FR2679779A1 - Procede de detection aeroportee systematique et de positionnement des feux de forets. - Google Patents

Abstract

Le procédé suivant l'invention consiste à survoler systématiquement à haute altitude la surface de la zone à risque que l'on veut surveiller selon un circuit prédéfini et à partir d'un nombre d'avions suffisants et nécessaires en fonction de la surface totale à couvrir et de la fréquence de passages souhaitée, lesdits avions étant équipés de moyens de navigation très précis et d'équipements d'enregistrement de leur position et de moyens de détection thermique ainsi que des moyens de transmission à un poste de commandement au sol; on transmet en temps réel à celui-ci tous les points de départs de feu éventuellement repérés, ce qui permet, en fonction des caractéristiques de la zone concernée, des moyens réellement disponibles et des conditions de l'environnement que l'on peut contrôler également en temps réel, d'envoyer les moyens de lutte nécessaires et les plus aptes à acheminer pour lutter contre ledit feu.

Description

La présente invention concerne un nouveau procédé pour la Détection et le Positionnement des Feux de Forêts.

Le concept de base de ce procédé repose sur la mise en oeuvre et l'utilisation de moyens matériels de positionnement dynamique géographique et de transmission d'informations en temps réel d'images et de zones de températures au sol qui, bien qu'existant chacun individuellement, n'ont jamais été regroupés tous ensemble en vue de parvenir à un résultat de ce genre.

II est reconnu que, même dans les conditions dites à risques sévères', fréquemment rencontrées, notamment l'été dans le sud de la France, un départ de feu attaqué dans les dix minutes peut être maîtrisé. Attaqué dans les vingt minutes, il nécessite déjà la mise en oeuvre de moyens importants et exige plusieurs heures de lutte pour le maîtriser. A partir de quarante minutes, notamment par fort Mistral, il est devenu un incendie grave, mettant en péril la vie des sauveteurs et les habitations. Seuls alors le fléchissement ou l'arrêt du vent peuvent permettre de tourner la situation.

Or, les techniques de détection, et surtout de positionnement des feux, actuellement utilisées ne permettent pratiquement jamais une intervention rapide et efficace des secours, ce qui explique les dégâts considérables causés chaque année par les feux de forêts.

Les responsables de la lutte reconnaissent que la détection des feux en zones montagneuses est très aléatoire. Dans les systèmes de "guet terrestre fixe, composés de vigies, l'observateur qui a détecté une fumée suspecte doit ensuite la localiser puis donner l'alerte aux
Forces d'lntervention. Pratiqué à partir de tours de guet, ce positionnement de départ d'incendies est hasardeux car dans la majorité des cas, le guetteur n'a pas la vision directe de la base du feu. II n'aperçoit que la fumée émergeant d'un masque en un point qui peut être très éloigné de sa source par suite des effets combinés du relief et du vent. La "triangulation1 donne alors des résultats le plus souvent aberrantes. A ce stade du processus, il n'y a pas d'autre solution que d'aller 1jeter un oeil1 sur place pour voir de quoi il retourne.L'emploi de l'hélicoptère étant loin d'être généralisé, et le recours à un avion de guet armé tout à fait aléatoire, c'est le plus souvent en voiture que s'effectué cette reconnaissance.

L'addition des différents délais conduit à des retard d'intervention et des erreurs d'itinéraires très Préiudiciables: si la 1surface à l'attaque' dépasse un hectare, on a toutes les chances, les jours de grand vent, de voir l'affaire dégénérer en feu catastrophe.

Dans les Départements à relief accentué, comme les Alpes Maritimes, l'avantage de l'observation aérienne est évident, surtout si on l'effectue avec des moyens modernes de positionnement automatique par passage à sa verticale, ou par son travers.

Des erreurs coûteuses sont encore faites, par méconnaissance des caractéristiques techniques de certains matériaux. Un capteur thermique ne mesure que la température de la surface visible d'un objet ou d'un arbore, ou la température d'une flamme vive. Tout volume de matériau isolant cachant la flamme empêchera la mesure de température de l'objet ou de l'arbre, et de visualiser ou d'analyser la flamme cachée.

Dans le cas d'une forêt: si on place un capteur dans une tour de guet ou au sommet d'un château d'eau, le capteur ne pourra détecter un feu que s'il est allumé en bordure de la forêt en vision optique directe, sans qu'il y ait le moindre tronc d'arbre entre les flammes et le capteur, car le bois est un isolant thermique. II en serait tout autrement si le capteur était placé sur un mobile: le déplacement latéral par rapport à une lisière de bois permettrait, de façon aléatoire toutefois, d'apercevoir la flamme quelques instants entre les arbres dont l'enchevêtrement relatif sera modifié par le déplacement du point de vue. D'autre part, une épaisseur d'atmosphère basse de plusieurs kilomètres rendrait illusoire toute mesure de température.

Autre handicap: un arbre de 40 cm. de diamètre et de douze mètres de hauteur représente un écran de 4,8 m2. Une vingtaine d'arbres plantés de façon aléatoire ou en quinconce représentent un écran thermique de 100 mètres carrés en moyenne.

