des milliers de drones au service de la météo

Des milliers de drones au service de la météo ?

Si les météorologistes peinent à prédire le temps de demain, c'est parce qu'ils connaissent mal celui d'aujourd'hui... C'est ce que pensent certains d'entre eux, qui concoctent une solution : lâcher dans les airs des nuées de minuscules appareils volants pour réaliser en permanence des millions de mesures au sein de l'atmosphère. La réalisation semble lointaine...

Pour Martin Ralph, météorologiste au Earth System Research Laboratory, au sein de la NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration), les modèles météo sont au point mais mal nourris. Ils manquent cruellement de données, trop difficiles à obtenir avec les techniques actuelles. Les seules stations de mesures permanentes sont installées au sol. Les satellites passent trop haut et ne peuvent pas tout mesurer. Au sein de l'atmosphère, les météorologistes ne disposent que de ballons lâchés avec parcimonie ou, exceptionnellement, d'observations réalisées à bord d'avions.

Le nombre de données est insuffisant pour les modèles, capables de prendre en compte une quantité bien plus grande de mesures. Jonathan How, du Department of Aeronautics and Astronautics (MIT, Massachusetts Institute of Technology), pense avoir la solution : les drones. Surtout employés par les militaires, ces engins volants autonomes pourraient être déployés en grand nombre pour effectuer de multiples mesures à différentes altitudes.

Deux problèmes – ardus – restent à résoudre : réaliser des drones suffisamment petits et agiles pour qu'ils ne présentent aucun danger pour les humains et les autres engins volants et maîtriser les trajectoires de cette armada volante pour que le flot de données soit vraiment utile.

Dans un premier temps, Jonathan How et ses collègues espèrent faire simple avec des engins existants, de grande taille et en nombres modestes. Le Boeing ScanEagle, un modèle éprouvé, créé en 2002, ferait l'affaire. Il pèse 18 kilogrammes et son envergure de trois mètres en fait un appareil plutôt encombrant. Mails il vole sans assistance à une vitesse de croisière d'environ 100 km/h durant une quinzaine d'heures et jusqu'à 5.000 mètres d'altitude.

Travail collaboratif

Cette flotte aérienne devrait être précisément positionnée et ce en temps réel. Il faudrait en effet modifier régulièrement les trajectoires en fonction des informations recueillies, par exemple densifier les mesures si l'on repère une zones où les conditions varient rapidement. Le système centralisé qui envoie les ordres et récupère le flux de données aura donc énormément de travail. Pour l'instant, aucun algorithme n'est capable de le mener à bien. Il en existe au moins un à l'essai, déjà testé en simulation. Il vient d'être présenté par Han-Lim Choi, à la conférence IEEE sur la Décision et le contrôle, à Cancun (Mexique).

De l'autre côté de l'Atlantique, en Suisse, au Laboratoire de systèmes intelligents de l'EPFL (Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne), des chercheurs planchent sur la génération suivante. Leur but est de mettre au point des drones de petites tailles, comme il en existe déjà, et capables de voler en patrouille et même, devrait-on dire, en essaims. Leurs travaux portent en effet sur des appareils volants très légers (le plus petit pèse 5 grammes) mais aussi sur la coopération de multiples robots travaillant ensemble de manière autonome. Réduits à la masse d'un petit oiseau (une mésange pèse une dizaine de grammes), ces appareils ne seraient guère dangereux. Mais pour l'instant, les plus délicats de ces drones miniatures ne volent qu'en milieu fermé et seraient emportés sans espoir de retour par une bourrasque. Quant à la coopération entre robots, volants, roulants, marcheurs ou nageurs, elle fait l'objet de nombreuses études dans le monde et les roboticiens vont souvent chercher l'inspiration du côté des animaux, insectes, poissons ou oiseaux, en particulier. Mais de ce côté, beaucoup de progrès restent à faire...

Par Jean-Luc Goudet, Futura-Sciences