FIREPACT — Essaims de drones résilients pour la surveillance des feux de forêt sous contraintes temporelles

Les feux de forêt extrêmes menacent les vies humaines, la santé publique, les infrastructures et la biodiversité. Le changement climatique, associé aux changements d'usage des terres, aggrave ce risque et fait de l'adaptation et de la gestion des incendies un enjeu sociétal et environnemental majeur [13]. Des observations fiables et disponibles à temps, fondées sur des flottes de drones, peuvent éclairer les décisions d'intervention. Les flottes de drones peuvent surveiller des zones très étendues, et s'adapter à des conditions diverses, mais un plan de vol réalisable ne garantit pas le traitement et la transmission des observations dans les délais requis. La contribution centrale du projet FIREPACT sera d'établir un lien bidirectionnel entre les exigences de surveillance et les capacités d'exécution de la flotte. D'une part, les exigences de délai de transmission et de fraîcheur des observations seront traduites en configurations de calcul et de communication capables de les respecter. D'autre part, les ressources disponibles permettront de déterminer quelles exigences de surveillance peuvent être satisfaites. La validité de ces engagements sera explicitée et réévaluée lorsque les ressources ou les conditions d'exécution évoluent. Le planificateur fournira des missions candidates, des fenêtres d'acquisition et des exigences de latence et de fraîcheur de l'information. Elles seront traduites en activations de tâches, échéances, réservations de ressources, modes de traitement et services de communication. En retour, des contrats de capacité horodatés décriront les services que les drones peuvent soutenir sur un horizon donné. Leur composition tiendra compte du partage des ressources radio et permettra de proposer des solutions réalisables lorsqu'une demande ne peut être admise. Les questions de recherche porteront sur la correction du raffinement des exigences de mission, la composition des capacités distribuées et la validité des engagements pendant les reconfigurations et les défaillances. L'étude reposera sur des chaînes de traitement identifiées, un ensemble fini de modes applicatifs, des budgets multicœurs et des modèles explicites de service réseau. Elle reliera des bornes justifiées de temps d'exécution au pire cas (WCET) à des bornes de temps de réponse (WCRT) dépendant de l'ordonnancement, ou à des analyses de service disponible. Les garanties déterministes sous hypothèses bornées seront distinguées des services probabilistes ou simplement surveillés. L'admission, la surveillance à l'exécution, la dégradation maîtrisée et la reprise seront évaluées conjointement. L'expiration des contrats côté destinataire évitera que leur invalidation dépende uniquement d'une notification transitant par une liaison défaillante. Une panne soudaine pouvant interrompre le service, le cadre distinguera la continuité de livraison du délai nécessaire pour détecter et signaler sa perte. Les priorités de mission, les trajectoires et les choix opérationnels resteront du ressort du planificateur ou de l'opérateur. La validation combinera analyse formelle, simulation reproductible, émulation réseau, injection de fautes et un démonstrateur avec matériel dans la boucle. Les comparaisons isoleront les effets de l'analyse temporelle et des mécanismes de cohérence lors des reconfigurations. Elles quantifieront la correction de l'admission, le service utile fourni, les violations de latence et de fraîcheur, le coût d'adaptation et le temps de reprise. ISAE-SUPAERO et l'ICMC-USP associeront leurs compétences en systèmes embarqués temps réel et résilients, drones, réseaux et surveillance des incendies. La thèse produira un modèle formel de contrats, des méthodes de synthèse et de reconfiguration et une évaluation reproductible. École doctorale : SYSTEMES Direction : Michaël LAUER Financement : MSCA COFUND BEST