La Soufrière, un volcan surveillé de près

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Annales corrigées
Classe(s) : 3e | Thème(s) : La planète Terre, l’environnement et l’action humaine - L’informatique et la programmation - La modélisation et la simulation des objets et systèmes techniques
Type : Exercice | Année : 2016 | Académie : Inédit


Sujet inédit

svt et technologie • 50 points

La Soufrière, un volcan surveillé de près

Le 15 août 1976, plus de 70 000 personnes ont dû être évacuées de la partie sud de Basse-Terre, en Guadeloupe. L’éruption du volcan la Soufrière s’est manifestée par des coulées de boue et des projections de poussières et de cendres, mais elle n’a causé que des dommages matériels. Cependant, une éruption explosive peut survenir car le volcan est toujours actif. Comment peut-on la prévoir ?

1. Technologie • Surveillance sismique 25 points

Document 1 Répartition des stations de surveillance en Guadeloupe

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L’observatoire volcanologique et sismique de la Guadeloupe a entre autres pour objectif de surveiller l’activité du volcan la Soufrière. Pour cela, près de 200 sites de mesure dont une soixantaine équipés de stations autonomes sont répartis sur le massif de la Soufrière et l’arc des petites Antilles. Ces stations peuvent être équipées de sismomètre, de capteur de déformation, de sonde radon, de magnétomètre ou de chromatographie ionique.

Source : Institut de physique du globe de Paris (www.ipgp.fr)

Document 2 Le sismomètre

Un sismomètre est composé d’une bobine solidaire au sol et d’un aimant, suspendu par des ressorts à ses extrémités, placé à l’intérieur de la bobine. Lorsqu’il y a des ondes sismiques, l’aimant ne suit pas le sol. Il y a donc un mouvement de l’aimant par rapport à la bobine. Cela crée un signal sous forme d’un courant électrique alternatif.

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Exemple de signal obtenu :

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ph© James King-Holmes/SPL/Cosmos

Source : Institut de physique du globe de Paris

Document 3 Description d’une station sismologique autonome

Une station sismologique autonome se compose de trois sismomètres (2 horizontaux et un vertical) enterrés dans une cave sismique, d’une antenne GPS, de panneaux solaires photovoltaïques, de batterie et d’un régulateur d’énergie. Un numériseur (composé d’un ordinateur mobile et d’un modem) échantillonne le signal des sismomètres et transmet ce signal ainsi que la position GPS au centre d’observation. Pour cela, la station dispose d’une antenne ou parabole.

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Source : Institut de physique du globe de Paris

1. Pourquoi les stations autonomes transmettent les informations acquises par onde radio plutôt que par câble ?

2. Le signal créé par un sismomètre est-il analogique, logique ou numérique ? Après échantillonnage, le signal est-il toujours de même nature ?

3. Compléter la chaîne d’information suivante :

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2. SVT • l’activité volcanique de la Soufrière 25 points

Document 1 Le contexte tectonique des Antilles

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La Guadeloupe située dans les Antilles se trouve à la limite de deux plaques de lithosphère. Il y a un mouvement de convergence et la plaque océanique Amérique du Nord plonge sous la plaque caraïbe ce qui entraîne séismes et activité volcanique.

Source : paysagesdeguadeloupe.com

Document 2 Les éruptions de la Soufrière

La Soufrière est constituée d’un dôme de roches volcaniques (andésites) mis en place au xve siècle lors de la dernière éruption magmatique. Le magma très visqueux en remontant s’est solidifié et a bouché la cheminée volcanique.

Si la pression des gaz est suffisante ce bouchon peut être pulvérisé et provoquer une nuée ardente dévastatrice. Le matériel du volcan explose et crée un nuage de cendres à plus de 400 °C qui dévale les pentes du volcan et atteint des vitesses comprises entre 200 et 600 km/h, détruisant tout sur son passage.

