L’optique aidera à détecter les tremblements de terre sous-marins

Des centaines de câbles à fibres optiques traversent les mers et les océans. Ils peuvent être utilisés non seulement pour la transmission de données, mais peuvent également contribuer à la détection rapide des tremblements de terre sous-marins.

Les réseaux de câbles à fibre optique sont partout. Enfoui sur le fond marin, dans des fossés ou posé dans des canaux sous les rues et les bâtiments de la ville, le long des routes et des voies ferrées, il se connecte aux super autoroutes de données, gère plus de 95 % de la connectivité mondiale. Il y a environ 486 câbles sous-marins actifs ou en constructionAvec plus de 1 300 destinations terrestress’étendant jusqu’à plus d’un million de kilomètres. Dans le cas de leurs homologues terrestres, on peut en parler des distances encore plus grandes.

La fibre optique est au cœur d’Internet, permettant une communication instantanée entre des personnes, des appareils et des ordinateurs distants de quelques mètres seulement, comme dans les centres de données et les campus, sur de vastes distances couvrant les continents et les océans. Ils peuvent avoir des câbles sous-marins ainsi que des câbles terrestres une autre utilisation utile.

Capteur à fibre optique

Le secteur des télécommunications passe rapidement du cuivre à la fibre optique. Chaque bit de données que les ordinateurs envoient ou reçoivent, et presque chaque appel téléphonique que nous passons, est transmis par fibres optiques. Même communication la téléphonie mobile il est basé sur eux. Seuls les derniers kilomètres sont transportés « par avion ». Depuis 60 ans, les ingénieurs explorent la possibilité d’utiliser les fibres comme capteurs.

Les ingénieurs et les scientifiques ont compris les incroyables possibilités des capteurs optiques dès leur plus jeune âge. Le premier brevet de capteur à fibre remonte à 1960, et pendant des décennies, les esprits les plus créatifs ont exploré les nombreuses possibilités intéressantes qu’il offre.

Dit Matteo Lonardi, ingénieur de recherche chez Nokia Bell Labs

La technologie la plus importante à l’origine du développement des capteurs est Détection acoustique distribuée (DAS) qui permet mesures en temps réel sur toute la longueur du câble. Contrairement aux instruments conventionnels qui dépendent de capteurs fonctionnant à des points spécifiques, les capteurs diffus utilisent le câble lui-même pour détecter l’environnement.

Tout simplement, Connecté à une extrémité du câble, le capteur DAS envoie des impulsions optiques et regarde la lumière qui revient de chaque fragment microscopique du câble (un processus connu sous le nom de Rayleigh Backscatter). En collectant ces minuscules particules de lumière et en les regardant changer des milliers de fois par seconde en raison des vibrations à proximité, l’appareil découvre et voit des signatures d’événements uniquesqui a suivi en conséquence identifie et attribue.

Le DAS est un capteur spécialisé qui détecte les événements acoustiques autour de la fibre. Pour cela, il a besoin d’une fibre spéciale qui n’est pas utilisée pour la transmission de données.

Le DAS ne joue pas un rôle actif dans le transfert de données ou la communication en soi, mais peut être déployé le long d’une ligne ou d’un réseau de communication pour protéger les ressources en fibre ou localiser les intersections.

Dit Dan Danskin, responsable commercial DAS chez Alcatel Submarine Networks

Application de capteurs

Le réseau optique de télécommunications est à la fois une infrastructure critique qui doit être surveillée en permanence et un capteur potentiellement distribué à l’échelle mondiale. La collecte d’informations sur l’environnement peut aider non seulement à identifier d’éventuelles menaces ou perturbations dans le réseau, mais également à fournir des informations sur une zone où d’autres capteurs ne suffisent pas.

Un avantage significatif des capteurs optiques est suivi de câblequi traverse souvent des terrains accidentés et des fonds marins mouvants. Par exemple, des transpondeurs cohérents peuvent aider dans la surveillance de l’ensemble de l’infrastructure câblée, en le sécurisant contre tout signe de défaillance et en optimisant le débit. Il peut y avoir des événements météorologiques défavorables tels que des tempêtes, des tremblements de terre et des travaux de construction qui peuvent perturber les fibres détecté avec des outils spéciaux ou directement sur le transpondeur. Le résultat est une récupération plus rapide, une disponibilité plus longue et une meilleure qualité de service.

Les câbles doivent également être là à l’abri des activités humainescomme le chalutage, l’ancrage et le dragage. Des capteurs peuvent détecter les vibrations des filets de pêche traînés sur le fond marin. Les chaluts sont une menace majeure pour les câbles sous-marins, causant environ 70 % de tous les dommages au réseau. Une alerte précoce donnera au câblo-opérateur le temps d’établir une communication radio avec le navire et de lui demander de s’éloigner du câble.

L’optique peut même être il est utilisé pour la surveillance écologique et scientifique des tremblements de terre et des tsunamis. Le réseau de câbles sous-marins existant peut être efficacement transformé en un réseau géant de capteurs qui, combinés à des réseaux basés sur des sismomètres, peuvent améliorer considérablement la surveillance mondiale des tremblements de terre à un coût abordable. De plus, les fibres optiques peuvent surveiller différentes conditions océanographiquestels que les courants océaniques et les chutes de pierres aider à surveiller les mammifères.

En ce qui concerne les capteurs de câbles terrestres, le DAS est largement utilisé pour la surveillance des canalisations terrestresy compris la détection de fuites, les perturbations externes et la surveillance des mouvements de terrain. Il peut être utilisé pour la protection du périmètre des actifs critiques ainsi que pour le contrôle des frontières.

En utilisant les réseaux de câbles à fibres optiques existants dans les zones urbaines, DAS peut fournir réseaux de détecteurs pour surveiller le trafic et les conditions routières. La surveillance ferroviaire est un autre domaine en développement où le DAS peut être appliqué. En utilisant un câble à fibre optique le long des voies, DAS peut fournir informations sur les trains en mouvement, détecter l’activité de tiers et localiser les rochers et les glissements de terrain.

En raison de l’expansion massive des réseaux optiques, la capacité de suivre et de découvrir peut s’avérer très nécessaire. C’est une technologie qui a un impact positif et significatif en aidant dans la réduction et la maîtrise des risques grâce à la détection précoce des incendies, des tempêtes et des tremblements de terre. Il peut même jouer un rôle actif dans la lutte contre les effets du changement climatiquerendre le monde plus sûr.

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Crédit d’image : Shutterstock

Source du texte : Nokia

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