rempart Est de la Rivière des Remparts
Cratère Commerson Rempart Ouest de la Rivière des Remparts
200m
Trou Fanfaron
Source Image Google Earth.
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11. Scénario hypothétique sur l’éruption du Commerson. Dessins de Lisa Talerien (402). D’après Philippe Mairine (document APBG).
1) Il y a environ 1900 ans, une éruption classique se produit à proximité du rempart Est de la Rivière des Remparts. La lave sort alors par deux fissures éruptives. Le magma qui remonte et alimente l’éruption, traverse des roches gorgées d’eau (nappes phréatiques).
2) Une troisième fissure éruptive se forme en bas du rempart. Le magma qui se trouvait au-dessus de cette fissure quitte les deux cratères supérieurs et redescend vers la fissure la plus basse. Il se produit alors une dépression, dans les cheminées, aspirant l’eau des nappes phréatiques.
3) L’eau aspirée dans les cheminées est vaporisée par la chaleur, ce qui en augmente considérablement le volume. Les gaz (vapeur d’eau), alors prisonniers des roches, voient leur pression augmenter jusqu’à la rupture des roches : il se produit une explosion majeure. La pression est libérée. Le Cratère Commerson et le Trou Fanfaron sont nés.
4) Le débit du magma augmente et la fissure en bas du rempart ne suffit pas à tout écouler. Pendant que le fond de la rivière se comble sous d’abondantes coulées de lave, les deux cratères se remplissent de lacs de laves,bouillonnants.
5) Petit à petit, le débit du magma diminue et dans les cratères, le niveau de lave baisse. Quelques projections tapissent les parois, recouvrant les anciennes coulées de lave mises à nu lors des explosions. L’éruption terminée, le cratère Commerson, le Trou Fanfaron et le fond de la rivière des Remparts témoignent de ce passé tumultueux.
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12. J’ai le Trop Belle
Vertige… la Sortie !!!
120 m
Point de vue sur le cratère.
Profondeur du cratère.
Anciennes coulées mises à nu
Projections recouvrant les anciennes coulées
Des projections qui recouvrent les couches horizontales (empilement de coulées anciennes, mises à nu par l’explosion) et qui témoignent de la présence d’un ancien lac de lave dans le cratère.
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13. Le coin des Mathématiques.La 402 avec monsieur Wotawa
Quel est le volume approximatif de roches projetées lors de l’explosion du Commerson ? Comment avoir une idée de ce que cela représente ?
200m
Prenons l’hypothèse que le cratère a la forme
120m d’un cylindre de 120m de hauteur et de 200m de diamètre.
1. Calcul du volume du cratère.
Volume = base x hauteur
V=bxh b = πxr2
V=πxr2xh
V=πx1002m x120m
V≈3 769911m3
Le volume approximatif du cratère Commerson est de 3 769 911 m3
2. Calcul de la masse de roches de ce volume, sachant que la masse volumique de la roche est d’environ 2.8 tonnes/m3.
Masse = Masse Volumique x Volume.
Masse = 2.8tonnes/m3 x 3 769911 m3
Masse = 10 555 750,8 tonnes.
La masse approximative de roches expulsées lors de l’explosion est de 10 555 751 tonnes.
3. Combien cela représente t-il de voitures pesant chacune 1,5 tonnes ?
10 555 751÷1,5 = 7 037 167
Les roches contenues dans le cratère Commerson avaient la masse de plus de 7 millions de voitures !
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14. ARRET N°3 : LA PLAINE DES SABLES.
Ouest
Est
Source Image Google Earth.
L’histoire de la formation de la Plaine des Sables. Dessins de Melvin Técher (402). D’après Philippe Mairine (document APBG)
Ouest Est
Il y a 65 000 ans (65 ka), dans des circonstances probablement semblables à celles qui furent à l’origine de la Rivière des Remparts, une faille (accident tectonique) abaisse la partie active du Piton de la Fournaise à l’Est. La plaine des sables est née.
Entre 65 et 55 ka, l’activité intense du volcan comble une partie de la Plaine des sables.
Un second affaissement a alors lieu. Puis, les produits volcaniques recommencent à le combler jusqu’à il y a 5000 ans.
