Alertes sismiques Android : un système d’alerte précoce pour le monde entier

• Le système Android Earthquake Alerts s’appuie sur les smartphones Android du monde entier pour créer un réseau de détection sismique de poche, et fournit des alertes anticipées pouvant aller jusqu’à plusieurs dizaines de secondes, ce qui multiplie par 10 le nombre de bénéficiaires d’un système d’alerte précoce, de 250 millions à plus de 2,5 milliards de personnes
• Grâce à l’accéléromètre du téléphone, lorsqu’une onde P initiale d’un séisme est détectée, les données sont rapidement envoyées au serveur avec les informations de localisation, ce qui permet d’analyser en temps réel l’épicentre et la magnitude puis d’envoyer immédiatement des notifications selon le niveau d’alerte (BeAware pour une secousse faible, TakeAction pour une secousse forte)
• De 2019 à 2023, plus de 1800 séismes ont été détectés dans 98 pays, et au total 790 millions d’alertes ont été envoyées lors de plus de 200 événements, avec de fortes améliorations à la fois en fiabilité et en précision des alertes (erreur initiale sur la magnitude réduite de moitié, de 0,5 à 0,25)
• Lors de véritables grands séismes (Philippines, Népal, Turquie, etc.), les utilisateurs proches de l’épicentre ont bénéficié d’une alerte anticipée allant jusqu’à 15 à 60 secondes, et des millions de personnes ont pu recevoir un avertissement préalable et réussir à se mettre à l’abri ou à évacuer
• 85 % des retours utilisateurs jugent le système “très utile”, ce qui démontre un effet concret pour inciter à des comportements qui sauvent des vies, comme « se baisser, se couvrir et s’agripper » après réception de l’alerte

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Vue d’ensemble du système Android Earthquake Alerts

• L’objectif de l’alerte précoce sismique (EEW) est de fournir quelques secondes à plusieurs dizaines de secondes d’avertissement anticipé avant l’arrivée réelle des secousses, afin de minimiser les pertes humaines
• Les systèmes EEW classiques reposent sur des réseaux de sismomètres coûteux, mais la plupart des zones fortement exposées aux séismes manquent de ce type d’infrastructure
• Google utilise l’accéléromètre des smartphones Android comme un « petit sismomètre » pour construire à l’échelle mondiale un réseau de plusieurs milliards d’appareils

Principe de fonctionnement

• Lorsqu’il détecte une onde P (vibration initiale rapide), l’accéléromètre Android envoie le signal au serveur avec la localisation
• Les données de nombreux smartphones sont agrégées et analysées rapidement sur le serveur afin de déterminer s’il s’agit réellement d’un séisme, ainsi que sa magnitude et sa localisation
• Avant l’arrivée des ondes S (vibrations plus fortes et plus lentes), le système envoie ensuite une alerte le plus rapidement possible au plus grand nombre de personnes
  • Alerte BeAware : notification en cas de prévision de secousses faibles
  • Alerte TakeAction : en cas de prévision de fortes secousses, occupation de tout l’écran avec signal sonore d’alerte

Déploiement mondial et impact

• Déploiement pilote en Nouvelle-Zélande et en Grèce en 2021, service disponible dans 98 pays fin 2023
• Plus de 1800 séismes détectés, et 790 millions d’alertes envoyées lors de plus de 200 événements majeurs
• La population ayant accès à un système EEW est passée de 250 millions à 2,5 milliards de personnes, soit une multiplication par 10

Le défi de l’estimation en temps réel de la magnitude

• L’estimation en temps réel de la magnitude est la partie la plus difficile de l’EEW — il existe un compromis entre rapidité de réaction et précision
• Grâce à l’accumulation des données et à l’amélioration des algorithmes, l’erreur de l’estimation initiale a été réduite de 0,50 à 0,25, soit plus de moitié
• Par rapport aux réseaux de sismomètres traditionnels, la précision est comparable, voire supérieure dans certains cas

