En orbite à 500 kilomètres de la Terre, les 120 satellites de la société américaine Planet photographient l'intégralité de la surface terrestre chaque jour.
Il ne mesure qu'entre deux et cinq millimètres. Mais il peut causer d'immenses dégâts dans les forêts. Le scolyte est un minuscule insecte brunâtre, de la même famille que la coccinelle. Considéré comme un ravageur, il se nourrit du jeune bois situé sous l'écorce. Avec le changement climatique, il sévit de plus en plus souvent en Europe et en Amérique du Nord. Pour lutter contre ses ravages, certains expérimentent une nouvelle parade: utiliser de petits satellites placés en orbite à 500 kilomètres au-dessus de la Terre.
C'est la solution technologique proposée par 20tree.ai, une start-up basée à Amsterdam et à Lisbonne. "Nous utilisons des images satellites que nous analysons grâce à un programme d'intelligence artificielle", explique Anniek Schouten, sa co-fondatrice et directrice du développement. En comparant des clichés pris tous les jours, les algorithmes informatiques de la jeune société peuvent identifier une invasion de scolytes dès les premiers stades. Et ainsi permettre de prendre des mesures beaucoup plus rapidement. 20tree.ai revendique un taux de succès de 94%.
Nanosatellites en orbitre
Si l'idée d'utiliser des satellites n'est pas nouvelle, elle s'est longtemps heurtée au nombre limité d'images. Mais elle a pris une nouvelle dimension avec le développement des Cubesat, un standard d'appareils miniatures conçu par l'université Stanford. Et qui a fait émerger de nouveaux acteurs en abaissant nettement les barrières à l'entrée.
"Nous avons échangé la taille des satellites pour leur nombre, ce qui nous permet d'avoir une meilleure couverture", explique Tara O'Shea, directrice du programme forêt chez Planet, qui fournit les images utilisées par 20tree.ai.
Fondée en 2010 par des anciens de la NASA, l'agence spatiale américaine, cette entreprise de San Francisco est l'une des pionnières de la "new space". Elle compte aujourd'hui 120 nanosatellites en orbite - la plus grande constellation jamais déployée, assure-t-elle. Plus petits qu'une boite à chaussures, et ne pesant que 4,5 kilogrammes, ces appareils sont équipés d'un télescope cylindrique et d'un capteur photo. Ils sont désormais capables de photographier l'intégralité de la surface terrestre chaque jour.
Une différence primordiale par rapport aux satellites déployés par la NASA dans le cadre de son programme Landsat, source traditionnelle des clichés d'observation. Ceux-ci fournissent en effet une image d'une région qu'une fois tous les 20 jours environ, quand cette photo n'est pas rendue inutilisable par une météo couverte. "La résolution de ces images est de 30 mètres par pixel, celle de Planet est de 3 mètres par pixel", ajoute Tara O'Shea. "Cela ouvre de nouvelles voies pour contrôler la santé d'une forêt et mesurer la déforestation", poursuit la responsable.
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Photo d'illustration (Crédits : 20tree.ai)
Déforestation quasiment en temps réel
Autre nouveauté: l'utilisation du machine learning, l'apprentissage automatique, une technique qui a connu d'importants progrès ces dernières années. "L'intelligence artificielle nous permet de donner du sens aux images", souligne Anniek Schouten. Grâce à ses algorithmes informatiques, la société peut ainsi déterminer la quantité et la qualité de la forêt, les espèces d'arbres qui y poussent, leur taille, leur diamètre... Autant "d'éléments qui ne sont pas visibles à l'oeil nu", selon 20tree.ai, qui fournit à ses clients des cartes regroupant toutes ces informations.
L'analyse des données satellites ne servent pas seulement à détecter les invasions de scolytes et d'autres insectes. Au Brésil, plusieurs gouvernements locaux utilisent les photos quotidiennes de Planet pour mesurer la déforestation de l'Amazonie quasiment en temps réel, sans avoir à déployer d'importants moyens humains sur le terrain. Cela leur permet de réagir plus vite pour sanctionner les activités illégales.
"Les satellites sont un moyen efficace et moins onéreux pour prendre des actions concrètes très rapidement", note Tara O'Shea.
L'entreprise californienne alimente également une nouvelle plate-forme lancée par l'Organisation des Nations unies pour l'alimentation et l'agriculture (FAO) pour la mise en oeuvre d'un programme de fond carbone de la Banque mondiale. Celui-ci vise à "réduire les émissions liées à la déforestation et à la dégradation des forêts", en récompensant les pays qui font le plus d'efforts dans le domaine. Pour le moment, selon huit pays sont concernés, mais la FAO espère étendre ce contrôle plus précis des forêts à plus grande échelle.
"Que le début"
Autre exemple en Californie où les autorités viennent de signer un contrat avec Planet. L'Etat le plus peuplé des Etats-Unis entend tirer profit des satellites pour mieux lutter contre le changement climatique. Il va d'abord les utiliser pour surveiller les centrales et usines fonctionnant au charbon. A plus long terme, il espère ensuite développer de nouveaux outils pour mesurer la présence de gaz à effets de serre dans l'atmosphère. Et pour combattre la déforestation et la destruction des récifs de corail.
"Nous commençons simplement à effleurer ce qui sera bientôt possible de faire", s'enthousiasme Tara O'Shea. La responsable de Planet cite un projet de recherche menée en partenariat avec l'université d'Arizona State. Celui-ci cherche à combiner les clichés satellites avec des données Lidar (système de lasers, qui équipent notamment les voitures sans conducteur), afin de pouvoir mesurer plus efficacement le stock carbone des forets.
Les progrès seront aussi tirés par des améliorations technologiques. Les derniers satellites lancés fin novembre par la société sont équipés de meilleurs capteurs photo. "Nous pouvons déjà résoudre de nombreux problèmes mais une meilleure résolution d'image, à la fois spatiale, spectrale et temporelle, nous permettra d'aller encore plus loin", anticipe Anniek Schouten. Avec les gains en matière d'intelligence artificielle, les satellites doivent pouvoir détecter directement divers objets, et non plus seulement des couleurs.
"Nous ne sommes qu'au début de l'utilisation des données satellites, poursuit la co-fondatrice de 20tree.ai. Et qu'au début du potentiel d'analyse issu dumachine learning".
