Impressionnant. Incroyable. Incroyable. Incroyable. Spectaculaire. Ces mots décrivent bien ce qui reste à la suite de toute catastrophe naturelle, que ce soit un tremblement de terre, tornade, ouragan ou tout autre événement où les maisons, des bâtiments ou des infrastructures sont détruits et des vies sont bouleversées.

Cependant, ces mots ne sont pas les mots que les personnes dont la vie a été changée de façon permanente veulent entendre de quiconque dans leur ville aide aux efforts de rétablissement, ou étudier les effets d'un événement, pas quand il s'agit de discuter de ce qui reste de leurs maisons et de leurs entreprises, surtout pendant que des tas de débris bordent les rues en attente d'être nettoyés. Encore, alors que les gens commencent à reconstruire leur vie, les effets doivent être traités ainsi que ces tas de débris.

Des entreprises existent à travers les États-Unis spécialisées dans l'enlèvement des débris, et souvent, les estimations de la quantité de débris à nettoyer – et donc du montant que ces entreprises facturent aux villes pour les nettoyer – sont basées sur des données fournies uniquement par les entrepreneurs.

Joseph Dannemiller, Larry Tanner et d'autres chercheurs du Debris Impact Facility de la Texas Tech University cherchent à changer la façon dont les volumes de débris sont mesurés après une catastrophe naturelle.

À l'aide de drones et d'ordinateurs puissants, Dannemiller, instructeur au Edward E. Whitacre Jr. College of Engineering et doctorant au National Wind Institute, et ses collègues ont développé un modèle basé sur l'information pour mieux analyser et estimer le volume de débris. Cela peut réduire les dépenses des villes sur le coût du nettoyage de tous les débris, économiser potentiellement des millions de dollars.

"Nous avons décidé de développer un modèle basé sur l'échantillonnage volumétrique où nous survolerions une région, estimer le volume de débris dans cette région, puis survolez une région différente et estimez le volume de débris dans cette région, " dit Dannemiller. " Alors, les industries qui ont grandi et se spécialisent maintenant dans la récupération pourraient, par l'intermédiaire d'une entité centrale comme l'Agence fédérale de gestion des urgences, être alloués à diverses régions sinistrées en fonction des besoins. À l'heure actuelle, la décision de la façon dont les actifs sont alloués est basée sur l'information, mais il est basé sur le bouche à oreille ou des évaluations qualitatives.

Dannemiller et ses collègues ont mis leur théorie et leur modèle à l'épreuve cet été après que l'ouragan Harvey a décimé la côte du golfe du Texas. Les chercheurs ont passé plusieurs jours dans la région à rassembler des images aériennes et des images qu'ils ont ensuite ramenées à Texas Tech. L'imagerie, des images et des données d'évaluation au sol ont été utilisées pour créer cette approche basée sur l'information afin de déterminer le coût de l'enlèvement des débris.

Même si les chercheurs ont eu d'autres opportunités auparavant, Harvey s'est avéré être l'événement parfait pour tester leurs théories et leurs pratiques.

"Nous avons utilisé ces méthodes dans le passé mais nous ne les avons jamais utilisées pour la reprise après sinistre, " a déclaré Dannemiller. " Harvey était le bon événement car il était local et nous a permis de parcourir une courte distance, rassembler une grande quantité de données et valider notre méthodologie afin que nous puissions passer à la phase suivante."

Mesurer la dévastation

Survoler une région touchée par une catastrophe naturelle n'a rien de nouveau. Le problème est que l'embauche d'un pilote pour survoler de nombreuses régions sinistrées afin de recueillir des informations peut être coûteuse. Non seulement vous devez payer pour embaucher le pilote, mais il y a aussi le coût d'utilisation de l'avion, le carburant et le matériel photographique coûteux utilisé pour prendre des photos à partir de 10, 000 à 20, 000 pieds.

En outre, les vols habités sont extrêmement chronophages. Un pilote peut survoler une grande région mais l'avion est coûteux à entretenir. Cela peut représenter des milliers de dollars par heure de vol.

