Peut-on détecter le tonnerre avec une station sismique Citizen ?

 

Dans cet article, nous expliquerons s'il est possible de détecter le tonnerre avec une station sismique Citizen et examinerons les différences dans les ondes capturées entre un géophone calibré à 4,5 Hz, un accéléromètre MEMS ADXL355 de milieu de gamme et un accéléromètre gyroscopique MEMS GY-521/MPU-6050 à faible coût.

 

Peut-on détecter le tonnerre avec une station sismique Citizen ?

Peut-on détecter le tonnerre avec une station sismique Citizen ?
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L'image illustrant cet article est une capture d'écran de l'une de nos stations sismiques. Plus précisément, il s'agit de la station 001, équipée d'un accéléromètre MEMS ADXL355 de milieu de gamme.

Sur le graphique vert au centre de l'écran, on observe un pic. Celui-ci correspond au tonnerre. On distingue également la trace basse fréquence qu'il a laissée sur le spectrogramme. La ligne jaune juste en dessous indique le seuil d'alarme pour un événement rapide, comme dans ce cas, qui a déclenché les alarmes immédiatement.

Sur les graphiques de gauche, on observe également la trace laissée par ce tonnerre dans les lignes vertes et la plage basse fréquence.

Ainsi, nous pouvons répondre par l'affirmative : il est possible de détecter le tonnerre avec une station sismique Citizen. Mais… si un ADXL355 peut le détecter, qu'en serait-il d'un géophone ? Et un accéléromètre bas de gamme pourrait-il en faire autant ?

Pour évaluer les limites de cette approche, nous choisirons une autre journée, un épisode de forte activité électrique ayant provoqué de nombreux orages, ce qui nous permettra de comparer les trois capteurs.

Ensuite, nous examinerons les données comparatives des hélicordes de trois stations, chacune équipée de trois types de capteurs différents.

Géophone 4.5Hz - 200 V/m/s Accéléromètre MEMS ADXL355 de milieu de gamme Accéléromètre MEMS bas de gamme GY-521/MPU-6050

Ces graphiques montrent que l'événement s'est produit entre 8h00 et 9h30 UTC, période durant laquelle le géophone a clairement enregistré le tonnerre et les pluies torrentielles. L'accéléromètre ADXL355 a bien détecté quelques coups de tonnerre, mais sa sensibilité était bien moindre que celle du géophone. L'accéléromètre GY-521/MPU6050 a eu la chance d'en détecter un. Il n'a enregistré aucun autre coup de tonnerre, aussi fort soit-il.

Conclusion

Un géophone et un accéléromètre de milieu de gamme peuvent tous deux détecter le tonnerre, le géophone étant plus performant que l'accéléromètre. Un accéléromètre bas de gamme aura du mal à le détecter, en raison du bruit de fond important qu'il capte. C'est la principale différence entre un modèle bas de gamme et un modèle de milieu de gamme, qui peine même à capter ces mouvements.





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Nous allons étudier ce phénomène à l'aide d'enregistrements vidéo provenant d'un capteur accéléromètre ADXL355 et d'une analyse sismographique d'un géophone calibré à 4,5 Hz. Le visionnage de la vidéo, qui permet d'observer la réaction des alarmes à ces événements, vous aidera à comprendre leur fonctionnement.