Une mise à feu à l'intérieur d'une forêt, ne serait-ce qu'à 50 mètres de sa lisière sera donc non détectable par un capteur thermique situé à une distance de 1 km. à l'horizontale ou même à 20 ou 30 d'inclinaison comme cela peut être le cas d'une tour de guet en sommet de colline.

Par contre, le même capteur infra-rouge thermique utilisé en verticale sur un avion sera très efficace: le même tronc d'arbre de 40 cm de diamètre vu par dessus, ne présente plus qu'une surface de 0,125 m2 n'est en aucune façon un écran thermique, car un arbre s'enflamme par sa surface extérieure en contact avec l'oxygène de l'air et cette élévation de la température de surface sera directement détectable par le capteur en verticale ou en oblique très prononcée.

D'autre part, en zones de plaines ou vallonnées, la multiplication des postes de guet et donc de guetteurs munis de postes de transmission radio, tous étant par principe sur la même fréquence, aboutit rapidement à un blocage de cette fréquence dès qu'un feu est perçu par l'un d'eux, empêchant alors la transmission des messages urgents qui permettraient l'organisation rapide des secours.

Par ailleurs, la "trace d'eau au sol' faite par un avion de lutte comme le CANADAIR CL 215 est limitée à une ellipse dont les axes sont inférieurs à 55 sur 20 mètres, pour une hauteur de largage de 50 mètres, et pour le TRACKER, une trace de 18 sur 4 mètres, à pleine charge, pour une hauteur de largage de 35 mètres. Si le vent est fort, la progression du feu peut alors être nettement plus rapide que les possibilités d'extinction de tous les bombardiers d'eau français réunis, suivant l'éloignement du site de l'écopage, ou du réapprovisionnement en eau et retardants, par rapport au lieu de l'incendie, qui allonge l'intervalle entre les largages.

II apparaît donc essentiel de détecter très rapidement les départs de feux (dans les dix minutes ou moins), et de fournir en même temps aux officiers des centres de commandement, la
position précise d'un feu détecté, par l'énoncé de ses coordonnées géographiques claires, puis des images schématiques ou réelles permettant d'évaluer sa vitesse de progression, et surtout les températures atteintes aux différents paliers de la surface en feu.

Le procédé faisant l'objet de la présente invention vise à permettre à la fois la détection et la localisation précise d'un départ de feux dans un délai de huit à dix minutes, et la transmission immédiate et automatique de ces renseignements par radio codée au P.C. FEU concemé.

II vise également à fournir immédiatement à l'officier de garde, tous renseignements par des cartes numérisées vectorielles du site, des images de synthèse par maillage établi à partir d'une banque de données altimétriques lui permettant de visualiser le site en relief, avec tous les obstacles et les possibilités d'accès, de connaître la situation géographique actuelle des divers moyens terrestres de lutte, les points d'eau en canalisation comme à l'air libre, puis, dès que l'avion de surveillance rapprochée est sur les lieux, les les températures atteintes aux différents paliers du feu au fur et à mesure de son évolution, en temps réel. Les renseignements doivent être suffisamment nombreux et actualisés pour lui permettre d'évaluer l'importance des moyens à envoyer sur les lieux, étant alors certain que ces moyens seront suffisants pour réduire le feu.

L'invention vise donc essentiellement un procédé pour détecter et localiser le départ d'un feu de forêt avec une précision et une rapidité permettant de le combattre avec le maximum d'efficacité, ce procédé consistant: 10) d'une part à observer visuellement les zones sensibles au feu au moyen d'un avion rapide volant à une altitude minimale représentant trois fois et demie l'altitude des plus hauts sommets de la région surveillée, 2 ) d'autre part, à analyser à l'aide d'un scanner thermique les points chauds au sol, et en mesurant leur position exacte.

Le vol de détection doit s'effectuer à haute altitude pour trois raisons principales: a) recherche du minimum de turbulences par grand vent, pour ne pas déstabiliser le faisceau du scanner thermique à balayage, et ainsi obtenir une image géométriquement stable, permettant des mesures de localisation.

b) recherche de l'atmosphère la plus pure et limpide possible, afin d'augmenter le contraste de l'image foumie par le sol.

c) recherche du point d'observation le plus élevé par rapport aux sommets montagneux, notamment quand les pentes sont très fortes et entourent des gorges profondes, nécessitant une ligne de visée très oblique.

d) recherche d'une vitesse élevée pour diminuer le nombre d'avions par Département et limiter l'encombrement des fréquences radio concernées, tout en observant tous les points de ce
Département toutes les dix minutes. La vitesse élevée ne peut être obtenue qu'à haute altitude avec les turbines relativement peu puisantes et de faible consommation. Par ailleurs, un survol trop rapide à basse altitude ne permettrait pas un temps d'observation suffisant, et la vitesse de déplacement angulaire par rapport à un phénomène aperçu au sol devant rester faible et compatible avec le temps nécessaire à cette analyse. La vitesse angulaire est liée à la vitesse du balayage du scanner pour une finesse déterminée.

