En raison de l'accessibilité difficile et du risque élevé d'effondrement ou d'explosion, l'imagerie des volcans actifs a été jusqu'à présent un grand défi en volcanologie. Des chercheurs autour d'Edgar Zorn du Centre de recherche allemand pour les géosciences GFZ à Potsdam présentent maintenant les résultats d'une série de vols d'enquête répétés avec des caméras optiques et thermiques sur le volcan Santa Maria au Guatemala. Des drones ont été utilisés pour observer le dôme de lave, un bouchon de lave visqueux. Les chercheurs ont pu montrer que le dôme de lave montre des mouvements à deux échelles de temps différentes :une expansion et une croissance lentes du dôme et une extrusion rapide de lave visqueuse. L'étude a été publiée dans la revue Rapports scientifiques .

« Nous avons équipé un drone de différentes caméras, " dit Edgar Zorn de GFZ, le premier auteur de l'étude. "Nous avons ensuite survolé le drone au-dessus du cratère à divers intervalles, mesurer les mouvements d'une coulée de lave et d'un dôme de lave à l'aide d'un type spécifique de photographie stéréo avec une précision jamais vue auparavant."

En comparant les données du drone, les chercheurs ont pu déterminer la vitesse d'écoulement, les modèles de mouvement et la température de surface du volcan. Ces paramètres sont importants pour prédire le danger des volcans explosifs. Les chercheurs ont également réussi à dériver les propriétés d'écoulement de la lave à partir de ces données.

"Nous avons montré que l'utilisation de drones peut aider à remesurer complètement même les volcans les plus dangereux et les plus actifs sur Terre à une distance sûre, " dit Edgar Zorn.

Thomas Walter, volcanologue au GFZ, qui a également participé à l'étude, dit, "Une étude régulière et systématique des volcans dangereux avec des drones semble être presque à portée de main."

Les deux caméras utilisées pour sonder le cône volcanique Caliente du volcan Santa Maria ont pu prendre des photos haute résolution et une imagerie thermique. En utilisant un algorithme informatique spécial, les chercheurs ont pu créer des modèles 3D complets et détaillés à partir de ces images. Ils ont obtenu un modèle de topographie et de température en 3D du volcan avec une résolution de quelques centimètres seulement.

Les missions de drones réduisent considérablement le risque pour les volcanologues, car les caméras peuvent être pilotées directement vers les endroits dangereux tandis que les scientifiques restent à distance. Le plus grand défi réside dans le post-traitement et le calcul des modèles. « Les modèles 3D des différents vols doivent être positionnés exactement de manière à pouvoir être comparés. Cela nécessite un travail de détail minutieux, mais l'effort en vaut la peine car même les mouvements minimes deviennent immédiatement visibles, " dit Edgar Zorn. " Dans le bureau, nous avons présenté de nouvelles possibilités de représentation et de mesure de certains mouvements de terrain, ce qui pourrait être très utile dans de futurs projets."