Quel rôle l’intelligence artificielle joue-t-elle dans la lutte contre les incendies de forêt ?

Le Maroc, l’Espagne et la France connaissent actuellement une vague de chaleur très importante qui surprend les météorologues car elle arrive précocement. Avec le changement climatique, ce phénomène risque de se reproduire chaque année, et peut-être encore plus tôt dans la saison. Si cette année, il suscite de nombreuses inquiétudes, c’est que le printemps a été particulièrement sec, la végétation souffre de stress hydrique, et le risque d’incendies de forêts est très élevé. Prévenir ces feux ou les contenir très rapidement est essentiel et l’IA peut y jouer un rôle majeur.

L’année 2021 a connu d’importants feux de forêt aux quatre coins du monde : Amérique du Nord, notamment en Californie, au Canada, tout autour du bassin méditerranéen (péninsule ibérique, Algérie, Maroc, Italie, Grèce, Turquie, France) mais aussi en Russie. La Sibérie a d’ailleurs été le théâtre de feux meurtriers au mois de mai dernier.

Le stress hydrique que connaissent actuellement les arbres, auquel s’ajoute pour la plupart du temps des vents violents, explique l’ampleur des incendies que nous connaissons.

Ainsi, si l’an passé, les feux ont détruit 15 007 hectares de forêt en France, presque la moitié de cette surface (8000 ha) a été brûlée par l’incendie parti le 16 août d’une aire d’autoroute à Gonfaron, dans le Var, qui, poussé par un fort mistral, a dévasté la réserve naturelle nationale de la plaine des Maures.

Prévenir les feux de forêts grâce à l’IA

Des moyens naturels de prévention des incendies existent : le débroussaillage, l’installation de coupe-feu, la transplantation d’essences moins inflammables…Mais s’il est impossible d’éradiquer tous ces feux dus très souvent à la négligence humaine (jets de mégots mal éteints, étincelle lors de travaux, écobuage…), les détecter, surveiller leur progression pour les contenir plus rapidement est possible grâce à l’IA, de nombreux états y ont recours à l’instar du Maroc.

L’IA fournit un traitement des données collectées entre autres par les capteurs, les caméras, les drones, les images satellites, plus rapides et précis, ce qui permet de sauver la flore mais aussi des vies humaines, la faune…

Plusieurs travaux ont été réalisés ou sont en cours dans ce domaine :

ALERTWildfire

ALERTWildfire est une extension du réseau ALERTTahoe, qui était un programme pilote déployant des caméras PTZ et des réseaux micro-ondes dans la région entourant le lac Tahoe, situé dans les montagnes entre le Nevada et la Californie.

Ce consortium de l’Université du Nevada, Reno, de l’Université de Californie à San Diego et de l’Université de l’Oregon, fournit des caméras d’incendie et des outils pour aider les pompiers et les premiers intervenants à :

  • découvrir, localiser et confirmer l’allumage du feu,
  • rapidement augmenter ou réduire les ressources d’incendie,
  • surveiller le comportement du feu pendant le confinement,
  • aider les évacuations grâce à une meilleure connaissance de la situation,
  • observer les incendies contenus pour les flambées.

Une stratégie différente a été adoptée début 2018  qui consiste à installer les caméras sur les réseaux hertziens tiers existants, pour construire des réseaux virtuels plus larges, produire une couverture régionale et le faire ainsi beaucoup plus rapidement. Dans ce modèle, les « tours d’opportunité » (celles des fournisseurs de services Internet sans fil, des services d’État et de comté et d’autres infrastructures de communication point à point privées) sont équipées de caméras d’incendie et d’équipements associés. Les données de ces réseaux confédérés sont intégrées de manière transparente dans les systèmes d’acquisition back-end de NSL et présentées sur le site Web Amazon Web Services.