La détection s'opère selon deux modes différents: soit 1) savue, soit: 2) au moyen de capteurs analysant la surface du sol dans le spectre visible et dans le spectre infrarouge y compris les bandes thermiques.

Dans le premier cas, un passage à la verticale exacte, contrôlée au moyen d'un viseur de navigation du type utilisé pour l'aérophotogrammétrie, permet le pointage précis de la position du feu et la mesure de ses coordonnées par pointage du nadir au moyen d'un récepteur de positionnement par satellites du type G.P.S. (Global Positioning System), embarqué sur l'avion.

Dans le second cas, I'exploration systématique au moyen d'un scanner thermique indique la position exacte du feu grâce au calculateur intégré, ce qui évite le léger déroutement imposé par un passage 'verticale'. Le feu est alors détecté au moment du passage "travers' de l'avion.

En fonction de la vitesse élevée (plus de 700 km/heure) de l'avion de détection, les intervalles entre les temps de 1rafraîchissement" du G.P.S., actuellement d'une seconde, nécessitent un calculateur donnant une interpolation de la position toutes les iiîne de seconde, soit une précision géographique par coordonnées claires meilleure que 20 mètres. Durant l'été 1990, le nombre de satellites G.P.S. étant de 15, la précision n'est pas assurée 24 heures sur 24. Il est donc préférable, durant une année encore, de lier au G.P.S. les informations d'un récepteur LORAN C, afin de permettre une continuité des mesures de position, compatible avec la précision de la localisation souhaitée par les services de lutte.Sur la plupart des G.P.S., un écran affiche en continu la position actuelle de l'avion, et l'observateur peut immobiliser cet affichage à l'instant où l'avion passe à la verticale du départ de feu, par appui sur une touche de commande, afin d'en enregistrer la position précise, laquelle est transmise dans le même temps en coordonnées claires (latitude et longitude) à un ordinateur situé au Poste de Commandement départemental de lutte contre les feux; l'avion de détection continue son plan de vol, et la continuité de la surveillance est assurée. Au Poste de
Commandement Départemental, I'ordinateur est activé automatiquement par le message qui lui parvient, et l'écran affiche aussitôt la carte numérisée de la région indiquée, centrée exactement sur le départ de feu, qui apparaît donc en surbrillance et flashing au centre de l'écran.Les coordonnées du feu apparaissant en clair dans les marges de l'image, en degrés, minutes et millièmes de minute. L'importance et les dangers présentés par ce feu sont transmis par le message radio d'origine au moyen d'un code de deux lettres.

Selon l'invention, les mêmes renseignements: coordonnées claires du feu, et date, heure, minute, seconde de sa découverte, sont transmis en temps réel au Centre Opérationnel
Départemental de Lutte contre les Incendies concemé, aux Centres Opérationnels de l'Office
National des Forêts, et aux organismes analogues selon les pays.

Par ailleurs, dans un second temps, I'invention prévoit l'ordre de décollage, dans les cinq minutes qui suivent cette transmission, d'un avion bimoteur d'observation rapprochée, conçu pour cette activité, ou ayant subi les adaptations certifiées nécessaires, capable de vol lent, et à visibilité totale au sol jusqu'à la verticale, équipé des mêmes moyens de positionnement G.P.S., et d'au moins une trappe permettant la photographie verticale ou l'utilisation d'un scanner thermique en verticale absolue, de trappes de photographie ou mesures infrarouges thermiques en oblique, par capteur F.LI.R. pouvant retransmettre ces images ou traitement de mesures en plages de températures, aux mêmes unités ou organismes de manière que les P. C.FEUX, et les Directeurs de Feux, également équipés d'un G.P.S. autonome, d'un matériel de réception d'images numérisées par radio, et d'un ordinateur à carte et écran graphique correspondant, puissent disposer des informations nécessaires à la bonne connaissance du feu qu'ils ont en charge d'éteindre. Ce même avion peut éventuellement aider à l'acheminement 1à vue lorsqu'il y a des difficultés de passage pour les camions. Dès son arrivée sur le site, L'avion de surveillance rapprochée procédera avec le scanner thermique à la mesure et l'enregistrement des différentes plages de températures sur le foyer, par passes rectilignes, et en effectuera le traitement qui sera transmis en temps réel par radio au P. C. FEU.

Ces analyses effectuées à intervalles réguliers afin de renseigner le P.C. FEU sur l'évolution de l'incendie ne sont acceptables dans cet esprit qu'accompagnées de l'heure exacte de la mesure, laquelle s'inscrit sur l'écran et est enregistrée. Pour toutes les opérations concemant la détection et la lutte contre les incendies, il faut donc que l'heure exacte soit fournie par une seule horloge de référence, laquelle possède une précision de 1x104 seconde. La transmission de la date et de l'heure exacte est assurée par les satellites du système G.P.S. Tous les récepteurs affichent donc strictement la même heure, à la seconde près, et cette information est enregistrée sur tous les ordres ou renseignements transmis par radio.

