Une nouvelle recherche sur les drones fait progresser la surveillance des incendies de forêt

En règle générale, le principal indicateur d’un incendie de forêt en plein essor en Californie est un panache de fumée grise et brumeuse flottant dans l’air, vu par les satellites ou les caméras. Le Département californien des forêts et de la protection contre les incendies, ou CalFire, est alerté et des efforts d'atténuation et de confinement s'ensuivent.

Mais Zhaodan Kong, professeur au Département de génie mécanique et aérospatial de l'Université de Californie à Davis, pense que vivre selon l'idée « là où il y a de la fumée, il y a du feu », amène les pompiers à s'attaquer au problème trop tard, alors qu'il s'est déjà propagé. et est difficile à contenir.

"À l'heure actuelle, la façon dont cela fonctionne est que vous voyez un incendie et que vous réagissez ensuite", a déclaré Kong. "C'est très passif, très réactif."

Au lieu de cela, Kong, dont les recherches sur l'intelligence artificielle et l'autonomie incluent les véhicules aériens sans pilote, ou UAV, estime qu'un système intégré de technologies permettant de détecter les incendies avant qu'ils n'atteignent un point de fumée pourrait changer la donne, empêchant potentiellement des dégâts généralisés causés par les incendies de forêt.

La détection commencerait sur le terrain avec des capteurs connectés à Internet placés dans des endroits stratégiques où des incendies de forêt se sont produits ou sont susceptibles de se produire (déterminés par CalFire). Ces capteurs de la taille d'une paume, développés par Anthony Wexler, professeur distingué au Département de génie mécanique et aérospatial et directeur du Centre de recherche sur la qualité de l'air de l'UC Davis, mesurent la température, l'humidité et la vitesse du vent pour déterminer quelles zones pourraient être plus à risque d'un événement de feu de forêt.

"Les éléments qui provoquent un risque élevé d'incendie de forêt sont une température élevée, une faible humidité et une vitesse de vent élevée", a déclaré Wexler, qui travaille sur ces capteurs depuis près d'une décennie. "La température et l'humidité sont relativement uniformes sur de vastes zones géographiques, mais la vitesse du vent change considérablement d'un endroit à l'autre en Californie en raison de la topographie."

Une fois la triple menace – sol très sec, température élevée et vent fort – détectée, des drones seraient alors envoyés avec des charges utiles de caméras et de capteurs chimiques pour balayer la zone à la recherche d'autres indications d'incendie, notamment des taux élevés de particules et de carbone. dioxyde de carbone dans l'air, puis signaler toute découverte à CalFire.

"La détection chimique est plus sensible que la détection visuelle", a déclaré Wexler. "Si vous vous promenez dans votre quartier et que quelqu'un brûle du bois dans sa cheminée, vous ne voyez rien, mais vous le sentez."

Pour ces missions de reconnaissance, le laboratoire de Kong construit des giravions équipés de systèmes de navigation, de capteurs et de caméras. Si l’un des avantages de l’utilisation des giravions est qu’ils peuvent atterrir et décoller de n’importe où, l’un des principaux défis est une durée de vol maximale d’environ 30 minutes. Pour lutter contre ce problème, le laboratoire de Kong développe un avion hybride capable d'atterrir et de décoller verticalement comme un giravion, mais qui possède également les qualités d'un avion à voilure fixe capable de voler à haute altitude pendant des heures.

Alors que de nombreux services d'incendie utilisent des drones pour larguer de l'eau et des produits ignifuges sur des incendies flamboyants, ils peuvent hésiter à accepter l'utilisation de drones comme outil de détection d'incendie. Les caméras, les satellites et les avions pilotés sont déjà essentiels pour suivre la propagation des incendies de forêt et déterminer la direction et la vitesse avec lesquelles ils peuvent se déplacer. Pourquoi ajouter des drones ?

Le système de détection actuel, ont déclaré Kong et Wexler, a des lacunes à combler. Les 1 000 caméras installées sur les tours de l'État et gérées par AlertCalifornia ne peuvent voir un incendie que lorsqu'il se trouve dans leur champ de vision. De plus, les algorithmes de détection d'incendie de la NASA recherchent les incendies provenant de satellites situés à plus de 500 milles au-dessus de la Terre, ce qui rend difficile la détermination de l'emplacement et de la taille exacts d'un incendie.

Au moment où un incendie est détecté par ces capteurs visuels et que l’information est transmise aux autorités compétentes, il s’est probablement propagé à un point tel qu’il pourrait être difficile à contenir. Un avion piloté doit encore survoler l'incendie et évaluer la situation avant de prendre des mesures.