Le réseau compte actuellement plus de 1 000 caméras, surtout en Californie, dont beaucoup intègrent l’IA comme outil d’analyse supplémentaire. Elles fournissent des informations inestimables pour différencier le brouillard de la fumée des feux de forêt, en particulier par temps chaud, sec et venteux. L’IA peut numériser des images et détecter des différences dans les images très rapidement, beaucoup plus vite que l’homme ne peut le faire.

FireScout

La solution SaaS de détection des incendies de forêt basée sur l’IA, FireScout, a été développée par Alchera, l’un des principaux fournisseurs de technologie d’IA. Elle permet de détecter la fumée d’un incendie grâce à un réseau de caméras de surveillance qui fonctionne 24h/24, la détection nocturne étant possible grâce aux caméras infrarouges.

En 2021, Pacific Gas and Electric Company a collaboré avec ALERTWildfire pour installer 138 nouvelles caméras HD dans des districts à haut risque d’incendie, 46 d’entre elles, des caméras WildfireLIVE, conçues pour protéger les actifs de transmission électrique de PG&E, font partie d’un programme de test d’IA en partenariat avec Alchera et ALERTWildfire.

Syntecsys

Syntecsys, start-up brésilienne, entreprise de technologie agricole commerciale, et Omdena, plateforme qui vise à rassembler l’écosystème IA autour de problèmes actuels, se sont associés pour construire un système qui identifie la fumée et les flammes avec plus de 95 % de précision. Pour ce projet basé sur le machine learning, Omdena a réuni une équipe diversifiée de 47 datascientists de 22 pays qui a collaboré durant huit semaines avec les experts en IA de Sintecsys.

La solution commercialisée par Syntecsys, du fait de sa précision, réduit considérablement les faux positifs et le temps d’arrivée des secours incendie. Sintecsys et Omdena travaillent sur un deuxième projet qui permettra la détection nocturne de la fumée et des incendies. Actuellement, les caméras équipées de cette solution surveillent, depuis des tours, 4 millions d’ha principalement plantés de cannes à sucre et d’eucalyptus au Brésil, où les incendies sont quotidiens.

Bee2FireDetection

En 2019,  Weather Company, filiale de l’unité commerciale Watson & Cloud Platform d’IBM s’est associé à Compta Emerging Business pour concevoir Bee2FireDetection, une solution qui vise à mieux prédire les incendies de forêt à l’aide de l’IA d’IBM Watson, des données IoT et des données de The Weather Company (humidité, vitesse du vent et météo locale). Les pompiers peuvent être ainsi en alerte pendant les périodes à haut risque.

Le système peut être intégré à des caméras HD, y compris des systèmes de surveillance existants, pour détecter automatiquement la fumée ou d’autres signes d’allumage avec la technologie IBM Watson Visual Recognition. Fin 2021, Bee2FireDetection a été sélectionnée par le projet rePLANT pour protéger la forêt portugaise.

Le labcom NVIDIA-Lockheed Martin

En novembre 2021, NVIDIA et Lockheed Martin  se sont associés au Service forestier du Département américain de l’agriculture et à la Division de la prévention et du contrôle des incendies du Colorado (DFPC) pour lutter contre les incendies de forêt à l’aide de l’IA et de la simulation de jumeaux numériques.

Les deux sociétés construisent le premier laboratoire au monde centré sur l’IA dédié à la prévision et à la réponse aux incendies de forêt. Il utilisera l’infrastructure NVIDIA AI et la plateforme de visualisation avancée et de simulation du monde virtuel NVIDIA Omniverse pour traiter l’ampleur d’un incendie et prévoir sa progression. En recréant le feu dans un jumeau numérique physiquement précis, le système sera en mesure de suggérer les actions les plus pertinentes pour en venir à bout.

La plateforme Mission Managere système (CMM) de Lockheed Martin combinera les données des capteurs de l’incendie en temps réel avec d’autres sources de données (type de végétation, topographie, orientation et force du vent…) pour prédire la propagation du feu.


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