Grands témoins innovation et prospective sur les donnée satellites

La fin de la matinée des Rencontres régionales PIGMA 2024 prévoyait un focus innovation et prospective sur les données satellites.

En distanciel depuis le CNES, Jacques Beas-Garcia, Sous-Directeur Valorisation et Données, à la Direction stratégie du CNES, a présenté l’état de l’art des données satellites.

Etat de l’art des données satellites

Jacques Beas-Garcia a souligné que la donnée spatiale est devenue un enjeu stratégique. Ses technologies sont liées à la télécommunication, à la géolocalisation ou à l’observation de la Terre. La filière amont, intégrant les lanceurs, ne représente qu’une faible part de la valeur ajoutée.

La donnée tend à devenir un marché de masse, car les technologies telles que le stockage par cloud et le traitement par l’IA ont permis de faire évoluer une niche en secteur industrialisé. En parallèle, l’Union européenne s’est saisie de la problématique en termes de régulation de l’économie de la donnée. Enfin, le spatial est devenu une technologie clé pour le suivi en temps réel de l’activité humaine.

En termes financiers, le secteur historique est celui de la défense. Celui de la finance-assurance connaît une croissance exponentielle, car il permet à ces acteurs d’ajuster leurs décisions à partir d’informations mondialisées. Les mêmes questions se posent en matière de suivi des politiques publiques, pour lesquelles des analyses d’impact pourraient éclairer les décisions. Le développement du marché est rapide, parce qu’il passe de 3 milliards de dollars en 2015 à plus de 7 milliards de dollars en 2022.

Les données spatiales sont variées, de grande qualité, et elles couvrent l’ensemble de la planète. Elles peuvent porter sur le visible, sur l’altimétrie, sur la météo ou sur les radiofréquences. La surveillance de l’espace devient également un enjeu très important, au même titre que la localisation de la donnée. Les volumes se massifient au fil de la transition depuis les satellites unitaires vers les constellations. Il devient donc nécessaire de maîtriser toutes les technologies du numérique.

Le secteur des opérateurs de données spatiales se développe également. 60 à 70 opérateurs  interviennent déjà sur la surveillance de la Terre, contre 60 opérateurs pour la surveillance de l’espace. De nouveaux acteurs sont apparus, notamment Unseenlabs, Grasp, Prométhée ou Loft au niveau français. Pour sa part, CO3D ambitionne de lancer une constellation permettant d’élaborer une vision 3D de la Terre à partir de 2025.

Les domaines d’application des données sont très variés, de la finance-assurances à l’agriculture, en passant par le suivi des ressources naturelles, les indicateurs environnementaux ou la gestion de crise. Dans le cadre du plan d’investissement France 2030, des appels d’offres ont été lancés afin de permettre à la puissance publique d’utiliser des données spatiales de manière opérationnelle, au travers des services développés par des industriels. Les capacités des opérateurs seront mises en lumière par le plan France 2030, qui permettra un suivi encore plus efficient des politiques publiques.

Le potentiel est probablement infini en matière d’applications. Il est surtout lié aux services imaginés par les industriels.

L’accès des acteurs publics aux données spatiales est facilité par le dispositif DINAMIS.

Puis Antoine Lefebvre, co-fondateur de KERMAP a partagé un cas d’usage innovant avec la détection du changement par les données satellites pour le PCRS.

La détection du changement par les données satellites le cas du PCRS

Antoine Lefevbre a décrit les activités de la société KERMAP. Elle existe depuis plus de six ans. Elle a remporté le lot du plan France 2030 qui concerne le suivi des couverts agricoles, notamment des surfaces irriguées. Elle travaille avec l’IGN dans le cadre du réseau Datalliance. Parmi ses clients, elle compte des collectivités locales, pour lesquelles elle produit des données, elle procède à des analyses, et elle valorise les informations en fonction des besoins.

En 2018, Kermap a lancé le site nosvillesvertes.fr, qui a pour la première fois extrait l’intégralité des informations sur la végétation arborée du territoire national. Les indicateurs ont été repris par plus de 50 publications dans le cadre de la Journée Mondiale de l’Environnement.

Pour sa part, le POC réalisé avec le GIP ATGeRi a été développé sur la base d’un financement Copernicus. Il a été encadré par le CNES et Aerospace Valley. Il vise à systématiser la remontée automatique de changements sur les territoires pour les mises à jour des PCRS. Il a été demandé à Kermap de détecter des zones de changement à partir d’images satellites, de manière à déclencher des campagnes ciblées de mise à jour du PCRS.

Trois agglomérations sont devenues zones d’étude : Valence-Romans, Pau et Mont-de-Marsan.

Trois opérateurs de satellites avaient été initialement sélectionnés, mais les données de Pléiade étant trop incomplètes, elles ont été écartées. Le travail a donc été réalisé sur des données Spot 6/7 et Sentinel-2, acquises à travers la plate-forme DINAMIS. Pour Sentinel-2, Nimbo compile des synthèses mensuelles sans nuage.

KERMAP a choisi de détecter les changements par post-classification, via des méthodes d’apprentissage profond. Les résultats devaient être explicites et interprétables. Un filtrage a été appliqué afin d’éliminer le bruit, notamment lié aux ombres portées.

