Gotowa bibliografia na temat „Tsunamis – Prévision”

Les oscillations du niveau de la mer d'origine météorologique dans la gamme de fréquence des tsunamis (10–4 à 10–2 Hz) ont fait l'objet d'un nombre croissant d'études au cours des dernières décennies. Pour désigner ce phénomène, on utilise le terme de « tsunami météorologique » ou de « météo-tsunami » depuis le début de ce siècle. Lorsqu'il survient, il peut provoquer de forts courants occasionnant des difficultés pour la navigation ainsi que mettre en danger les personnes et les biens. De nombreuses études ont démontré qu'il est le résultat d'une succession de plusieurs mécanismes météorologiques et hydrologiques. Suivant le lieu et la saison, différents types de mécanismes météorologiques peuvent intervenir. Dans certains cas, des modèles de prévision et des systèmes d'alerte ont été mis en oeuvre. Sea level oscillations of meteorological origin in the frequency range of tsunamis (10–4 to 10–2 Hz) have been the subject of increasing number of studies in recent decades. to designate this phenomenon, the terms ‘meteorological tsunami’ and ‘meteotsunami’ have been used since the beginning of this century. When it occurs, it can cause strong currents, making navigation difficult and endangering people and property. Numerous studies have shown that it is the result of a succession of several meteorological and hydrological mechanisms. Depending on the location and season, different types of meteorological mechanisms can come into play. In some cases, forecasting models and alert systems have been implemented.

L'estimation précise et rapide de la magnitude des grands séismes est cruciale pour prévoir les tsunamis potentiels. Les systèmes traditionnels d'alerte sismique précoce s'appuyant sur les premières ondes sismiques (P) enregistrées, fournissent des estimations rapides de la magnitude (Mw) mais saturent généralement pour les événements de Mw ≥ 7,5, les rendant inadaptés pour l'alerte tsunami. Des systèmes alternatifs, s'appuyant sur la phase W ultérieure ou sur des signaux géodésiques, fournissent des estimations de magnitude non saturées plus précises, au prix d'une alerte beaucoup plus lente, et donc de temps d'avertissement beaucoup plus courts. Dans ce contexte, nous explorons le potentiel des signaux élasto-gravitationnels précoces (PEGS). Les PEGS se propagent à la vitesse de la lumière, sont sensibles à la magnitude et au mécanisme au foyer du séisme et ne saturent pas pour les très grands événements. Afin d'exploiter rapidement l'information contenue dans ces signaux de très faible amplitude, nous utilisons une approche d'apprentissage profond. Nous entraînons d'abord un Réseau de Neurones Convolutif (CNN) pour estimer la magnitude et la localisation d'un séisme à partir des PEGS synthétiques augmentés de bruit empirique (enregistré par de vrais sismomètres). Testé sur des données réelles le long de la zone de subduction chilienne, nous montrons qu'il aurait correctement estimé la magnitude du séisme de Maule de 2010 (Mw 8,8). Néanmoins, l'approche semble être limitée aux événements de Mw ≥ 8,7 dans ce contexte. Nous utilisons ensuite un Réseau de Neurones Graphiques (GNN) conçu pour améliorer les performances du CNN. Nous montrons que le GNN peut être utilisé pour estimer rapidement la magnitude des événements de Mw ≥ 8,3 au Pérou. Enfin, nous implémentons le modèle dans le système d'alerte précoce du Pérou (en complément du système actuel d'alerte précoce aux séismes) et testons son utilisation opérationnelle pour l'alerte tsunami en temps réel simulé
Accurate and timely estimation of large earthquake magnitudes is critical to forecast potential tsunamis. Traditional earthquake early warning systems, relying on the early recorded seismic (P) waves, provide fast magnitude (Mw) estimates but typically saturate for Mw ≥ 7.5 events, making them unfit for tsunami warning. Alternative systems, relying on the later W phase or on geodetic signals, provide more accurate unsaturated magnitude estimates, to the cost of much slower warning, and therefore much shorter warning times. In this context, we explore the potential of prompt elastogravity signals (PEGS). PEGS propagate at the speed of light, are sensitive to the magnitude and focal mechanism of the earthquake and do not saturate for very large events. In order to rapidly leverage the information contained in these very low-amplitude signals we use a deep learning approach. We first train a Convolutional Neural Network (CNN) to estimate the magnitude and location of an earthquake based on synthetic PEGS augmented with empirical noise (recorded by actual seismometers). Tested on real data along the chilean subduction zone, we show that it would have estimated correctly the magnitude of the 2010 Mw 8.8 Maule earthquake. Nevertheless, the approach appears to be limited to Mw ≥ 8.7 events in this context. We then use a Graph Neural Network (GNN) designed to improve the performance of the CNN. We show that the GNN can be used to rapidly estimate the magnitude of Mw ≥ 8.3 events in Peru. Finally, we implement the model in the early warning system of Peru (as a complement of the current earthquake early warning system) and test its operational use for tsunami warning in simulated real time

