Le drone portugais qui éteint les feux de forêt d'en haut

Par un après-midi de mai chaud et calme dans le centre du Portugal, un tas de broussailles de la taille d'une voiture prend feu. Alors que les flammes montent plus haut, un torrent d'eau tombe soudainement du ciel.

Ce n'est pas la pluie, cependant. Un gros drone plane à environ 15 m (49 pieds) au-dessus, un tuyau ignifuge suspendu à son ventre. Une paire de jets de chaque côté du tuyau martèle les flammes avec de l'eau pendant que l'opérateur du drone contrôle l'appareil derrière un camion de pompiers, la source d'eau de l'appareil. Dans environ deux minutes et demie, le feu est éteint.

Le drone de 21 kg (46 lb), appelé Sap (pour "système de buse portée" en portugais) est l'un des outils les plus récents dans la bataille pour repousser les incendies de forêt extrêmes. Le drone est léger, facile à utiliser et agile à basse altitude. Avec une envergure de 2,14 m (7 pieds) et principalement en fibre de carbone, il peut plonger dans des endroits trop dangereux ou trop difficiles à pénétrer pour les pompiers, explique Carlos Viegas, un ingénieur en mécanique qui dirige le Field Tech Lab de l'Université de Coimbra et a codirigé le projet.

"C'est l'avenir de la lutte contre les incendies", dit-il en se rendant de Coimbra au site de démonstration de Lousâ, conduisant sa voiture électrique noire sur les pentes des montagnes parsemées d'eucalyptus. "Nous essayons d'apporter la technologie robotique à la gestion des incendies de forêt. Parce que chaque occasion que nous avons pour empêcher les gens de mourir pendant la lutte contre les incendies, nous devons essayer."

Le test du drone de lutte contre les incendies a eu lieu alors qu'une multitude d'incendies de forêt continuaient d'éclater dans l'est et l'ouest du Canada, entraînant l'évacuation de milliers de personnes. Le Canada devrait voir sa plus grande superficie jamais enregistrée brûlée par des incendies de forêt cette année. Le Chili a également été frappé par des centaines d'incendies de forêt périlleux plus tôt cette année au milieu d'une vague de chaleur.

Le drone, inspiré en partie du flyboard, fait partie d'une quête mondiale visant à concevoir de nouvelles technologies qui peuvent aider à améliorer la détection et l'arrêt des incendies de forêt. Comme beaucoup d'autres communautés à travers le monde, Lousā vit en prévision du prochain incendie. Environ 70% de la commune est forestière.

Sur le site de démonstration, adjacent au laboratoire de recherche sur les incendies de forêt de l'Université de Coimbra - considéré comme l'un des plus importants centres de recherche sur les incendies en Europe - des montagnes d'émeraude s'élèvent au loin, épaisses de nouvelles pousses printanières. Une rangée d'éoliennes s'élèvent au-dessus d'eux.

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Au sud et à l'est d'ici, en 2017, deux grands incendies de forêt ont tué 117 personnes, dont un pompier. Le premier, qui a balayé Pedrógão Grande en juin, a tué 66 personnes, en a blessé 253 autres et a brûlé 53 000 hectares (131 000 acres). Selon une étude de 2019, le changement climatique a laissé ses empreintes digitales sur les flammes, sous la forme d'une sécheresse et d'une chaleur anormales cette année-là. "Je pense que 2017 a été une révélation pour nous", déclare Viegas.

Les communautés sont à nouveau sur les nerfs cette année, alors qu'une sécheresse continue, des vagues de chaleur record en avril et un El Niño émergent conspirent pour créer les conditions parfaites - sèches et chaudes - pour que les incendies s'enflamment pendant une saison des feux de forêt qui dure désormais du printemps jusqu'à l'automne. Plus de 7 000 hectares (17 acres) ont déjà brûlé au Portugal cette année, selon l'Institut portugais pour la conservation de la nature et des forêts (ICNF).

Bien qu'il soit difficile de prédire la gravité de cette saison des incendies de forêt, la sécheresse, susceptible d'être ponctuée par davantage de vagues de chaleur cet été, signifie que les communautés doivent être préparées, déclare Isabel Trigo, chercheuse principale en télédétection à l'Institut portugais de la mer et de l'atmosphère (IPMA). Elle note que le Portugal a subi chaque année des vagues de chaleur record. "Le risque d'inflammation et de propagation est là."

Alors que le changement climatique s'accélère et que le développement se rapproche des forêts, le risque d'incendie de forêt au Portugal - parmi les pays les plus touchés d'Europe - continuera d'augmenter. Un rapport de 2018 a noté que la superficie totale brûlée dans le pays par décennie a doublé entre les années 1980 et 2000 pour atteindre 150 000 hectares (370 000 acres) et pourrait atteindre 500 000 hectares (1 200 000 acres) ou plus au cours de la prochaine décennie.

