Dans un monde où les catastrophes naturelles telles que les séismes et les tsunamis représentent des menaces constantes, une équipe de géophysiciens de l’ETH Zurich apporte une lueur d’espoir. Ils ont démontré que les réseaux de fibres optiques, un outil du quotidien, peuvent enregistrer chaque onde sismique d’une magnitude de 3,9, ouvrant ainsi la voie à des systèmes d’alerte précoce abordables et efficaces pour ces phénomènes dévastateurs.
Une solution innovante
Bien que les pays riches comme la Suisse disposent d’un réseau dense de stations sismiques, les pays moins développés et les fonds océaniques manquent de ces installations essentielles. Les régions pauvres du monde ne disposent souvent pas des ressources nécessaires pour acquérir suffisamment de capteurs, et les mesures océaniques profondes requièrent des systèmes complexes. Cependant, une collaboration entre l’Institut fédéral de métrologie METAS et l’Institut de géophysique de l’EPF de Zurich a conduit à une méthode surprenante et économique pour effectuer des mesures sismiques précises dans ces environnements difficiles.
Le professeur de géophysique Andreas Fichtner explique que cette méthode exploite une fonction existante des infrastructures à fibres optiques. En enregistrant et analysant les données issues de la suppression active du bruit, utilisée pour augmenter la précision des signaux dans la communication optique, il est possible de détecter les secousses sismiques. Cette technique élimine le besoin d’équipements supplémentaires ou d’infrastructures coûteuses.
Principes techniques de la détection sismique par fibre optique
La technologie repose sur l’Active Phase Noise Cancellation (PNC), comparable aux systèmes de réduction du bruit des casques audio modernes. Dans la communication par fibre optique, le « bruit ambiant » est déterminé en comparant le signal émis à un signal partiellement réfléchi. Les différences entre ces signaux indiquent les perturbations subies par le signal lumineux. Les déformations de la surface terrestre, dues aux séismes et autres phénomènes, modifient légèrement la longueur et la vitesse de la lumière dans les fibres, affectant la fréquence du signal lumineux.
Validation et application de la méthode
Les scientifiques de l’ETH et du METAS ont démontré que leur méthode peut reproduire avec précision chaque onde d’un séisme de magnitude 3,9. Une modélisation du séisme basée sur leurs données correspondait étroitement aux mesures du service sismologique suisse. Cette correspondance confirme que les données PNC permettent de déterminer avec précision le lieu, la profondeur et la force d’un séisme, ce qui est crucial pour une alerte efficace aux tsunamis et pour les mesures sismiques dans les régions moins développées.
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