Depuis le xve siècle, il y a eu au moins cinq éruptions phréatiques, dont celle de 1976. Les éruptions phréatiques surviennent lors de la rencontre entre le magma ascendant et de l’eau superficielle (nappe phréatique, cours d’eau, lac, mer) et entraîne sa vaporisation, l’élévation de la pression dans les roches et des explosions violentes. Il y a alors des effondrements de terrains et des coulées de boues importants.

Source : www.ipgp.fr

Document 3 La prévision des éruptions

Parmi les techniques de surveillance et d’alerte, les dispositifs sismologiques de détection et d’enregistrement des vibrations du volcan sont largement utilisés. Ils sont en général associés à des mesures de déformation du volcan (GPS, inclinomètres…) ainsi qu’à l’analyse des gaz émis. Des sismographes sont disposés tout autour du volcan afin de mesurer la moindre vibration du sol.

Une augmentation de l’activité sismique peut signaler l’apparition de fissures provoquées par la montée du magma quelques heures avant l’éruption.

1. À l’aide du document 1, complétez le schéma ci-dessous avec les légendes : lithosphère – asthénosphère – remontée de magma – volcan – mouvement de convergence – plaque plongeante.

Titrez le schéma avec le nom du phénomène tectonique visible.

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2. Pourquoi parle-t-on de « volcan actif » alors qu’en Guadeloupe, il n’y a pas eu d’éruption magmatique depuis le xve siècle ?

3. En quoi la surveillance sismique de la Soufrière permet-elle de prévoir une éruption ?

Les clés du sujet

Exercice 1 : technologie

Comprendre les documents

Le document 1 pose le problème des distances entre l’observatoire et les différentes stations de mesure.

Le document 2 donne succinctement le fonctionnement du sismomètre.

Le document 3 présente sous forme de croquis les éléments d’une station de mesure.

Répondre aux questions

1. Observe les distances entre les différentes stations sur la carte.

2. Explique ce qu’est un signal analogique, numérique et logique.

3. Suis le phénomène naturel depuis son acquisition jusqu’à sa transmission.

Exercice 2 : SVT

Comprendre les documents

Le document 1 localise la Guadeloupe par rapport aux plaques lithosphériques et permet de comprendre le contexte tectonique.

Le document 2 décrit le type de volcanisme de la Soufrière et ses éruptions.

Le document 3 présente les techniques de surveillance du volcan.

Répondre aux questions

1. Le principe est de faire une coupe à partir de la carte du document 1, les indices sont aussi dans le texte.

2. Commence par définir un volcan actif, puis recherche dans le document 2 les indices d’une activité.

3. Relie l’activité sismique à celle du volcan pour répondre.

Corrigé

Corrigé

1. technologie

1. Les distances entre les différentes stations autonomes sont assez importantes. Il est alors plus efficace d’utiliser un moyen de transmission sans fil.

Remarque

Une courbe continue comme celle créée par le sismomètre passe par une infinité de valeurs.

2. Un sismomètre crée un signal continu et ayant une infinité de valeur possible, donc le signal créé par le sismomètre est analogique. Après numérisation, on se limite à un certain nombre de valeurs, le signal est alors numérique.

3.

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2. SVT

1.

Schéma de la subduction en Guadeloupe

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2. Un volcan actif est volcan qui a eu au moins une éruption durant les derniers 10 000 ans passés, ce qui est le cas de la Soufrière avec son éruption il y a seulement 600 ans. De plus, les éruptions phréatiques montrent qu’il y a toujours une activité magmatique, puisque du magma entre en contact de l’eau en surface.

Remarque

Le délai entre l’alerte et l’éruption peut être très court : il faut connaître les gestes à suivre pour se mettre en sécurité. Les populations vivant près des volcans s’entraînent souvent lors d’alertes fictives comme les alertes incendie ou PPMS au collège.

3. Les sismographes enregistrent l’activité sismique en continu autour du volcan. Une augmentation de cette activité peut traduire une remontée du magma et donc une éruption imminente qu’elle soit magmatique ou phréatique. La population peut alors être évacuée rapidement.