Historique du Réseau Séismologique de Yellowknife

La première série de négociations sur une interdiction globale des essais d'explosion nucléaire s'est déroulée à Genève, à la fin des années 50, entre les états possédant des armes nucléaires, soit l'U.R.S.S., le Royaume-Uni (R.-U.) et les états-Unis (é.-U.). En 1958, des sismologues de plusieurs pays, y compris le Canada, étaient inclus dans les délégations techniques à la «Conférence d'experts chargée d'examiner des méthodes pour détecter des infractions d'un accord possible sur un moratoire des essais nucléaires». Les experts sont venus à la conclusion que des explosions nucléaires souterraines, dans l'intervalle de 1 à 5 kilotonnes, pouvaient être détectées et identifiées, si des installations sismologiques étaient établies à 170 postes decontrôle terrestres. Bien que des études ultérieures aient revisé ces recommendations préliminaires, des recherches ont commencé presque immédiatement afin de préciser le type d'installation sismographique qui conviendrait.

Le Royaume-Uni a débuté ses expériences par l'installation d'un petit ensemble sismologique au Wyoming, aux états-Unis, qui a servi à démontrer qu'on pouvait détecter assez efficacement les ondes sismiques provoquées par des explosions nucléaires à des distances de 3000 à 10 000 km. Par contraste à une station sismographique standard, où un seul ou quelques détecteurs (sismomètres) sont installès à un emplacement unique, un ensemble comprend plusieurs sismomètres répartis sur une région. Le traitement par ordinateur des données ainsi recueillies permet l'orientation de l'ensemble, à la manière d'une antenne, afin non seulement de rehausser la détection de signaux sismiques mais également d'estimer, d'une façon indépendante, les emplacements des événements sismiques à l'origine de ces signaux.

Le Royaume-Uni concentrait donc ses recherches sur l'intervalle de distances lointaines (télésismiques), intervalle de 3000 à 10 000 km. En outre, il a modifié ses ensembles de sorte que 20 sismomètres soient répartis sur une région de 25 km de diamètre. Quatre de ces ensembles étaient installés en écosse, au Canada, en Australie et en Inde au début des années 60 et sont toujours en service (2012).

En avril 1962, le Ministère de la défense britannique s'est addressé à la Commission canadienne de recherche sur la défense, à propos des possibilités de situer un ensemble sismologique au Canada. On a signé un accord aux termes duquel le Royaume-Uni fournirait et installerait tout l'équipement et le Canada se chargerait du site et de toute construction nécessaire et, par l'entremise de son ministère des Mines et des Relevés techniques, maintenant devenu ministère de Ressources naturelles Canada, fournirait le personnel requis pour l'exploitation de l'ensemble.

On a choisi la région de Yellowknife en raison de sa situation par rapport aux polygones d'essais nucléaires de son éloignement des côtes, des centres urbains et d'autres sources humaines de bruit de fond sismique, de ses bonnes installations sismiques de communication et, en plus, de sa localisation sur le Bouclier canadien stable. L'installation de l'ensemble était achevée vers la fin de l'année 1962.

L'ensemble original comptait 19 voûtes pour sismomètres, distantes chacune de 2,5 km et disposées en croix. Le signal provenant de chaque sismométre modulait l'amplitude d'une tonalité audio qui était transmise au Centre de contrôle au moyen de càbles suspendus sur des trépieds en bois. Au Centre de contrôle, on enregistrait ces signaux sur bande magnétique MF à 24 voies, et chaque bobine stockait les données de trois jours. Les voûtes étaient alimentées en électricité à partir du Centre de contrôle au moyen de ces mêmes câbles.

Un problème majeur rencontré par ce réseau initial était la maintenance des câbles. La foudre sévères, et les rongeurs à mâcher sur les câbles pourrait provoquer des ruptures de câbles et de dégâts matériels assez pour mettre le réseau de marche, pour plusieurs jours. Ce problème a été résolu en 1971 par le remplacement des câbles de signaux avec des liens radio VHF entre chaque saut de cheval et le centre de contrôle, et par l'installation d'un générateur de propane pouvoir thermo-électrique à chaque voûte.

