C’est une avancée scientifique majeure pour la surveillance de l’un des volcans les plus dangereux au monde. Une équipe de chercheurs de l’Université nationale autonome du Mexique (UNAM) a réussi à cartographier pour la première fois les entrailles du Popocatépetl grâce à l’intelligence artificielle. Cette modélisation inédite pourrait transformer la gestion des risques pour les 25 millions de personnes vivant à proximité.
Dans l’obscurité glaciale précédant l’aube, sur les pentes abruptes du Popocatépetl, une équipe scientifique s’active. Leur mission n’est pas seulement d’observer les panaches de fumée qui s’échappent régulièrement du cratère, mais de percer les mystères de ce qui se trame sous la surface.
Après cinq années de travaux acharnés, bravant les intempéries et les risques d’explosion, le groupe dirigé par l’Institut de géophysique de l’UNAM a dévoilé le fruit de ses efforts : une cartographie complète de l’intérieur de ce colosse de 5 452 mètres.
Des images 3D volcan Popocatépetl pour anticiper les éruptions
L’enjeu est colossal. Le « Popo », comme le surnomment affectueusement mais craintivement les Mexicains, est une menace latente pour une vaste région incluant Mexico, Puebla et Cuernavaca. Jusqu’à présent, contrairement à d’autres volcans surveillés dans le monde, il n’existait pas de carte détaillée de son architecture interne.
Grâce à cette nouvelle étude, les chercheurs disposent désormais de images 3D volcan Popocatépetl permettant de visualiser les zones d’accumulation du magma. Marco Calò, le géophysicien à la tête du projet, explique que ces données aideront les autorités à mieux réagir en cas de crise. « Auparavant, nous avions des résultats contradictoires et une résolution insuffisante pour comprendre comment l’édifice volcanique se construisait », précise le chercheur sicilien installé au Mexique.
L’intelligence artificielle au service de la sismologie
Pour obtenir ce résultat, l’équipe a dû densifier le réseau de surveillance, passant de 12 à 22 sismographes répartis sur tout le périmètre du volcan. Ces appareils, véritables stéthoscopes géologiques, enregistrent les vibrations du sol 100 fois par seconde.
C’est ici que la technologie moderne intervient. Karina Bernal, doctorante et chercheuse sur le projet, a utilisé l’intelligence artificielle pour traiter cette masse de données. « J’ai appris à la machine à reconnaître les différents types de tremblements du Popo », explique-t-elle. En adaptant des algorithmes développés pour d’autres volcans, l’équipe a pu cataloguer les signaux sismiques et déduire la nature des matériaux présents en profondeur.
Une complexité insoupçonnée jusqu’à 18 kilomètres de profondeur
La modélisation obtenue balaie l’image d’Epinal du volcan avec une simple cheminée centrale reliant une chambre magmatique à la surface. La réalité est bien plus complexe. La coupe transversale en trois dimensions plonge jusqu’à 18 kilomètres sous le cratère.
Elle révèle l’existence de plusieurs réservoirs de magma situés à différentes profondeurs, séparés par de la roche et d’autres matériaux. L’étude met également en évidence une concentration plus importante de ces poches magmatiques vers le sud-est du cratère, une asymétrie qui soulève de nouvelles questions pour les scientifiques.
Un « laboratoire naturel » à haut risque
Pour valider ces données, le travail de terrain reste indispensable, malgré le danger. Le Popocatépetl est en activité constante depuis 1994. L’équipe de Marco Calò installe ses campements à environ 3 800 mètres d’altitude, dans une forêt de pins qui offre une protection relative contre les projections.
Plus haut, le paysage devient lunaire, dominé par la cendre et les sédiments. Les chercheurs doivent traverser des zones de lahars — ces coulées de boue volcanique dévastatrices — et éviter les « bombes volcaniques », des blocs de roche de plusieurs tonnes expulsés lors des explosions. En 2022, un imprudent a d’ailleurs perdu la vie, frappé par l’un de ces projectiles.
Une course contre la montre et les éléments
La maintenance des équipements est un défi permanent. Il n’est pas rare que l’équipe découvre des stations sismographiques muettes, victimes de batteries déchargées, de rongeurs s’attaquant aux câbles ou de dégâts causés par des explosions proches. Pourtant, chaque expédition est cruciale. « C’est un laboratoire naturel », insiste Marco Calò. « Il est vital de pouvoir fournir aux résidents des informations détaillées et fiables. »
Alors que cette phase de recherche touche à sa fin avant publication, la vision en 3D de l’intérieur du volcan sur un écran d’ordinateur justifie tous les risques pris. Pour Karina Rodríguez, étudiante en master membre de l’équipe, c’est cette compréhension nouvelle qui « vous pousse à lancer un autre projet et à continuer de grimper ».