L'histoire a une façon de se répéter. Mais contrairement à la science, fondée sur des principes généraux et des théories testables sur le monde naturel, l'histoire examine les événements passés et les actions humaines en utilisant des preuves et de l'interprétation. Cette délimitation est essentielle lors de la prévision des tremblements de terre et des ondes de tsunami pour la côte ouest du Canada, car les chercheurs n'ont tout simplement pas les données scientifiques nécessaires pour rendre les communautés sûres – du moins pas encore – les calculs actuels sont informés par les catastrophes naturelles historiques dans des endroits éloignés comme le Japon et l'Indonésie.
Pour contrer cette pénurie de données, une nouvelle étude occidentale a soutenu les statistiques traditionnelles avec de nouvelles techniques d'apprentissage automatique, en utilisant l'intelligence artificielle, pour tester des modèles d'alerte précoce pour Tofino, en Colombie-Britannique – une destination populaire et une destination touristique sur la côte ouest de l'île de Vancouver.
Dans l'ensemble, les données collectées montrent que l'attente plus longtemps pour publier un message d'alerte précoce du tsunami fonctionne mieux en termes d'évacuation en toute sécurité et ordonnée le plus de personnes qu'un temps de réponse plus court. Cependant, cette approche est problématique car les temps d'attente plus longs peuvent rendre les messages d'avertissement moins efficaces et, finalement, plus mortels pour les évacués et les intervenants d'urgence.
« Nos modèles montrent que lorsque les temps d'attente sont trop courts, les performances des modèles d'alerte précoce du tsunami varient considérablement en termes de succès », a déclaré Katsuichiro Goda, professeur de recherche sur les sciences de la terre et présidente de recherche du Canada dans l'évaluation des risques multi-hazard. « Nous devons continuer à collecter des données et à utiliser plusieurs ensembles de données pour développer un modèle d'alerte précoce du tsunami robuste pour Tofino et d'autres communautés côtières sur l'île de Vancouver. »
Topographie faible, haut risque
Tofino est à haut risque de tsunamis en raison de son emplacement près de la zone de subduction de Cascadia. Situé à 100-200 kilomètres au large de la côte du Pacifique de l'Amérique du Nord, la zone de subduction de Cascadia est une limite de plaque convergente (tectonique) capable de produire plus de 9,0 tremblements de terre de magnitude et de tsunamis qui pourraient atteindre 20 à 30 mètres de haut.
Les tsunamis localisés, générés par des tremblements de terre sur la zone de subduction de Cascadia, peuvent atteindre Tofino en 15 à 20 minutes, laissant peu de temps pour avertir. La communauté travaille activement sur la préparation au tsunami, y compris la construction potentielle de tours de tsunami.
« Nous n'avons pas de données pour vérifier que notre modèle et notre prédiction sont corrects car aucun tsunami n'a jamais frappé Tofino. Nous pouvons étudier les cas historiques, comme Tohoku, pour informer nos modèles. Et nous avons maintenant une meilleure idée de ce qui peut arriver. Ce que nous ne savons pas, c'est de sa taille », a déclaré Goda. « Mais nous savons que cela va arriver. Ce n'est pas une question de si, mais quand. »
Atténuer les catastrophes mortelles
Une série de vagues de tsunami mortelles a frappé Tohoku, au Japon, le 11 mars 2011. Un tremblement de terre de magnitude de 9,0 au large de la côte nord-est de Honshu, la plus grande île du Japon, a déclenché les vagues de tsunami, provoquant près de 20 000 décès. Le tsunami a également déclenché un accident nucléaire majeur dans une centrale le long de la côte.
« Les premiers avertissements pour les tsunamis sont toujours un sujet brûlant car l'impact peut être désastreux et mortel au plus haut niveau », a déclaré Goda. « Tohoku est un exemple classique car c'était si dévastateur. Et bien sûr, il y avait le tsunami 2004 à Sumatra. Ce sont les deux catastrophes majeures qui me motivent. »
Né au Japon, Goda a obtenu sa maîtrise en agriculture de l'Université de Kyoto avant de terminer son doctorat. en génie civil à Western.
Dans l'étude, publiée par Journal de l'ingénierie côtièreGoda a montré des modèles forestiers aléatoires – un algorithme d'apprentissage automatique qui utilise des arbres de décision pour faire des prédictions – a été le système le plus précis par rapport aux réseaux neuronaux, IA inspiré du cerveau humain et plusieurs modèles de régression linéaire, qui sont une méthode statistique traditionnelle.
Mais Goda insiste sur le fait que tous les modèles testés fournissent des données précieuses et devraient être utilisées et référencées croisées.
« La régression multi-linéaire est le modèle de base de longue date que nous utilisons depuis des décennies pour prédire les tsunamis », a déclaré Goda. « Nous devons commencer à utiliser plus de modèles d'IA pour obtenir de meilleurs résultats, mais ils sont plus avertis de données et ne fonctionnent que mieux avec plus de données. »
Et il y a un autre problème avec la prédiction des tsunamis pour Tofino. Alors que la côte ouest du Canada s'appuie, en partie, sur les données de quatre capteurs de fond des océans, déployés au large de l'île de Vancouver par Ocean Networks Canada (détenue et exploitée par l'Université de Victoria), le littoral japonais est surveillé par plus de 150 au large de Tohoku.
« Le Japon a déployé plus de 150 capteurs. C'est un système très cher et aucun autre pays ne peut se le permettre », a déclaré Goda. «Ocean Networks Canada surveille quatre capteurs 24h / 24 qui ont été déployés dans des endroits très stratégiques, dont un juste au large des côtes de l'île de Vancouver.
« Avec cette station quasi partagée, nous devrions nous attendre à obtenir de bien meilleures données. C'était une autre motivation pour l'étude, pour démontrer à quel point nous pourrions avertir les tsunamis imminents si nous avions plus de données. »
Tempête parfaite
Tofino, et son emplacement géographique unique, sont réputés pour son climat doux, y compris les opportunités de surf toute l'année. Avec plus de 35 kilomètres de plages de sable, il attire les surfeurs de tous les niveaux, ce qui en fait un paradis pour les débutants et les surfeurs expérimentés.
Malheureusement, son front de mer exposé et sa topographie basse font également de Tofino un emplacement idéal pour les vagues de tsunami potentielles. En fait, une partie importante des 2 milliards de dollars de 2 milliards de dollars d'actifs économiques est menacée pendant un tsunami.
Goda étudie les communautés côtières à risque, notamment Tofino, La Havane, Cuba et Bali, en Indonésie, en tant qu'enquêteur principal de la communauté et de la résilience des infrastructures au projet d'effets géologiques climatiques à long terme (cercle). L'initiative de recherche interdisciplinaire et internationale procède à des évaluations d'impact multi-hazards des infrastructures physiquement interconnectées pour mieux identifier et protéger les personnes et les communautés vulnérables le long des côtes mondiales.
« Les habitants de Tofino sont confrontés à un certain nombre de défis si une évacuation rapide était nécessaire, en raison de la seule route reliant la ville à Victoria et du potentiel d'inondation des routes », a déclaré Goda.
Tofino est activement engagé dans la préparation des tsunamis, notamment en cours d'exécution annuelle d'évacuation et des tests d'alerte précoce du tsunami. Des plans sont également en cours pour construire des tours d'évacuation verticales dans la ville.
Dans une autre étude, Goda et ses collaborateurs ont souligné comment la cartographie sismique pour les tremblements et les risques de tsunami est nécessaire pour les communautés côtières comme le Tofino qui font face à des dangers imminents des tremblements de terre offshore. Les évaluations des risques sismiques à plus grande échelle comme celle que Goda et les partenaires produites nécessitent une cartographie des risques sismiques régionaux et locaux, où les différences relatives de tremblement sismique dans une zone sont identifiées et cartographiées. Ce processus est connu sous le nom de microzonation.
Goda et le savant post-doctoral Nova Roosmawati visitent Tofino en octobre pour le prochain test d'alerte tsunami prévue de la ville, menant un atelier pour partager leurs dernières résultats de recherche avec les membres de la communauté. L'équipe a également un atelier prévu pour le 11 septembre à Bali.
