Les voitures autonomes et les tremblements de terre ont plus en commun que vous ne le pensez

Des scientifiques et un opérateur japonais de téléphonie mobile travaillent ensemble pour mesurer les mouvements de terrain, en vue de localiser les tremblements de terre.

Par Melissa Scruggs, Ph.D. (@VolcanoDoc)

Citation: Scruggs, M., 2022, Les voitures autonomes et les tremblements de terre ont plus en commun que vous ne le pensez, Temblor, http://doi.org/10.32858/temblor.254

Si vous avez déjà appelé un Uber ou utilisé Google Maps, votre position a été suivie à l’aide d’un système de satellites qui envoient des informations à des récepteurs du monde entier. Alors que les smartphones imprègnent nos vies, les entreprises de télécommunications ont amélioré leurs stations de base pour téléphones portables afin de fournir des informations de localisation de haute qualité. Cela peut ressembler à du GPS, mais ce n’est qu’un des nombreux systèmes mondiaux de navigation par satellite (GNSS) actuellement utilisés dans la vie quotidienne pour déterminer l’emplacement précis de quelque chose – des avions à un smartphone perdu.

Les scientifiques et les gouvernements entretiennent des réseaux de stations réceptrices de géolocalisation de haute précision et les utilisent pour établir des prévisions météorologiques, cartographier la terre et ses mouvements et surveiller les failles actives et les volcans. Le géodésien et sismologue Yusaku Ohta de l’Université de Tohoku dit qu’il a reconnu que les stations de base des entreprises de télécommunications – suffisamment précises pour localiser une voiture autonome – pourraient augmenter la densité du réseau existant de stations de géolocalisation au Japon de 250 %.

La ville de Fukushima, qui abrite plus de 300 000 habitants, est nichée entre les montagnes du bassin de Fukushima, dans le nord de la préfecture de Fukushima, l'une des zones évaluées dans cette étude. Crédit : 京浜にけ, via Wikipedia japonais, Wikimedia Commons (CC-BY-SA 3.0) — La ville de Fukushima, qui abrite plus de 300 000 habitants, est nichée entre les montagnes du bassin de Fukushima, dans le nord de la préfecture de Fukushima, l’une des zones évaluées dans cette étude. Crédit : 京浜にけ, via Wikipedia japonais, Wikimedia Commons (CC-BY-SA 3.0)

Dans une étude récente, Ohta et son collègue, Mako Ohzono, ont évalué la précision des données de localisation produites à partir des stations de base de téléphonie cellulaire appartenant à la société de télécommunications japonaise SoftBank. La paire a mesuré le déplacement du sol à partir d’un tremblement de terre de magnitude 7,1 qui a frappé près de Fukushima, au Japon, en 2021, ainsi que le mouvement qui s’est produit pendant deux périodes de neuf jours sans tremblements de terre ressentis. Ohta a comparé les données de Softbank avec les informations du réseau géré par l’Autorité d’information géospatiale du Japon qui est généralement utilisée par les scientifiques pour identifier les failles et comprendre les tremblements de terre.

Une densité accrue produit une image plus claire

La région de Tohoku au Japon n’est pas étrangère aux tremblements de terre. Le tremblement de terre et le tsunami de magnitude 9,1 du Grand Tohoku-Oki de 2011 ont frappé il y a un peu plus de 11 ans. Le tremblement de terre de magnitude 7,3 au large du mois dernier dans la même région n’est qu’un des quelque 1 500 tremblements de terre suffisamment puissants pour être ressentis au Japon chaque année, selon la spécialiste des tremblements de terre Wendy Bohon.

Le Japon se situe dans un cadre tectonique complexe, avec de multiples zones de subduction et des microplaques. Cela se traduit par un risque sismique très élevé pour une grande partie du pays, provenant à la fois de rares tremblements de terre de mégathrust et des tremblements de terre peu profonds plus courants de magnitude 7 ou moins. — Le Japon se situe dans un cadre tectonique complexe, avec de multiples zones de subduction et des microplaques. Cela se traduit par un risque sismique très élevé pour une grande partie du pays, à la fois des rares tremblements de terre de mégathrust et des tremblements de terre peu profonds plus courants de magnitude 7 ou moins.

