Publié le 12 février 2024 13h14. Des chercheurs chiliens ont mis au point un système innovant capable d’anticiper l’intensité des tremblements de terre en temps réel, une avancée majeure pour la gestion des risques sismiques dans une région particulièrement exposée.
- Un nouveau modèle d’alerte précoce, baptisé HEWFERS, permet d’estimer l’intensité d’un séisme dès les dix premières secondes de sa survenue.
- Contrairement aux systèmes actuels, HEWFERS prédit l’intensité sismique – les effets réels sur le terrain et les structures – et non la magnitude, qui mesure l’énergie libérée.
- Le système, développé grâce à des données sismiques japonaises et chiliennes, pourrait permettre de prendre des décisions cruciales en matière d’évacuation et de protection des infrastructures.
L’innovation repose sur un algorithme d’apprentissage automatique et d’intelligence artificielle (IA) conçu par une équipe de chercheurs issus de trois universités : l’Université des Andes (Uandes) au Chili, l’Université du Chili et l’Université d’Exeter au Royaume-Uni. Rodrigo Astroza, de la Faculté d’Ingénierie et des Sciences Appliquées de l’Uandes, Sergio Ruiz, géophysicien et ingénieur sismique à l’Université du Chili, et Jawad Fayaz, informaticien à l’Université d’Exeter, sont à l’origine de ce projet ambitieux.
HEWFERS, acronyme de Hybrid Earthquake Early Warning Framework for Estimating Response Spectra (cadre d’alerte précoce aux tremblements de terre pour l’estimation des spectres de réponse), se distingue par sa capacité à évaluer rapidement l’intensité d’un séisme. Selon Astroza, le modèle analyse les dix premières secondes d’enregistrements d’une station accélérographique, captant ainsi les premières ondes sismiques.
« Ces informations sont utilisées pour prédire l’intensité sismique de l’ensemble du séisme (dont la durée peut être d’une minute ou plus) à cette même station et à d’autres endroits où les vagues n’ont pas encore atteint, en s’appuyant sur des corrélations établies à partir de tremblements de terre précédents. »
Rodrigo Astroza, Université des Andes
Si d’autres stations accélérographiques sont présentes dans la zone, le modèle intègre leurs données pour affiner ses prédictions. Cette approche permet d’obtenir une estimation précise de l’intensité sismique sur une vaste zone géographique, un atout majeur pour le Chili, pays fréquemment touché par des séismes de forte ampleur générés par des mécanismes de subduction.
Le développement de HEWFERS s’est appuyé sur une base de données de 14 000 enregistrements sismiques, issus de 1 860 tremblements de terre différents, collectés au Japon entre 1996 et 2022. Le Japon, grâce à son réseau dense de stations accélérographiques, fournit des données précieuses pour l’étude des mouvements du sol et des structures lors de forts séismes. Les chercheurs ont également utilisé les données du Centre national sismologique (CSN) chilien.
La distinction entre magnitude et intensité est cruciale. Le CSN explique que la magnitude mesure l’énergie libérée par un séisme, tandis que l’intensité évalue les effets ressentis sur le terrain, les dommages causés aux constructions et l’impact sur les populations.
« Les informations fournies par notre système sont vitales pour la prise de décision, car elles sont directement liées à la contrainte – ou « force » – avec laquelle le séisme atteindra différents endroits. »
Rodrigo Astroza, Université des Andes
En anticipant l’intensité sismique, HEWFERS permet d’identifier les structures et les systèmes les plus vulnérables, et de prendre des mesures préventives. Selon les chercheurs, un préavis de 30 à 40 secondes peut suffire pour déclencher des procédures d’évacuation, arrêter des trains, sécuriser des installations industrielles (usines chimiques, centrales gazières) et minimiser les risques.
« Ces décisions permettent non seulement de sauver des vies et de protéger les infrastructures, mais aussi de réduire considérablement l’impact économique », souligne Astroza, soulignant le rôle essentiel des technologies innovantes dans la lutte contre les risques sismiques.