L’étude des processus éruptifs nécessite une approche pluridisciplinaire et multi-paramètre. Le dispositif d’observation de VELI comporte des mesures in-situ et des mesures satellitaires.

Parmi les mesures au sol, on peut distinguer des mesures continues, généralement transmises à l’Observatoire par réseau wifi, des mesures séquentielles et des mesures ponctuelles de répétition. Parmi les données continues, on distingue les mesures « rapides » avec un échantillonnage de 100 Hz (capteurs sismiques, inclinomètres, PS) et des mesures « lentes » avec un échantillonnage de l’ordre de la seconde ou de la minute (GPS, température dans le sol, radon, imagerie stéréo visuel, images thermiques, séries temporelles de composition et flux de gaz). Nous définissons les mesures séquentielles par des mesures effectuées régulièrement au cours du temps, avec un échantillonnage supérieur à une journée, comme par exemple les images satellite. Les mesures ponctuelles de répétition correspondent essentiellement à des données de flux et composition de gaz (camera UV, DOAS, multigaz)

Plus particulièrement, ce service assumera les mesures suivantes :

Acquisitions continues rapides (100 Hz)

• Mesure de la sismicité avec des capteurs large bande et des antennes sismiques composées de 3 capteurs minimum
• Mesure des déformations du dôme avec des inclinomètres de forage
• Quantification de la diffusion du gaz à proximité dôme par mesures de polarisation spontanée
• acoustique infrasons mono-capteurs et multi-capteurs (antennes acoustiques composées de 3 capteurs minimum)

Les mesures sismiques large bande, de déformation du sol et du flux de gaz sont effectuées sur les mêmes sites et avec des numériseurs communs (stations multi-paramètres).

Acquisitions continues lentes (< 4 Hz)

• Mesure continue des déformations du dôme par la mesure de la position des masses des capteurs sismiques (échantillonnage 4 Hz)
• Mesure continue des déformations du volcan avec un réseau GPS (échantillonnage 1Hz)
• Mesures de la température du sol
• Mesures de Radon (proxy du CO2, 1 donnée/heure)
• Mesure automatique de flux de SO2 par réseau de DOAS (Differential Optical Absorption UV Spectroscopy). La mesure est effectuée par scanning du panache, 30-35 flux de SO2 par jour.
• Mesures automatiques de la composition du gaz dans les fumeroles (H2O, CO2, SO2 , H2S) avec un capteur MultiGAS (cooperation avec INGV-Palerme)

Acquisitions séquentielles

• Mesures de déformations de dôme par stéréophotogrammétrie et imagerie thermique (entre 6 et plusieurs dizaines d’images par jour)
• Mesures des déformations du sol, des modifications de topographie de l’édifice, cartographie des produits éruptifs et suivi de la création de fissures par télédétection, Radar à Synthèse d’Ouverture (RSO ou SAR en anglais).
• Mesures par télédétection infrarouge (HOTVOLC) : Données disponibles en temps-réel (15 minutes) avec les produits volcanologique suivants :
  • Produit cendres (détection RT et quantification des propriétés physiques des cendres)
  • Produit SO2 (détection RT et estimation relative de la quantité émise de SO2)
  • Produit Lave (détection RT des anomalies thermiques et quantification du flux de masse)
  • Produit RGB (discrimination qualitative du contenu eau/glace/cendre au sein du nuage)

Acquisitions ponctuelles de répétition

• Mesures de flux de SO2 par réseau DOAS et caméras UV.
• Mesures thermiques

Ces mesures concernent essentiellement les volcans des Moluques où aucun système de mesure continue des gaz n’est en place pour le moment.

Il existe plusieurs modes de transfert des données vers les observatoires (Yogyakarta pour le Merapi et Ternate pour les Moluques), télétransmission (réseau wifi), manuel pour les instruments à acquisition autonome.

L’échantillonnage spatial : Les instruments destinés à l’étude de la dynamique du dôme et du système hydrothermal du Merapi sont positionnés dans la partie sommitale (stations multi-paramètres, antenne sismique, sondes radon, température, multi-gaz), de même que les stations multi-paramètres des volcans des Moluques. Le réseau GPS destiné à l’étude des mouvements magmatiques profonds est distribué sur l’ensemble de la structure et au delà de la base du volcan. Les instruments de stéréophotogrammétrie et d’imagerie thermique sont positionnés sur le flanc sud, face à une échancrure du cratère permettant une visée du dôme.

Les 2 spectromètres DOAS sont positionnés en fonction des directions privilégiées du vent pour pouvoir viser le panache.

Un nombre suffisant de capteurs est indispensable pour s’affranchir de phénomènes locaux, effets de sites et pour certaines méthodes qui nécessitent plusieurs observations simultanées réparties sur différents sites ainsi qu’un nombre suffisant de mesures.