Armé d'un tout nouveau diplôme de premier cycle en géologie, Jasper Baur est dans le secteur minier. Pas ces mines où nous extrayons des métaux ou des minéraux ; le genre qui tue et mutile des milliers de personnes chaque année. Baur et ses collègues tentent de montrer que les capteurs géophysiques basés sur des drones déjà utilisés dans des domaines tels que la géologie d'exploration, la volcanologie et l'archéologie peuvent être appliquées pour repérer et éliminer plus efficacement ces dangers mortels

En tant qu'étudiant de première année à l'Université de Binghamton dans le nord de l'État de New York en 2016, Baur a commencé à travailler avec deux professeurs de géophysique, Alex Nikulin et Timothée de Smet, envisager d'utiliser des drones équipés d'instruments pour accélérer le lent, tâche dangereuse de trouver des mines terrestres. Baur est resté fidèle à la recherche tout au long de l'université; maintenant étudiant diplômé en volcanologie à l'Observatoire terrestre de Lamont-Doherty de l'Université Columbia, il le poursuit toujours.

« Cela semblait être une utilisation vraiment pertinente et percutante de la science, " a-t-il dit. " Il a un aspect humanitaire, et c'est certainement ce qui me motive dans mes recherches."

Les mines et autres munitions non explosées sont une menace mondiale; On pense qu'environ 100 millions d'appareils sont actuellement dispersés dans des dizaines de pays. En plus de mettre les zones d'après-guerre et d'après-guerre interdites aux déplacements, agricole ou autre, ils ont causé au moins 5, 500 victimes enregistrées en 2019 ; les totaux des années précédentes ont été beaucoup plus élevés. Environ 80 pour cent des victimes sont des civils, et de ceux-là, près de la moitié sont des enfants. Au cours de la dernière décennie, mines ont été déployées dans au moins 15 pays :Afghanistan, Colombie, Inde, L'Iran, Israël, Libye, Birmanie, Nigeria, Corée du Nord, Pakistan, Syrie, Thaïlande, Tunisie, Ukraine et Yémen. Cette, malgré le fait que plus de 160 nations ont signé une convention de 1997 pour interdire leur stockage ou leur utilisation (exceptions majeures :les États-Unis, Russie et Chine).

Ceux qui posent des mines reviennent rarement pour les dégager. Cela revient généralement aux organisations humanitaires à but non lucratif, qui les trouvent pour la plupart à l'ancienne :à pied, balayant lentement les sites suspects avec des magnétomètres ou d'autres instruments portables. Trouver et désarmer une seule mine prend beaucoup de temps, et coûte environ 300 $ à 1 $, 000. "Et, bien sûr, c'est dangereux, " note Baur.

Entrez dans des drones de plus en plus abordables et sophistiqués et des capteurs géophysiques miniaturisés. Premier objectif de l'équipe de Binghamton :la mine PFM-1 de fabrication russe, un appareil de seulement cinq pouces de diamètre, fait en grande partie de plastique, et en forme de papillon. Conçu pour être largué des airs en grand nombre, ils voltigent doucement au sol comme des volées d'oiseaux, et attendre les imprudents. Conçu principalement pour mutiler, ne pas tuer, ils sont difficiles à repérer avec un magnétomètre, car ils contiennent peu de métal. Et parce qu'ils ressemblent à des jouets en plastique, beaucoup d'enfants les manipulent, et se faire exploser. Ils restent dans les arsenaux de divers pays, mais l'Afghanistan est le point zéro pour eux. On estime que 10 millions de personnes peuvent encore joncher le pays - beaucoup même pas à cause des récents combats, mais de l'occupation russe de 1979-1989. Ils ont tué ou blessé plus de 30, 000 Afghans. Plus récemment, ils se sont présentés le long de la frontière violemment contestée de l'Ukraine avec la Russie.

Pour réaliser des expériences, l'équipe a acheté quelques dizaines de PFM-1 sur un site d'objets de collection militaires - désarmés bien sûr, leurs intérieurs liquides explosifs vidangés et remplis d'une huile inerte. Ils ont dispersé les mines dans une variété de paysages sur le campus et à proximité du parc d'État de Chenango Valley, y compris l'herbe, sable et sol enneigé. Ensuite, ils ont envoyé des drones pour explorer différentes façons de les repérer, visuellement ou autrement. Pour simuler le terrain accidenté de haute montagne afghane où se trouvent le plus souvent les mines, ils ont obtenu l'autorisation du parc d'État d'exploiter un abandonné, ancien parking asphalté en partie démantelé.