En d'autres termes, l'invention vise un procédé pour la détection et la localisation des départs de feux de forêts avec une précision et une rapidité permettant d'acheminer les moyens de lutte avec un maximum d'efficacité, caractérisé en ce qu'il consiste à faire survoler les zones forestières, systématiquement, à haute altitude, par un avion rapide et à grande visibilité au sol, équipé de moyens de navigation affichant une position géographique très précise sur l'écran d'un
G.P.S. (Global Positioning System) recalant éventuellement un LORAN C, muni d'une commande d'affichage et d'enregistrement du positionnement en coordonnées claires à un instant donné, actionné lors du passage de l'avion à la verticale exacte, laquelle est vérifiée, soit au moyen d'un viseur de verticale à réticule ou d'une caméra vidéo placée en position de visée rigoureusement verticale, soit lors d'un 'passage travers1, les coordonnées précises du feu étant alors fournies par le calculateur du détecteur thermique à balayage scanner, la transmission automatique par radio de cette position déclenchant, au poste de Commandement Départemental l'affichage immédiat d'une carte numérisée de la région du départ du feu, la position exacte de ce feu apparaissant au centre de l'écran, et flashant en surbrillance, les coordonnées claires du point de départ du feu s'affichant dans les marges de l'écran. L'opérateur a la possibilité, par utilisation de touches de macro-commandes de l'ordinateur, de faire apparaître à la même échelle les diverses couches informatiques, séparément ou en surimpression, obtenant ainsi les renseignements utiles relatifs: - aux voies de communications routières, - aux possibilités d'accès au terrain, par un maillage en 3 dimensions, - aux voies ferrées, - au relief du site par les courbes de niveaux cotées, - à la végétation, par thèmes, avec indication des températures limites d'embrasement
spontané suivant les essences.

- au réseau hydrographique, - aux limites diverses, notamment administratives, - à la toponymie, - à l'implantation de maisons isolées, - aux profils en long sur tout axe souhaité, - aux points possibles de ravitaillement en eau, - aux points possibles de ravitaillement en eau à l'air libre (piscines privées et étangs), avec
leurs cubages disponibles et les dangers d'approches pour les hélicoptères.

- aux réseaux de transport d'énergie à Haute Tension, - à la position des coupe-feux existants, - aux secours disponibles, par zone administrative, - aux plages de températures atteintes par les différentes zones du feu, en temps réel.

Ces renseignements sont destinés à permettre au Personnel spécialisé de dépêcher depuis les casemes les plus proches les moyens les mieux appropriés pour combattre les feux détectés.

Les renseignements fournis par la transmission en temps réel des plages de températures du feu et la mesure de la rapidité de son évolution dans le temps fournira, par l'utilisation immédiate d'un système EXPERT, prenant en compte tous les paramètres nécessaires, le nombre et le type de moyens de secours nécessaires pour éteindre le feu, et surtout ne pas être débordé par une évolution du feu plus rapide que les possibilités d'extinction.

L'invention vise également un tel procédé dans lequel l'acheminement le plus rationnel des moyens de lutte au sol est assuré en affichant sur leurs écrans informatiques embarqués, les meilleurs itinéraires pour atteindre le site, en fonction de leur position actuelle, laquelle est foumie par le G.P.S. avec leur position, en temps réel, sur l'itinéraire affiché sur I' écran, faisant également apparaître la position du feu, L'heure estimée d'arrivée sur les lieux en fonction de leur moyenne accomplie jusque là, leur progression en fonction de l'heure exacte, également transmise et affichée par le G.P.S., et prise en compte par l'ordinateur. L'architecture système de ce dispositif est schématisée en figure 5.

Les caractéristiques énoncées ci-dessus permettent seules de surmonter les difficultés d'une telle opération en respectant un certain nombre d'impératifs techniques. On va donc ci-après exposer succinctement ces difficultés et ces impératifs en se référant aux dessins annexés qui illustrent par des schémas simples les conditions de mise en oeuvre du procédé selon l'invention.

Sur ce dessin: - La figure 1 est un schéma illustrant la nécessité d'une haute altitude d'observation par
temps anticyclonique, afin d'augmenter le contraste apparent du sol en vision oblique
moyenne.

- La figure 2 est un schéma semblable à la figure 1, mais illustrant les impératifs d'une haute
altitude d'observation en fonction du relief du terrain.

- La figure 3 est un exemple d'application du procédé à la surveillance incendies d'un
Département français choisi à cet effet, d'une superficie de 6.023 km2.

- La figure 4 schématise le principe de l'écartement optimum entre les passes aériennes,
déterminé notamment par l'angle de balayage du scanner thermique à haute définition, et
comparé au champ visuel de détection par bonne visibilité.

- La figure 5 schématise l'Architecture Système des Equipements embarqués sur les avions
de détection.

- La figure 6 schématise l'Architecture Système des P.C. mobiles.

- La figure 7 est une schématisation de l'architecture système de l'équipement informatique
des véhicules d'intervention.

