Métamatériaux : des forêts pour lutter contre les séismes (vidéo)

captureDes structures se comportant comme des métamatériaux pourraient servir à bâtir des boucliers antisismiques pour protéger nos villes et les centrales nucléaires des tremblements de terre. On pourrait même utiliser pour cela des arbres convenablement plantés sous forme de forêts, selon des chercheurs.

Comme le prouve un article publié dans Scientific Reports par une équipe de chercheurs français et britanniques, la possibilité d’utiliser des structures qui se comportent comme des métamatériaux pour les ondes élastiques dans les solides continue d’être explorée. Avec des ondes lumineuses, on sait que les métamatériaux ont ouvert la porte à la réalisation d’un vieux rêve de l’humanité, l’invisibilité, en déviant celles-ci de façon appropriée. Physiciens et mathématiciens avaient montré il y a quelques années qu’il était en théorie possible également de dévier les ondes sismiques produites par les tremblements de terre en appliquant les mêmes principes responsables de la structure des métamatériaux. On devait donc pouvoir protéger des bâtiments, comme les centrales nucléaires du Japon, en les entourant de l’équivalent des boucliers d’invisibilité déjà réalisés avec des micro-ondes.

Pour obtenir ce résultat, il fallait notamment creuser des puits appropriés dans le sol comme nous l’avions expliqué précédemment plus bas dans cet article. Toutefois, en y regardant de plus près, on remarque que la méthode n’est pas sans défaut.

Des ondes de Rayleigh déviées par des arbres

Les ondes déviées pour protéger un bâtiment peuvent détruire celui qui était voisin et parmi les fameuses ondes sismiques en surface dite de Rayleigh bien connues des sismologues, certaines ont des longueurs d’onde suffisamment importantes pour ne pas être affectées par les systèmes d’invisibilité sismiques déjà envisagés. Heureusement, ces problèmes semblent pouvoir être surmontés en utilisant… des arbres !

Des expériences menées en France avec une petite forêt de pins non loin du Campus de l’université Joseph Fourier à Grenoble, jointes à des simulations numériques confirment en effet que les arbres peuvent se comporter comme des résonateurs réémettant des ondes de Rayleigh dans une certaine bande de fréquence en réponse à l’arrivée de celles produites par un séisme, de sorte qu’au final elles sont envoyées en profondeur dans le sol, et ce même pour de grandes longueurs d’onde. Curieusement, la protection est la plus efficace pour des arbres plantés de façon dense et aléatoire. Elle s’améliore encore en couvrant une plus grande bande de fréquence si les arbres sont arrangés avec des hauteurs décroissantes.

Il y a pourtant un caveat. Pour le moment, le concept ne fonctionne que si les ondes arrivent de deux directions et de deux directions seulement. Mais les chercheurs sont confiants. Ils finiront par faire sauter ce verrou.

(Source : Futura Sciences)

Comment faire face aux catastrophes naturelles ?  Chaque année de nombreuses catastrophes naturelles ravagent les pays du Sud. Malheureusement, avec le peu de moyens disponibles, la gestion de ces états de crise est souvent problématique. Sébastien Hardy, géographe de l’IRD (institut de Recherche pour le développement) nous parle au cours de cette vidéo des solutions envisagées par l’organisme pour traiter le problème.

Tremblements de terre des 15 premières années du XXIe siècle

 

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