IONONAMI : détection ionosphèrique et directe de tsunamis par radar OTH et par systèmes spatiaux – IONONAMI

Ce projet vise à démontrer que les radars trans-horizons (OTH-R) peuvent être utilisés comme des systèmes d’alerte de tsunamis à court terme et qu’à plus long terme, un système d’alerte spatial est techniquement réalisable. Nous étudierons deux stratégies de détection. La première est basée sur le signal ionosphérique du tsunami.  De tels signaux ont été observés lors de deux tsunamis d’amplitude différente: le premier, généré par le séisme du Pérou en 2001, avait une amplitude en pleine mer de quelques centimètres. Le second fut le tsunami de Sumatra de 2004, avec une amplitude d’un demi-mètre. Dans les deux cas, une modélisation complète du signal reste à faire. Cela sera notre premier objectif. Nous utiliserons pour cela un modèle 3D d’atmosphère et d’ionosphère et un modèle réaliste de la forme d’onde du tsunami en mer. Une fois validé par les observations, ce problème direct nous permettra de calculer des jeux de données synthétiques, permettant de simuler les signaux ionosphériques de tsunamis détectés par des radar OTH et d’optimiser les modes d’observation. En parallèle, nous effectuerons plusieurs campagnes de mesure avec l’OTH-R Nostradamus en mer du Nord et en Méditerranée. L’objectif sera de caractériser le bruit associé à la variabilité naturelle de l’ionosphère et celui inhérent aux OTH-R. Nous effectuerons également des mesures, dans la mesure du possible et des disponibilités liées au caractère dual du système Nostradamus, lors des évènements sismiques de magnitude Ms>7 au niveau mondial et des évènements de forte magnitude en Méditerranée. Un système d’alerte sismique sera utilisé pour déclencher ces mesures. Ces données nous permettront de préciser les seuils de détection des OTH-R et de simuler quelques évènements fictifs mais réalistes. Cette première méthode de détection est cependant limitée par la couverture des OTH-R et par le temps nécessaire à l’onde de gravité pour atteindre l’ionosphère. Le second volet du projet consistera donc à étudier des systèmes d’alerte spatiaux globaux: nous étudierons tout à la fois un système actif radar et un système passif optique, basé sur une détection dans la mésosphère des émissions hors-équilibre associées aux ondes de gravité. Dans les deux cas, une modélisation complète des signaux sera réalisée. Enfin, la dernière partie du projet consistera à étudier les performances des radars OTH en termes de détection directe des tsunamis. Ceci permettrait alors de réduire le temps d’alerte au stricte minimum. Les résultats du projet seront publiés dans des articles de recherche et dans des rapports non-classifiés, dans le respect toutefois du caractère confidentiel des systèmes OTH-R. Sur la base de ces résultats, une stratégie d’intégration à court terme des systèmes duaux OTH-R dans les réseaux mondiaux d’alerte de tsunami pourra alors être envisagée, de même que de futurs projets visant au lancement d’un système satellitaire d’alerte de tsunami mondial.