À ce jour, aucun système efficace d'alerte rapide aux tsunamis (TEWS pour ses initiales en anglais) n'a encore été mis en place à l'échelle mondiale. Cette situation reflète un défi proverbial dans le domaine des géosciences : Instrumenter les fonds marins du monde entier et mener des observations à long terme avec une couverture spatiale et temporelle suffisante. Un paradigme sous la forme d'une nouvelle technologie photonique a été proposé pour une surveillance véritablement multi-échelle, tout en maintenant des coûts relativement bas. La détection acoustique distribuée (DAS) utilise les fibres optiques elles-mêmes pour mesurer la distribution spatiale des propriétés environnementales en chaque point de la fibre optique. En exploitant les plus d'un million de kilomètres de fibres optiques posées sur les continents et les océans, la communauté scientifique disposerait d'un réseau mondial permanent de surveillance composé de capteurs à composante unique, très sensibles et densément espacés, capables de fournir des données en temps réel et en continu. Bien qu'il ait été démontré que le DAS est capable d'enregistrer des phénomènes océanographiques de longue période tels que les marées et les ondes de gravité, et que des observations empiriques de sensibilité aux variations de pression du fond marin aient été rapportées, le mécanisme de détection de la pression dans le DAS reste à décrire quantitativement. Dans ce contexte, cette thèse vise à fournir une preuve de concept d'une architecture DAS spécifique (détection sensible à la phase utilisant des impulsions laser chirpées) adaptée aux applications TEWS. Pour atteindre cet objectif, ce travail a évalué la sensibilité requise et examine les performances de l'instrument DAS pour s'assurer de la détection des vagues de tsunami. Un modèle dérivé des déformations (strain) du fond marin potentiellement induites par les vagues de tsunami est présenté et montre que la compliance du sol marin et l'effet de Poisson sur le câble sont les principaux mécanismes par lesquels le DAS est censé enregistrer le passage des vagues de tsunami. L'analyse du modèle dérivé est étayée par des simulations physiques tridimensionnelles entièrement couplées de la rupture sismique, des ondes sismo-acoustiques et de la propagation des ondes de tsunami. En outre, comme pour la plupart des instruments, la sensibilité aux basses fréquences est principalement entravée par le bruit de 1/f de l'instrument. Ce travail identifie plusieurs améliorations dans le matériel opto-électronique afin de réduire le bruit de l'instrument et d'augmenter la sensibilité aux signaux à basse fréquence pertinents pour les signaux de tsunami, en particulier dans le régime de 1 à 10 mHz. L'analyse théorique et les simulations numériques présentées dans ce travail montrent qu'il est réellement possible de détecter les vagues de tsunami à l'aide de câbles à fibres optiques
To date, an effective Tsunami Early-Warning System (TEWS) at a global scale is not yet in place. This reflects a proverbial challenge in geosciences: To instrument the world's ocean floors and conduct long-term observations with sufficient spatial and temporal coverage. A paradigm in the form of a novel photonic technology has been proposed for truly multi-scale monitoring, whilst keeping costs relatively low. Distributed Acoustic Sensing (DAS) uses optical fibers themselves to measure the spatial distribution of environmental properties along every point of the optic fiber. By leveraging the more than one million kilometers of optical fiber laid across the continents and oceans, the scientific community stands to gain permanent, global monitoring network of densely-spaced, highly sensitive single-component sensors, capable of providing continuous real-time data. Although it's been shown that DAS is capable of recording long-period oceanographic phenomena such as tides and gravity waves waves, and empirical observations of sensitivity to seafloor pressure variations; the pressure detection mechanism in DAS remains to be quantitatively described.Within this context, this thesis aims to provide a proof-of-concept of a specific DAS architecture (phase-sensitive detection employing chirped laser pulses) suitable for TEWS applications. Towards this objective, this work assessed the sensitivity required, and considers DAS instrument performance to ascertain detection of tsunami waves. A derived model of the expected seafloor strains potentially induced by tsunami waves is presented and finds seafloor compliance and the Poisson effect on the cable as the primary mechanisms through which DAS is anticipated to record the passage of tsunami waves. The analysis of the derived model is supported by fully coupled 3-D physics-based simulations of earthquake rupture, seismo-acoustic waves and tsunami wave propagation. Furthermore, as most instrumentation, the sensitivity at low frequencies is primarily hindered by 1/f instrument noise. This work identifies several enhancements in the opto-electronic hardware towards reducing instrument noise, and increase of sensitivity to low-frequency signals relevant to tsunami signals, specifically in the 1-10 mHz regime. The theoretical analysis and numerical simulations presented in this work point to the real possibility of detecting tsunami waves using fiber optic cables

