Étiquette : IA

L’INGV et l’intelligence artificielle

L’intelligence artificielle (IA) est de plus en plus utilisée en sismologie et en volcanologie où elle pourrait contribuer à la prévision des séismes et des éruptions, événements parfois destructeurs. J’ai publié une note le 28 juillet 2024 et une autre le 18 mars 2025 expliquant comment les scientifiques utilisent l’IA. J’ai également ajouté que son utilisation dans la prévision volcanique et pour d’autres phénomènes naturels semble prometteuse.

On peut lire sur le site de l’Institut National de Géophysique et de Volcanologie (INGV) que l’Institut italien a mis sur pied le projet SAFARI, acronyme de « An artificial intelligence-based StrAtegy For volcAno hazard monItoring from space » (Une stratégie basée sur l’intelligence artificielle pour la surveillance des risques volcaniques depuis l’espace). Le projet a été lancé en 2023 avec l’objectif de développer une stratégie intégrée de surveillance des risques volcaniques directement depuis l’espace.

Pour ce faire, les scientifiques utilisent des données satellitaires issues de capteurs optiques, thermiques et micro-ondes, comparées aux données collectées quotidiennement par les réseaux de surveillance terrestres dans les zones volcaniques.

Des chercheurs de l’INGV et d’autres organismes scientifiques ont développé ces méthodologies innovantes sur quatre volcans actifs : l’Etna et le Vulcano en Italie, le Nyiragongo en République Démocratique du Congo et le Sangay en Équateur. Ces deux derniers systèmes volcaniques sont considérés comme très dangereux et sont situés dans des zones reculées, où les satellites constituent souvent le principal outil de surveillance.

Les principaux aspects du projet sont les suivants.

Mieux voir pour mieux cartographier : l’IA « nettoie » les images radar.
L’un des problèmes des images SAR (radar à synthèse d’ouverture) est la présence de bruit de signal qui rend les images souvent granuleuses et difficiles à interpréter. Les chercheurs ont appliqué un filtre innovant qui a permis à l’IA de faire disparaître les composantes perturbatrices. En appliquant cette technique aux données SAR de l’éruption du Sangay en 2021, le système a pu améliorer la qualité des images acquises par le satellite Sentinel-1, en éliminant les anomalies parasites.

Prédiction autonome en temps réel de la trajectoire des coulées de lave
L’un des objectifs les plus ambitieux du projet était d’automatiser et d’accélérer les simulations de propagation des coulées de lave, afin de générer des cartes des risques. Le nouveau système a utilisé les valeurs de débit estimées par satellite à une résolution spatiale de 1 à 3 km pour reproduire l’extension du front de coulée, elle-même dérivée des données satellitaires à une résolution spatiale de 20 à 30 mètres. Ces données permettent de prédire l’évolution du champ de lave plusieurs jours à l’avance. L’analyse a posteriori a testé la capacité du modèle à produire des cartes de plus en plus précises des risques liés aux invasions de lave.

Comparaison entre la réalité et la simulation du champ de lave de l’Etna en éruption entre le 13 mai et le 6 juin 2022. Dans l’image a) le trait noir délimite la coulée de lave réelle du 29 mai, tandis qu’en b), il délimite celle du 6 juin. La carte colorée représente le scénario de probabilité élaboré par l’IA pour prédire l’évolution du champ de lave après 7 jours d’activité. Les zones rouge foncé indiquent les régions où le modèle a calculé une probabilité de coulée de lave proche de 100 % entre le 13 et le 29 mai, ce qui témoigne d’une forte concordance avec les données réelles. Les triangles jaunes et rouges indiquent respectivement l’emplacement des bouches éruptives réelles et prédites par le modèle.

L’IA résout le problème des nuages « transparents »
Connaître la hauteur exacte d’un nuage volcanique est essentiel pour la sécurité des aéronefs qui survolent une zone volcanique. Pour l’Etna, l’équipe du projet SAFARI a créé, à l’aide de milliers d’images satellites, un système capable de distinguer automatiquement les couleurs correspondant aux émissions de lave et aux nuages générés par l’activité explosive. Ce même système est capable de calculer en temps réel la hauteur de la colonne éruptive.

