Des chercheurs de la faculté d'ingénierie civile et environnementale au Technion ont élaboré un système à base de fibres optiques, capable de localiser des tunnels. Ils présenteront leurs recherches lors d'une conférence qui se tiendra en Floride, U.S.A. au cours du mois d'avril 2009.

«Les tunnels de contrebande permettent le mouvement non-contrôlé de personnes, de drogues et d'armes, représentant une véritable menace sécuritaire pour Israël. Des avancées récentes dans le domaine du mesurage par fibre optique des déformations du sol ont permis d'élaborer des barrières de sécurité souterraines intelligentes, capables d'identifier et de localiser les excavations de tunnels», ont expliqué les chercheurs, le Dr. Assaf Klar et le Dr. Raphael Linker. «L'excavation de tunnels implique la libération de contraintes qui causent des changements permanents et de minuscules déformations dans le sol. En mesurant ces déformations il est possible de localiser le tunnel.
Ces recherches constituent le travail préparatoire pour les étapes initiales du développement d'une barrière souterraine, basée sur la technologie «BOTDR» (Brillouin optical time domain reflectometry) qui permettent le mesurage des déformations le long d'une fibre optique.

Selon les chercheurs du Technion, la technologie BOTDR est idéale pour cet objectif, puisqu'elle permet de surveiller, avec un appareil seulement, 30 kilomètres de frontière de façon simultanée. En outre, la fibre optique utilisée pour le mesurage est du même type que celui utilisé dans les télécommunications conventionnelles et ne coûte que quelques shekels le mètre.

Dans le cadre de cette recherche, dont les résultats seront présentés lors de la conférence «Défense, sécurité et détection» de la SPIE – une société internationale qui favorise la recherche dans le domaine de la lumière – deux options ont été explorées pour la localisation de tunnels. La première se base sur l'intégration de fibres optiques à faible profondeur (voir illustration) et la deuxième consiste en l'intégration de fibres optiques dans des pilotis verticaux à faible diamètre. Cette recherche rassemble différents aspects de la mécanique du sol et prend en compte aussi l'interaction entre les fibres optiques, le sol et les éléments intégrés.

Le système de détection proposé est basé sur la décomposition des ondelettes du signal BOTDR continu, suivie par une analyse effectuée par un réseau neuronal. Le réseau neuronal a été configuré pour localiser des tunnels avec l'aide d'une simulation par ordinateur de dizaines de milliers de cas, y compris des perturbations non-liées à l'excavation de tunnels (comme la pluie ou d'autres charges superficielles mesurées et caractérisées par le Technion).

L'excavation de tunnels possède des caractéristiques spatiales très saillantes qui se différencient d'autres perturbations. La création de profils continus des déformations du sol le long d'une fibre optique (grâce au système BOTDR) et l'aptitude du réseau neuronal à identifier le profil des excavations, sont les éléments clé de la réussite du système.
Une analyse paramétrique démontre qu'un système de détection basé sur ces principes est capable de localiser des tunnels extrêmement étroits, même à des profondeurs supérieures à 20 mètres, avec un nombre limité de fausses alertes.