Jeu de données d’un réseau d’infrasons des paroxysmes éruptifs de 2021 du volcan Etna

Écouter la voix profonde d’un volcan

Lorsqu’un volcan entre en éruption, il ne libère pas seulement du feu et des cendres — il chuchote aussi des sons très graves que nos oreilles ne perçoivent pas. Ces « infrasons » se propagent sur des kilomètres et peuvent révéler ce qui se passe à l’intérieur du volcan bien avant que l’on ne voie de la lave ou des panaches de cendres. Dans cette étude, des scientifiques présentent un nouvel enregistrement en libre accès de ces sons cachés provenant du mont Etna en Italie, pendant une année éruptive exceptionnellement active, offrant une ressource précieuse pour améliorer les prévisions d’éruption et protéger davantage les communautés proches.

Pourquoi les grondements silencieux comptent

Le mont Etna est l’un des volcans les plus actifs au monde, envoyant fréquemment des fontaines de lave et des nuages de cendres qui peuvent perturber le trafic aérien et affecter les villes voisines. Pour le surveiller, des scientifiques italiens exploitent un réseau dense d’instruments mesurant les secousses du sol, les gaz et la déformation du terrain. Au cours des dernières décennies, ils ont démontré que les infrasons — ondes acoustiques de très basse fréquence — peuvent être particulièrement utiles pour repérer le début des éruptions, suivre leur évolution et estimer la quantité de cendres et de gaz émis. Le problème est que des données d’infrasons publiques et de haute qualité pour des volcans actifs restent rares, ce qui rend difficile pour les chercheurs du monde entier de tester de nouvelles méthodes.

Construire une oreille pour l’Etna

Pour combler cette lacune, l’équipe a installé un « poste d’écoute » spécial sur une colline nommée Monte Conca, à environ six kilomètres des cratères sommitaux de l’Etna. Plutôt qu’un microphone unique, ils ont déployé un réseau de six capteurs d’infrasons disposés autour d’un point central, un peu comme des microphones dans un système audio surround. Cette configuration permet de comparer de très petites différences dans les temps d’arrivée des ondes sonores à chaque capteur, renforçant les signaux faibles et localisant leur provenance. Les capteurs, conçus spécialement pour le travail volcanologique, sont de petits dispositifs basse consommation capables d’enregistrer de minuscules variations de pression de l’air sur une large gamme de fréquences.

Maintenir les instruments en vie sur un sommet hostile

Exploiter de l’électronique sensible en altitude, sur un volcan enneigé pendant une année complète, n’est pas une mince affaire. Chaque capteur a été placé dans un boîtier sur mesure faisant office de mini-système de survie. Le boîtier est étanche et isolé thermiquement ; il abrite le capteur, son enregistreur numérique et une grande batterie, et est surmonté d’un panneau solaire pour alimenter le tout, même en hiver. Une doublure en mousse et un filtre mécanique aident à protéger le capteur des rafales de vent qui pourraient imiter des signaux volcaniques. Ce design robuste a permis au réseau de fonctionner presque en continu de mai 2021 à avril 2022, avec seulement de brèves interruptions pour maintenance et un capteur problématique ayant connu des pannes répétées d’enregistreur.

Suivre des dizaines d’éruptions en détail

Pendant la période d’observation, l’Etna a traversé une phase particulièrement animée. De la fin 2020 à 2021, le volcan a produit plus de 60 violentes poussées appelées paroxysmes — épisodes de fontaines de lave intenses et de panaches de cendres parfois élevés jusqu’à 10 kilomètres d’altitude. Le nouveau réseau a enregistré 39 de ces événements entre mai et octobre 2021, ainsi que des dégazages plus calmes et de petites explosions provenant de plusieurs cratères. En considérant les six capteurs comme un système d’écoute unique et en appliquant des traitements avancés, les chercheurs ont pu filtrer le bruit aléatoire du vent et isoler des ondes de pression cohérentes liées à l’activité volcanique. Ils ont montré que différents types de comportements — émission de gaz de fond douce, séries d’explosions stromboliennes, et fontaines de lave soutenues — présentent des motifs sonores et des signatures fréquentielles distinctes.

Séparer les voix des différents cratères

L’un des résultats les plus puissants est la capacité du réseau à déterminer quel cratère « parle » à un moment donné. En mesurant la direction d’arrivée des infrasons, l’équipe a identifié des grappes stables de signaux provenant de deux régions principales : les cratères Sud-Est et Nouveau Sud-Est, qui ont produit la plupart des fontaines de lave spectaculaires, et les cratères Bocca Nuova et Voragine, qui dégazaient souvent plus calmement. Les événements explosifs des cratères du Sud-Est ont présenté des formes d’onde nettes et impulsives dominées par des fréquences autour de 1–2 hertz, typiques de fortes poussées de gaz. En revanche, les signaux de Bocca Nuova et de la Voragine affichaient des tons plus résonants à plusieurs fréquences distinctes, façonnés par la géométrie des évents et des parois de cratère. Ces différences signifient qu’avec les seuls infrasons, les scientifiques peuvent distinguer des activités chevauchantes de multiples évents même quand la visibilité est réduite.

Que cela signifie pour les populations vivant près des volcans

Pour les non-spécialistes, le résultat essentiel est qu’Etna dispose désormais d’un système d’« surveillance acoustique » éprouvé, et qu’une année complète d’enregistrements est librement accessible à tous. Ce travail montre que des réseaux d’infrasons robustes peuvent fonctionner toute l’année sur un volcan élevé et enneigé et capter de façon fiable les signatures subtiles de pression de l’air associées tant aux grandes éruptions qu’aux dégazages plus discrets. Cet ensemble de données aidera les chercheurs à affiner des outils d’alerte précoce capables de détecter et de localiser automatiquement en temps réel l’activité éruptive, facilitant des avertissements plus rapides pour l’aviation et les communautés situées sous le vent. En bref, en écoutant attentivement les grondements les plus profonds d’un volcan, les scientifiques apprennent à anticiper sa prochaine déflagration sonore.

Citation: Zuccarello, L., Gheri, D., De Angelis, S. et al. Infrasound Array Dataset of the 2021 Eruptive Paroxysms of Etna Volcano. Sci Data 13, 296 (2026). https://doi.org/10.1038/s41597-026-06638-0

Mots-clés: infrasons, mont Etna, surveillance volcanique, alerte précoce d’éruption, acoustique sismique