Les vagues scélérates sont souvent les premières responsables des accidents en mer. C’est aujourd’hui un phénomène, distinct des tsunamis, difficilement indentifiable. Deux chercheurs américains ont créé un nouvel outil, basé sur l’IA, qui permettrait de détecter 5 minutes en avance, en moyenne, trois de ces vagues sur quatre.
Les vagues scélérates sont des phénomènes marins particulièrement dangereux pour les navires, les phares ou les plateformes isolées telles que les plateformes offshore. Ce sont des vagues de surface, imprévisibles quant à leur formation, qui peuvent facilement avoir une taille deux fois supérieure à la taille d’une vague normale. Deux ingénieurs-chercheurs du département de génie mécanique de l’Université du Maryland aux Etats-Unis, Thomas Breunung et Balakumar Balachandran, ont imaginé un nouvel outil basé sur l’IA (intelligence artificielle) qui pourrait faciliter la détection en amont de ces vagues anormales. Leur étude a été publiée sur le site Scientific Reports le 18 juillet 2024.
Détection des vagues par IA
Pour détecter les vagues scélérates, les ingénieurs ont d’abord cherché à comprendre leur formation. Cela peut être dû d’une part à la convergence de deux vagues qui en forment une amplifiée ou d’autre part avec à la compression de courants océaniques. Des études ont déjà été menées sur le sujet selon les chercheurs, mais aucun algorithme de prévision ne semble assez concluant à ce jour.
Les deux chercheurs ont entraîné un réseau neuronal (un modèle d’IA) à distinguer les vagues océaniques qui seront suivies d’une vague scélérate, de celles qui ne le seront pas. Pour cela, ils ont utilisé 172 bouées, localisées sur les côtes des Etats-Unis, qui ont fourni un ensemble de données composé de 14 millions d’échantillons de 30 minutes de mesures de l’élévation de la surface de la mer. Dans ce lot de données, de nombreuses vagues scélérates étaient présentes. Les deux chercheurs les ont extrapolées, traitées et compilées pour enfin former les réseaux neuronaux de détection de ces vagues dangereuses. Selon les chercheurs, l’efficacité de leur outil est assez redoutable : « il est capable de prédire correctement l’émergence de 75 % des vagues scélérates une minute plus tard et de 73 % des vagues scélérates cinq minutes plus tard ». Ils sont aussi confiants quant à son utilisation à d’autres endroits au regard de l’ensemble des données récoltées.
Image : Carte d’un réseau de bouées utilisé pour l’étude
L’outil est néanmoins encore perfectible. « Cependant, le fait qu’environ trois ondes scélérates sur quatre soient prédites implique également qu’une sur quatre ne l’est pas et qu’un nombre significatif de fausses alarmes sont émises. Pour un système opérationnel, cette précision doit être encore augmentée. » peut-on lire sur l’article scientifique. Il pourrait également intégrer davantage de données telles que la profondeur de l’eau, la vitesse du vent et l’emplacement précis des bouées. Dans ce sens, Said Breunung a ajouté : « (…) le réseau neuronal utilisé ne nous permet de tirer que des conclusions limitées sur la physique fondamentale des vagues scélérates. Nous sommes désormais plus motivés que jamais à utiliser des approches similaires pour acquérir une compréhension plus approfondie des vagues scélérates. » De plus, cet outil pourrait être utilisés pour d’autres événements similaires, qui peuvent être liés au changement climatique par exemple •
Rédigé par François Terminet.