Les grands séismes de subduction, situés dans des zones d'interface Terre-Mer, génèrent les tsunamis les plus destructeurs. Dans les zones faiblement dotées d'équipements de protection comme par exemple au Japon, la sécurité des populations repose entièrement sur des mesures de prévention et sur des systèmes d'alerte aux tsunamis efficaces, alimentés en temps réel par des données d'observation. C'est à ce second volet que cette thèse se propose de contribuer. Les méthodes conventionnelles d'alerte aux tsunamis sont basées sur la télédétection et l'analyse des ondes sismiques pour l'estimation rapide des paramètres du séisme générateur. Les premières évaluations de la menace tsunami sont dans le meilleur des cas complétées par la détection in-situ de la vague et la mesure de sa hauteur par des capteurs de pression. Une information rapide et fiable est critique pour la prédiction du risque de submersion des zones côtières proches ou lointaines.Le travail de thèse ici présenté s'intéresse à fournir des informations rapides, indépendantes et peu coûteuses pour alimenter les systèmes d'alerte tsunami. En effet, au-dessus de l'endroit où un tsunami est initié par un séisme, il produit une empreinte dans l'ionosphère qui peut être caractérisée à l'aide de la technique GNSS. Je m'intéresse à évaluer le potentiel tsunamigène d'un séisme en localisant l'origine de la perturbation atmosphérique. Ce manuscrit se concentre en particulier sur la perturbation acoustique révélée par sondage GNSS de l'ionosphère et développe une technique applicable aux données collectées par une seule station GNSS. Les réseaux de stations GNSS permanentes déployées dans le monde permettent ainsi d'obtenir des mesures d'opportunité ne demandant pas de développer de nouvelles infrastructures dédiées. Par l'étude de ces signaux et la modélisation d'une perturbation acoustique se propageant vers la haute atmosphère, je montre dans ce manuscrit que les observations d'une station multi-GNSS et bi-fréquence relativement proche (<500km) de la source permettent d'estimer la localisation de l'origine de la perturbation à la surface du globe. Enfin, dans le contexte de l'essor des réseaux de stations multi-GNSS, je discute le potentiel de cette méthode innovante pour l'alerte aux tsunamis
Large subduction earthquakes, located in land-sea interface zones, generate the most destructive tsunamis. In areas with little protective equipment, such as Japan, the safety of populations relies entirely on preventive measures and effective tsunami warning systems, fed in real time by observation data. This thesis aims to contribute to the latter aspects. Conventional tsunami warning methods are based on remote sensing and seismic wave analysis for rapid estimation of the generating source parameters, namely the earthquake parameters. Initial assessments of the tsunami threat are ideally complemented by in-situ detection of the wave and measurement of its height by pressure sensors. Rapid, reliable information is critical for predicting the risk of flooding in coastal areas, both in near- and far-field.The presented research works aim at providing rapid, independent and inexpensive information to feed tsunami warning systems. Indeed, above the location where a tsunami is initiated by an earthquake, the sea-surface initial uplift produces an imprint in the ionosphere that can be monitored using GNSS technology. I am interested in assessing the tsunamigenic potential of an earthquake by locating the origin of the atmospheric disturbance. This manuscript focuses in particular on the acoustic disturbance revealed by GNSS sounding of the ionosphere, and develops a technique applicable to data collected by a single GNSS station. The networks of permanent GNSS stations deployed around the world thus make it possible to obtain opportunity measurements that do not require the development of dedicated infrastructures. By studying these signals and modeling an acoustic disturbance propagating towards the upper atmosphere, I show in this manuscript that observations from a relatively close (<500km) from the source, dual-frequency multi-GNSS station can be used to estimate the location of the disturbance's origin on the earth's surface. Finally, in the context of the rise of multi-GNSS station networks, I discuss the potential of this innovative method for tsunami warning

