Des centaines de personnes meurent en mer chaque année à cause d'accidents de navires et d'avions. Les équipes d'urgence ont peu de temps pour secourir les personnes dans l'eau car la probabilité de retrouver une personne vivante s'effondre au bout de six heures. Au-delà des marées et des conditions météorologiques difficiles, les courants côtiers instables rendent souvent les opérations de recherche et de sauvetage extrêmement difficiles.

Un nouvel éclairage sur les flux côtiers glané par une équipe de recherche internationale dirigée par George Haller, Professeur de dynamique non linéaire à l'ETH Zurich, promet d'améliorer les techniques de recherche et de sauvetage actuellement utilisées. En utilisant des outils issus de la théorie des systèmes dynamiques et des données océaniques, l'équipe a développé un algorithme pour prédire où dériveront les objets et les personnes flottant dans l'eau. "Notre travail a clairement le potentiel de sauver des vies, " dit Mattia Serra, ancien doctorat étudiante à l'ETH et maintenant postdoctorante à Harvard, qui est le premier auteur d'une étude récemment publiée dans Communications naturelles.

Des pièges cachés mènent à des personnes disparues

Dans les opérations de sauvetage en mer d'aujourd'hui, des modèles élaborés de dynamique océanique et de prévision météorologique sont utilisés pour prédire la trajectoire des objets à la dérive. Pour les eaux côtières en évolution rapide, cependant, de telles prédictions sont souvent inexactes en raison de paramètres incertains et de données manquantes. Par conséquent, une recherche peut être lancée au mauvais endroit, provoquant une perte de temps précieux.

L'équipe de recherche de Haller a obtenu des résultats mathématiques prédisant que les objets flottant à la surface de l'océan devraient se rassembler le long de quelques courbes spéciales qu'ils appellent TRansient Attracting Profiles (TRAP). Ces courbes sont invisibles à l'œil nu, mais peuvent être extraits et suivis à partir de données instantanées de courant de surface océanique à l'aide de méthodes mathématiques récentes développées par l'équipe de l'ETH. Cela permet une planification rapide et précise des chemins de recherche qui sont moins sensibles aux incertitudes sur le moment et le lieu de l'accident.

Un nouvel outil pour les sauveteurs

En collaboration avec une équipe du département de génie mécanique du MIT, un groupe du Woods Hole Oceanographic Institute et de la Garde côtière américaine, l'équipe de l'ETH a testé leur nouveau Algorithme de recherche basé sur TRAP dans deux expériences océaniques distinctes près de Martha's Vineyard, près de la côte nord-est des États-Unis. Travaillant à partir des mêmes données en temps réel disponibles pour la Garde côtière, l'équipe a réussi à identifier les pièges dans la région en temps réel. Ils ont constaté que les bouées et les mannequins jetés à l'eau se sont en effet rapidement rassemblés le long de ces courbes évolutives. « Parmi plusieurs approches concurrentes testées dans ce projet, c'était le seul algorithme qui fonctionnait systématiquement in situ, " dit Haller.

"Nos résultats sont rapidement obtenus, facile à interpréter et peu coûteux à mettre en œuvre, " dit Serra. Il ajoute que la méthode qu'ils ont développée a également le potentiel de prédire l'évolution des déversements de pétrole. Le prochain plan du groupe de recherche est de tester leur nouvel outil de prédiction dans d'autres régions océaniques également. Haller dit, "Notre espoir est que cette méthode devienne un élément standard de la boîte à outils des garde-côtes du monde entier."