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Tremblements de la terre et de l’esprit

Les liens entre la prévision des séismes et le traitement de l’épilepsie sont plus étroits qu’on le pense.

Les résultats potentiels des travaux de recherche de Joern Davidsen, professeur agrégé en physique de la University of Calgary, sont tout à fait étonnants.

Dans le cadre d'un programme multidisciplinaire, son équipe espère réaliser des progrès en vue de prévoir de façon exacte les séismes majeurs, ainsi que la sismicité provenant de la fracturation hydraulique. De plus, elle espère apporter une contribution importante à la création de médicaments pour traiter des maladies neurologiques comme l'épilepsie.

M. Davidsen a réuni une équipe composée notamment de sismologues et de spécialistes de la recherche sur le cerveau, qui collabore à la résolution de problèmes très différents sur la base d'une propriété commune de la physique.

« La sismicité et l'activité neuronale ont en commun des comportements dynamiques. En effet, un événement, qu'il s'agisse d'un séisme ou d'une pointe dans une cellule nerveuse, a la capacité d'en déclencher d'autres. Ces événements peuvent à leur tour en déclencher d'autres, et ainsi de suite. Cette dynamique peut donc être considérée comme une cascade d'éléments déclencheurs, et ce, même si les mécanismes de déclenchement physique sous-jacents sont dans les deux cas extrêmement différents », explique M. Davidsen.

Il ajoute que son équipe travaille à des formules probabilistes de prévision sismique, qui permettraient d'établir le taux prévu d'activité sismique pour une région donnée durant une période donnée. Toutefois, à l'heure actuelle, il n'est pas possible du point de vue scientifique de prévoir de façon précise le lieu, l'heure et la magnitude d'une activité sismique, et cet objectif n'est sans doute pas réaliste. Les propriétés des cascades d'éléments déclencheurs peuvent servir à prévoir l'activité sismique après des séismes majeurs, c'est-à-dire la réplique sismique qui suit une importante secousse principale.

Dans le cas de l'épilepsie, M. Davidsen explique que la cascade d'éléments déclencheurs mène à des crises épileptiques qui correspondent à une activité cérébrale hautement synchronisée. Dans le domaine de l'épilepsie, l'une des questions ouvertes consiste à déterminer si cela est lié à la structure du réseau de neurones dans le cerveau et dans quelle mesure.

La percée importante la plus récente réalisée par l'équipe a eu lieu dans le domaine de la sismicité.

« L'une de nos principales réalisations récentes consistait à montrer que le mécanisme physique dominant responsable des répliques sismiques ou du déclenchement de séismes correspond à des changements dans les contraintes statiques (ou permanentes). Nos résultats, qui sont basés sur une analyse sophistiquée des données ainsi que sur des simulations de modèles, sont importants et inattendus, puisque des études antérieures indiquaient que les changements dans les contraintes dynamiques (ou temporaires) pouvaient être en cause. Ces constatations sont importantes puisqu'elles nous permettent d'établir de meilleurs schémas prévisionnels des répliques sismiques », explique M. Davidsen.

Les travaux de recherche de M. Davidsen ont été financés grâce au Programme de suppléments d'accélération à la découverte. Parmi les principaux collaborateurs, mentionnons David Eaton, professeur des sciences de la Terre, Michael Colicos, du Hotchkiss Brain Institute, et Georg Dresen, du GFZ German Research Centre for Geosciences. La plupart des fonds de la subvention seront affectés aux allocations versées aux étudiants qui travaillent à la recherche, y compris des stagiaires postdoctoraux, ainsi que des étudiants du premier cycle et des cycles supérieurs.

Source : Le lien suivant vous amène à un autre site Web University of Calgary (en anglais seulement)