L’intelligence artificielle aide à préserver le patrimoine culturel européen
Depuis l’aube de la civilisation jusqu’à aujourd’hui, les sites du patrimoine européen représentent et célèbrent l’histoire commune et les idéaux partagés de l’Europe. Cependant, l’impact du changement climatique et d’autres facteurs sur ces trésors culturels peut être difficile à comprendre et à mesurer. «Le projet HYPERION a conçu des outils innovants pour renforcer la résilience des zones historiques en termes sociaux, environnementaux et économiques. Ces innovations numériques amélioreront de manière proactive nos connaissances afin de mieux répondre aux catastrophes futures», explique Angelos Amditis, coordinateur du projet et directeur de la recherche et du développement à l’Institut des systèmes de communication et d’informatique de l’université technique nationale d’Athènes.
Patrimoine vulnérable
Près de 6 millions d’EUR ont été affectés au projet: un investissement qui se révèle rapidement utile si l’on considère la nature des monuments anciens sur lesquels le projet s’est concentré. Les sites choisis sont particulièrement vulnérables aux menaces environnementales telles que les phénomènes météorologiques extrêmes, les tremblements de terre et les éruptions volcaniques. HYPERION avait donc pour objectif de tester et de mieux comprendre les effets des conditions météorologiques extrêmes, des ravages du temps et des phénomènes géologiques intenses sur les monuments du patrimoine culturel grâce à des projets pilotes menés à Rhodes (Grèce), Venise (Italie), Tønsberg (Norvège) et Grenade (Espagne). L’équipe de recherche a procédé à une modélisation atmosphérique afin de déterminer les critères de gravité spécifiques à chaque site en fonction des facteurs de stress climatiques. Les principaux paramètres météorologiques utilisés sont la vitesse et la direction du vent, la température ambiante, l’humidité relative et les précipitations. Les données climatiques précédemment rassemblées proviennent des archives EURO-CORDEX, un cadre coordonné au niveau international pour produire des projections régionales améliorées sur le changement climatique pour toutes les régions terrestres du monde.
L’intelligence artificielle (IA) aide les chercheurs à détecter et à analyser les menaces pesant sur les monuments et les sites historiques
L’équipe d’HYPERION a intégré des informations issues de différentes sources telles que la littérature, les enquêtes, les images satellites et les capteurs in situ. Cela a permis de déterminer avec plus de précision la composition structurelle des sites patrimoniaux et les incertitudes associées, ainsi que l’impact du changement climatique. Les chercheurs ont placé des capteurs sur des monuments historiques et des sites du patrimoine culturel et ont utilisé des drones, des services satellitaires à grande échelle et des outils d’engagement communautaire pour améliorer l’acquisition des données. L’intelligence artificielle a joué un rôle déterminant en identifiant automatiquement les conditions grâce à des techniques d’analyse d’imagerie multi/hyper-spectrale au sol. Le projet a réussi à générer des images satellite à très haute résolution en employant des modèles d’apprentissage profond (AP) non supervisés et supervisés de pointe basés sur des réseaux neuronaux convolutifs (modèles d’intelligence artificielle spécialisés dans la reconnaissance et l’interprétation de modèles visuels). Les images proviennent de différents satellites et couvrent une zone allant d’environ 17 à 33 km2. Elles ont été cruciales pour détecter les changements dans les terres et la couverture sur les quatre sites d’étude du projet. L’utilisation de l’IA a simplifié le processus de détection des changements, permettant à HYPERION d’identifier la présence de matériaux imperméables tels que l’asphalte ou le béton, qui empêchent l’absorption des eaux de pluie et augmentent le risque d’inondation pluviale. Par conséquent, l’IA permet l’automatisation d’une tâche qui demanderait beaucoup d’efforts humains. Cela rend l’application de cette technologie possible et permet une surveillance continue et pas seulement des évaluations intermittentes.
Engagement communautaire et élaboration des politiques futures
Cependant, selon Angelos Amditis, le cœur du projet a été le développement de la Holistic Resilience Assessment Platform. «La plateforme HYPERION permet l’intégration de différents outils d’analyse et de modélisation. Cet outil essentiel peut aider les autorités locales à prendre des décisions éclairées et plus rapides pour la reconstruction durable des zones historiques», explique-t-il. Un autre outil développé au cours du projet et intégré à la plateforme HYPERION est l’outil d’engagement communautaire, disponible sous forme d’application mobile. Grâce à celui-ci, les habitants et les visiteurs des villes historiques peuvent photographier les signes de dommages causés aux sites du patrimoine culturel, les épingler et les partager en direct sur une carte mondiale. Ils contribuent ainsi à signaler les dangers potentiels pour les biens du patrimoine culturel de l’Europe. «La plateforme d’HYPERION peut aider les experts en patrimoine culturel à comprendre les effets des processus de restauration antérieurs et à prendre des décisions pour éviter les phénomènes de dégradation des matériaux et renforcer la résilience de nos monuments», conclut Angelos Amditis, qui précise qu’il s’agit là de l’un des résultats les plus importants du projet.
Mots‑clés
HYPERION, IA, apprentissage profond, réseaux neuronaux convolutifs, images satellites, engagement communautaire, patrimoine culturel, monuments anciens, sites patrimoniaux, conditions météorologiques extrêmes, planification urbaine