Alerte sismique précoce grâce à la 5G

La faible latence, le traitement des données à la périphérie et la vitesse de traitement élevée changent tout

Les catastrophes naturelles sont non seulement dévastatrices, mais elles sont inévitables. Un tremblement de terre peut entraîner la destruction d’habitations, d’usines, d’écoles, de magasins, de ponts et de routes. De plus, les étincelles électriques causées par les courts-circuits provoquent fréquemment des incendies. Les services publics comme l’électricité, le transport en commun et les communications peuvent aussi être frappés de plein fouet. Sans oublier les conduites d’eau qui peuvent éclater et entraîner une pénurie d’eau potable. Et sans compter les effets sur l’économie alors que les gouvernements sont responsables de financer les réparations, de répondre aux besoins des victimes, en plus d’avoir à composer avec d’éventuelles perturbations du marché.

La côte Pacifique, la région la plus sujette aux tremblements de terre au Canada, est également un haut lieu de la recherche de pointe sur les activités sismiques et les méthodes visant à contrer ou à atténuer les conséquences très graves associées aux séismes. Si les catastrophes ne peuvent être prévenues, nous pouvons anticiper les risques et automatiser les différentes interventions.

Rogers a investi plusieurs millions de dollars dans l’étude des applications pratiques de la technologie sans‑fil 5G, avec une attention particulière portée à la sécurité publique. Notre partenariat avec l’Université de la Colombie‑Britannique (UBC) comprend une étude des systèmes d’alerte sismique précoce qui peuvent aider à réduire au minimum les dommages et à sauver des vies.

En quoi l'alerte sismique précoce peut-elle être utile?

Les tremblements de terre surviennent rapidement, en 20 secondes environ – ainsi, chaque milliseconde compte. Même une seule alerte reçue quelques secondes avant un tremblement de terre destructeur peut avoir une incidence sur les conséquences possibles de ce dernier. En effet, il est alors possible d’ouvrir automatiquement les postes d’incendie et les travées d’ambulance, d’empêcher la circulation sur les ponts ou dans les tunnels, de détourner des avions et d’arrêter les trains, de suspendre les interventions chirurgicales et d’apporter des changements au fonctionnement d’infrastructures essentielles comme le réseau électrique ou le réseau de transport.

Projet de recherche de l’UBC

Sous la direction du professeur Jose Marti du département de génie électrique et d’informatique de l’UBC, le laboratoire de recherche recueille et interprète des données en temps réel provenant des 2,3 millions de compteurs intelligents de la province au moyen d’algorithmes prédictifs d’intelligence artificielle. « Mes recherches portent principalement sur les systèmes de propagation des ondes, explique le professeur Marti. Au moins un séisme de forte intensité se produit chaque année en Colombie‑Britannique. Ce système d’alerte rapide permet de déterminer la trajectoire et la force de l’onde sismique. »

L’équipe de recherche a simulé l’activité sismique au moyen de « simulateurs de séismes » qui peuvent être installés sur n’importe quelle structure. Une carte de détection, de transmission et de réception se trouve sur l’appareil Raspberry PI, qui ressemble à un ordinateur de la taille de la paume de la main. Cette carte est alimentée par un capteur sismique et un module IFT qui communiquent avec le réseau 5G sans‑fil de Rogers. Si un séisme survenait, les voyants des compteurs intelligents s’allumeraient le long de la trajectoire du tremblement de terre et indiqueraient au moyen d’alertes avec code de couleur où les ondes seraient les plus puissantes. Cet aperçu de la trajectoire et de la force du séisme permet de réagir rapidement pour protéger les personnes, les habitations et les infrastructures.

La faible latence : un élément essentiel

Les générations précédentes de réseaux n’offraient pas la vitesse nécessaire pour déterminer avec précision les fréquences des tremblements de terre, ce qui entraînait des erreurs et des lectures faussées. Contrairement au réseau LTE, le réseau 5G fournit des résultats presque identiques aux données brutes recueillies, et ce, avec une latence de 0 milliseconde. « Avec le réseau 5G, l’erreur entre deux capteurs [est] d’environ de une ou deux millisecondes, par rapport à 10 millisecondes [avec] un réseau LTE. Plus la technologie nous offre une faible latence, plus nous pouvons saisir avec précision la forme des ondes, souligne le professeur Marti. Cette information est capitale pour les intervenants en cas de catastrophe, car le temps presse. »

Le professeur Marti reconnaît que le trafic sur le réseau sera énorme, mais il souligne qu’il est bien géré par la plateforme de traitement des données à la périphérie à accès multiples. « Nous soumettons l’information à la plateforme des données à la périphérie à accès multiples, puis nous procédons à la synchronisation des ondes. Lorsque l’ordinateur de données à la périphérie à accès multiples reçoit l’information, nous pouvons prévoir l’ampleur des dommages dans toute la ville. » Pour gérer ce vaste réseau de capteurs, le professeur Marti propose de créer des sous‑zones, dotées de différents ordinateurs de traitement des données à la périphérie à accès multiples qui correspondraient à diverses parties de la ville.

De l’innovation théorique à l’application pratique

La mise au point d’une solution et sa mise en œuvre auprès de la communauté sont des éléments indissociables. « Nous pouvons concevoir beaucoup de choses sur papier, mais si nous ne les appliquons pas sur le terrain, elles n’ont aucune valeur, mentionne le professeur Marti. Si cette approche se matérialise, le champ d’application serait la ville de Vancouver. »

Neel Dayal, directeur principal, Innovation et partenariats, Rogers Communications, envisage quant à lui « différents cas d’utilisation du réseau 5G pour divers environnements », avec une attention portée aux besoins particuliers de chaque région. « Puisque Rogers est un fournisseur national, nous mettons l’accent sur la résolution de problèmes partout au pays. Essentiellement, toutes les applications peuvent tirer profit du réseau 5G. »

Le professeur Marti est emballé à l’idée de travailler avec le réseau 5G de Rogers, notamment en raison de la faible latence et de la vitesse de traitement élevée qui peuvent contribuer à réduire de façon concrète les dommages causés par les séismes. « L’équipe de Rogers est très bien informée et nous a grandement aidés à cerner ce que la technologie permet de réaliser physiquement et ce que les algorithmiques peuvent permettre d’effectuer. Nous ne pouvons pas prévenir les catastrophes, mais j’espère qu’avec les outils que nous sommes en train de mettre au point ici, nous serons en mesure de mieux les gérer. Ainsi, nous sauverons des vies. »

Découvrez-en plus sur l’avenir de la 5G, y compris nos collaborations touchant la transport intelligent et l’exploitation minière intelligente ainsi que notre travail sur la 5G en partenariat avec l’Université de Waterloo.

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