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Prédire les tremblements de terre -

Depuis les années 1960, les géologues s’efforcent de prédire les tremblements de terre en utilisant des méthodes scientifiques modernes, mais leurs efforts n’ont pas encore porté leurs fruits.

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Mission impossible ? -

De nombreux scientifiques ont longtemps estimé que prédire les tremblements de terre était impossible ou, au mieux, envisageable avec un optimisme prudent.

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La Terre est un puzzle -

Chris Marone, professeur de géosciences à la Penn State University en Pennsylvanie, souligne que la complexité des réseaux de failles à travers le globe représente un défi majeur pour prédire les tremblements de terre.

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Les failles -

Les failles sont des fractures, ou des zones de fractures, qui séparent deux blocs de roche. Lorsque ces blocs se déplacent brusquement le long de la faille, cela peut provoquer un tremblement de terre.

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Une menace souterraine -

Cependant, les failles ne sont pas toujours faciles à repérer, car la majorité d'entre elles sont enfouies sous terre et restent difficiles à détecter.

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Trop de bruit -

La Terre gronde en permanence, mais ces sons passent souvent inaperçus au milieu du vacarme de notre quotidien. Le bruit de la circulation, des chantiers et d'autres activités humaines rend difficile la détection de signaux sismiques clairs.

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Le scénario idéal -

D'après le Service géologique des États-Unis (USGS), une prédiction fiable des tremblements de terre doit inclure trois éléments : le lieu, le moment et l’intensité. À ce jour, il est impossible de prédire ces facteurs avec certitude.

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Un jeu de pistes -

En attendant, les géologues ont créé des "cartes de risques" qui estiment la probabilité qu'un tremblement de terre se produise dans une période déterminée.

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Pas assez précises -

Bien que ces cartes aident à la planification, notamment en renforçant les normes de construction dans les zones à risque élevé, elles manquent de la précision requise pour des alertes précoces permettant aux habitants d’évacuer ou de se mettre à l’abri.

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La prévision -

Face à la fréquence croissante des catastrophes naturelles, les scientifiques explorent différentes approches pour améliorer la prévision des tremblements de terre, en étudiant aussi bien les signaux sismiques que le comportement des animaux et les variations atmosphériques.

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L'IA à la rescousse -

C'est là que l'intelligence artificielle entre en jeu. Plusieurs sismologues utilisent cette technologie dans le but de combler les manques actuels dans la prévision des tremblements de terre.

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Les bénéfices -

L'IA démultiplie et accélère les capacités d'un seul scientifique. Étant donné que la prévision des tremblements de terre repose sur une multitude de données et nécessite une grande réactivité, cet avantage est considérable.

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Les bénéfices -

Les programmes d'IA peuvent traiter simultanément plusieurs enregistrements sismiques et les visualiser en 3D avec une grande précision, bien plus rapidement qu'un être humain.

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La chasse aux séismes -

Le géophysicien Zachary Ross et son équipe du California Institute of Technology ont développé un programme d'IA qu'ils testent actuellement en Californie, une région géologiquement active et équipée de nombreux sismomètres.

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L'expérience - Zachary Ross et son équipe ont utilisé des ondes sismiques provenant de toute la Californie du Sud, que des scientifiques humains avaient déjà identifiées comme étant des tremblements de terre réels.

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Comment ça marche ? - Imaginez que chaque tremblement de terre soit une chanson unique. Des scientifiques ont enregistré ces "chansons" et identifié les caractéristiques spécifiques qui rendent chaque tremblement de terre différent. Ils sont en train de créer une bibliothèque de ces enregistrements sismiques.

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Comment ça marche ? -

Aujourd'hui, ils utilisent un programme informatique pour analyser le bourdonnement constant de la Terre. Ce programme recherche toute nouvelle "chanson" qui correspond à celles de leur bibliothèque. Si une correspondance est trouvée, cela pourrait indiquer un tremblement de terre imminent.

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Des chiffres cachés -

L'algorithme a rapidement identifié près de deux millions de petits tremblements de terre, entre 2008 et 2017, qui n'avaient pas été détectés auparavant. Ces tremblements ont permis de révéler un réseau complexe de failles et de caractéristiques de failles que les recherches précédentes n'avaient pas pu mettre en évidence.

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Les inconvénients -

Ce programme, qui est un précurseur d'un logiciel d'intelligence artificielle complet, ne pouvait identifier que les tremblements de terre présents dans les enregistrements sismiques correspondant à ses données d'entraînement. Ainsi, il ne prenait pas en compte les nouveaux événements sismiques.

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Les futures prédictions -

Pour améliorer la prévision des tremblements de terre, Zachary Ross a opté pour des outils plus sophistiqués : des programmes d'auto-apprentissage capables d'utiliser les données existantes pour prédire les ondes sismiques de davantage de tremblements de terre.

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Des découvertes prometteuses -

Ces programmes ont rapidement détecté de nombreux tremblements de terre au son inhabituel, dont l'existence a ensuite été confirmée par des scientifiques.

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Plus de responsabilités -

Ces programmes d'apprentissage automatique continuent de progresser et ne se limitent plus à identifier les tremblements de terre discrets et les failles invisibles.

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En cours d'utilisation -

Ils ont déjà été déployés dans toute la Californie, où ils ont permis d'identifier un nouveau type d'essaim de tremblements de terre, caractérisé par sa durée prolongée et sa faible vitesse.

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Sous la surface -

À Hawaï, les nouveaux programmes ont révélé un réseau jusque-là inconnu de roches en fusion pulsées et migrantes sous deux volcans actifs, une activité que les méthodes traditionnelles d'analyse sismique n'avaient pas pu détecter.

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Les systèmes d'alerte -

À mesure que ces programmes évoluent, ils pourraient améliorer la rapidité et la précision des systèmes d'alerte précoce aux tremblements de terre. "Nous sommes à des années-lumière de ce que nous pouvions faire il y a quelques années", a déclaré Zachary Ross. "Aujourd'hui, c'est quasiment du surhumain".

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À Tokyo -

À Tokyo, une ville régulièrement frappée par les tremblements de terre, un logiciel d'IA analyse les images des caméras réparties dans la ville pour détecter les incendies et les effondrements de bâtiments, afin d'alerter les autorités dès leur apparition.

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Des perspectives prometteuses -

En septembre 2023, des chercheurs de l'université du Texas ont fait des progrès dans la prédiction des tremblements de terre. Lors d'un essai en Chine, un algorithme d'IA a réussi à prédire 70 % des tremblements de terre une semaine à l'avance.

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De bons résultats -

Un autre groupe de chercheurs basé en Israël a récemment annoncé avoir développé un modèle d'apprentissage automatique capable de prédire les grands tremblements de terre 48 heures à l'avance avec une précision de 83 %. Ce modèle analyse l'évolution du contenu en électrons de l'ionosphère au cours des 20 dernières années.

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Et les humains ? -

Malgré ces progrès, Zachary Ross assure que les programmes d'IA ne remplaceront pas les scientifiques humains. "Ce ne sont que des outils", précise-t-il, mais ils pourraient devenir aussi indispensables que les sismomètres à l'avenir.

Sources : (National Geographic) (BBC) (Smithsonian Magazine)

Voir aussi : Tout savoir sur la faille de San Andreas

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