Un drone doté d’IA pour détecter les algues toxiques dans les barrages marocains

Détecter les proliférations d’algues avant qu’elles ne deviennent visibles et ne compromettent la qualité de l’eau des barrages. C’est le pari d’une équipe de Capgemini qui développe au Maroc un drone aquatique capable de naviguer à la surface des retenues et d’identifier précocement la formation d’algues nocives grâce à des capteurs et à l’intelligence artificielle.

Le projet prend une dimension particulière dans un pays confronté à une forte pression sur ses ressources hydriques. Les barrages jouent un rôle déterminant dans le stockage et la distribution de l’eau douce. Or, selon Capgemini, nombre d’entre eux ont été affectés ces dernières années par des proliférations rapides d’algues susceptibles de contaminer l’eau, de menacer la biodiversité et même de perturber l’approvisionnement des populations. Le problème ne tient pas seulement à la présence des algues, mais également au moment où elles sont repérées. Jusqu’ici, explique l’entreprise, ces proliférations sont détectées visuellement. Lorsque les équipes peuvent les observer et intervenir, la qualité de l’eau peut donc déjà être dégradée. C’est précisément ce délai que le projet marocain entend réduire.

Un drone à la surface des barrages

La solution est développée dans le cadre du «Tech4Positive Futures Challenge» de Capgemini. Elle est portée notamment par Nawfal Majdoub, Senior Quality Manager, et Anas Ait Iflach, ingénieur en gestion de projets, avec une équipe réunissant des compétences en mécanique, design, électricité et intelligence artificielle.

Le principe consiste à mettre au point un drone aquatique équipé de capteurs environnementaux, d’un système d’alerte à distance et de capacités d’intelligence artificielle. L'appareil est conçu pour se déplacer à la surface des retenues, là où se forment les proliférations toxiques, afin de les identifier suffisamment tôt pour permettre aux autorités d’intervenir avant que la contamination ne s’étende. Le dispositif doit franchir prochainement une étape importante : il sera testé dans un barrage du nord du Maroc. Capgemini ne précise toutefois ni le barrage retenu ni la date de cette expérimentation.

L’enjeu peut être considérable. Les proliférations d’algues peuvent produire des toxines et provoquer une désoxygénation de l’eau nuisible aux organismes vivant dans les lacs et les retenues. À l’autre bout de la chaîne, la fermeture d’un barrage touché par une contamination peut affecter l’approvisionnement en eau de millions de personnes, souligne Anas Ait Iflach. L’objectif est donc double : protéger les écosystèmes tout en évitant des perturbations majeures de l’alimentation en eau.

Le problème à l’origine du projet

L’idée est née lorsque l’équipe de Capgemini s’est penchée sur les problématiques environnementales urgentes auxquelles le Maroc est confronté. C’est en travaillant avec l’Université Mohammed V de Rabat que les ingénieurs ont identifié la prolifération d’algues nocives dans les barrages comme un enjeu nécessitant une réponse technologique. Anas Ait Iflach a rejoint l’équipe lorsqu’elle recherchait notamment un profil disposant d’une expérience à la fois dans les domaines électrique et de l’intelligence artificielle. Pour l’ingénieur, le projet présente une dimension particulière puisqu’il touche à une problématique qui concerne directement les citoyens marocains : l’accès à l’eau.

La conception de la solution repose également sur une coopération avec l’Agence du bassin hydraulique du Loukkos, chargée de la gestion de l’eau dans la région où le dispositif doit être expérimenté. Cette collaboration associe ainsi trois composantes : l’expertise scientifique de l’université, les compétences d’ingénierie et d’innovation numérique de Capgemini et l’expérience opérationnelle de l’Agence du bassin dans la gestion de la ressource hydrique.

Plusieurs technologies testées avant de retenir la spectrométrie

Avant de parvenir au dispositif actuellement développé, l’équipe et les chercheurs universitaires ont expérimenté plusieurs méthodes permettant d’identifier les proliférations d’algues. Le choix s’est finalement porté sur la spectrométrie, considérée comme la méthode la plus efficace lors de leurs essais. Cette technique repose sur la mesure des interactions entre la lumière et la matière et doit permettre au système d’identifier les caractéristiques associées à la présence des microalgues. Les ingénieurs ont ensuite commencé à programmer les algorithmes de détection, parallèlement à l’attente de la livraison des équipements nécessaires à la construction du dispositif.

Le prototype ne sera toutefois pas immédiatement envoyé sur un barrage. Il doit d’abord être éprouvé sur de véritables échantillons d’eau dans les laboratoires de l’Université Mohammed V. Et l’expérimentation s’inscrit dans la durée. Les échantillons sont collectés pendant les quatre saisons afin de couvrir les différents stades de croissance des algues. Cette diversité doit permettre d’améliorer la capacité du système à reconnaître le phénomène dans des situations environnementales différentes.

L’IA et les satellites pour prévoir les zones à risque

Le projet va cependant au-delà du drone lui-même. En parallèle du dispositif de détection sur l’eau, l’équipe prépare des modèles prédictifs basés sur l’intelligence artificielle et l’imagerie satellitaire. Leur fonction sera de prévoir les endroits où les proliférations d’algues sont les plus susceptibles d’apparaître. Le dispositif associerait ainsi deux niveaux de surveillance : une capacité prédictive permettant de cibler les zones présentant un risque et une détection directement à la surface de l’eau grâce au drone. