Le sismomètre grand public du lycée fournit une alerte précoce aux tremblements de terre à faible coût – Technoguide

Un lycéen du sud de la Californie a construit un dispositif de sismomètre à faible coût qui émet des alertes précoces de tremblement de terre pour les maisons et les entreprises. Coûtant moins de 100 dollars à fabriquer aujourd’hui, le sismomètre pourrait un jour être un dispositif de sécurité domestique ordinaire semblable à un détecteur de fumée intelligent, explique son inventeur Vivien He.

De la taille d’un cube Rubik’s et recouvert d’acrylique transparent, le sismomètre a un look élégant et prêt pour le consommateur. Le géophone de l’appareil détecte les mouvements entrants du sol, tandis que le matériel et les logiciels embarqués traduisent les signaux électriques du géophone en une forme d’onde numérique. L’appareil a détecté tous les tremblements de terre de magnitude 3,0 autour de Los Angeles depuis septembre 2020.

Lorsque les tremblements de terre sont plus forts que le seuil d’alerte défini par l’utilisateur, l’appareil peut déclencher l’alarme embarquée pour un avertissement sur site, envoyer un message texte aux abonnés locaux du service d’alerte régional et peut être contrôlé à partir d’un smartphone.

Il a présenté ses recherches sur l’appareil lors de la réunion annuelle 2021 de la Seismological Society of America (SSA) et a également remporté une bourse de voyage pour étudiants de la SSA, le seul lycéen parmi tous les bénéficiaires, à assister gratuitement à la conférence. Elle est étudiante au lycée Palos Verdes Peninsula à Rolling Hills Estates. Il remercie son professeur de recherche scientifique, Melissa Klose, pour ses conseils sur les méthodes de recherche scientifique et son soutien dans la recherche d’opportunités de recherche.

Il a recherché, conçu, construit et testé l’ensemble de l’appareil au cours d’un été et d’un automne passés à la maison sous les restrictions COVID-19. Son laboratoire à domicile occupe un coin d’une chambre avec «des tiroirs de chevet pleins de petits fils et de géophones et de composants supplémentaires». elle a dit.

Il y avait aussi la salle de bain qu’elle a empruntée où la lumière vive était bonne pour la soudure. Pour la découpe au laser acrylique, son père l’a aidée à traîner une table hors du garage dans la cour par mesure de sécurité.

«Je l’ai fait – ne le dis pas à ma mère – mais j’ai eu une fois un petit feu», a-t-elle admis.

Le dispositif sismomètre comble une lacune dans les systèmes d’alerte précoce aux tremblements de terre actuels, a-t-il déclaré, en offrant une alternative conviviale, peu coûteuse mais conçue pour les besoins des systèmes plus coûteux et de qualité scientifique comme le système ShakeAlert de la côte ouest. Son appareil permet aux personnes vivant dans des zones de tremblement de terre d’obtenir quelques à des dizaines de secondes d’avertissement pour agir et arrêter automatiquement les services publics et les machines au travail.

Il a mis en place une organisation à but non lucratif, Melior Earth, pour l’aider à fournir l’appareil à ceux qui ont besoin d’un système d’alerte précoce en cas de tremblement de terre peu coûteux. «J’espère que je serai en mesure de fournir cela aux familles et aux quartiers à faible revenu avec moins d’infrastructures antisismiques», a-t-elle déclaré.

Calme en quarantaine

Il a eu l’idée du sismomètre après avoir lu un article sur le «calme» sismique inhabituel qui est descendu sur la terre lorsque les verrouillages de COVID-19 ont mis un terme à une grande partie de l’activité humaine. “Je me demandais si je serais capable de mesurer cela depuis ma propre maison”, se souvient-elle, “et puis cela a rapidement évolué pour devenir, je me demande si je peux mesurer chez moi et l’appliquer à l’alerte précoce aux tremblements de terre?”

Elle a commencé à lire sur l’alerte précoce aux tremblements de terre et à construire un classeur géant à trois anneaux contenant des articles en surbrillance, dont beaucoup de journaux SSA. L’un de ses chercheurs préférés dans le domaine était Richard M. Allen, directeur du laboratoire de sismologie de Berkeley.

«J’ai vraiment apprécié la façon dont il a expliqué les systèmes d’alerte précoce en cas de tremblement de terre et les limites des systèmes actuels», a-t-il déclaré.

La recherche a donné à He la confiance qu’elle pourrait construire un dispositif à faible coût pour l’alerte précoce aux tremblements de terre, en adoptant une approche basée sur le consommateur par rapport à l’approche conventionnelle basée sur les stations publiques. Après cela, il était temps de comprendre les composants, la programmation et la conception. Cependant, elle n’avait pas beaucoup d’expertise pour le projet, étant donné qu’une grande partie des compétences et des connaissances nécessaires ne faisaient pas partie du programme scolaire.

“Je suis allé à un hackathon du MIT l’autre jour, et ce qu’ils ont dit, c’est que le secret pour les pirates est qu’ils recherchent simplement tout sur Google, n’est-ce pas?” elle a dit. “Et c’est un peu comme ce que j’ai fait pour ce projet, comme, oh, je ne sais pas comment cela fonctionne, il suffit de chercher sur Google!” “

Comme il le discutera dans sa présentation SSA, l’appareil a évolué au fil du temps au fur et à mesure que ses compétences se sont améliorées et qu’elle a résolu des problèmes de conception en cours de route. Outre ses fonctions d’alerte et de notification, la conception finale contient une carte de données pouvant contenir jusqu’à quatre ans de fichiers de formes d’onde sismiques standard pouvant également être utilisés pour des études sismologiques.

“Hé, vous entendez ça?”

Il a branché son premier sismomètre une nuit après minuit en septembre dernier. «Et puis je me suis endormi, puis le lendemain je me suis réveillé et il y avait eu un tremblement de terre à Los Angeles et j’étais comme, oh, c’est le destin!»

Elle a comparé le signal sismique capturé par son appareil à celui produit par une station de l’US Geological Survey près de chez elle, «et la forme d’onde était la même», se souvient-elle.

L’un des premiers succès de sa période de test est venu lorsque “ma famille était toute dans le salon et nous parlions tous et l’appareil a commencé à émettre un bip et j’ai dit:” Hé, vous entendez ça? ” Et ils se sont dit: “Est-ce un tremblement de terre?” puis les suspensions ont commencé à trembler », dit-elle.

Le sismomètre a depuis détecté avec succès plusieurs tremblements de terre récents dans le sud de la Californie, et il a participé à des foires scientifiques dans son district scolaire et dans le comté de Los Angeles. Là-bas, elle a remporté le prix de finaliste du Salon international des sciences et de l’ingénierie (ISEF), ce qui la pousse à concourir au niveau international ensuite. En outre, elle a remporté le prix de l’Association of Women Geoscientists Award, le Cheryl Saban Self-Worth Foundation for Women & Girls 1st Place Award and Scholarship, et le Professional Engineers in California Government’s Marylin Jorgenson-Reece Award of Excellence and Scholarship.

Lui, qui a eu 17 ans en février, travaille à l’obtention d’un brevet d’utilité pour l’appareil. Elle prévoit d’utiliser son organisation à but non lucratif pour encourager l’adoption de l’appareil par les consommateurs, en particulier pour rendre l’alerte précoce aux tremblements de terre accessible aux pays, aux régions et à la population à faible revenu.

«Le but est que ce serait un produit de consommation, mais je ne suis pas concentré sur le gain monétaire», a-t-elle expliqué. “Je me concentre davantage sur la science et juste sur l’impact en général sur les personnes et sur la prévention des catastrophes sismiques.”

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