Cas d’usage réels

• Philippines, novembre 2023, M6,7 : première alerte 18,3 secondes après le séisme, jusqu’à 15 secondes à 1 minute d’alerte anticipée près de l’épicentre, environ 2,5 millions de destinataires
• Népal, novembre 2023, M5,7 : alerte après 15,6 secondes, préavis de 10 à 60 secondes, plus de 10 millions de personnes alertées
• Turquie, avril 2025, M6,2 : alerte après 8,0 secondes, préavis de 3 à 20 secondes pour plus de 11000 personnes

Retours utilisateurs et réactions réelles

• Dans le sondage inclus dans l’alerte, plus de 1,5 million de personnes ont répondu, et 85 % ont jugé le système “très utile”
• Même parmi ceux qui ont reçu une alerte sans ressentir de secousse, 79 % l’ont jugée utile — l’information sur le risque est elle-même perçue positivement
• Une grande partie des utilisateurs ayant reçu une alerte TakeAction a adopté les bons gestes de protection, comme « se baisser, se couvrir et s’agripper »

Perspectives

• L’accumulation continue de données et l’amélioration des algorithmes augmenteront la précision et l’utilité du système
• À l’avenir, il devrait être étendu à des fonctions d’appui aux secours d’urgence, comme l’évaluation rapide des dégâts et la diffusion d’informations après un incident
• En s’appuyant sur la puissance du réseau collectif de capteurs que constituent les smartphones, le système devrait contribuer à bâtir un environnement plus sûr à l’échelle mondiale

