Exploiter l'IoT pour la détection et la prévention précoces des incendies de forêt

Une nouvelle génération de systèmes d'alerte précoce aux incendies de forêt basés sur l'IoT, proposée par des startups comme Dryad Networks, émerge sur le marché. Ces technologies feront-elles une différence mesurable dans un monde où les incendies de forêt sont de plus en plus fréquents ?

Des flammes clignotent à l'horizon et se propagent incontrôlablement dans la vallée en contrebas. L'incendie rase un groupe de dépendances, puis s'engouffre dans un groupe de maisons familiales, laissant derrière lui des maisons fumantes, des biens calcinés et des vies ruinées.

Cette scène est devenue trop familière à travers l'ouest des États-Unis durant l'été 2021. La fumée qui en résultait a dérivé jusqu'à Chicago et New York, créant de graves problèmes de qualité de l'air. Si prévenir entièrement les incendies peut dépasser la portée de la technologie, en atténuer la gravité est réalisable. Un nombre croissant d'entreprises IoT le prouvent.

L'incendie de forêt Bootleg brûlant actuellement près de Bly, Oregon. L'incendie est si intense qu'il crée sa propre météo, y compris des éclairs.

Les incendies de forêt intenses ne se limitent pas aux États-Unis ; l'Amazonie et l'Australie ont également subi des feux dévastateurs ces dernières années.

Les débats sur les causes de cette hausse vont du changement climatique à des facteurs locaux tels que les incendies de tours 5G au Colorado ou des incidents de tir sur cibles au Nevada.

Quelle qu'en soit la cause, l'impact des incendies de forêt est catastrophique et la fréquence grimpe. Le National Interagency Fire Center a rapporté qu'au 20 juillet, 83 grands incendies avaient brûlé aux États-Unis, totalisant plus de 2 585 492 acres. Les experts estiment que les incendies de forêt contribuent à environ 20 % des émissions mondiales annuelles de CO₂.

L'incendie Bootleg est actuellement le plus vaste feu de forêt aux États-Unis, ayant consumé plus de 400 000 acres en Oregon. Pendant ce temps, l'incendie Dixie en Californie a brûlé plus de 197 000 acres dans trois comtés et n'était contenu qu'à 22 % au 26 juillet.

Climate Central rapporte qu'en moyenne, la superficie brûlée par les incendies de forêt a doublé au cours des quatre dernières décennies.

Alors comment prévenir les incendies de forêt ?

La détection précoce est la clé. Plus un feu est identifié tôt, plus il est facile d'arrêter sa propagation. Avant la surveillance par avion et satellite, les zones à risque d'incendie s'appuyaient sur les bulletins météo, les postes de guet saisonniers et la chance pure.

Solutions IoT

Des startups comme Dryad Networks, LADsensors et Seidor développent des réseaux de capteurs sans fil qui fournissent une alerte précoce en temps réel de l'activité des incendies de forêt.

EE Times a interviewé Carsten Brinkschulte, cofondateur et PDG de Dryad Networks, sur le système de capteurs sans fil alimenté par énergie solaire et basé sur LoRaWAN de son entreprise. « Notre innovation ajoute un réseau maillé à LoRaWAN, permettant aux stations de base de relayer les messages entre elles jusqu'à ce qu'elles atteignent une passerelle connectée à Internet », a expliqué Brinkschulte. « Cette architecture nous permet de couvrir des milliers de kilomètres carrés sans exiger que chaque station de base ait un lien Internet direct. »

Les capteurs se connectent à des passerelles frontalières qui transmettent les données via LTE-M, Ethernet ou une antenne satellite Starlink. Toutes les passerelles sont compatibles essaim, permettant un partage collaboratif des données.

Les capteurs sans batterie sont conçus pour simplement pendre à un arbre, ne nécessitant aucune maintenance. Dryad a même promu le concept comme « Internet des arbres » dans son marketing.

Chaque capteur intègre une puce de détection de gaz Bosch BME688 qui surveille l'hydrogène, le dioxyde de carbone et le monoxyde de carbone. En utilisant le traitement en périphérie (edge) et des algorithmes d'apprentissage automatique, le capteur identifie la signature gazeuse caractéristique d'un feu naissant, offrant une haute précision et de faibles taux de fausses alertes.

Détecter les feux tôt

Dryad vise une détection de l'activité d'incendie de forêt en moins d'une heure. « Plus un feu est détecté tôt — idéalement pendant la phase de combustion lente — plus la réponse est efficace », a déclaré Brinkschulte. Cette capacité permet aux services d'incendie d'intervenir avant qu'un brasier ne s'intensifie.

Dans une zone d'interface forêt-urbaine avec routes et forêt, une couverture de 10 miles carrés nécessiterait environ 500 capteurs. En forêt dense, la densité chute à environ 250 capteurs par 10 miles carrés.

Le prix de base d'un capteur est actuellement d'environ 50 $, ce qui fait qu'une installation d'interface de 10 miles coûte environ 25 000 $. Des remises de volume sont attendues, et Brinkschulte prévoit que les prix unitaires pourraient tomber à 20 $ une fois que Dryad augmentera sa production.

En plus du matériel, l'entreprise facture des frais d'abonnement annuels représentant 10 à 15 % du coût du matériel. La solution est adaptée aux gouvernements, services publics et grandes entreprises forestières plutôt qu'aux consommateurs individuels.

Dryad prévoit également d'intégrer d'autres types de capteurs — tels que l'humidité du sol et les moniteurs de croissance des arbres — dans son réseau, ce qui pourrait être particulièrement précieux pour les entreprises d'exploitation forestière.

Ces systèmes d'alerte précoce basés sur l'IoT sont encore aux premiers stades et n'ont pas encore subi d'essais complets sur le terrain pendant des incendies actifs. Néanmoins, ils représentent une nouvelle couche de protection prometteuse qui complète la surveillance par satellite et caméra.

Bien qu'ils ne soient pas une panacée, Brinkschulte affirme que la technologie offre une capacité de détection ultra-précoce critique qui s'intègre parfaitement dans la boîte à outils plus large de la gestion des incendies de forêt.

>> Cet article a été initialement publié sur notre site sœur, EE Times.