Les réseaux géodésiques entretenus par le gouvernement sont utiles pour estimer rapidement l’emplacement et la quantité de mouvement qui se produit sur une faille lors d’un grand tremblement de terre, mais les travaux antérieurs d’Ohta suggèrent que le réseau japonais n’est peut-être pas assez dense pour capturer avec précision le mouvement d’une magnitude plus commune et plus petite. tremblements de terre. Les failles plus petites, qui sont souvent l’hôte de ces séismes mineurs, sont généralement plus courtes que les distances entre les stations gouvernementales et sont donc difficiles à localiser. Tout comme la mise à niveau d’un smartphone vers un appareil photo à plus haute résolution pour prendre des photos plus nettes, un réseau de capteurs de mouvement du sol plus dense peut donner aux scientifiques une meilleure compréhension de l’évolution du paysage. Quand Ohta et ses collègues ont construit et inclus plus de stations pour l’analyse, ils ont détecté des mouvements de terrain plus petits que ceux qui pouvaient être mesurés sans les stations supplémentaires.

Dans l’étude la plus récente, Ohta et Ohzono ont découvert que les stations Softbank enregistraient des données précises et de haute qualité, comparables aux données actuellement produites par les stations gérées par le gouvernement. L’ajout de ces stations au réseau a réduit la distance entre les stations à moins de quatre miles (six kilomètres), donnant à la paire une image plus claire de la façon dont le sol se déplace au fil du temps. Ohta dit que son équipe et Softbank prévoient de collaborer davantage pour confirmer la qualité de leurs données sur de plus longues périodes.

carte du Japon couverte de points rouges et bleus — Les stations SoftBank comblent les trous du réseau japonais GEONET. L’augmentation drastique de la densité des stations peut produire une image plus détaillée de la déformation crustale dans les zones étudiées. Crédit : modifié de Ohta & Ohzono (2022), CC-BY 4.0

Les partenariats avec les entreprises peuvent offrir une voie à suivre

Les partenariats entre les chercheurs en aléas et le secteur privé peuvent être fructueux pour les deux parties. La science acquiert des connaissances et un financement indispensable, et l’entreprise partenaire peut acquérir une réputation favorable auprès du public. La collaboration avec SoftBank est possible, dit Ohta, parce que l’entreprise se sent une responsabilité sociale, compte tenu des nombreux tremblements de terre et éruptions au Japon.

Un utilisateur de téléphone portable socialement conscient peut choisir une entreprise avec un plan légèrement plus cher, dit Bohon, “[if] ils travaillent pour améliorer la vie des gens et pour servir [their] communautés ». De tels partenariats seraient particulièrement utiles aux États-Unis, où plus de 100 stations de géolocalisation sont en cours de démantèlement en raison d’une réduction des financements. “Si nous pouvons nous associer à des entreprises privées qui se développent déjà ou qui ont déjà cette infrastructure, ce n’est qu’un avantage net”, a-t-elle déclaré.

Références

Dasgupta, A. (2016, 16 septembre). Évolution du système mondial de navigation par satellite [sic] (GNSS). Monde géospatial. https://www.geospatialworld.net/article/global-navigation-satellite-system-gnss/

Ohta, Y., et al. (2008) Déformation cosismique et postsismique liée au tremblement de terre de Chuetsu-oki, Niigata en 2007. Terre, planètes et espace. https://doi.org/10.1186/BF03353140

Ohta, Y., & Ohzono, M. (2022) Potentiel de surveillance de la déformation de la croûte à l’aide d’un réseau dense de téléphonie cellulaire par système mondial de navigation par satellite. Terre, planètes et espace. https://doi.org/10.1186/s40623-022-01585-7