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Commentaires Hacker News

• Partage d’une expérience récente en Israël, où une fausse alerte d’urgence nationale a été déclenchée à 3 h du matin : via un cell broadcast similaire à une Amber Alert, tous les téléphones se sont mis à bouger en même temps, ce qui a été pris pour un séisme, puis une alerte sismique a été envoyée à tous les téléphones Android 30 secondes plus tard ; il semble que ce scénario inattendu n’avait pas été envisagé. L’article d’Ars Technica indique que « l’une des trois fausses alertes a été causée par des vibrations de masse dues à une notification »
  • Il me semblait que les alertes sismiques étaient censées se déclencher avant l’arrivée réelle du séisme ; si l’alerte arrive 30 secondes après la détection des vibrations, on est déjà en train de les ressentir, donc cela revient un peu à dire « c’est un séisme, évacuez » une fois que tout le monde l’a déjà compris
  • Le problème ne venait pas de personnes prenant leur téléphone en main en même temps, mais du fait que les téléphones eux-mêmes vibraient simultanément à cause du cell broadcast
  • Les trois événements étaient entièrement erronés ; selon les résultats d’enquête publiés par Google, 15 % des répondants ont indiqué ne pas avoir ressenti de vibrations. Le simple fait qu’il n’y ait eu que trois faux positifs ne donne pas forcément l’impression d’une précision absolue
  • En tant qu’exploitant d’un service qui gère du trafic à l’échelle mondiale, je constate souvent que le trafic explose de plusieurs dizaines de fois à chaque séisme dans la région APAC ; les gens se réveillent probablement en sursaut à cause de l’alerte et viennent chercher l’épicentre et des informations de sécurité. Mais il est très difficile de gérer une flambée soudaine et localisée de la demande
  • Il devrait pourtant être tout à fait possible d’analyser tous les signaux IMU par traitement du signal pour vérifier leur corrélation, ainsi que la cohérence temporelle des vibrations détectées à différents endroits avec l’estimation du véritable épicentre ; un pays entier où tout le monde bouge son téléphone au même moment, chacun dans une direction arbitraire, ne devrait pas du tout ressembler à un signal sismique
• Cette fonctionnalité est vraiment excellente et donne l’impression d’un super projet à l’ancienne chez Google, avec une vraie mentalité de « on peut le faire, alors faisons-le » ; ça faisait longtemps qu’on n’avait pas vu sortir quelque chose d’aussi significatif de l’ingénierie Google
  • C’est d’autant mieux qu’il s’agit d’un système utile, sans publicité ni objectif financier douteux, et qu’en pratique seul Google pouvait sans doute le déployer à cette échelle
  • Je ne vis plus près de l’épicentre, mais même sans être utilisateur Android, je pense que c’est l’une des meilleures fonctionnalités qui soient
  • Il y a quelques années à Hong Kong, je me suis réveillé au milieu de la nuit à cause de secousses et l’alerte Google m’a permis d’être certain qu’il s’agissait bien d’un vrai séisme ; j’ai aussi déjà participé à l’aide aux secours après un gros tremblement de terre, donc je pense que ce type de système peut réellement sauver des vies
• En citant l’article d’Ars Technica, quelqu’un rappelle que sur environ 1 300 alertes, il n’y a eu que trois faux positifs ; l’un des trois venait des vibrations simultanées de nombreux téléphones provoquées par une alerte émise par un autre système, et deux autres étaient dus à des orages. Il est indiqué que ce type de problème pourra facilement être compensé côté logiciel à l’avenir. En même temps, cela soulève la question de savoir si d’autres événements vibro-acoustiques variés — avions militaires, drones, explosions, etc. — entrent aussi dans le champ de détection, ainsi qu’un malaise face à l’utilisation des appareils comme capteurs distants sans consentement explicite de l’utilisateur ; il reste aussi des préoccupations de sécurité liées aux canaux auxiliaires, au-delà de la simple bonne volonté des entreprises technologiques
• Quelqu’un dit avoir déjà reçu plusieurs alertes sismiques en Grèce ; il y a environ un mois, une alerte pour un séisme de magnitude 5,2 est arrivée environ une minute à l’avance, ce qui lui a permis de vivre toute la séquence et l’a marqué
  • Il se demande si l’alerte indique aussi l’intensité attendue des secousses, ou si elle se contente d’un message générique du type « un séisme arrive »
• En ayant vécu un séisme assez fort au Portugal, quelqu’un raconte avoir déjà reçu l’alerte Android alors que la maison tremblait encore ; il ne savait même pas que ce système existait, ce qui l’a surpris. Le séisme s’était produit en mer près de la côte, et il a allumé la radio FM pour voir s’il existait un risque de tsunami, mais les stations diffusaient simplement de la musique sans aucun message lié. Finalement, aucun avertissement officiel n’a été lancé car les seuils n’étaient pas atteints, mais il pense qu’un message d’information aurait quand même été utile
  • Il dit avoir vu de nombreux habitants partir vers les hauteurs en pleine nuit par crainte du danger. On peut certes chercher rapidement en ligne la levée d’une alerte tsunami, mais tout le monde n’en est pas capable ; comme les alertes météo graves et les systèmes SMS d’intervention fonctionnent bien, il pense qu’ils devraient aussi inclure des consignes d’évacuation de ce type. Il regrette aussi qu’une fois balayée, l’alerte Android ne soit pas facile à retrouver