La comparaison entre ces deux images révèle (à droite) une nette amélioration avec l’aide de l’IA de la capacité à observer et à distinguer un nuage de cendres de l’Etna le 4 mars 2021. L’algorithme a identifié et isolé avec précision (en rouge) les pixels contenant des cendres volcaniques, permettant ainsi au système de calculer automatiquement la hauteur et l’étendue de la colonne éruptive, sans intervention humaine.

L’intelligence artificielle appliquée au Nyiragongo
S’agissant du Nyiragongo (Congo), dont l’histoire éruptive est très peu documentée, l’IA a analysé de manière autonome les données satellitaires, et regroupé les différents comportements du volcan en « familles » d’activité. Cela a permis d’identifier la transition d’un état de calme à une phase anormale lors de l’éruption de mai 2021.

Comparée à l’analyse traditionnelle des données, cette approche avec l’aide de l’IA permet un examen rapide de grandes quantités d’informations et la reconnaissance de situations qui pourraient échapper à l’œil humain, notamment dans les zones reculées et peu étudiées. L’IA peut ainsi jouer le rôle d’une sorte de « sentinelle autonome », capable de signaler d’éventuelles anomalies, même en l’absence d’observations directes. Comme tout système automatique, elle peut toutefois générer de fausses alertes et nécessite donc une vérification par des experts.

Vous trouverez la description du projet SAFARI en cliquant sur ce lien :

https://ingvvulcani.com/2026/03/12/come-lia-e-i-satelliti-stanno-cambiando-il-monitoraggio-dei-vulcani-attivi/

L’Etna bientôt sur la lune ? // Mount Etna heading to the Moon?

Le rover italien conçu pour l’exploration lunaire s’appellera Etna, un nom choisi lors d’un sondage effectué via le compte Instagram officiel de l’Agence spatiale italienne (ASI). Acronyme de « Exploration Technology for Navigation & Autonomy » (Technologie d’exploration pour la navigation et l’autonomie), Etna a également été conçu pour naviguer de manière autonome sur des terrains complexes. Ces dernières semaines, l’Etna, avec ses paysages volcaniques accidentés, a reproduit certaines conditions typiques de la surface lunaire.

Crédit photo : ASI

Après une phase de validation initiale concluante menée dans les installations d’ALTEC à Turin, les capacités du rover en environnements contrôlés ont été confirmées. L’interaction avec des terrains lunaires et martiens a été vérifiée par des tests de traction et de stabilité, ainsi que la fiabilité des algorithmes de localisation, de cartographie et de planification.
En juillet 2026, le rover est testé sur l’Etna, où le paysage volcanique, les pentes abruptes, le substrat granuleux et l’absence de végétation reproduisent fidèlement les conditions environnementales et les défis auxquels un véhicule autonome peut être confronté sur la surface lunaire. Outre la consolidation des performances de mobilité et les tests de reconfiguration en cas de pannes, un temps considérable sera consacré aux démonstrations opérationnelles des charges utiles embarquées. Un drone autonome doté d’une intelligence artificielle sera déployé pour cartographier le terrain et classifier automatiquement les roches, les cratères et les itinéraires les plus sûrs, tout en transmettant les données au centre de contrôle.
L’ASI explique que « l’objectif est d’intégrer des expériences et des prototypes externes pour tester des technologies innovantes dans des environnements extrêmes, d’ouvrir la recherche à de nouveaux partenaires et d’accélérer le transfert de technologie vers la prochaine ère de l’exploration lunaire. »
Le rover a été construit dans le cadre du programme « Universal Locomotion System (ULS) », entièrement financé par l’Agence spatiale italienne et piloté par Thales Alenia Space, avec la contribution de Leonardo, IIT, ALTEC, Aiko, Politecnico di Torino et Volta Structural Energy.
Le rover Etna est un hommage à l’Italie et à Catane, suite à la désignation de Luca Parmitano, l’astronaute de l’ESA originaire de Paternò, comme pilote de la mission Artemis III de la NASA prévue pour 2027. Il volera à bord de la capsule Orion dans un rôle opérationnel de premier plan, testant les manœuvres d’approche et d’amarrage en orbite terrestre.

Source : médias italiens.