Pour la période 2018-2022, il apparaît que les changements potentiels qui ont été détectés par Spot 6/7 sont plus précis que ceux qui ont été identifiés sur les données Sentinel-2/Nimbo, les degrés de confiance étant plus élevés. Le contrôle a été effectué par un expert photo-interprète, et un retour d’expérience a été demandé aux collectivités.

La classe de confiance faible est fiable à 65 % avec Sentinel-2, contre 50 % sur Spot 6/7, alors que les taux atteignent respectivement 74 % et 80 % pour la classe de confiance forte. La surdétection ne concerne cependant que des objets de petite taille.

En matière de reproductibilité, une expérimentation a été menée avec la Région Hauts-de-France sur la même approche, basée sur des données Sentinel-2. La DDTM 62 a fait un retour sur la capacité du dispositif à détecter les changements certains et potentiels. Pour leur part, les changements extraordinaires peuvent être liés à des présences de trains ou de structures éoliennes.

Ce cas d’étude sera présenté lors des GéoDataDays 2024.

Il est prévu de renforcer le modèle, de manière à augmenter les performances, de rendre l’offre disponible pour toute la France, et d’élargir la détection de changements à d’autres usages, en particulier les feux de forêt et les surfaces en eau.

(Télécharger la présentation d’Antoine Lefebvre, KERMAP)

En conclusion, Anna Cristofol, chargée des relations partenariales dans le domaine Espace et observation de la Terre au sein de l’IGN a présenté la mise à disposition des données satellites dans le cadre du partenariat DINAMIS.

La mise à disposition des données satellites avec DINAMIS

Anna Cristofol a pésenté le dispositif DINAMIS, qui réunit 6 partenaires publics en consortium, avec pour objectif de faciliter l’accès à la donnée spatiale. Il mutualise les besoins et les ressources institutionnelles afin de réduire les coûts. Sa politique tarifaire est basée sur des quotas de gratuité, à partir desquels des tarifs préférentiels sont appliqués. DINAMIS fournit des imageries satellitaires prêtes à l’emploi, sans chercher à se positionner sur le service thématique.

Le portail unifié d’accès aux données est ouvert à l’ensemble des acteurs publics français, mais aussi aux entreprises privées prestataires de la commande publique ou portant des projets de R&D. Les scientifiques de l’Union Européenne ou de pays partenaires peuvent également en bénéficier.

Au-delà des images présentes en catalogue, une programmation de nouvelles acquisitions est possible. Des commandes d’archives référencées Airbus peuvent en outre être passées. Lorsqu’un acteur public achète une donnée, elle est rendue accessible à tous les autres. DINAMIS propose un accompagnement personnalisé, notamment pour les premières demandes.

DINAMIS met en priorité à disposition des acteurs des images haute résolution de Pléiades, Spot 6/7 ou Pléiades NEO. Elle assure en outre un relais vers des données complémentaires moins résolues de Sentinel-2 ou plus anciennes telles que celles de Spot 1-5 et des radars.

Après avoir travaillé en commun en 2020, PIGMA et DINAMIS sont en cours de signature d’un partenariat. 58 adhérents sont communs aux deux structures, et les demandes d’images sont régulières. Le vivier potentiel offert par PIGMA compte environ 300 structures, notamment des entités de petite taille, qui sont freinées par la complexité de l’accès aux données.

Un dispositif expérimental a été créé afin de répondre à ces enjeux. PIGMA va devenir un partenaire relais de DINAMIS, portant l’information sur le dispositif vers les acteurs locaux, réalisant les démarches d’adhésion et devenant un référent pour les entités accompagnées. Le lien n’est pas exclusif, les adhésions pouvant toujours être prises directement auprès de DINAMIS.

En matière d’accompagnement technique, l’expression des besoins, la navigation dans les produits disponibles et l’utilisation des outils DINAMIS seront traitées par des acteurs identifiés localement et que les adhérents de PIGMA connaissent. De son côté, DINAMIS apportera son soutien à PIGMA et continuera à assurer l’accompagnement technique avancé.

Des développements informatiques sont en cours afin de fournir à PIGMA les outils nécessaires à la convention, laquelle est portée par l’IGN au nom de DINAMIS. La mise en place des interfaces est en cours, en vue d’une mise en service prévisionnelle fin septembre 2024. Des événements seront coorganisés au sujet de l’accompagnement des utilisateurs. Une phase de retour d’expérience s’ensuivra. Le bilan des premiers cas d’usage sera communiqué lors d’un atelier DINAMIS le 25 novembre.

Anna Cristofol a précisé que le dispositif permet de désigner un interlocuteur qui jouera un rôle de facilitateur. PIGMA pourra se retourner vers DINAMIS si les sollicitations vont au-delà de son domaine de compétence.

Thomas Petillon  a confirmé que PIGMA n’a pas vocation à se substituer aux compétences disponibles au sein du consortium DINAMIS, ne disposant pas du même niveau d’expertise en matière d’utilisation de la donnée satellite. L’accompagnement de premier niveau qui sera proposé consistera en la détermination des besoins, des usages et des objectifs des partenaires. Si les demandes dépassent les possibilités de PIGMA, ils seront mis en relation avec les interlocuteurs en capacité d’apporter des réponses correctes.

Anna Cristofol a convenu qu’une phase de rodage sera nécessaire après la mise en service de l’interface. En effet, l’écosystème du spatial est très fourni. DINAMIS sera à l’écoute des retours d’expérience quant aux améliorations de cette interface.

(Télécharger la présentation d’Anna Cristofol, IGN)