Bien qu'ils ne puissent pas voler dans une région aussi vaste qu'un avion piloté, les drones peuvent effectuer plus de vols en même temps en utilisant un équipement photographique qui fournit des évaluations beaucoup plus précises que les images fournies par les aéronefs pilotés. Les drones peuvent également voler sous n'importe quelle couverture nuageuse qui obstrue les régions photographiées lors de vols habités.

Lors de l'utilisation de drones, le seul coût à la charge de la ville ou de l'entité de récupération est le temps et les services du pilote. Aussi, plusieurs drones peuvent être pilotés en même temps par plusieurs pilotes au lieu de dépendre d'un seul pilote ou d'un seul avion.

Les drones permettent également aux chercheurs de prendre des mesures en accéléré des zones pour étudier la rapidité et l'efficacité avec lesquelles les débris sont enlevés et à quelle vitesse la région peut récupérer après un mois, six mois, un an ou plus. En tout, c'est une méthode de mesure des débris qui est immensément plus rentable et efficace que le bouche à oreille au sol et les avions pilotés dans le ciel.

Avec cet élan, Dannemiller et d'autres ont fait le voyage jusqu'au sud du Texas pour mettre leurs théories à l'épreuve. La première tâche était d'obtenir l'autorisation.

Aider à l'effort de récupération

« Nous avions déjà des relations avec les gestionnaires d'urgence et de catastrophe, " a déclaré Dannemiller. " Tout ce que nous avions à faire était de déterminer quelle était la bonne région pour voler. Nous avons choisi trois villes différentes. Nous sommes allés là-bas et avons parcouru les zones pour déterminer laquelle des trois était la meilleure. »

Les chercheurs de Texas Tech ont choisi les régions les plus durement touchées par Harvey en termes de dommages causés par le vent, pas tant de dégâts causés par les surtensions ou d'inondations. Une fois là, les chercheurs ont contacté les autorités compétentes de chaque ville pour discuter de leurs plans. Si les autorités ou les résidents s'inquiétaient des drones volant dans une certaine zone, l'équipe de recherche ne survolerait tout simplement pas cette zone. La plupart du temps, bien que, tout le monde était d'accord avec ce que faisaient les chercheurs.

"C'est l'une des choses vraiment surprenantes et accueillantes après la plupart des catastrophes, " Dannemiller dit. " Si vous montrez que vous êtes généralement là pour aider, pour améliorer les choses, les gens sont très arrangeants, ouvert, et même disposés à nous aider à rassembler ce dont nous avons besoin afin que nous puissions les laisser se remettre au travail et reprendre leur vie en main."

Les chercheurs ont également survolé des décharges temporaires où les entreprises d'enlèvement déversent des débris afin de construire des bases de comparaison. Les entreprises d'enlèvement fondent leurs frais aux villes sur les volumes de débris et le nombre de jours qu'il faut pour enlever ces volumes. Ces informations sont ensuite fournies aux villes avec peu ou pas de vérification de la part d'une autre entité. Les drones peuvent survoler tous ces sites en une seule journée et fournir des estimations volumétriques - généralement environ 12, 000-15, 000 mètres cubes, à moins de 20 mètres cubes.

"Donc, nous pouvons maintenant regarder les erreurs liées à l'approche qualitative, fournir une alternative quantitative basée sur l'échantillonnage, et la ville peut décider ce qu'elle veut faire pour maximiser ses efforts de rétablissement, par dollar, " a déclaré Dannemiller.

Développement du modèle

Avec l'imagerie, images et informations en main, Dannemiller et ses collègues chercheurs sont retournés à Lubbock pour commencer à développer le modèle. Mais le traitement de six à huit terrains de football en superficie prend du temps, même pour les programmes informatiques les plus sophistiqués.

Le but, finalement, était de déterminer la quantité de débris créés afin de développer le plus précis, modèle basé sur l'information pour l'élimination des débris. Les chercheurs n'étaient pas concernés, au moins à ce stade du processus, en délimitant les types de débris, juste le volume. C'est pour les recherches futures.