- En premier lieu, si on se reporte à la figure 1 qui illustre les conditions de détection d'une fumée en présence d'une couche de brume sèche à densité croissante vers le sol, on voit: qu'un guetteur situé au sol se trouve dans les plus mauvaises conditions d'observation d'un phénomène comme un feu ou une fumée, car la couche polluée et les oscillations constantes de l'air dûes aux changements de l'indice de réfraction des basses couches sont les plus importantes; qu'apercevoir dans ces conditions une fumée blanche sur un fond de ciel laiteux est aléatoire; qu'à une altitude de 2.500 mètres (point A), I'épaisseur de brume à traverser pour observer unupoint situé à une distance de cinq kilomètres de la verticale de l'observateur est de 5700 mètres, tandis qu'à une altitude de 5000 mètres (point B), elle est encore de 4300 mètres, mais qu'à une altitude de 10000 mètres (point C), elle n'est plus que de 3500 mètres.

Du point A, une fumée serait à peine visible, le contraste étant insuffisant, tandis que du point
C, situé très au dessus de la couche polluée, l'épaisseur résultante d'air pollué devenant minimale, le contraste apparent du terrain augmente, et dans le même temps, la vitesse angulaire de défilement diminue, ce qui permet à la fois une meilleure lisibilité du décor et plus de temps pour l'observer.

Si l'observateur aéroporté éprouve une difficulté d'observation dûe à l'éloignement, il utilisera un moyen de rapprochement optique de grossissement suffisant, à image virtuelle stabilisée par un miroir tournant à haute vitesse sur gyromètres, (par exemple des jumelles de grossissement 8 à 10 à image gyrostabilisée). Les vibrations, qu'elles soient à haute ou à basse fréquence, seront ainsi totalement filtrées et les conditions d'observation parfaites.

De même, si l'on se reporte à la figure 2, qui illustre schématiquement, mais à l'échelle, les conditions d'observation d'un massif de 1147 mètres d'altitude (massif de la Sainte Beaume), on voit qu'à une altitude de 10.000 mètres, tout l'ensemble du massif et de sa région est visible, tandis que d'une hauteur de 3000 mètres, tout un versant peut être masqué. Du point 1 représentant la situation d'un avion qui volerait à 5000 mètres, la vision est possible sur les deux versants de la même montagne, mais du point 2, situé sur la passe suivante à la même altitude, la vision devient impossible sur tout le versant nord de cette montagne. Des points 3 et 4, toute la montagne est visible, malgré l'éloignement, et le contraste, du point 3 reste identique à celui procuré par la vision depuis le point 1.

En second lieu, la vitesse de l'avion utilisé est un facteur déterminant. Considérant un
Département comme le VAR, de 6.023 km2 de superficie, sa surveillance aérienne, pour ne laisser aucun point sans observation plus de dix minutes, suppose des passes parallèles séparées de 10 km., soit une distance linéaire de 6000/10 = 600 km.

La figure 3 montre qu'avec deux avions de ce type, 1 et 2, volant entre 9000 et 10.000 mètres, chacun selon un itinéraire qui sera programmé en fonction de la meilleure situation par rapport aux reliefs, la surveillance d'un Département de 6000 km2 ne laisserait aucun point d'un tel
Département plus de dix minutes sans observation effectuée dans un angle de 300 d'obliquité de part et d'autre de la verticale, ce qui est bien le but recherché. On remarque l'utilisation des avions de guet armé", T1 et T2 qui apparaissent sur la figure 3 en attente et surveillance sur cette zone.

effectuant un circuit en hippodrome situé au vent du Département à 2500 mètres d'altitude, altitude moyenne des bombardiers d'eau d'importance moyenne utilisés actuellement en guet aérien, de façon à pouvoir intervenir rapidement, se trouvant alors en vent arrière ou trois quarts arrière, en descente, dans les conditions de vitesse optimales.En cas d'utilisation des deux avions de guet armé, (un autre type d'avion bombardier d'eau peut aussi bien être utilisé, le principe étant qu'il soit en l'air, au vent du Département, prêt à larguer sur n'importe quel point en moins de cinq minutes), deux autres avions de même formule viennent prendre leur place en guet à 2500 mètres afin qu'il n'y ait pas de rupture du potentiel de lutte aérienne rapide, tout acheminement d'eau par voie de terre étant plus lent que deux avions en vol entre 400 et 500 km./heure, vent arrière, et moins efficace, souvent à cause des difficultés de pénétration jusqu'à la zone de feu.

Un avion de détection rapide remplissant les conditions requises, doit posséder une aile haute ou au minimum une aile médiane située très en arrière, de manière à laisser la plus grande visibilité possible vers l'avant, sur les côtés, et vers l'arrière, notamment en virage, ce qui exclue pratiquement la quasi-totalité des bimoteurs classiques à aile basse, les fuseaux moteurs et l'aile basse empêchant la visibilité vers le sol, notamment du côté intérieur, en virage. La cabine de ce type d'avion, volant à 10.000 mètres, doit évidemment être sous pressurisation, la tête d'analyse du scanner étant logée soit sous cloche hors pressurisation, soit dans un compartiment bagages.

