Les câbles sous-marins pourraient-ils vous sauver d’un tsunami ?

Les câbles sous-marins pourraient aider à détecter les catastrophes naturelles (crédit : Vismar UK/Shutterstock.com)

Les capteurs à fibre sont sensibles à la température, à la déformation et aux perturbations mécaniques, permettant des techniques telles que l'interférométrie de phase, l'interférométrie de polarisation et la diffusion Rayleigh, Brillouin et Raman. En plus de connecter les gens, les fibres optiques qui existent dans le ciel, sous terre et au fond des océans sous forme de réseaux optiques pourraient offrir des opportunités uniques de mesurer sur de vastes zones où la détection conventionnelle est souvent difficile, voire impossible.

Grâce en grande partie à l'industrie des télécommunications, le déploiement des fibres optiques est répandu, mais ces dernières années, la capacité des câbles à fibres optiques à détecter les facteurs environnementaux est devenue plus évidente. Il y a actuellement peu de chevauchement entre ces réseaux. Récemment, des efforts ont été déployés pour fusionner leurs infrastructures afin d'apporter des avantages en termes de coûts et de couverture aux deux secteurs.

« Parallèlement aux communications optiques, il existe tout un domaine de détection par fibre. La raison est très simple : la même fibre que nous aimons pour les télécommunications est en fait un excellent capteur », a déclaré Mikael Mazur de Nokia Bell Labs, lors d'une présentation à l'OFC de cette année à San Diego en mars.

Essayer de fusionner les réseaux de télécommunications et de détection présente des avantages pour les deux. L'industrie des télécommunications pourrait accroître la fiabilité de ses réseaux et éviter de futures pannes. Et les industries pourraient étendre leur couverture ou permettre la détection dans des zones où cela n'est pas encore possible, par exemple là où le coût ou le déploiement de câbles est prohibitif.

« J'aimerais penser que cela pourrait être une excellente opportunité de permettre aux systèmes de communication par fibre optique de jouer un rôle beaucoup plus important dans notre société qu'ils ne le sont aujourd'hui, non seulement en transportant les données, mais aussi en nous offrant une connexion mondiale en temps réel. feuille de route de ce qui se passe », a déclaré Mazur.

Dans le domaine sous-marin, de nombreuses recherches ont été menées sur l’utilisation des réseaux de télécommunications à des fins de détection environnementale. En 2022, une équipe de scientifiques du Laboratoire national de physique (NPL) a démontré une nouvelle technique permettant de transformer les câbles sous-marins électriques et de télécommunications en réseaux de capteurs environnementaux.

Des travaux antérieurs du NPL en 2018 ont montré que les câbles sous-marins pouvaient être réutilisés comme capteurs pour la détection des tremblements de terre sous-marins en utilisant des techniques interférométriques ultra-stables. Cependant, un câble ne pouvait agir que comme un seul capteur et les mesures se limitaient uniquement aux changements intégrés sur toute la longueur du câble. La nouvelle recherche démontre comment certains câbles peuvent être convertis en un ensemble de capteurs plutôt qu'en un seul capteur.

L'équipe dirigée par le NPL, comprenant des chercheurs de l'Université d'Édimbourg, du British Geological Survey, de l'Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRiM) et de Google, a testé la technique sur une liaison sous-marine intercontinentale de fibre optique de 5 860 km entre le Royaume-Uni et le Canada. Ils ont démontré la détection des tremblements de terre et des signaux océaniques, tels que les vagues et les courants, sur des travées individuelles entre des répéteurs répartis sur l'ensemble de la connexion transatlantique. La fibre optique de chaque travée faisait office de capteur, avec jusqu'à 12 capteurs implantés le long du câble. Les futures mises à niveau porteront ce nombre à 129. Il est crucial que les données de ces capteurs puissent être enregistrées en continu et en temps réel. Le réseau de capteurs basés sur des câbles peut identifier la zone épicentrale des tremblements de terre de la même manière que les sismomètres terrestres.

On pense qu’en appliquant cette nouvelle méthode à un réseau existant de câbles sous-marins, de vastes zones océaniques actuellement non surveillées pourraient potentiellement être instrumentées avec des milliers de capteurs environnementaux permanents en temps réel. Cela pourrait effectivement transformer l’infrastructure de télécommunications sous-marine en un ensemble géant de capteurs géophysiques. L'intégration de cette approche aux réseaux actuels basés sur des sismomètres pourrait permettre d'étendre considérablement l'infrastructure mondiale de surveillance des tremblements de terre, de la terre jusqu'au fond marin, où seule une poignée de sismomètres permanents sont actuellement installés.