Un nouveau drone de lutte contre les incendies qui éteint les flammes par le haut est en cours de test au Portugal (Crédit : April Reese)

De nombreuses forêts indigènes du pays ont évolué pour résister au feu et dans certains cas en ont besoin, mais une grande partie de cette forêt a été remplacée par de l'eucalyptus - un arbre australien planté pour la première fois au Portugal dans les années 1830 - ou des plantations de pins. La superficie couverte d'eucalyptus dans le centre du Portugal a doublé entre 1995 et 2018.

Maria Araújo, ingénieur chez Jacinto, une entreprise portugaise de camions de pompiers qui s'est associée à deux autres entreprises et à l'Université de Coimbra sur le projet, déclare que pour de nombreux membres de l'équipe, le projet revêt une importance personnelle. "Beaucoup de pompiers travaillent également à Jacinto… Nous voulons vraiment éliminer le risque pour les pompiers."

Alors que la démonstration à Lousâ n'a duré que quelques minutes, le prototype a mis près de quatre ans à se développer. Le premier tuyau que l'équipe a essayé a brûlé. La buse a dû être modifiée pour créer une pression suffisamment forte pour éteindre efficacement le feu. Mais la forte pression a fait éclater la buse en PVC, alors l'équipe a plutôt opté pour de l'acier inoxydable plus lourd mais plus durable. Et après plusieurs tests, ils ont découvert que deux courants-jets symétriques, un de chaque côté de la buse, étaient nécessaires pour maintenir l'engin stable et équilibré pendant qu'il planait jusqu'à 50 m (164 pieds) au-dessus des flammes.

L'équipe demande maintenant des subventions et discute avec des collaborateurs potentiels pour transformer le prototype en un produit que les équipes d'intervention d'urgence peuvent ajouter à leur arsenal de lutte contre les incendies. Le prototype actuel ne peut rester en l'air que pendant 17 à 24 minutes, et Viegas dit qu'il a besoin d'une cure de jouvence de 50 000 € (43 000 £ / 53 000 $) pour être prêt pour une utilisation généralisée.

"Nous voulons le rendre plus convivial", a déclaré l'ingénieur en mécanique Rafael Batista de Sleeklab, le laboratoire de développement qui a conçu le drone. "C'est tellement grand que c'est très facile à manœuvrer, mais ça demande quelqu'un de très calme et de spécialisé."

Même avec un moteur plus gros et d'autres améliorations, la meilleure utilisation du drone sera probablement d'apprivoiser les incendies précoces ou tardifs, ajoute-t-il – il ne remplacera pas les équipements de lutte contre les incendies aériens conventionnels tels que les hélicoptères pilotés et les avions "bombardiers à eau". "Pour [ces], le drone ne fera rien parce que le feu est déjà tellement disproportionné que cela ne sera pas utile." Cependant, tous les grands incendies commencent par de petits incendies et les chercheurs ont découvert que la suppression précoce, à laquelle ce type de drone pourrait aider, est cruciale lorsque les conditions de la poudrière existent.

Le drone de lutte contre les incendies a réussi à éteindre un feu d'essai en quelques minutes. Mais il n'a pas encore été testé sur un véritable feu de forêt (Crédit : ADAI/Université de Coimbra)

Pourtant, le drone de lutte contre les incendies n'en est qu'à ses débuts - et n'a été utilisé jusqu'à présent que sur un feu d'essai, pas sur le vrai.

Erik Litzenberg, conseiller principal en politique sur les incendies de forêt à l'Association internationale des chefs de pompiers basée en Virginie, aux États-Unis, déclare que, du point de vue de la nature, il pense que le drone a une applicabilité limitée. « À peu près n'importe quel outil pourrait aider à sauver des vies dans la lutte contre les incendies de terres sauvages et d'interfaces urbaines de terres sauvages, et chaque outil existant ou potentiel mérite d'être exploré », dit-il. "[Mais] le tuyau d'incendie et l'eau sont assez lourds, donc je pense que la quantité d'eau qui pourrait être fournie par cette conception serait limitée. Il faut pas mal d'eau pour éteindre un feu de forêt dans toutes les phases sauf les toutes premières. "

Il ajoute que la conception semble devoir être relativement proche d'une source d'eau, ce qui limiterait également son utilisation dans les feux de végétation difficiles d'accès. "Peut-être que son utilisation dans les incendies qui sont" trop dangereux pour être abordés "est plus utile - comme les incendies impliquant des produits chimiques ou des explosifs", ajoute-t-il.

La BBC a également contacté plusieurs autres sources pour obtenir des commentaires sur l'utilité de la technologie dans la pratique, et plusieurs ont déclaré qu'ils ne pouvaient pas commenter le projet car ils n'avaient pas été impliqués, ce qui rendait difficile de savoir à quel point il serait utile, ou avaient des politiques de ne pas commenter les produits.

