Les câbles à fibre optique qui reposent déjà au fond de la mer le long de presque toutes les côtes pourraient bientôt veiller sur les populations à terre. Une équipe de l’université d’Alcalá a montré, dans le cadre du projet SAFE, qu’une seule fibre peut devenir un réseau de milliers de capteurs capables de repérer un tsunami qui approche, pour un coût bien plus faible que celui des bouées ou des sismomètres de fond océanique. Une histoire de physique, de mer et de calcul des coûts – et à la fin, vous pourrez vérifier si vous pensez comme un concepteur de systèmes d’alerte.
Les tsunamis font partie des phénomènes qui inspirent le plus de respect aux chercheurs. CORDIS les décrit comme l’une des forces naturelles les plus destructrices, à l’origine de lourdes pertes humaines et matérielles, et notoirement difficiles à prévoir. L’essentiel n’est donc pas tant de les prédire que de confirmer rapidement qu’une vague arrive réellement et de transmettre cette information aux autorités.
Miguel González Herráez, de l’université d’Alcalá, l’explique ainsi : « Bien que certaines technologies d’alerte précoce soient disponibles sur le marché, telles que les bouées DART et les réseaux de sismomètres de fond océanique (OBS), leur déploiement et leur maintenance sont coûteux et leur fiabilité reste limitée ».
Le projet SAFE, financé par le Conseil européen de l’innovation et coordonné par l’université d’Alcalá, s’est fixé un objectif qui ressemble presque à une devinette : fournir un système d’alerte précoce aux tsunamis peu coûteux et extrêmement fiable, sans nécessiter de nouvelles infrastructures. La réponse se trouvait littéralement sous l’eau.
« Notre concept consiste à transformer les câbles sous-marins à fibre optique existants en détecteurs de tsunami fonctionnant en temps réel, 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 », explique Miguel González Herráez.
Le cœur de la solution est la technologie de détection acoustique distribuée, ou DAS. Elle utilise la lumière pour créer des capteurs acoustiques répartis sur toute la longueur d’un câble sous-marin. Une seule fibre devient ainsi un réseau de milliers de capteurs espacés de quelques mètres. Point important : il n’est pas nécessaire de modifier le câble.
Cette approche présente un autre atout : sa portée. « Les câbles sous-marins à fibre optique étant présents le long de la quasi-totalité des côtes, cette solution pourrait considérablement étendre le réseau existant de capteurs en mer », souligne le chercheur d’Alcalá.
Le projet a confirmé que sa technologie pouvait détecter les variations du niveau de la mer, un indicateur important de tsunami, avec une précision inférieure à 20 cm. Concrètement, les autorités peuvent confirmer la présence d’un tsunami alors qu’il se trouve encore à 50 km des côtes.
L’équipe ne compte pas s’arrêter là. « Nous pensons qu’en continuant à perfectionner cette technologie, nous atteindrons une portée de 100 km, ce qui laissera davantage de temps pour se préparer et permettra potentiellement de sauver plus de vies », indique Miguel González Herráez.
Le deuxième point fort du système SAFE, c’est l’argent. Ses coûts d’investissement et d’exploitation sont au moins dix fois inférieurs à ceux des réseaux de sismomètres de fond océanique et des bouées DART. Cet avantage repose sur plusieurs éléments :
Miguel González Herráez le résume ainsi : « Si l’on ajoute à cela que ces autres technologies reposent sur des capteurs ponctuels, tandis que le système SAFE fournit des milliers de relevés à l’aide d’un seul équipement, il apparaît clairement que notre technologie présente de nombreux avantages techniques et économiques ».
Une fiabilité accrue et des coûts réduits sont particulièrement intéressants pour les pays côtiers en développement, dont beaucoup comptent parmi les plus vulnérables aux tsunamis sans disposer des ressources nécessaires pour mettre en œuvre des systèmes d’alerte précoce traditionnels.
« Notre solution est extrêmement polyvalente: elle peut considérablement améliorer les capacités d’alerte aux tsunamis des pays avancés ou constituer une alternative économique pour les régions qui ne peuvent pas financer le déploiement et la maintenance de bouées DART ou de réseaux OBS », conclut Miguel González Herráez. Les partenaires du projet, tels que Aragon Photonics Labs, s’emploient désormais à poursuivre le développement des solutions de détection SAFE en vue de leur commercialisation.
SAFE illustre bien ce qu’est aujourd’hui la recherche sur la sécurité. Il ne s’agit pas seulement de services de secours et de procédures, mais aussi de physique de la lumière, de traitement du signal et de connaissance de la mer. Les étudiants en ingénierie, en sciences naturelles ou en gestion de crise peuvent y voir que leurs disciplines sont parfois étonnamment proches.
La démarche des chercheurs mérite aussi l’attention. Au lieu de se demander ce qu’il faut encore construire, ils se sont demandé comment utiliser ce qui existe déjà. Cette façon de penser est utile pour un mémoire, un projet d’équipe ou un premier emploi.
Une équipe de l’université d’Alcalá veut transformer les câbles sous-marins à fibre optique en détecteur de tsunami fonctionnant 24 heures sur 24. La technologie DAS détecte les variations du niveau de la mer avec une précision inférieure à 20 cm et permet de confirmer une vague à 50 km des côtes ; l’objectif suivant est de 100 km. Ses coûts d’investissement et d’exploitation sont au moins dix fois inférieurs à ceux des bouées et des sismomètres.
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