L’IA à la rescousse, pour détecter immédiatement les flammes venues de l’espace

Les incendies de forêt ont doublé au cours des 20 dernières années en raison du changement climatique. Une étude publiée dans Science en février 2023 nous a informé sur la manière dont la propagation de ces incendies dévastateurs était aggravée par un mécanisme de rétroaction.

De nombreuses régions sont touchées. Parmi eux se trouve l’Australie. Au cours des derniers mois, des scientifiques de l’Université d’Australie du Sud (UniSA) ont mené un projet, financé par le SmartSat CRC, visant à adapter notre réponse à cette situation.

Dans un communiqué diffusé mercredi 5 juin, cette initiative qui vise à mieux anticiper la propagation des incendies depuis l’espace trouve écho. Plus précisément, il s’agirait de mobiliser des satellites cubiques équipés d’une intelligence artificielle (IA) embarquée.

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Un projet prometteur, car cet outil pourrait permettre aux équipes mobilisées sur le terrain de réagir plus rapidement et d’éviter des pertes de vies humaines, animales, végétales et matérielles.

Des incendies détectés jusqu’à 500 fois plus rapidement

Les spécialistes d’UniSA ont utilisé une technologie d’IA de pointe pour développer un système de détection précoce de fumée d’incendie économe en énergie. Celui-ci est destiné à être utilisé sur le premier satellite cubique miniature d’Australie du Sud (CubSat), connu sous le nom de « mission Kanyini ». Ceci est réalisé dans le cadre d’une collaboration entre le gouvernement sud-africain, SmartSat CRC et des partenaires industriels.

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Lancé en orbite terrestre basse, ce CubSat devrait permettre de mieux détecter les feux de brousse, tout en surveillant la qualité des eaux intérieures et côtières, ainsi que la gestion des terres. Dans le détail, le capteur satellite, équipé d’un imageur hyperspectral, captera la lumière réfléchie par la Terre dans différentes longueurs d’onde, afin de générer ensuite des cartes de surface détaillées. Cette technologie permettrait de détecter les incendies jusqu’à 500 fois plus rapidement que le traitement traditionnel des images au sol.

Initialement, les satellites d’observation de la Terre ne disposaient pas de capacités de traitement embarquées pour analyser en temps réel des images complexes de la Terre depuis l’espace. L’équipe du Dr Stefan Peters, chercheur géospatial senior à l’UniSA, a surmonté cet écueil en créant un modèle d’IA plus léger. Ce dernier est capable de détecter de la fumée dans les limites du traitement embarqué, de la consommation énergétique, ainsi que des contraintes de stockage de données des satellites cubiques, apprend-on dans le communiqué.

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“La fumée est généralement la première chose que vous pouvez voir depuis l’espace avant que le feu ne devienne suffisamment chaud et suffisamment grand pour que les capteurs puissent l’identifier.explique le spécialiste. La détection précoce est donc cruciale.

Anticiper les autres catastrophes naturelles

Pour entraîner ce modèle d’IA, les scientifiques ont utilisé des images satellite correspondant aux récents feux de brousse en Australie. Grâce à l’apprentissage automatique, les chercheurs ont pu entraîner l’outil à détecter la fumée dans une image et à la différencier des nuages. Pour leur étude de cas, les spécialistes ont utilisé les données d’un incendie survenu dans le Coorong. L’approche simulée à bord a nécessité 14 minutes pour détecter la fumée et envoyer l’information à la station au sol.

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Le Dr Peters est optimiste : « L’IA embarquée présente des avantages significatifs par rapport au traitement traditionnel au sol. Inestimable en cas de feux de brousse, il servira également de système d’alerte précoce pour d’autres catastrophes naturelles.

L’équipe de recherche espère que leur appareil pourra être utilisé en orbite dès 2025, lorsque la mission Kanyini sera opérationnelle. L’objectif ultime sera de commercialiser cette technologie