Le Portugal n'est pas le seul à faire face à un risque croissant d'incendies de forêt. Déjà ce mois-ci, la fumée des incendies de forêt canadiens a rempli le ciel à travers l'Amérique du Nord. Selon les experts, le besoin de nouvelles technologies pour aider à gérer les incendies de forêt ne fera qu'augmenter à mesure que le changement climatique s'aggrave.

Des sécheresses et des vagues de chaleur plus intenses et plus fréquentes rendent les forêts au Portugal et dans le monde de plus en plus vulnérables aux incendies de forêt importants et intenses, explique Trigo. "Nous avons tous les ingrédients pour avoir des incendies de forêt qui peuvent devenir incontrôlables."

Une combinaison d'autres outils de haute technologie est en cours d'élaboration pour aider à protéger les pompiers et les communautés du monde entier contre les incendies de forêt. Un autre type de drone, déjà utilisé dans l'Oregon et dans plusieurs autres États américains, utilise des capteurs et des caméras qui peuvent aider à détecter et à suivre les incendies, permettant aux pompiers de déterminer où concentrer les ressources. Un prototype financé par le Département américain de l'agriculture et dirigé par des chercheurs de la Georgia State University utilise des caméras thermiques qui peuvent détecter la vitesse et la direction du vent et faire des prédictions sur la propagation du feu. Un autre projet, déjà disponible dans le commerce, utilise des caméras à vision thermique qui peuvent être attachées au casque pour aider les pompiers à voir à travers la fumée et les flammes.

Certaines des avancées les plus importantes concernent le domaine des technologies satellitaires. Les données satellitaires, telles que la température, l'humidité, la végétation et la topographie, alimentent des cartes numériques qui permettent aux pompiers de surveiller et d'évaluer un incendie avant d'intervenir. "En utilisant les données satellitaires, nous pouvons identifier les points chauds au sol et nous pouvons également caractériser leur intensité", explique Trigo. "Nous pouvons donc dire à quel point ces incendies sont susceptibles de devenir ingérables."

La nouvelle génération d'yeux dans le ciel au-dessus de l'Europe peut prendre une image du même endroit toutes les cinq minutes à 36 000 km (22 360 miles) au-dessus de la Terre. Les scientifiques s'attendent à réduire davantage cet écart de temps à 2,5 minutes dans les années à venir, explique Trigo. Les satellites en orbite plus proche, à environ 800 km (500 miles), peuvent désormais lire la surface de la Terre jusqu'à 10 m (32 pieds). De meilleurs capteurs améliorent également la qualité de l'image, ajoute Trigo. "Nous pouvons voir la surface avec plus de détails. Et cela signifie que nous pouvons identifier ces incendies à un stade plus précoce."

Rafael Batista et son équipage démontent le drone de lutte contre les incendies (Crédit : April Reese)

Cependant, une chose que la technologie ne peut pas encore faire est de prédire avec précision comment un feu de forêt se comportera, dit Trigo – un manque de données particulièrement inquiétant alors que les incendies deviennent plus importants et plus imprévisibles dans un climat changeant.

Les pompiers sur le terrain doivent savoir si des changements de vent pourraient accélérer la propagation du feu ou conduire le brasier dans une certaine direction. Mais avec l'aide de l'IA, les experts travaillent sur les moyens de combiner les données satellitaires sur les conditions de la végétation et d'autres facteurs avec les observations de drones et les données météorologiques.

"Ce que nous aimerions faire, c'est modéliser comment le feu est susceptible de progresser et d'évoluer en temps réel", explique Trigo. "Ce n'est pas facile. Mais c'est le Saint Graal."

Les émissions de voyage qu'il a fallu pour rapporter cette histoire étaient de 10 kg de CO2. Les émissions numériques de cette histoire sont estimées entre 1,2 g et 3,6 g de CO2 par page vue. En savoir plus sur la façon dont nous avons calculé ce chiffre ici.

Sur le chemin du retour vers Coimbra, une démonstration de drone réussie terminée, Viegas signale une équipe de travailleurs le long du côté gauche de la route. Ils enlèvent les arbustes, les arbres et les hautes herbes, créant ainsi une zone tampon entre la route et la forêt, dans le cadre de la stratégie post-2017 du Portugal visant à réduire le risque d'incendie de forêt.

Même avec toutes les avancées récentes de la technologie de lutte contre les incendies, la meilleure défense consiste à empêcher les mégafeux de se produire en premier lieu.

Un mégot de cigarette jeté par la fenêtre d'une voiture peut suffire à déclencher une conflagration - et plus les carburants potentiels sont éliminés, moins les pompiers auront besoin d'un drone pour les protéger des petits incendies difficiles à atteindre qui se transforment en incendies extrêmes.

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