Quand quelqu'un est enseveli par une avalanche, tremblement de terre ou autre catastrophe, un sauvetage rapide peut faire la différence entre la vie et la mort. L'Institut Fraunhofer de physique des hautes fréquences et de techniques radar FHR a développé un nouveau type d'appareil radar mobile capable de rechercher rapidement et en profondeur des zones de la taille d'un hectare. La nouvelle technologie combine une plus grande mobilité avec une détection précise des signes vitaux.

Certaines régions du monde enregistrent des centaines de tremblements de terre par jour. La plupart d'entre eux sont de nature mineure, mais parfois un tremblement de terre frappe d'une telle puissance destructrice qu'il détruit des bâtiments et déclenche des tsunamis qui dévastent de vastes zones. Face à ce genre de catastrophe, les équipes de secours ont souvent du mal à localiser et à extraire les blessés assez rapidement pour les sauver. Bien que les radars puissent fournir une aide utile, les systèmes actuels sont limités à un fonctionnement stationnaire. Installé dans un endroit fixe, ils ne peuvent chercher qu'à une distance de vingt à trente mètres, selon les spécifications du radar. Lors de catastrophes impliquant des destructions à grande échelle, cette distance est tout simplement trop courte.

Basé à Wachtberg, Allemagne, Fraunhofer FHR propose une technologie qui vise à augmenter considérablement le rayon de recherche. "Ce que nous avons développé, c'est un système radar mobile qui localise les personnes ensevelies sous les décombres en détectant leur pouls et leur respiration, " dit Reinhold Herschel, chef d'équipe chez Fraunhofer FHR. "Notre objectif à plus long terme est de monter ce radar sur un drone et de le survoler le site de la catastrophe. Cela rendrait les recherches plus rapides et plus efficaces même dans des zones s'étendant sur plusieurs hectares."

Plusieurs émetteurs et récepteurs permettent différents points de vue

En termes de base, le radar fonctionne en émettant des ondes. Une partie de chaque onde est réfléchie par les débris, mais une partie de la vague traverse les décombres et est réfléchie par les gens et tout ce qui est enterré en dessous. La distance à un objet est calculée en mesurant le temps que met le signal pour revenir au détecteur du système radar. Si cet objet bouge, même s'il ne s'agit que de la peau d'une personne ensevelie qui monte et descend de quelques centaines de micromètres à chaque battement de cœur, cela change la phase du signal. Il en va de même pour les petits mouvements provoqués par leur respiration. Les gens ne respirent généralement pas plus de 10 à 12 fois par minute, tandis que le cœur bat en moyenne 60 fois par minute, il est donc relativement simple de faire la distinction entre ces différents changements de signal à l'aide d'algorithmes. Les chercheurs peuvent également déterminer exactement où se trouve la personne enterrée.

Ceci est rendu possible par un type spécial de radar appelé MIMO, qui signifie entrée multiple, sortie multiple. Les radars MIMO utilisent plusieurs émetteurs et récepteurs pour configurer différents "points de vue" qui peuvent ensuite être utilisés pour identifier l'emplacement exact où les ambulanciers doivent creuser pour les survivants.

L'algorithme détecte les battements cardiaques irréguliers

Ce qui est unique à propos de cette technologie, c'est sa combinaison de mobilité et de détection précise des signes vitaux des personnes. L'avantage de la mobilité fait généralement référence à des exemples tels que le montage de l'appareil sur un drone et le survol du site de la catastrophe, mais il est aussi possible de renverser ce principe. Installer le système dans un endroit fixe, par exemple, et il peut être utilisé pour détecter les signes vitaux des personnes se déplaçant à proximité du radar. Il y a un certain nombre de situations où cela peut être utile, comme fournir les premiers soins à un grand nombre de victimes dans une salle de sport à la suite d'un tremblement de terre. Dans ce cas, le radar pourrait être utilisé pour enregistrer les signes vitaux et les attribuer à chaque individu afin de déterminer qui a le plus besoin d'assistance. Dans cet exemple, l'algorithme se concentre principalement sur la détection de changements tels que si le cœur de quelqu'un bat de manière irrégulière ou si un patient respire très rapidement. Le système radar peut distinguer les signaux individuels et les afficher séparément. La précision est également élevée, avec l'appareil mesurant les fréquences cardiaques avec une précision de 99% par rapport aux lectures prises à l'aide de moniteurs de fréquence cardiaque portables. Des recherches supplémentaires sont encore nécessaires sur l'utilisation du radar pour trouver des personnes ensevelies sous les décombres, mais les chercheurs ont déjà fait des progrès significatifs dans la détection des signes vitaux à proximité du système radar fixe, le mettre à l'épreuve avec succès à des distances allant jusqu'à 15 mètres. La prochaine étape vers un produit viable serait de mener une étude de vérification avec un partenaire dans le domaine médical.

Une fois que le système radar a obtenu une évaluation positive basée sur des données suffisantes, il peut ensuite passer à un processus de certification avec des partenaires industriels intéressés. Il faudra probablement encore environ deux ans avant que les développeurs ne créent un produit suffisamment précis pour détecter de manière fiable les victimes enterrées dans des scénarios difficiles tels que le sol ou le béton et adapté aux applications basées sur les drones. Fraunhofer FHR poursuivra ses recherches dans ce domaine pour atteindre cet objectif ambitieux.