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The Italian rover designed for lunar exploration will be named Etna, a name chosen via a poll on the Italian Space Agency’s (ASI) official Instagram account. An acronym for « Exploration Technology for Navigation & Autonomy, » Etna is designed to navigate complex terrain autonomously. In recent weeks, Mount Etna, with its rugged volcanic landscape, has served as a site to replicate conditions typical of the lunar surface.
Following a successful initial validation phase at ALTEC’s facilities in Turin, the rover’s capabilities in controlled environments have been confirmed. Its interaction with lunar- and Martian-like terrain was verified through traction and stability tests, alongside checks on the reliability of its localization, mapping, and planning algorithms.
In July 2026, the rover will undergo testing on Mount Etna, where the volcanic landscape, steep slopes, granular substrate, and lack of vegetation faithfully replicate the environmental conditions and challenges an autonomous vehicle might face on the lunar surface. In addition to refining mobility performance and testing reconfiguration capabilities in the event of a breakdown, significant time will be dedicated to operational demonstrations of the onboard payloads. An AI-equipped autonomous drone will be deployed to map the terrain and automatically classify rocks, craters, and the safest routes, while transmitting data back to the control center.
The ASI explains that « the goal is to integrate external experiments and prototypes to test innovative technologies in extreme environments, open up research to new partners, and accelerate technology transfer for the next era of lunar exploration. » The rover was built as part of the « Universal Locomotion System (ULS) » program, fully funded by the Italian Space Agency and led by Thales Alenia Space, with contributions from Leonardo, IIT, ALTEC, Aiko, Politecnico di Torino, and Volta Structural Energy.
The Etna rover pays tribute to Italy and Catania, following the selection of Luca Parmitano, an ESA astronaut from Paternò, as a pilot for NASA’s Artemis III mission, scheduled for 2027. He will fly aboard the Orion capsule in a key operational role, testing approach and docking maneuvers in Earth orbit.
Source: Italian news media.

L’intelligence artificielle (IA) entre à Pompéi (Italie) // AI enters Pompeii (Italy)

Des archéologues et des chercheurs qui travaillent sur le site de Pompéi (Italie) ont utilisé pour la première fois l’intelligence artificielle (IA) pour reconstituer numériquement le visage d’un homme tué lors de l’éruption du Vésuve en 79 après J.-C. Cette reconstitution offre une nouvelle perspective sur l’une des catastrophes naturelles les plus célèbres de l’histoire.
Le portrait réalisé à l’aide de l’IA représente un homme dont les restes ont été découverts alors qu’il tentait de fuir la ville et courait vers vers la côte pendant l’éruption. Les chercheurs pensent que l’homme est mort au début de la catastrophe, enfoui sous une épaisse couche de débris volcaniques.
La reconstitution a été réalisée dans le cadre du Parc archéologique de Pompéi qui précise sur son site web qu’elle a été effectuée en collaboration avec l’Université de Padoue et à partir des données de prospections archéologiques récoltées près de la nécropole de Porta Stabia, juste à l’extérieur des remparts de la ville antique.
La page web du Parc archéologique présente l’illustration générée par l’IA. Avec le Vésuve à l’arrière-plan, on voit l’homme courir le long d’une route en mauvais état et jonchée de débris, tenant un grand récipient au-dessus de sa tête ; il s’en sert comme bouclier pour essayer de se protéger contre la pluie de matériaux volcaniques.

Pompéi fut ensevelie sous les cendres et la pierre ponce lors de l’éruption du Vésuve il y a près de 2 000 ans. L’accumulation de matériaux a protégé la ville et les restes de milliers de ses habitants et fournit aujourd’hui un témoignage remarquable de la vie romaine à cette époque.
Les archéologues ont découvert l’homme tenant un récipient en terre cuite dont il se servait probablement pour se protéger la tête des lapilli qui s’abattaient sur lui pendant l’éruption. D’anciens récits, notamment ceux de Pline le Jeune, confirment cette hypothèse et expliquent que les habitants de Pompéi utilisaient divers objets pour se protéger.

L’homme portait également une lampe à huile, un petit anneau de fer et dix pièces de bronze et des objets personnels. Ils nous éclairent sur ses derniers instants ainsi que sur la vie quotidienne à Pompéi avant la catastrophe. On peut lire sur le site web du Parc archéologique que « la reconstitution numérique a été créé grâce à l’intelligence artificielle et à des techniques de retouche photo conçues pour transformer les données squelettiques et archéologiques en une représentation humaine réaliste. » Selon son directeur, la quantité de données obtenues par les chercheurs est telle que seule l’intelligence artificielle est en mesure de les protéger et de les valoriser correctement. « Bien utilisée, l’IA peut contribuer au renouveau des études classiques. »
Source : Associated Press via Yahoo News, Parc archéologique de Pompéi.