Il y a 5000 ans environ, un nouvel accident tectonique, plus à l’Est, donne naissance au Pas de Bellecombe. Depuis, quelques éruptions ont modifié le relief de la plaine des sables, mais la grande majorité de l’activité du Piton de la Fournaise a lieu dans l’Enclos. 12

15. ARRET N°4 : LE PAS DE BELLECOMBE.
On était là (Pas de Bellecombe)
Vue du Rempart de Bellecombe depuis le sommet du Piton de la Fournaise. Source Image Google Earth.
Ce rempart qui date d’un peu moins de 5000 ans (4700 ans) décrit un arc de cercle et délimite l’Enclos Fouqué. Sa construction brutale (accident tectonique) est semblable à celles de la Rivière des Remparts et de la Plaine des sables. On appelle ces effondrements circulaires, ou semi- circulaires, des Caldeiras.
La fine équipe au travail. Vue imprenable sur le Piton de la Fournaise depuis le Pas de Bellecombe. 13

16. ON RESUME ?
Zone de faiblesse
Zone de faiblesse
-6 MILLIONS D’ANNEES : début d’activité volcanique de la Réunion.
-3 MILLIONS D’ANNEES : le Piton des Neiges sort de l’eau.
-0.5 MILLIONS D’ANNEES : le Piton de la Fournaise entre en activité.
-290 000 ANS : début de formation de la Rivière des Remparts.
-65 000 ANS : début de formation de la Plaine des Sables.
-5 000 ANS : formation de l’Enclos Fouqué.
ET DEMAIN ????
Depuis le début de son Histoire, le Piton de la Fournaise fonctionne suivant une alternance de phases de constructions (empilements par accumulation de dépôts volcaniques) et d’effondrements (sous son poids) en direction de l’Est.
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17. Pourquoi systématiquement vers l’Est ?
Probablement parce que la base du Piton de la Fournaise repose sur l’ancien flanc Est du Piton des Neiges, en pente vers la mer. Pente sur laquelle l’édifice volcanique glisse régulièrement. Il se créé ainsi une succession de « marches d’escalier ».
Les fractures, qui donnent naissance aux éruptions volcaniques actuelles, montrent qu’il existe une zone de faiblessequi traverse l’Enclos en passant par le cratère Dolomieu. Peut-être la future marche d’escalier !!!
Artiste au travail : Lisa !
Le Piton de La Fournaise depuis l’Enclos, vu par Lisa Talerien
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18. Ailleurs dans le Monde
L’île de La Réunion n’est pas la seule île océanique à être née d’un volcan effusif à lave fluide. La quasi-totalité des îles qui se trouvent dans les océans sont d’origine volcanique. Parmi ces volcans ceux qui sont isolés au sein d’un archipel (groupe d’îles) sont, le plus souvent, de type effusif. Voici deux exemples d’archipels possédant des volcans qui ressemblent au Piton de la fournaise :
- Hawaï, dans l’archipel des îles Hawaï, qui se situe dans l’océan pacifique.
- Gran Canaris,Tenerife, Lanzarote et El Hierro dans l’archipel des îles Canaries, qui se situent dans l’océan Atlantique.
Présentationde l’archipel d’Hawaï.
(Par Anaïs Béonel, Laetitia Sinapan, Eléna Técher, Doriane Trules (402))
L’archipel d’Hawaï est un état des Etats-Unis.
Cet archipelest constitué de 137 îles situées dans l’hémisphère nord, dans l’océan Pacifique.
La population de l’archipel d’Hawaï est d’environ 1 390 000 habitants, dont plus de 70 % habitent l’île d’Oahu (sur laquelle se trouve la ville d’Honolulu).La densité de population de cette dernière est très élevée (près de 570 hab/km²). Six autres îles sont habitées, dont la petite Niihau qui est privée et dont l’accès est contrôlé pour que soit préservéela culture hawaïenne. Les deux langues officielles sont l’anglais et le maori. Hawaï est donc le seul des 50 Etats des Etats-Unis ayant deux langues officielles. Parce qu’elle est isolée géographiquement dans un océan tropical et à cause de son histoire coloniale, Hawaï a beaucoup de ressemblances avec la Réunion : population métissée, volcanisme effusif, faune et flore.