Une avenue fructueuse, ils ont trouvé, était l'imagerie thermique ; tôt le matin et en fin de journée, les mines se réchauffent ou se refroidissent à des vitesses différentes de celles des matériaux environnants. Dans les premiers essais, ils ont démontré qu'ils pouvaient trouver environ les trois quarts des PFM-1 en observant manuellement les différences de température sur un ordinateur. Ils ont également essayé des spectres de lumière visible et infrarouge pour repérer les mines visuellement, avec le même succès. L'équipe admet que ce n'est pas suffisant pour que les drones remplacent les équipes au sol, mais il pourrait rapidement affiner les emplacements et les dispositions des champs de mines. (Voler à 10 mètres au-dessus de la surface, un drone peut arpenter une parcelle de 10 mètres sur 20, la taille typique d'un champ de mines PFM-1 ellipsoïdal unique, en trois minutes et demie.)

Plus récemment, afin d'améliorer le taux de détection, l'équipe a commencé à utiliser l'apprentissage automatique, entraîner leurs ordinateurs à reconnaître diverses caractéristiques des mines et à les afficher rapidement. Dans un article qui vient d'être publié dans le Journal of Conventional Weapons Destruction dirigé par Baur et l'ancien camarade d'études Gabriel Steinberg, ils montrent comment l'intelligence artificielle leur a permis d'augmenter le taux de détection visuelle à plus de 90 %.

Le groupe a également cherché à repérer les mines de métaux traditionnelles enfouies, montrant que les drones équipés d'instruments aéromagnétiques peuvent également en voir certains, y compris les grandes mines antichars. (Comme beaucoup d'autres munitions, ceux-ci sont également disponibles sur les sites de surplus militaires, désarmés.) Ils étudient également comment trouver des munitions non explosées tirées par des lance-roquettes à plusieurs canons.

Maintenant qu'il fait de la volcanologie, Baur n'a peut-être pas autant de temps pour le déminage. Travaillant sous la vulcanologue de Lamont-Doherty Einat Lev, cet été, il s'est rendu au volcan Okmok, dans les îles Aléoutiennes isolées de l'Alaska. Là, il a travaillé sur un projet d'installation d'instruments géophysiques sur le pic très actif pour mesurer les changements de niveau du sol, ondes sismiques et autres propriétés, partie d'un large, effort à long terme à Lamont pour affiner la science encore grossière de la prédiction des éruptions dangereuses.

Qu'est-ce que la volcanologie a à voir avec les mines terrestres? Rien, dit-il — et tout. Certains instruments et techniques d'analyse de données utiles à l'étude des volcans sont similaires à ceux utiles à la détection des mines. Et, de plus en plus, les volcanologues déploient des drones pour arpenter des endroits trop dangereux pour y aller à pied. Volcanologie appliquée, trop, C'est comme le déminage en ce sens qu'il vise en fin de compte à aider les gens à éviter les blessures ou la mort.

En attendant, Baur a formé une organisation, la communauté de recherche sur le déminage, avec ses anciens professeurs et Steinberg. Ils ont été en contact avec, entre autres, professionnels du déminage à la Croix-Rouge et aux Nations Unies. Diverses organisations ont déjà envisagé d'utiliser des drones pour accélérer leur travail, mais jusqu'à présent, il y a eu peu d'autres recherches publiées, et pas de prise. "Pour de très bonnes raisons, la communauté des démineurs est très prudente. Ils sont réticents à accepter de nouvelles méthodes, " a déclaré Baur. " Donc, vous devez vraiment établir que cela fonctionne, et ça va prendre du temps."

Jusque là, Baur n'a aperçu qu'un seul véritable champ de mines, un marqué, lors d'une visite en Israël. Finalement, il dit, "Nous voulons tester nos méthodes sur un vrai champ de mines. Vous ne pouvez pas expliquer tout ce que vous pourriez rencontrer dans un environnement artificiel. Il y a beaucoup plus de chaos dans le monde réel."

Maintenant que les talibans ont pris le contrôle de l'Afghanistan, envisagerait-il d'y aller pour faire ses recherches dans le monde réel ? "Euh, non." Mais il y a toujours l'Ukraine. "Nous avons des contacts là-bas, " il a dit.

Cette histoire est republiée avec l'aimable autorisation de Earth Institute, Université de Columbia http://blogs.ei.columbia.edu.