La géomatique est une discipline méconnue dans la plus part des pays d’Europe, mais des jeunes géomaticiens commencent à avancer dans le domaine de l’innovation scientifique, en particulier dans le domaine des analyse de phénomènes naturelles complexes en apportent des importantes bénéfices.
Giorgio Savastano, un géomaticien italien de 27 ans, a mis au point un algorithme qui permet d’anticiper les tsunamis grâce à l’observation des perturbations atmosphériques que les tsunamis eux même génèrent au moment de leur formation. La recherche, commencé en Italie en 2015 pour un doctorat à la faculté de géodésie et géomatique de l’Université « La Sapienza » de Rome, est terminée en mai 2017 aux Etats Unis. La recherche a été réalisée en collaboration avec le Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA (sous la supervision de Attila Komjathy et Anthony Mannucci) et publiée sur la revue Scientific Reports et la revue Nature.
L’algorithme, élaboré par l’ingénieur italien, permet aujourd’hui d’avancer dans la prévision des tsunamis grâce à un important apport aux systèmes de détection qui sont déjà utilisés dans le domaine. Cette algorithme appelé Varion, variometric approach for real-time ionosphere observation, est utilisé par la Nasa pour mesurer les perturbations provoquées par les tsunami au niveau de la ionosphère à travers la récolte de données satellitaires GPS, mais aussi ceux du GNSS en général.
Les Couches atmosphériques
Expliqué comme ça, il pourrait paraître étonnant de prévoir les tsunamis en regardant des phénomènes qui se matérialisent dans le ciel, mais en revanche, le système est très simple. Quand un tsunami entre en action, il enchaîne un mécanisme dans lequel l’air qui le surplombe se déplace vers le haut et ce fait va générer des perturbations dans l’atmosphère, comme des ondes. Le phénomène est tel que, dépassé les 350 kilomètres d’altitude il provoque de fortes variations dans la densité de l’air dans la ionosphère, facilement détectables par les satellites.
Le mérite revient donc à ces ondes si Monsieur Savastano a réussi à mettre en place sa méthode. Il déclare, dans plusieurs articles en Italie comme aux Etats Unis, que ces perturbations détectées par le signal GPS, observables en temps réel déjà depuis quelques instants après leurs apparitions, vont permettre aux spécialistes de la Nasa d’incrémenter le temps à disposition pour l’alerte dans la mesure des 30 minutes.
Le système d’analyse prend ces données depuis les 230 stations de récolte dans tout le monde. L’idée du chercheur, et de ses collaborateurs américains n’est pas de remplacer les anciens systèmes de détection qui déjà existent, mais plutôt d’intégrer cette solution aux ensembles des systèmes existants et avoir plusieurs modes d’analyse pour améliorer les pronostics, en cherchant surtout à éliminer les fausses alertes.
Une bonne nouvelle donc pour les populations qui habitent des lieux souvent touchés par des aléas de cette typologie. Une bonne nouvelle aussi pour la géomatique qui continue à avancer sur le terrain de l’innovation dans la recherche scientifique.
Première carte indiquant l’épicentre du tremblement de terre Haida Gwaii du 10/27/2012 (panneau de gauche) et une image agrandie de l’île Hawai, où se trouvent toutes les 56 stations GPS utilisées. Deuxième carte avec la détection en temps réel des perturbations de la ionosphère causée par le tsunami de l’île de la Reine-Charlotte le 27 octobre 2012 au large de la Colombie-Britannique, au Canada, en utilisant l’algorithme VARION.
Animation du 27 octobre 2012, le tsunami de l’île de la Reine-Charlotte qui a traversé Hawaï. Au fur et à mesure que la vague (lignes bleu foncé / blanc approchant du nord-est) a bougé, elle a perturbé l’atmosphère et a changé la densité des électrons ionosphériques, comme le reflètent les changements de signaux prisent par le satellite de navigation.
Sources :
- Alan Buis, Scientists Look to Skies to Improve Tsunami Detection, 17/05/2017, NASA, Pasadine, USA
https://www.nasa.gov/feature/jpl/scientists-look-to-skies-to-improve-tsunami-detection - Savastano, G. et al. Real-Time Detection of Tsunami Ionospheric Disturbances with a Stand-Alone GNSS Receiver: A Preliminary Feasibility Demonstration. Sci. Rep. 7, 46607; doi: 10.1038/srep46607 (2017).
https://www.nature.com/articles/srep46607 - Serra Matteo, Ecco Varion, l’algoritmo di un ricercatore italiano che « capta » gli tsunami in tempo reale, La Repubblica, 19/05/2017, Rome, Italie – http://www.repubblica.it/scienze/2017/05/19/news/algoritmo_tsunami-165767535/
- Meldonesi Anna, Giorgio e l’algoritmo che prevede gli tsunami: «Un indizio è nel cielo», Il Corriere della Sera, 30/05/2017, Milan, Italie – http://www.corriere.it/cronache/17_maggio_29/giorgio-l-algoritmo-che-prevede-tsunami-un-indizio-cielo-c0239336-43df-11e7-b108-f8a0cce08e60.shtml#