Au cours des premières années, on a réalisé plusieurs améliorations au niveau du traiternent des données sismiques recueillies sur des bandes magnétiques MF. Une découverte capitale s'est produite, cependant, au début des années 70, avec la baisse des prix et l'augmentation de puissance des miniordinateurs. En 1974, l'ancien système, qui utilisait des bandes rnagnétiques MF, était remplacé par un ordinateur dont le logiciel effectuait, en direct, une détection automatisée de signaux sismiques, puis une ré-orientation de l'ensemble pour localiser leur source, suivi d'un stockage des données sur bande numérique. L'ensemble gardait cette configuration jusqu'au milieu de l'année 1989, période à laquelle sa remise à neuf prenait fin.

Tout au long de l'années 1980, en dépit de fonctionner efficacement, l'augmentation des problèmes de fiabilité ont commencé à se produire dans les systèmes analogiques de YKA. Avec les avancées significatives dans Sismométrie, les ordinateurs et les communications, il a été décidé que le réseau avait besoin d'une mise à jour importante. En Septembre 1985, le Secrétaire d'État aux Affaires extérieures a annoncé dans un discours à l'Assemblée générale des Nations Unies que le Canada, dans le cadre de sa contribution continue au processus de désarmement, serait mise à niveau de sa capacité dans la recherche sismique et d'améliorer le réseau. L'annonce a été confirmée par une décision du Cabinet en Janvier 1986, de réaffecter les ressources afin de mener à bien la modernisation du réseau sur une période de trois ans. Cette décision a permis le réseau à être modernisés à un système entièrement numérique.

Cette mise à jour majeure, achevé en Septembre 1989, comprenait le remplacement des sismomètres anciens analogiques et les systèmes de communication MF, en les remplaçant par courte période moderne et les instruments à large bande et 16 bits avec des numériseurs réponses en fréquence plus large et plus plat, fournissant moins modification instrumentale des signaux de mouvement du sol enregistrée. Bien que les avantages des générateurs thermo-électriques (TEG) et la liaison par radio de communication ont été retenus, de nombreux détails et les ordinateurs nécessaires à leur fonctionnement ont été sensiblement améliorée, ainsi que le bâtiment du centre de contrôle nécessaires pour les héberger. Les communications externes au laboratoire de sismologie à Ottawa ont également été mis à jour à partir principalement des communications de la ligne téléphonique à des communications par satellite avec le téléphone comme un "back-up". Le réseau de Yellowknife a depuis exécuté dans cet état jusqu'à l'heure actuelle.

Avec la signature du Canada et de la ratification éventuelle de la Traité d'interdiction complète des essais Nucléaire (TICE) en Décembre 1998, le réseau de Yellowknife a été officiellement accepté comme l'un des contributions principales du Canada au Système de surveillance international (SSI) pour contrôler la conformité des États de par le TICE. Désigné comme PS09, ou poste sismique principale # 09, les données sismologiques recueillies par le réseau ont été l'un des premiers à être incorporé dans le nouvellement formé SSI et a été transmise au centre de données prototype à Washington, DC en 1995 et plus tard à la centre international de données à Vienne pour l'incorporation dans leurs opérations quotidiennes et de l'analyse à la fin 2000.

En fin 2010, après plus de vingt ans de fonctionnement continu depuis sa derniàre mise à jour majeure, une proposition a été présentée au Secrétariat technique provisoire de l'OTICE une fois de plus d'améliorer le réseau Yellowknife aux normes actuelles modernes. Cette proposition inclut le remplacement des voûtes sismiques des instruments, la mise à niveau des numériseurs d'instruments à la technologie 24-bit, la mise à niveau des systèmes d'acquisition d'ordinateurs et les communications radio, ainsi que, une importante mise à niveau des systèmes d'alimentation à distance des TEG à un système hybride solaire-TEG. Ces mises à jour à YKA sont actuellement prévues pour l'achèvement d'ici la fin de l'année 2012, marquant le 50e anniversaire du réseau sismique de Yellowknife des opérations continues.