Les éruptions phréatiques représentent des risques importants dans le monde entier et ont causé de nombreux décès ces dernières années, notamment celles d’Ontake, au Japon, en 2014, et de Whakaari/White Island, en Nouvelle-Zélande, en 2019. Leur caractère meurtrier est en partie dû à leur caractère soudain et à l’absence de signaux précurseurs fiables pour la prévision des éruptions. Cette thèse vise à améliorer notre compréhension de plusieurs questions scientifiques fondamentales, avec des objectifs appliqués à la prévision des éruptions. Elle vise à améliorer notre compréhension du rôle du magma dans les éruptions phréatiques, notamment en termes de processus magmatiques et hydrothermaux sous-jacents, grâce à des études géochimiques et géodésiques menées sur les volcans Rincón de la Vieja et Turrialba, au Costa Rica. Traditionnellement considérées comme “non magmatiques”, les ́eruptions phréatiques sont de plus en plus souvent associées à des matériaux juvéniles, ce qui soulève des questions sur l’implication du magma dans des événements d’origine hydrothermale. Nous commençons par analyser des échantillons de cendres des deux volcans à l’aide des rapports isotopiques de l’hydrogène et de la spéciation de l’eau (moléculaire versus hydroxyle) afin de déterminer si le verre d’apparence juvénile est réellement frais ou secondairement hydraté. À Rincón de la Vieja, tous les verres présentent des signatures isotopiques et des teneurs en eau totales indiquant une hydratation secondaire provenant d’une source hydrothermale stable. En revanche, les échantillons de Turrialba présentent un mélange de signatures magmatiques et réhydratées. Ces résultats démontrent que l’hydratation secondaire peut être utilisée pour distinguer le magma juvénile actif du magma passif stocké en profondeur. Ces résultats remettent en question les schémas de classification conventionnels. Pour compléter cette approche géochimique, nous analysons la déformation du sol dérivée du GNSS à Rincón de la Vieja de juillet 2021 à décembre 2023. Deux épisodes d’inflation à long terme, chacun associé à une activité éruptive élevée, suggèrent un réservoir magmatique profond. Entre cette tendance à long terme se retrouvent des épisodes d’inflation plus courts attribués à la pressurisation d’un système hydrothermal peu profond. En modélisant ces signaux de déformation, nous identifions deux sources de pression liées, magmatique profond et hydrothermale superficielle, qui dominent alternativement en fonction de l’évolution des conditions du sous-sol. Nous suggérons que l’équilibre relatif entre ces systèmes régit le style et la fréquence des éruptions, créant un spectre d’activité explosive plutôt qu’une stricte dichotomie entre éruptions phréatiques et phréatomagmatiques. Ensemble, ces études permettent de mieux comprendre les processus souterrains liés aux éruptions phréatiques, améliorant ainsi notre compréhension des précurseurs d’éruptions et des risques associés

Phreatic eruptions pose significant risks worldwide and have resulted in numerous deaths in recent history including those at Ontake, Japan, in 2014 and at Whakaari/White Island, New Zealand, in 2019. The deadliness of these eruptions is in part due to their sudden nature and a lack of reliable precursory signals for eruption forecasting. This thesis aims to improve our understanding of several fundamental scientific questions with regards to phreatic eruptions with applied goals in eruption forecasting. Research herein strives to improve our understanding of the role of magma in phreatic eruptions in terms of underlying magmatic and hydrothermal processes through geochemical and geodetic investigations at Rincón de la Vieja and Turrialba volcanoes in Costa Rica. Traditionally considered “non-magmatic”, phreatic eruptions are increasingly recognized to involve juvenile material, raising questions about the involvement of magma in otherwise hydrothermally driven events. I begin by analyzing ash samples from both volcanoes using hydrogen isotope ratios and water speciation (molecular vs. hydroxyl) to determine whether seemingly juvenile glass is truly fresh or secondarily hydrated. At Rincón de la Vieja, all glasses show isotopic signatures and total water contents indicative of secondary hydration from a stable hydrothermal source. In contrast, Turrialba samples exhibit a mix of magmatic and rehydrated signatures. These results demonstrate that secondary hydration can be used to distinguish juvenile, active magma from shallow-stored passive magma, challenging conventional classification schemes. To complement this geochemical approach, I analyze GNSS-derived ground deformation at Rincón de la Vieja from July 2021 to December 2023. Two long-term uplift events, each associated with elevated eruptive activity, point to a deep magmatic reservoir (>4 km). Between these long-term trends are shorter uplift episodes attributed to pressurization of a shallow hydrothermal system (<1.5 km). By modeling these deformation signals, we identify two linked pressure sources, deep magmatic and shallow hydrothermal, that alternately dominate depending on evolving subsurface conditions. We propose that the relative balance between these systems governs eruption style and frequency, creating a spectrum of explosive activity rather than a strict dichotomy between phreatic and phreatomagmatic eruptions. Together, these studies provide new insight into the sub-surface processes linked to phreatic eruptions, improving our understanding of eruption precursors and associated hazards