Dans le cadre du projet Fireman, des chercheurs issus d’universités et de centres de recherche finlandais vont développer ensemble des solutions pour prévenir et lutter contre les incendies de forêt. Pour cela, ils vont s’appuyer sur le potentiel de détection des drones et combiné à l’IA.
Comment détecter un incendie de forêt à temps ? Comment obtenir des informations actualisées sur la progression des flammes et leur propagation ? S’il est possible d’obtenir des informations sur les feux de forêt grâce aux images satellites, il n’existe actuellement pas de méthode suffisamment efficace pour détecter rapidement les petits départs de feux de forêt et les feux récents pour les surveiller en temps réel. À cet égard, un consortium de scientifiques finlandais, baptisés FireMan, relève le défi en s’appuyant sur l’IA et les drones.
75% du territoire finlandais se constitue de forêts. © Miika Luotio / Unsplash
Une nouvelle technologie de drone
Ce groupement rassemble des chercheurs de l’Institut finlandais de recherche géospatiale (FGI) du National Land Survey of Finland (NLS), l’université de Jyväskylä, l’université d’Oulu et les chercheurs du Centre de recherche technique (VTT) de Finlande. Financé par l’Académie de Finlande, le projet se déroulera de 2022 à 2024. « Nous développons une nouvelle technologie de drone basée sur l’IA pour détecter rapidement les feux de forêt et fournir une connaissance de la situation lors de l’extinction des incendies » explique le professeur Eija Honkavaara du NLS, qui dirige le projet.
Une demande mondiale
Il faut dire qu’il existe une demande mondiale de solutions innovantes pour prévenir les feux de forêt qui s’aggravent en raison du réchauffement climatique. Selon le VTT, plus de 400 000 hectares de forêt ont brûlé en 2019, ce qui représente la pire année pour les feux de forêt en Europe. Un enjeu qui concerne en particulier la Finlande dont 75 % de la superficie se constitue de forêts. Dans le cadre du projet FireMan, le consortium d’universités et de centres de recherche s’est donc réuni pour élaborer des solutions pour la lutte contre les incendies de forêt. Ils mènent simultanément des recherches scientifiques sur le vol autonome, la modélisation numérique et la communication. Du côté de l’Institut finlandais de recherche géospatiale (FGI), il s’agit de développer un système d’aide à la décision basé sur des jumeaux numériques pour contrôler les feux de forêt, c’est-à-dire une modélisation numérique en temps réel de la zone de feu de forêt. Ce système offre également des données précises sur la progression de l’incendie.
Une télédétection en temps réel
« Les drones peuvent nous aider en fournissant des informations en temps réel sur la progression du front de l’incendie, ainsi que sur la hauteur et la chaleur des flammes. Nous développons des méthodes pour localiser un essaim de drones et produire des données de télédétection en temps réel. En outre, nous développons une technologie de capteurs qui surpasse la capacité de l’œil humain à voir à travers la fumée », souligne Eija Honkavaara. Quant à l’université de Jyväskylä, ses chercheurs planchent sur des modèles de prévision de la progression des incendies et des moyens d’optimiser les algorithmes d’IA dans l’analyse en temps réel. « La progression des feux de forêt peut être modélisée numériquement, en tenant compte des caractéristiques topographiques de la végétation et de la direction du vent. Dans ce projet, nous utilisons des modèles de prévision pour entrainer à l’IA afin qu’elle puisse évaluer la progression du feu sur la base de données de télédétection recueillies en temps réel », détaille le professeur associé Ilkka Pölönen de l’université de Jyväskylä.
Les scientifiques vont tester des drones en essaim pour surveiller les départs de feu.
© VTT Finland
Des drones en essaim
À l’université d’Oulu, les scientifiques se concentrent sur la communication de crise et déterminent les possibilités des réseaux 5G et 6G. « Les drones formeront une nouvelle catégorie d’appareils et créeront de nouvelles exigences pour les réseaux mobiles. La performance de la connexion à large bande entre l’appareil et le réseau sera cruciale. Les connexions devront également fonctionner de manière fiable dans les zones reculées et à des altitudes de vol typiques », développe Tuomo Hänninen de l’université d’Oulu. Autant d’expérimentations qui devront aboutir à un objectif commun : rendre les drones capables de surveiller de vastes zones forestières, réagir et agir de manière autonome en cas d’incendie. Pour cela, les chercheurs s’accordent à penser qu’il est essentiel que les drones fonctionnent en groupe dans une situation d’incendie. C’est pourquoi, les scientifiques testeront leurs drones en essaim.
Des systèmes cyber-physiques autonomes
Autre tâche qui revient notamment au VTT : optimiser l’essaim de drones dans les situations de crise. « L’étude du consortium FireMan vise à combiner diverses technologies d’IA, des modèles de prévision autocorrectifs aux systèmes cyber-physiques autonomes », ajoute le professeur de recherche Fabrice Saffre du VTT Technical Research Centre of Finland. Dans ce cadre, les drones en essaim seront soumis à des tests pratiques. Pour ce qui est du calendrier, les premiers vols de drones devraient débuter dès le printemps 2022. Une démonstration sera également présentée à la fin du projet.
Ségolène Kahn
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