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Archaeologists and researchers at the ancient Roman site of Pompeii have used artificial intelligence (AI) for the first time to digitally reconstruct the face of a man killed in the AD 79 eruption of Mount Vesuvius that smothered the city, offering a new way to understand one of history’s most famous natural disasters.

The digital portrait represents a man whose remains were discovered as he attempted to flee the city toward the coast during the volcanic eruption. Researchers believe the man died early in the disaster, during a heavy fall of volcanic debris.

The reconstruction was developed by the Pompeii Archaeological Park, which announced on its website that it was done in collaboration with the University of Padua and based on archaeological survey data from excavations near the Porta Stabia necropolis, just outside the walls of the ancient city.

The announcement shows the AI-generated illustration of what the man could have looked like. He is shown running along a rough, debris-covered road, holding a large, shallow bowl over his head and using it as a shield while Mount Vesuvius is seen erupting in the background. (see image above)

Pompeii was buried under ash and pumice when the Vesuvius erupted nearly 2,000 years ago, preserving the city and the remains of thousands of its inhabitants in remarkable detail.

Archaeologists found the man holding a terracotta mortar, which they interpreted as an improvised attempt to shield his head from falling small volcanic stones that rained down during the eruption.

Ancient accounts, including those of Pliny the Younger, describe Pompeii’s residents using objects to protect themselves as ash and debris blanketed the city.

The man was also carrying an oil lamp, a small iron ring and 10 bronze coins, personal objects that offer insight into his final moments as well as into daily life in Pompeii before the catastrophe. (see photo above)

The digital portrait was created using AI and photo-editing techniques designed to translate skeletal and archaeological data into a realistic human likeness.According to the Pompeii park director, the vastness of archaeological data is now such that only with the help of artificial intelligence will we be able to adequately protect and enhance them. « If used well, AI can contribute to a renewal of classical studies. »

Source : Associated Press via Yahoo News, Pompeii Archaeological Park.

L’intelligence artificielle (IA) pour mieux comprendre le Popocatepetl (Mexique) // Artificial intelligence (AI) to better understand Popocatepetl (Mexico)

Des scientifiques de l’Université nationale autonome du Mexique (UNAM) ont créé le premier modèle tridimensionnel du Popocatépetl qui dresse ses 5426 m à 70 kilomètres au sud-est de Mexico, dans les États de Puebla et de Mexico.

Les chercheurs espèrent que leurs travaux permettront de mieux comprendre la structure interne du volcan avec l’existence possible de chambres magmatiques, et d’optimiser la surveillance du volcan et la prévention des catastrophes.

L’étude intitulée « Estructura de velocidades sísmicas del volcán Popocatépetl, México, a partir de campos difusivos », publiée dans la revue ScienceDirect, indique que ces travaux permettront de mieux anticiper les futures éruptions. Grâce à l’intelligence artificielle (IA), les chercheurs seront en mesure, à l’avenir, de construire des tomographies en quatre dimensions.
Depuis 1994, année de la première éruption du Popocatépetl en plus de 70 ans, diverses études géophysiques ont été menées afin de comprendre l’histoire éruptive, l’activité et les risques volcaniques de ce volcan. Cependant, les modèles précédents, basés sur la sismicité volcano-tectonique, se sont avérés insuffisants pour décrire les phénomènes dans certaines zones ou sur une grande profondeur, en raison de la distribution spatiale de l’activité sismique et des stations utilisées. La nouvelle étude propose le premier modèle 3D du Popocatépetl, et prend en compte l’ensemble du volcan.