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19. Les volcans d’Hawaï.
Le kilauea est le volcan effusif le plus actif au monde par la durée de ses éruptions et par le volume de magma. Il est situé au sud de l’île principale de l’Archipel : l’île Hawaï. Les volcans Kilauea et Mona Loa entrent en éruption sur l'île d'Hawaï avec des coulées de laves très fluides, des panaches de feu (projections de lave) et de la fumée (cendres). Il existe un troisième volcan actif au sud de l’île d’Hawaï, le Lō’ihi, mais on ne le voit pas car ses éruptions sont sous-marines. Un jour, peut-être, il sortira de l’eau pour créer la 138ème île de l’archipel d’Hawaï. Le Kilauea, volcan d'Hawaï en éruption et dessin de Juani Sandance (402)
(Source Google)
L’île d’Hawaï au Sud de l’archipel d’Hawaï (source Wikipédia)
Kilauéa
Mauna Loa
Lō’ihi
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20. Présentationde l’archipel des Canaries(cartes Wikipédia).
(Par Marine Hodgi et Jacques Lebon (402))
Les canaries sont composées de 7 îles : La Gran Canaris, Fuerteventura, Lanzarote, Tenerife, La Gomera, La Palma et El Hierro. Ces îles se situent au Nord-Ouest du Maroc dans l’océan Atlantique et font partie de l’Espagne. Le normand Jean de Béthencourt entama la conquête en 1402. Les Canaries furent reconnues espagnoles en 1479.
Les canaries comportent 17 communautés autonomes espagnoles, la langue officielle est l’espagnol.
La superficie totale est de 7 493 km². Les principales ressources sont le tourisme et l’agriculture : les bananes, les tomates, le tabac et l’élevage d’un petit insecte dont on extrait un colorant alimentaire rouge, la cochenille. Le rouge cochenille* ou Carmin, ou encore E120, est utilisé pour teinter en rouge les bonbons et la charcuterie.
La population est de plus de deux millions d’habitants et la religion principale est le catholicisme.
*Source images Google
Elevage sur cactus La cochenille (insecte) Utilisation possible
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21. Les volcans des îles Canaries.
Toutes les îles de l’archipel ont une origine volcanique, mais certaines possèdent un volcanisme encore actif. Todas las islas del archipiélago tienen un origen volcánico, pero ciertas poseen un volcanismo todavía activo.
C’est le cas de Lanzarote, La Palma (volcan CumbreVieja), Tenerife (volcan Teide) et d’El Hierro. Es el caso de Lanzarote, La Palma (volcán Cumbre Vieja), Tenerife (volcán Teide) y del Hierro.
Ces îles possèdent des volcans effusifs semblables au Piton de la Fournaise. Au Sud d’El Hierro, un volcan sous-marin est en cours de formation. Il est si proche de la surface qu’il est visible depuis le ciel et l’espace. Estas islas poseen volcanes efusivos que se parecen al Piton de la Fournaise. Al sur del Hierro, hay un volcán submarino que está formándose. Está tan cerca de la superficie que es visible desde el cielo y el espacio.
Tenerife (volcan Teide).
(Source image Google)
Au Sud d’El Hierro, un volcan sous-marin est en cours de formation.
(Source image Google)
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Remerciements :

22. La classe de 402 remercie l’ensemble des intervenants qui ont participé à la réalisation de ce projet :
L’équipe pédagogique, la vie scolaire et l’équipe administrative, sans qui la sortie au volcan et ce travail n’auraient pu se faire.
Sources documentaires :
Toutes les photographies ont été faites par Mr Duflos pendant la sortie, sauf les photographies pour lesquelles il est précisé que leurs sources sont la banque de données images Google, ou Wikipédia.
Les images satellitaires proviennent de Google Earth et ont été retravaillées.
Tous les schémas et les dessins ont été réalisés par les élèves de la classe de 402. Les schémas scientifiques sont inspirés des travaux de Philippe Mairine (document APBG « la route du Volcan : découverte de la Fournaise ancienne »).
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