DAS et IA

💎Idée

 Aujourd’hui, la technologie consistant à transformer une fibre optique standard de télécommunication en un réseau de microphones ultra-sensibles existe déjà. La fibre optique devient ainsi une caméra géante capable de “photographier” le champ d’ondes acoustiques. Cependant, elle est principalement utilisée dans la détection des catastrophes naturelles telles que les tremblements de terre ou les séismes. Cette technologie, qualifiée DAS (Distributed Acoustic Sensing) est déjà exploitée par des entreprises comme Invensing.io qui a déposée un brevet en 2022 pour une amélioration du modèle en optimisant le rapport signal sur bruit. L'idée de notre projet consiste donc à utiliser la technologie DAS mêlée à de l’intelligence artificielle dans le système de défense de l’Union Européenne afin d’identifier la direction des obus et de les bloquer si possible. En effet, la fibre optique détecte les vibrations mécaniques émises par les obus lors de leur déplacement dans l’espace et transmet le signal au logiciel d’intelligence artificielle qui traitera le signal, et déterminera ainsi s’il faut lancer le dispositif de riposte ou pas. Nous présenterons donc les différents points pertinents dans la compréhension de notre projet ainsi que la viabilité business.

Etat de l’art

 Distributed Accoustic Systems 

Les systèmes d'acoustique distribués (DAS) sont des technologies de surveillance qui utilisent des fibres optiques installées dans le sol, les murs ou les structures pour détecter les vibrations acoustiques générées par les sons, permettant de détecter et de localiser des sons sur de longues distances. Les DAS ont des applications militaires, telles que la détection de mouvements de troupes, la surveillance des frontières et la détection d'activités terroristes, ainsi que pour améliorer la sécurité des bases militaires et des installations critiques en détectant les activités suspectes autour de ces sites. Les DAS peuvent être intégrés avec d'autres technologies de surveillance pour fournir une surveillance complète et sont un outil précieux pour les forces militaires modernes. 

 L’apport de l’Intelligence Artificielle 

L'Intelligence Artificielle (IA) peut améliorer la capacité des systèmes d'acoustique distribués (DAS) à détecter et à identifier les sons en reconnaissant des modèles sonores spécifiques et en filtrant les sons détectés, réduisant ainsi les fausses alarmes et améliorant la précision de la détection. L'IA peut également être utilisée pour analyser les données acoustiques collectées, détecter des modèles de comportement suspect et alerter les opérateurs de sécurité en temps réel. Les DAS peuvent être combinés avec d'autres technologies, tels que les drones équipés de microphones, pour créer un système de surveillance intégré, et l'IA peut être utilisée pour améliorer la localisation des sources sonores détectées en utilisant des algorithmes de traitement du signal pour trianguler la position des sons détectés. En combinant les capacités des DAS et de l'IA, les forces militaires peuvent bénéficier d'un système de surveillance acoustique avancé pour détecter les menaces potentielles et protéger les infrastructures critiques.

Innovation / Valeur ajoutée 

Les Distributed Acoustic Sensing (DAS) sont des technologies de surveillance acoustique qui rencontrent plusieurs défis, notamment le rapport signal sur bruit (SNR). Cependant, l'utilisation d'un réseau dense de fibre optique peut offrir des avantages importants pour les DAS, en améliorant leur portée et leur précision, et en permettant une surveillance à distance en temps réel pour une détection précoce des menaces potentielles. En utilisant l'intelligence artificielle pour analyser les signaux acoustiques captés par les DAS, il est possible d'identifier des schémas et des comportements suspects en temps réel, permettant une réponse rapide et efficace. Dans le secteur militaire, l'utilisation des DAS peut offrir des avantages considérables pour la surveillance et la protection des bases militaires, la détection des mouvements ennemis et des activités terroristes, ainsi que la détection précoce des tirs d'artillerie et des explosions. L'intégration de la technologie de traitement du signal et de l'IA peut améliorer la précision et la rapidité de la détection, réduisant ainsi le risque pour les soldats sur le terrain.