Les responsables du projet ont utilisé 18 stations sismiques réparties sur le volcan. Huit d’entre elles ont été installées par leurs soins, les autres appartenaient déjà au CENAPRED. Les appareils effectuent au moins 100 mesures par seconde et ces données, qui représentent une immense quantité d’informations, sont traitées automatiquement grâce à l’intelligence artificielle. Auparavant, tout était analysé manuellement. Aujourd’hui, grâce à l’IA, les scientifiques peuvent traiter une année de données, provenant de toutes les stations, en trois heures seulement. L’étude menée sur 18 stations permet de détecter des structures internes interconnectées, susceptibles d’être des zones d’accumulation de magma, des conduits d’alimentation et des anomalies. Toutes ces structures sont identifiées grâce à la propagation des ondes sismiques dans le sous-sol ; ces ondes se propagent plus rapidement dans les roches dures et plus lentement dans les zones contenant du magma ou des matériaux tendres.

Modèle de la structure interne du Popocateptl après traitement des données par l’intelligence artificielle (Source : UNMA)

L’étude montre la présence d’un système magmatique en forme de champignon dans deux régions présentant une vitesse des ondes S (Vs) élevée. Ces régions sont situées respectivement entre 0 et 5 kilomètres d’altitude, et entre 4 et 7 kilomètres de profondeur, et sont reliées par un conduit étroit en forme de tube.
Selon l’étude, la région à Vs élevée la plus superficielle est directement liée à des structures volcaniques anciennes et récentes. Ce phénomène résulte du mélange de matériaux magmatiques et d’un processus intense de dégazage, qui accroît la viscosité et la cristallisation du magma.
La région à Vs élevée la plus profonde est interprétée comme un piégeage de matériaux magmatiques par la pression lithostatique exercée par le poids des roches et sédiments sus-jacents sur une formation rocheuse profonde. De plus, le modèle met en évidence des paléostructures volcaniques enfouies et des vestiges d’anciens effondrements volcaniques.
Source : EL PAÍS USA.

Il ne fait aucun doute que l’IA, par la rapidité avec laquelle elle est capable de traiter des volumes importants de données, va énormément aider les volcanologues dans leur étude des structures volcaniques. Malgré tout, il restera encore un long chemin avant de pouvoir prévoir avec plus de précision qu’aujourd’hui le déclenchement des éruptions volcaniques.

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Scientists from the National Autonomous University of Mexico (UNAM) have created the first tridimensional model of the Popocatépetl volcano in the pursuit of understanding its internal structure, resolving doubts as to the existence of magma chambers, and optimizing monitoring efforts as well as disaster prevention. The study Estructura de velocidades sísmicas del volcán Popocatépetl, México, a partir de campos difusivos (Structure of seismic velocities of the Popocatépetl volcano, Mexico, via diffusion fields), which was published in the journal ScienceDirect, states that the model will better allow for the anticipation of future eruptive episodes. Thamks to the use of use of artificial intelligence, the researchers will be able to construct tomographies in four dimensions in the future.

Since 1994, the year that Popocatépetl erupted for the first time in more than 70 years, various geophysics studies have been carried out in the hopes of understanding the eruptive history, activity and volcanic perils of the volcano. But previous models based on volcanic-tectonic seismicity have not been sufficient in describing patterns in certain areas or across a large range of depth, due to spatial distribution of seismic activity and stations that have been used. The new study proposes the first 3D velocity model of Popocatépetl volcano describing the whole edifice.

Project leaders utilized 18 seismic stations located across the volcano. They installed eight of them, and the rest belong to the National Center for Disaster Prevention. Teams register at least 100 measurements per second and that data, an immense quantity of information, is automatically processed using AI. Previously, everything was analyzed manually. Today, with AI, scientists can process a year’s worth of data, from all stations, in three hours.

The 18-station study allows for the detection of interconnected internal structures as possible regions of magma accumulation and ascending conduits and abnormalities. All are identified by seismic waves traveling through the subsoil, which are faster in hard rocks and slower in areas with magma or soft material.

The study suggests the presence of a mushroom-shaped magmatic system in two regions with high Vs (S-wave velocity) between zero and five kilometers above sea level, and four and seven kilometers below sea level, connected by a narrow tube-shaped conduit.

According to the study, the most shallow high Vs region is directly related to old and new volcanic structures, as a result of magmatic materials mixing with and being affected by an intense process of degasification, which increases magma’s viscosity and crystal content.

The deepest region of high Vs is interpreted as magmatic material trapped by lithostatic pressure exerted by the weight of overlying rocks and sediments on a deep rock formation. In addition, the model presents evidence of buried volcanic paleostructures and remnants of ancient volcanic collapses.

Source : EL PAÍS USA.