L’IA pour lutter contre les changements climatiques : tour d’horizon des premières applications

Alors que l’année 2022 a vu de nouveaux records de température battus, et que depuis 2010, année après année, le thermomètre grimpe sans discontinuer, l’heure est plus que jamais à l’action. Chaque degré de plus contribue à une augmentation de 10 à 12 % du nombre d’éclairs, à l’origine d’un nombre accru de feux de forêt, même dans le Cercle Arctique, que l’on pensait protégé.

Serge Palaric est vice-président EMEA de NVIDIA, une entreprise américaine spécialisée dans la conception de processeurs et cartes graphiques.

De la surveillance des espaces verts à celle des océans, de nombreuses entreprises utilisent déjà l’IA pour nous aider à mieux comprendre, surveiller et réagir au monde dans lequel nous vivons. Sans parler de solution miracle, on détermine aujourd’hui trois domaines d’application de l’IA pour contribuer à la lutte contre le réchauffement climatique : la prévision, la surveillance, et l’atténuation des risques.

Prévoir le changement climatique

L’IA est déjà capable de prévoir le temps qu’il va faire 100 000 fois plus vite que les modèles traditionnels. Et elle peut aussi nous aider à prévoir le futur. Contrairement aux prévisions météorologiques, les modèles climatiques avec l’IA permettent des simulations sur plusieurs décennies modélisant la physique, la chimie et la biologie de l’atmosphère, des eaux, de la glace, des terres…

Ces simulations sont configurées sur des résolutions de 10 à 100 kilomètres. Ces différentes résolutions exigent une puissance de calcul des millions, voire des milliards de fois supérieure à celle actuellement utilisée, pour modéliser des variables sur plusieurs années du cycle de l’eau par exemple ou simuler le réfléchissement par les nuages de la lumière du soleil et ses risques au jour le jour.

Or, grâce aux récents progrès de l’IA, la modélisation climatique à super-résolution (x million) est plus proche que jamais, notamment avec Earth-2, un système jumeau numérique qui permet de simuler l’évolution climatique de la Terre. Ce système comprend une puissance de calcul jamais vue auparavant, des modèles d’apprentissage surdéveloppés et un pipeline de données jamais vu pour prévoir l’impact régional des stratégies d’atténuation et d’adaptation climatiques.

Prévoir les changements météorologiques extrêmes des décennies à l’avance permettra de bénéficier d’alertes précoces pour s’adapter et rendre les infrastructures plus résilientes.

Surveillance et adaptation aux changements climatiques

L’IA progresse incroyablement vite. Des entreprises et des groupes de recherche l’utilisent déjà pour comprendre, surveiller et résoudre des problèmes liés au changement climatique. Les feux de forêt sont responsables d’environ 6 % des émissions de CO2 de la planète. OroraTech, une start-up basée à Zurich, utilise l’IA et des satellites pour développer un service de détection et de surveillance des feux de forêt. Grâce à des nano-satellites construit par un ordinateur d’IA compact et hyperpuissant, OroraTech est capable de détecter les départs de feu de forêt partout dans le monde et d’alerter par images les équipes d’intervention d’urgence au sol, qui peuvent agir immédiatement.

Comme les feux de forêt, les inondations causées par la mousson, les tremblements de terre ou simplement des conditions météorologiques extrêmes peuvent devenir mortelles. Un groupe de data scientists a ainsi appliqué l’apprentissage profond à 66 000 images satellite pour créer des modèles d’IA permettant de prédire les zones d’inondation. Leurs modèles, facilement reproductibles, peuvent être appliqués à de nouvelles zones géographiques et fonctionnent en analysant les pixels, pour détecter des éléments comme la terre et l’eau.

Outre la température, les changements climatiques affectent les conditions météorologiques générales, ce qui impacte toutes les espèces vivantes. Aussi comment diminuer les risques ?

Atténuer les changements climatiques

Prendre des mesures dès maintenant est nécessaire. Des entreprises, de toutes tailles et partout dans le monde utilisent l’IA pour réduire leurs émissions de gaz à effet de serre. Sur les 8,3 milliards de tonnes de plastique vierge générées par an, seuls 9 % sont recyclées, malgré des décennies d’efforts pour réduire la quantité jetée. Grâce à la visualisation via l’IA, la start-up londonienne Recycleye accroît l’identification précise des matériaux recyclables par les entreprises de recyclage. Les matériaux recyclables de qualité sont transférés aux fabricants de plastique dans un processus de recyclage circulaire, et réutilisés pour d’autres applications.

Autre exemple, le projet d’énergie solaire spatiale de Caltech permet de se passer complètement d’énergie émettant du CO2. Leur technologie recueille l’énergie solaire dans l’espace, puis la transmet à la Terre via des micro-ondes. Ce type de transmission n’étant pas affecté par les conditions météorologiques ou le taux de lumière solaire, cette énergie pourrait être disponible en permanence dans le monde entier. La National Space Society prévoit ainsi que l’énergie solaire spatiale pourrait fournir plus d’énergie que toutes les autres sources d’énergie combinées, avec un impact environnemental négatif très faible.

Ce sont des initiatives comme celle-ci et l’association des meilleurs talents du monde entier qui permettront de trouver des solutions pour lutter contre le réchauffement climatique.

Travailler ensemble pour résoudre le problème du changement climatique

À l’ère d’une numérisation accélérée de tous les processus, le monde se virtualise, favorisant l’accès à la connaissance pour les communautés d’apprentissage. Grâce à ce partage accéléré des connaissances, davantage d’entreprises développent des solutions d’IA et collaborent avec des développeurs enthousiastes pour trouver des solutions au réchauffement climatique.

L’IA va désormais bien au-delà de l’assistant vocal intégré au smartphone, ou les algorithmes de recommandation de programme TV, de trajet ou de réponses à des messages. Et de plus en plus d’équipes travaillent déjà l’une de ses applications les plus nobles : sauver la planète.