Le risque de tsunami en mer d'Alboran est peu médiatisé et méconnu du grand public. Dans ce bassin occidental de la mer Méditerranée, le contexte géologique est propice à l'occurrence de glissements sous-marins pouvant être à l'origine de tsunamis. Les conséquences de ces événements puissants et soudains pourraient être désastreuses pour les littoraux marocains et espagnols compte tenu du temps de réaction très court dont disposent les populations et du caractère extrême des catastrophes de 2004 (océan Indien) et 2011 (Japon). Le besoin d'anticiper leurs conséquences potentielles sur le littoral nord marocain en phase de développement socio-économique intense est donc justifié par le poids de cette menace latente et l'importance des enjeux qui y sont exposés. Dans un contexte de renforcement de la gestion des risques naturels au Maroc, aussi bien sur le volet de prévention que celui de gestion de crise, calibrer adéquatement les moyens pour répondre au risque de tsunami nécessite d'évaluer la vulnérabilité de la société marocaine. Choisi comme cas d'étude, la ville de Martil reflète les mutations territoriales et les dynamiques socio-économiques du littoral nord marocain, où un tsunami aurait des conséquences dramatiques.L'étude évalue l'aléa d'inondation par tsunami et la vulnérabilité de Martil à travers un atlas cartographique, premier du genre pour le littoral méditerranéen du Maroc. Elle analyse l'inondation pour deux scénarios de tsunamis générés par des glissements sous-marins de 0.9 km³ et 3.8 km³ en utilisant des méthodes SIG et de modélisation numérique. Martil, située dans une plaine littorale, est particulièrement sensible aux inondations, surtout en front de mer et dans les zones basses. En confrontant les résultats des modèles avec le plan d'aménagement local, il apparaît que la progression urbaine incontrôlée et axée sur l'accueil touristique augmente la vulnérabilité de la ville. Le système de gestion de crise de Martil montre une capacité limitée à gérer une catastrophe, avec des dysfonctionnements potentiels majeurs de ses activités sociales, culturelles, éducatives, religieuses et économiques. En utilisant des bases de données nationales, l'étude estime les pertes potentielles des entreprises pour chaque scénario, montrant que la concentration économique vers les services du secteur touristique exacerbe la vulnérabilité d'une ville souffrant déjà de disparités socio-économiques. Cette étude ouvre des perspectives pour appliquer cette méthodologie à d'autres communes du littoral nord marocain pour lesquelles une évaluation du risque de tsunami apparaît également nécessaire
The risk of tsunamis in the Alboran Sea receives little media coverage and is little known to the general public. In this western basin of the Mediterranean Sea, the geological context is conducive to the occurrence of submarine landslides that has the potential to cause tsunamis. The consequences of these sudden, powerful events could be disastrous for the Moroccan and Spanish coastlines, given the short reaction time that such an event provides and the extreme nature of the disasters in 2004 (Indian Ocean) and 2011 (Japan).The need to anticipate their potential consequences on the northern Moroccan coastline, which is currently undergoing intense socio-economic development, is therefore justified by the weight of this latent threat and the importance of the issues at stake. In a context of strengthening natural risk management in Morocco, both in terms of prevention and crisis management, adequately calibrating the means to respond to the risk of a tsunami requires an assessment of the vulnerability of Moroccan society. Chosen as a case study, the town of Martil reflects the territorial changes and socio-economic dynamics of Morocco's northern coastline, where a tsunami would have dramatic consequences.This study assesses the tsunami inundation hazard and vulnerability of Martil using a cartographic atlas, the first of its kind for Morocco's Mediterranean coastline. It analyses inundation for two tsunami scenarios generated by submarine landslides of 0.9 km³ and 3.8 km³ using GIS and numerical modelling methods. Martil, located on a coastal plain, is particularly susceptible to flooding, especially on the seafront and in low-lying areas. A comparison of the results of the models with the local development plan shows that uncontrolled urban growth focused on tourism is increasing the town's vulnerability. Martil's crisis management system shows a limited capacity to deal with a disaster, with major potential dysfunctions in its social, cultural, educational, religious and economic activities. Using national databases, this study estimates potential business losses for each scenario, showing that the economic concentration on services in the tourism sector exacerbates the vulnerability of a city already suffering from socio-economic disparities. This study opens the possibility of applying this methodology to other towns on the northern Moroccan coast, where a tsunami risk assessment would also appear to be necessary