"Les chiffres fournis par les entrepreneurs n'ont pas été vérifiés jusqu'à présent, donc personne ne sait combien de débris étaient vraiment là, " Dannemiller a dit. " C'est difficile à croire, mais, d'un point de vue scientifique, personne n'a jamais tenté de mesurer ou de valider ces informations. »

Dannemiller a déclaré que le modèle aidera également à déterminer combien de foyers et d'entreprises ont été touchés, combien de déforestation a eu lieu, et combien d'infrastructures ont été endommagées. Un autre avantage des vols de drones est leur capacité à prendre des photos sous différents angles, fournissant une perspective tridimensionnelle (3-D) qui dépasse les informations fournies par les images aériennes traditionnelles prises par des aéronefs pilotés qui ne regardent que de haut en bas.

Il a dit qu'avec leur modèle, ils peuvent commencer à fournir des estimations volumétriques régionales de débris dans les deux jours.

"Ce que nous proposons qu'un vol habité ne peut pas, c'est un modèle 3D afin que les gestionnaires de catastrophes et les urbanistes puissent évaluer la région sous un angle différent, et n'importe qui peut regarder où les débris sont concentrés, " Dannemiller a dit. " Près de la côte, vous avez beaucoup de structures qui sont construites, et les débris se coincent en dessous. Un vol qui passe directement au-dessus et pointe vers le bas ne peut pas voir ça, mais nous pouvons. Donc, maintenant, les gestionnaires de catastrophes peuvent prendre des décisions basées sur une perspective tridimensionnelle de tout ce dont ils ont besoin."

Finalement, Dannemiller a dit, le modèle sera disponible pour tout type de catastrophe naturelle, des ouragans aux tornades aux feux de forêt, et toute sorte d'événement de vent naturel.

Mais l'utilité des maquettes et des vols de drones ne s'arrêtera pas là. S'il est bon de donner aux villes et aux entrepreneurs des estimations plus précises du volume de débris, il y a peu comme être capable de voir la dévastation de première main.

C'est pourquoi Dannemiller et ses collègues chercheurs développent maintenant un environnement de réalité virtuelle utilisant les mêmes modèles 3D, ce qui permettrait aux gens de se promener dans une région sinistrée pour comprendre l'étendue des dégâts au-delà des images et des vidéos des reportages télévisés.

Par exemple, il a déclaré que l'équipe pourrait cartographier une zone de la taille du campus de Texas Tech et développer le modèle de réalité virtuelle 3D en environ trois jours.

"Chaque bâtiment dans l'environnement virtuel ressemblerait au bâtiment réel, " dit Dannemiller. " Vous verriez les mêmes arbres, les bancs, les parcs, les monuments, les statuettes, les mâts de drapeau. Nous visons à faire en sorte que les gens puissent traverser ce monde, et voir l'étendue de la dévastation."

Être capable de voir cette dévastation ne donnerait pas seulement aux planificateurs de catastrophe un moyen de voir les débris, mais cela les aiderait aussi à comprendre la totalité de la catastrophe avant d'y arriver, ils sont donc préparés et peuvent offrir des assurances aux familles et aux entreprises et éviter certaines des descriptions colorées qui ont tendance à décourager ceux qui tentent de reprendre leur vie en main.

Finalement, un modèle de réalité virtuelle en 3D serait utile aux décideurs politiques et aux agences gouvernementales pour leur montrer non seulement l'ampleur de la destruction mais, aussi, avec les vols suivants, à quelle vitesse une zone se remet de la catastrophe.

"Il est important de comprendre les répercussions sociétales et économiques de l'investissement de tout cet argent dans les efforts de secours. Où va l'argent et où vont les gens est un élément très important pour comprendre comment nous, en tant que société, devrions réagir, " a déclaré Dannemiller.

« Nous visons à fournir un outil pédagogique qui permet aux personnes atteintes d'apprendre de ces catastrophes afin que tout le monde, qu'ils soient décideurs, premiers intervenants, personnel municipal, employés du gouvernement ou tout membre du public simplement disposé à aider, peuvent voir à quoi ressemble la dévastation avant leur arrivée et peuvent alors concentrer leurs efforts sur le soutien aux gens et les aider à se reconstruire. »