Une étude, dont les résultats intitulés «The fate of volcanic ash: premature or delayed sedimentation?» ont été publiés dans la revue Nature Communications, a permis de découvrir que même les plus petites cendres volcaniques ne se comportaient pas comme ce qui avait été prévu, à partir de modèles basées uniquement sur le suivi spatial du nuage de cendre, au moment de l'éruption du volcan islandais Eyjafjallajökull de 2010, qui avait non seulement perturbé le trafic aérien mondial, mais également remis en question le fonctionnement des stratégies de prévision utilisées par les VAAC. Ces observations vont désormais permettre d’affiner la représentation des cendres volcaniques dans les modèles de prévision utilisés par les VAAC, qui doivent réagir en temps réel pour fournir des conseils utiles lors d’une éruption volcanique.

Relevons tout d'abord que «lorsque le volcan Eyjafjallajökull en Islande est entré en éruption en avril 2010, le trafic aérien a été interrompu pendant six jours, puis perturbé jusqu’en mai». Cet événement a «remis en question le fonctionnement des stratégies de prévision» utilisées par les «neuf Volcanic Ash Advisory Centres (VAAC) repartis dans le monde, qui visent à prédire quand le nuage de cendres interfère avec les routes aériennes»: les stratégies ont été affinées et «ont «permis aux vols de reprendre plus rapidement, tout en assurant la sécurité des passagers et du personnel de bord».

Concrètement, alors que, jusque-là, les modèles des VAAC «étaient basés sur le suivi des nuages dans l’atmosphère», des seuils de concentration de cendres ont été, «à la suite de cette catastrophe économique pour les compagnies aériennes», introduits «en Europe et utilisés par l’industrie aérienne lors de la prise de décisions sur les restrictions de vol».

En fait, «lors d’une éruption explosive volcanique, des fragments allant de quelques microns à plus de 2 mètres sont éjectés du volcan», de sorte que «plus les particules sont grosses, plus elles tombent vite et près du volcan, ce qui réduit la concentration de cendres dans l’atmosphère». A cause de cela «les nouvelles stratégies ont intégré des seuils de concentration définissant mieux la dangerosité pour les moteurs d’avion»: ainsi, «à partir de 2 milligrammes par mètre cube, les compagnies aériennes doivent avoir un dossier de sécurité approuvé pour fonctionner».

Pourtant, «malgré les connaissances existantes sur les nuages de cendres, plusieurs questions sont restées sans réponse après l’éruption d’Eyjafjallajökull en 2010»: en particulier, la découverte de particules «beaucoup plus grandes que prévu au Royaume-Uni». Dans ce contexte, l'étude ici présentée a tenté de «comprendre comment cela était possible en analysant avec précision les particules de cendres du volcan Sakurajima au Japon, qui a 2-3 éruptions par jour depuis plus de 50 ans».

Au bout du compte, ce travail a permis d'observer au Japon, l’effet du rafting. Au moyen, d’une caméra à haute vitesse, la sédimentation des cendres a été suivie en temps réel et «des agrégats auparavant invisibles, appelés cored clusters» formés «par une grosse particule de 100 à 800 microns (le noyau) qui est recouverte par de nombreuses petites particules de moins de 60 microns» ont été observés. De la sorte, il a été constaté que «cette couche externe de petites particules peut agir comme un parachute sur le noyau, retardant sa sédimentation». Ce retard constitue l’effet du rafting.

Ainsi, alors que cet effet du rafting «avait été théoriquement suggéré en 1993, mais finalement déclaré impossible», son existence est bel et bien prouvée aujourd'hui. Finalement, plusieurs simulations «ont permis de répondre aux questions soulevées par l’éruption d’Eyjafjallajökull et la découverte inexpliquée de ces particules de cendres surdimensionnées au Royaume-Uni»: l'effet du rafting était à l'origine du retard de la chute de ces agrégats.