Le câble à fibre optique des fonds marins peut être utilisé comme alerte précoce aux tremblements de terre, selon une étude

Une étude récente explique comment les câbles de télécommunications à fibre optique inutilisés peuvent être réutilisés pour les systèmes d’alerte précoce en cas de tremblement de terre (EEW) offshore.

Le manque de stations sismiques situées au large des côtes densément peuplées, où se trouvent certaines des régions sismiques les plus actives au monde, est l’un des obstacles les plus importants à un système d’alerte précoce aux tremblements de terre.

Détection acoustique distribuée

Dans une étude publiée dans The Seismic Record, Jiuxun Yin, chercheur à Caltech actuellement au SLB, et ses collègues ont échantillonné des données sismiques sur 8 960 canaux le long d’un câble de télécommunications sous-marin fonctionnant entre les États-Unis et le Chili pendant quatre jours.

Le système, connu sous le nom de Distributed Acoustic Sensing, ou DAS, utilise des milliers de capteurs sismiques sous la forme de défauts internes microscopiques dans une longue fibre optique.

Au cours de la période d’étude, Yin et ses collègues ont utilisé des données de câble pour évaluer les emplacements des tremblements de terre et estimer les magnitudes des séismes pour un séisme terrestre (magnitude 3,7) et deux séismes offshore (magnitudes 2,7 et 3,3).

Leurs résultats révèlent que l’utilisation de ce réseau DAS unique améliore l’alerte précoce aux tremblements de terre d’environ trois secondes par rapport aux réseaux DAS terrestres.

Les chercheurs ont découvert qu’en déployant de nombreux réseaux DAS espacés de 50 kilomètres et en coopérant dans la zone, ils pourraient améliorer de cinq secondes le timing des alertes EEW dans la zone de subduction.

« Le principal avantage réside dans l’emplacement offshore du réseau, qui élimine le besoin d’attendre que les ondes sismiques atteignent les stations terrestres », a déclaré Yin.

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Le risque sismique au Chili

La région au large des côtes du Chili est analogue à la zone Cascadia au large des côtes du Canada et du nord-ouest du Pacifique des États-Unis.

Les deux endroits ont une zone de subduction active, où les plaques tectoniques se rencontrent et où une plaque s’enfonce sous une autre, provoquant certains des tremblements de terre les plus importants et les plus dévastateurs de l’histoire.

De nombreuses failles ont accueilli des tremblements de terre de magnitude 6 ou plus, même au large de la Californie du Sud. L’alerte précoce aux tremblements de terre en mer pourrait contribuer à protéger les vies et les biens dans toutes ces zones côtières densément peuplées.

Yi a expliqué que la principale raison pour laquelle le Chili a choisi le risque sismique élevé est que la région subit de fréquents tremblements de terre en mer et a été affectée par plusieurs tremblements de terre violents.

« Etant donné le risque sismique élevé et les impacts potentiellement dévastateurs d’un grand tremblement de terre, il existe un besoin urgent d’un système fiable d’alerte précoce en cas de tremblement de terre au Chili », a-t-il ajouté.

Les chercheurs ont utilisé un modèle d’intelligence artificielle d’apprentissage profond qui a été développé et vérifié sur des données sismiques et DAS antérieures pour extraire les ondes sismiques des données DAS de ce câble offshore.

Avant de développer un système EEW en temps réel qui s’interface avec les cadres EEW existants, les chercheurs ont besoin de données supplémentaires, en particulier sur les tremblements de terre plus importants, ainsi que de davantage de connaissances sur le comportement des équipements DAS, selon Yin.

Il a souligné qu’il existe d’autres endroits dans le monde où cette recherche peut être menée.

Il existe environ 1 500 sites d’acheminement de câbles dans le monde et les progrès technologiques permettent l’utilisation de câbles opérationnels et l’ajout de systèmes DAS sans affecter la transmission de données (de télécommunications).

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