Etude Business du projet 

Le projet consiste à utiliser le réseau de fibre optique existant (et de l’étendre au cas où il y’aurait besoin) pour détecter les ondes acoustiques à l'aide d'un logiciel d'intelligence artificielle (IA) afin de fournir des informations en temps réel à la défense de l'Union Européenne pour prendre des décisions appropriées. 

Marché : 

Le marché cible de ce projet est la défense de l'Union Européenne. Selon les estimations, la dépense annuelle de l'Union Européenne pour la défense est d'environ 200 milliards d'euros. Ce marché est en constante évolution, en raison de l'augmentation de la cybercriminalité, du terrorisme et des menaces externes. Il est donc important pour l'Union Européenne d'avoir accès à des technologies avancées pour détecter et prévenir les menaces. 

Coûts : 

Les coûts du projet peuvent être divisés en deux parties : les coûts de développement et les coûts opérationnels. 

Les coûts de développement incluent : 

Le développement du logiciel d'IA pour la détection des ondes acoustiques La mise en place d'un centre de données pour stocker les données collectées par les fibres optiques (data center) Le recrutement d'une équipe pour le développement et la mise en œuvre du projet. 

Les coûts opérationnels incluent : 

Les coûts d'entretien du centre de données Les coûts de maintenance et de mise à niveau du logiciel d'IA Les coûts de personnel pour la surveillance et l'analyse des données collectées Les coûts de location de la bande passante nécessaire pour transmettre les données à la défense de l'Union Européenne. 

L’installation de la fibre optique en France a coûté environ 35 milliards d’euros. Ainsi, un réel partenariat avec les compagnies de télécommunication pourra considérablement les coûts fixes.  

Partenariats : 

Le projet peut bénéficier d'un partenariat avec des entreprises de télécommunications qui possèdent déjà des réseaux de fibre optique à l’instar de Orange, Vodafone. Cela réduirait considérablement les coûts de développement, car les fibres optiques et les équipements nécessaires pour la collecte de données seraient déjà en place. Les entreprises de télécommunications pourraient également fournir une bande passante suffisante pour transmettre les données collectées à la défense de l'Union Européenne. 

Revenues : 

Le revenu du projet pourrait être généré par la vente de données collectées à la défense de l'Union Européenne. Le prix de vente pourrait être fixé en fonction de la quantité de données collectées et de l'importance de ces données pour la défense. 

Analyse financière : 

Le coût total du projet de développement et de mise en œuvre est estimé à quelques dizaines de milliards d'euros, y compris les coûts de développement et les coûts opérationnels pour la première année. Le partenariat avec les entreprises de télécommunications réduirait les coûts de développement de 50 %. Le revenu du projet dépendra de la quantité de données collectées et du prix de vente. Si l'Union Européenne est disposée à payer un prix élevé pour les données collectées, le projet pourrait générer un revenu considérable.   

 Compétiteurs : Certaines entreprises dans le domaine de la défense en France sont dans des technologies de sécurité acoustique comme Thalès, Raytheon, L3 Technologies. Cependant, leurs solutions ne sont pas basées sur l'utilisation de fibres optiques, ce qui pourrait représenter un avantage compétitif. 

🛰️EU Space technologies

Les données fournies par le satellites de Copernicus pourront nous être utiles dans l'entrainement de notre modèle d'intelligence artificielle

🏦 Space for Defence & Security

Nous résolvons la problématique sur le protection des infrastructures sensibles.

🤼 Team

Notre équipe est constituée de trois élèves polytechniciens : Joseph-Marie Ngueponwouo, Ivan TCHOMBA et Alain Kuissu. Tous les trois avons travaillé sur l’aspect technique du projet (idée de la fibre optique). Alain et Ivan ont travaillé sur l’idée d’intelligence artificielle, quant à Joseph, il a réfléchi sur l’idée Business notamment les entreprises qui offrent le service DAS.