• Lors d’un séisme il y a quelques mois, quelqu’un a reçu l’alerte sur Android et a pu évacuer après un bref moment d’hésitation. Par le passé, il lui était arrivé de subir un séisme d’environ 3,5 sans même s’en rendre compte avant coup ; cette fois, il a pu identifier en temps réel un séisme de magnitude 5,2, ce qui représente une nette amélioration
  • À l’intérieur d’un bâtiment, quelques secondes d’avertissement peuvent faire une grande différence
• Beaucoup trouvent très impressionnante l’idée de réutiliser une infrastructure existante pour la sécurité publique : transformer des milliards de smartphones en un réseau mondial de capteurs sismiques fait partie de ces idées qui donnent envie de se demander « pourquoi ne l’a-t-on pas fait plus tôt ? ». Certes, cela ne vaut pas un instrument de mesure dédié, mais dans de nombreuses régions où ce type de capteur n’existe pas, c’est une vraie innovation
• Quelqu’un pensait que cette fonctionnalité existait déjà depuis longtemps, mais ce n’était pas le cas, et a compilé quelques repères :
  • Février 2016 : démarrage via une application tierce, à installer manuellement, mais qui pouvait potentiellement atteindre une masse critique à terme (billet lié)
  • Août 2020 : annonce du type « à partir d’aujourd’hui », avec envoi au serveur du signal et de la position en cas de détection de secousses par l’accéléromètre, promesse d’une cartographie rapide et précise, et lancement d’alertes basées sur les données gouvernementales dans certaines zones des États-Unis (blog officiel)
  • Mars 2022 : dans certains États américains, utilisation des données gouvernementales ; ailleurs, alertes fondées sur des données crowdsourcées, mention de « 2 milliards de téléphones Android », et en cas de fort séisme prévu, contournement du mode Ne pas déranger avec activation forcée du son et de l’écran (page Crisis Response)
  • Juillet 2025 : pas de changement majeur, toujours un sous-ensemble de régions utilisant les données gouvernementales, avec des améliorations continues des performances et de la précision ; les alertes nécessitent la localisation activée et une connexion internet ; environ un tiers des alertes sont arrivées avant les secousses réelles, et 85 % des utilisateurs leur ont attribué la note maximale d’utilité
    Il y a une certaine confusion sur le traitement de la position : envoyer la localisation à Google toutes les 10 secondes semblerait inefficace, donc il suppose plutôt un stockage périodique — toutes les quelques heures ou plusieurs fois par jour — puis réutilisé si besoin. Ou alors le serveur pourrait émettre une alerte « séisme dans cette zone » sous forme de polygone, puis l’appareil vérifierait lui-même sa dernière position connue. Il explique aussi qu’il garde en général la localisation désactivée hors navigation ou cartes, et pense avoir manqué cette fonctionnalité faute d’une indication plus claire
  • Une application appelée Earthquake Network (EQN) fonctionne de manière similaire au système de Google : elle détecte les vibrations via l’accéléromètre sur les téléphones en charge et écran éteint, puis déclenche automatiquement une alerte si plusieurs téléphones proches détectent des vibrations en même temps ; elle existe depuis 2012 (site EQN)
  • La localisation approximative sur Android peut sans doute être déterminée sans GPS, uniquement à partir des antennes relais et des SSID Wi‑Fi
  • Envoyer la position toutes les 10 secondes paraît inefficace, mais en pratique on pourrait l’estimer à partir de l’adresse IP du routeur et l’envoyer en Wi‑Fi, avec une consommation d’énergie très faible
• En voyage au Japon, quelqu’un raconte avoir été réveillé à 3 h du matin par une alerte du type « alerte sismique, fortes secousses prévues ». Avec son épouse, il s’est aussitôt demandé : « Ça arrive ici ? À la maison ? Il y a des objets lourds au-dessus du lit ? » Le fait d’être au Japon a vite levé le doute, puis ils se sont dit que s’il n’y avait pas de secousses dans les quelques secondes à venir, tout irait bien, avant de se rendormir. Avec le recul, il se demande quel système avait émis l’alerte — peut-être l’application MyShake ou une Wireless Emergency Alert — car il ne sait pas vraiment comment cela fonctionne à l’étranger
• Ce système suppose que l’accéléromètre soit actif en permanence, ce qui n’est généralement pas le cas lorsque l’écran est éteint ; cela implique une dépense énergétique supplémentaire colossale à l’échelle mondiale et contribue à l’usure des batteries. Quelqu’un s’interroge donc sur la fréquence d’échantillonnage de l’accéléromètre, le nombre d’axes utilisés et la consommation électrique. En général, entre 1 Hz sur un seul axe et 10 kHz sur 3 axes, on peut passer de 10 microampères à 10 milliampères
  • Le matériel complémentaire de l’article scientifique lié répond à toutes ces questions : 50 Hz, 3 axes, et fonctionnement uniquement pendant la charge ; il contient aussi des graphiques d’échantillons selon la distance à l’épicentre, et montre qu’on peut distinguer les ondes P et S
  • La plupart des accéléromètres MEMS disposent d’un mode basse consommation, qui permet de ne basculer en mode plus gourmand que lorsqu’une vibration est détectée
  • En réalité, le système de détection ne fonctionne que lorsque le téléphone est en charge et immobile