La meilleure formule consiste à utiliser les nouveaux biturbines de 10 places à configuration 'canard', I'aile se trouvant à l'arrière, les fuseaux moteurs et les hélices rejetés au niveau où se trouve généralement l'empennage. Le stabilisateur, de dimensions réduites situé à l'avant ne gêne alors en rien la visibilité. II existe en Europe un fabricant d'avions pressurisés biturbines de ce type, dont la vitesse de croisière est de 740 km./h. à 9000 mètres, et la charge utile conforme aux exigences de cette méthode.

ta figure 4 montre l'écartement standard entre les passes parallèles d'un avion de détection à une altitude de 10.000 mètres, cette écartement des passes étant déterminé par le meilleur angle de balayage d'un scanner thermique à haute définition compatible avec la vitesse de vol de l'avion proposé, convenant à la surface à surveiller, et en rapport avec la cadence des passages préconisée par la Sécurité Civile. L'angle de champ de vision C1 représente une largeur de champ au sol de 18 km. environ, dépendant le l'altitude des reliefs, telle que l'observateur embarqué peut y détecter visuellement une fumée ou un feu, et en prendre la description au moyen d'une caméra ou d'un appareil photographique à image argentique ou directement numérisée. Dans ce dernier cas, l'image d'un départ de feu est immédiatement transmise par radio au P.C.FEU Départemental. On remarque le fort recouvrement d'une passe sur l'autre, ce qui élimine les problèmes de dévers.

L'angle de champ C2 représente le champ de balayage d'un scanner thermique à haute définition, le recouvrement entre lesspasses étant toujours assuré pour un écartement de 10 km.

entre deux traces.

Un survol qui serait effectué par un avion non conçu pour voler au delà de 4.000 mètres, tenant compte qu'un pilote ne peut effectuer un vol prolongé au dessus de 3.500 mètres d'altitude sans masque à oxygène, serait inefficace. Un tel avion est figuré en boa", représente la position d'un avion bimoteur classique de guet armé, non pressurisé, et sans oxygène pour le pilote. Le dessin étant réalisé à l'échelle, selon un profil en long existant réellement dans les Alpes Maritimes, il apparaît évident qu'un tel avion ne peut qu'être d'un faible utilité à cette altitude de 3.500 mètres, au dessus de montagnes dont beaucoup de sommets se situent seulement 800 mètres plus bas, et avec des pentes de 40 à 50 degrés par rapport à la verticale.

La figure 5 schématise l'architecture système des équipements de détection des avions rapides haute altitude: Un calculateur embarqué enregistre toutes les informations du système
G.P.S.1 couplé au LORAN C 2, et en assure le traitement. II reçoit également les informations d'attitude, ou d'assiette, fournies par le directeur de vol de l'avion, à partir des gros3. L'information de hauteur sol est fournie par le radicaltimètre 4, I'information d'altitude par l'altimètre alticodeur 5.

Toutes ces informations sont confrontées par le calculateur 6 à celles fournies par le calculateur du scanner thermique 7, et en partie enregistrées sur les marges de l'image prise par la caméra métrique 8. Le calculateur transmet également à l'unité de brassage les informations de date, de lieu, de positionnement, fournies par le G.P.S. 1, qui apparaltront mixée par les incrustateurs
correspondants 9,10,11 sur les images transmises par les trois caméras vidéo 12,13,14. Les magnétoscopes 15 et 16 enregistrent les images des caméras vidéo avant et arrière, le camescope mobile 8 Hl-Band professionnel enregistre ses propres images de manière autonome. Les écrans de visualisation sont de deux types: vidéo pour les caméras 17, et informatique haute définition pour le scanner thermique 18.Ils sont montés sur une console ancrée sur rails au plancher de l'avion. L'ensemble des informations est stocké sur un stockage de masse haute capacité 20.

Une imprimante à bulles d'encre type portable 19 d'une définition de 360 x 360 points par pouce carré peut éditer à tout moment les diverses informations souhaitées.

- La figure 6 schématise l'architecture d'un P.C. mobile: sur la gauche, en 1, les diverses antennes de télémesures (positionnement, distances, etc..), fournissant les données brutes aux calculateurs de positionnement de véhicules terrestres aussi bien que des avions de détection ou des avions bombardiers d'eau, et de réception des scanners embarqués sur avions de détection.

Ces diverses données sont prétraitées par le calculateur de télémesures 2, et les résultats accessibles au calculateur 7 et stockés, si nécessaire en stockage de masse 8, d'où elles peuvent être extraites à tout moment pour information ou utilisation graphique sur l'écran 6, ou autre.

Un second écran informatique haute définition 5 permet la visualisation des analyses de températures des feux en progression, et sera commuté sur l'un des scanners en utilisation sur les avions de haute altitude ou ceux de surveillance rapprochée.

Deux imprimantes, I'une noir et blanc 9, pour l'édition des textes et schémas, notamment transmis par télécopie, par un moyen radio approprié 12 ou 15 .H.F. ou radiotéléphone), L'autre imprimante 10 en couleurs, pour la recopie d'écran couleur.

