Avec les programmes Digital Europe et Horizon Europe et les appels d'offres associés, la Commission européenne investit dans le développement des jumeaux numériques. La filiale luxembourgeoise de la société Thales Alenia Space souhaite se positionner sur ces enjeux. À ce titre, elle a développé et lancé un démonstrateur à échelle réduite dont le but est de prédire les inondations. Celui-ci se limite pour l'instant à l'Angleterre et au Luxembourg, qui ont subi de sévères inondations en 2020 et en 2021, et détiennent de fait des données significatives utiles pour suivre l'évolution des aléas sur leurs territoires. Grâce à ce projet, l'entreprise luxembourgeoise entend faire valoir ses compétences et s'inscrire dans les projets « Destination Earth », une initiative de la Commission européenne, et « Digital Twin Earth » de l'Agence spatiale européenne (ESA), ayant pour but, à terme, de lancer des jumeaux numériques de la Terre, sous plusieurs aspects thématiques.
Renommée nationale et souveraineté européenne
« Décembre 2023 est une date importante pour nous. Elle marque le lancement de l'appel d'offres européen sur lequel nous souhaitons nous positionner », indique Étienne Barritault, directeur général de Thales Alenia Space Luxembourg. Une échéance attendue depuis 2019, année au cours de laquelle ont été entamées les premières discussions autour de ce sujet. « En étudiant les appels d'offres lancés pour les projets de jumeaux numériques "Weather-induced and Geophysical Extremes" et "Climate Change Adaptation", nous avons vu qu'une des conditions de participation était d'avoir des éléments de preuves concernant les compétences et les moyens pouvant être mis en place pour mener à bien ces projets », continue-t-il. Une occasion pour Thales Alenia Space Luxembourg de mettre en avant le démonstrateur en cours de réalisation avec ses partenaires locaux - dont le List (Luxembourg Institute of Science and Technology), organisation spécialisée, entre autres, dans les modèles prédictifs d'inondations, PWC Luxembourg, LuxProvide (opérateur du HPC, High Power Computer), MeluXina, et avec le soutien de l'Agence spatiale luxembourgeoise.
Une modélisation à la croisée des chemins
« Notre idée pour la création du modèle informatique à l'œuvre dans ce jumeau numérique était de faire se joindre un système de traitement des photos satellites transmises par l'Agence spatiale européenne et un modèle hydrologique de prédiction des inondations, élaboré par le Joint Research Center de la Commission européenne », indique Patrick Matgen, directeur de recherche au List ayant collaboré au projet.
Les satellites Sentinel-1 de l'Agence spatiale européenne transmettent une image tous les six jours, depuis 2015. « Les systèmes d'imageries satellitaires sont radar, c'est-à-dire qu'ils peuvent effectuer des clichés de jour comme de nuit, à travers la couche nuageuse ou non. Mais ce ne sont que des observations », précise Patrick Matgen. Le modèle hydrologique de prédiction des inondations, ou Glofas selon la terminologie interne de la Commission, travaille grâce à un algorithme qui permet de déduire des prédictions d'inondations à partir de différentes mesures hydrométéorologiques. « Les prédictions de Glofas sont fiables à court terme, mais deviennent de plus en plus incertaines à l'échelle de trois jours et plus, indique Patrick Matgen. Pour réduire leur incertitude, nous avons utilisé l'information émanant des satellites. En d'autres termes, chaque prédiction du modèle Glofas est une moyenne faite à partir de 50 simulations équiprobables. Le modèle que nous avons conceptualisé compare chacune des 50 simulations à une image satellitaire de référence et permet d'affiner plus précisément qu'une moyenne pourrait le faire. » Après une phase de récolte et d'analyse des données, le nouveau modèle aura une base statistique pour réaliser des prédictions plus fiables quant aux inondations à venir sur un territoire.