Le pavé 11 est un rappel des divers moyens de transmission utilisés suivant les données à transmettre: phonie en 12, Radiotélécom en 13, Radiocom 2000 ou S.F.R. en 14, portables divers V.H.F.ouU.H.F.enl5.

- La figure n" 7 schématise le dispositif de routage des voitures et engins de lutte contre les feux. Un ordinateur portable 1 possédant le même système d'exploitation que l'ordinateur principal du P.C. FEU, mais équipé d'un écran à plasma offrant seize niveaux de gris, détachable et remplaçable instantanément, si nécessaire, par un écran couleur haute résolution, reçoit les informations fournies par un G.P.S. 2 et Loran C 3 dont chaque voiture sera équipée, et par ailleurs,
I'ordinateur étant équipé d'un modem de communication, il enregistre en 6 les informations transmises par les avions de détection 4 et par le P.C. mobile 5, avec mention de la date et de l'heure précise, I'horloge inteme étant recalée par le G.P.S..Ces diverses informations peuvent être transmises par radio, ou par radiotéléphone, ou par télécopie, au moyen du radiotéléphone, I'ensemble étant traité par le transmetteur multifonction 6. Le chef de voiture peut obtenir à tout moment à l'écran la position du feu sur carte numérisée vectorielle, la position actuelle du véhicule, et l'itinéraire le meilleur pour parvenir au lieu du feu, avec les temps moyens de parcours et l'heure probable d'arrivée, en fonction des différences de temps du parcours réel par rapport au temps moyen enregistré sur la mémoire de masse 7. L'heure exacte est affichée constamment, fournie par le G.P.S., ainsi que la position actuelle en coordonnées claires: degrés, minutes, et millièmes de minute. L'alimentation de l'ordinateur est assurée par le courant de bord, mais il peut fonctionner également en autonomie complète grâce à deux batteries basse tension incorporées.

Un micro-ordinateur portable avec 8 Mo. de mémoire vive, et au moins 80 Mo. de mémoire de masse, muni d'un modem de transmission correspond à cette définition.

En sortie, I'ordinateur peut être relié à une mémoire de masse extérieure 8, si la capacité du disque dur s'avère insuffisante. Par ailleurs on y connecte un enregistreur 9 lié au système cartographique et au G.P.S., qui permet d'enregistrer les parcours effectués, en fonction du temps, et une imprimante autonome 10 fonctionnant sur batteries ou sur réseau de bord. Cette imprimante permet également de tracer les schémas nécessaires aux directives, tout en gardant les données sur fichier, et d'éditer les messages reçus des avions ou du P.C. par télécopie.

L'invention prévoit d'utiliser des capteurs thermiques à imagerie directe dirigés en oblique avant, dès que l'observateur aperçoit une fumée, afin de vérifier la température du point de feu et sa largeur avant le passage verticale, lors duquel il sera enregistré et positionné avec précision.

Ainsi qu'il ressort de la définition du procédé donnée ci-dessus, chaque avion, qu'il soit de détection à haute altitude ou de surveillance rapprochée, doit être équipé par ailleurs de moyens permettant de mesurer instantanément la position d'un feu et ses limites actuelles, par repérage visuel, par une caméra vidéo fixée en position verticale, ou par tout moyen de visée optique convenable à visée verticale, ou par scanner thermique, la position étant visualisée sur un écran, et enregistrée avec un encodage horodaté, ces renseignements étant dans le même temps transmis par radio aux destinataires officiels concernés.Les observateurs des avions de surveillance rapprochée pourront foumir, avec les mêmes moyens, le schéma des températures aux divers points d'un feu, leurs limites précises par tranches de températures, et les renseignements mesurés sur sa vitesse et la direction de sa progression.

Les moyens de mesure de positionnement et de mesure de temps existent sous forme d'un appareil de navigation par satellites (G.P.S. lié à un LORAN C) permettant la continuité de la mesure, la précision théorique de l'ensemble étant de un millième de minute, soit 1,85 mètre, qui fournit en même temps l'altitude précise, et toutes les fonctions de navigation directement exploitables par le pilote automatique de l'avion. L'appareil fournit également l'heure avec une précision de mesure du cent millionième de seconde, et une précision d'affichage d'une seconde.

Dans l'état actuel de la fabrication des G.P.S. autonomes, la fréquence du cycle de rafraîchissement et d'affichage est de la seconde, ce qui à 740 km./heure ne permettrait qu'une précision de lecture de 200 mètres environ, soit une précision de mesure au sol de +/-200 mètres. Une information de position continue doit être en conséquence fournie par interpolation ou division électronique. Un récepteur LO
RAN C lui est généralement lié sur les appareillages construits selon les normes aviation, pour pallier au manque de couverture quelques heures par jour. Le LORAN C assure alors l'entretien du point avec sutfisamment de précision. En 1992, 21 satellites seront en fonctionnement, et le LORAN C ne sera plus indispensable.Un G.P.S. conçu pour un rafraîchissement à la fréquence du dixième de seconde permettra une précision du positionnement meilleure que 40 mètres à 740 km./heure. L'interpolation par un circuit électronique diviseur entre le temps d'affichage G.P.S. apparaît donc actuellement né cessaire, en mai 1991.

Le procédé selon l'invention est particulièrement destiné à la Détection rapide et au positionnement précis des feux de forêts. II peut être élargi à: la détection préventive, de jour comme de nuit, de reprise de feux de forêts couvant sous terre dans les racines après l'extinction d'un incendie important ayant généré de fortes températures, lorsqu'un vent violent et sec se lève de nouveau.

La détection et le positionnement précis de personnes en groupe ou isolées cherchant à franchir illégalement de nuit des frontières ou des zones interdites, y compris en zones montagneuses.

la détection préalable des éruptions volcaniques à l'échéance de plusieurs jours.

la surveillance et la détection de la pollution marine, avec mesure exacte de la surface, de l'évolution, de la vitesse du déplacement.

la détection et le positionnement de nappes de pétrole lourd immergées et dérivantes.

la détection et le positionnement des surfaces de forêts atteintes par des maladies endémiques.

le positionnement précis et la mesure de surface d'avalanches, glissements de terrains, coulées de boues et de roches, notamment en régions montagneuses.

Claims (6)

REVENDICATIONS

1. Procédé de détection aéroportée rapide et de localisation précise de départs de feux de forêts ou d'autres phénomènes thermiques, grâce à l'utilisation de divers avions et moyens terrestres, de capteurs adaptés à la détection souhaitée et de systèmes de communication et de localisation, caractérisé en ce que

- on choisit des avions offrant une grande visibilité au sol et on les équipe, d'une part, de moyens de navigation très précis tel que par référence satellitaire, associés à un équipement d'enregistrement de leur position, d'autre part de moyens de détection thermique par capteur à balayage scanner ou laser, et enfin de moyens de transmission à un poste de commandement au sol;;

- on détermine le nombre d'avions nécessaires en fonction de la surface totale à couvrir et de la fréquence de passage souhaité, et on survole systématiquement à haute altitude la surface de la zone à risque que l'on veut surveiller, selon un circuit prédéfini, consistant en une série de passes parallèles déterminées en fonction du relief et d'une vitesse maximum choisie, compatibles avec les moyens de détection;

- on repère le point de départ du feu, grâce auxdits moyens de détection, soit à la verticale, au moyen d'un viseur vertical ou d'une caméra vidéo en position convenable, soit lors d'un passage travers, les coordonnées précises du feu étant alors fournies par le calculateur du détecteur thermique à balayage scanner installé;;

- on transmet ladite position relevée au poste de commandement où on affiche ses coordonnées claires en temps réel sur une carte vectorielle numérisée de la zone concernée, centrée autour du point de départ du feu qui apparaît visiblement;

- pour la région concernée centrée sur ce point de départ, on consulte tous les renseignements utiles préalablement stockés en mémoire audit poste de commandement, et relatifs à toutes les voies de communication et d'accès au terrain, au relief du site et à ses caractéristiques, à l'implantation de l'habitat, aux points possibles de ravitaillement en eau avec leur cubage disponible, les obstacles éventuellement présents sur la région et à tous les moyens de secours et d'intervention disponibles par zone;;

- on choisit, parmi ces moyens, les disponibilités dont on est alors informé les mieux appropriés pour combattre le feu détecté, et on lance l'ordre de leur mobilisation vers le point repéré du départ du feu.

2. Procédé de détection aéroportée suivant la revendication l, caractérisé en ce que

- on fournit aux divers moyens d'intervention et de lutte toutes les informations nécessaires à leur acheminement vers le feu dans les meilleurs délais, avec indication du temps moyen de trajet, le meilleur itinéraire, leur position par rapport au feu, et cela en temps réel;

- on vérifie au poste de commandement en retour d'informations la position exacte et permanente desdits moyens d'intervention et de lutte.

3. Procédé de détection suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'on enregistre en permanence et en temps réel l'ensemble des positions de tous les moyens d'intervention et de lutte depuis leur départ de leur lieu de casernement, et durant tous les trajets réellement effectués avec lecture simultanée du temps écoulé.

4. Procédé de détection et de localisation suivant l'une quelconque des revendications l à 3, caractérisé en ce que

- on relève à partir d'un avion de surveillance rapprochée équipé d'un scanner thermique, qui analyse à intervalles réguliers et en temps réel la carte et la trace du feu, de même que la direction et la force du vent en fonction des reliefs environnants;

- on détermine, en fonction du type de végétation attaquée et des caractéristiques et des moyens de lutte utilisés, les vecteurs orientés précis sur lesquels lesdits moyens doivent attaquer le feu.

5. Procédé de détection et de localisation suivant l'une quelconque des revendications l à 4, caractérisé en ce que ltensemble des avions utilisés et des moyens terrestres concernés sont tous équipés d'un moyen identique de navigation et de localisation très précis, tel que par référence satellitaire.

6. Procédé de détection et de localisation suivant l'une quelconque des revendications l à 4, caractérisé en ce que l'on fournit au pilote des avions d'intervention par bombardement d'eau la position exacte des moyens terrestres engagés sur le site.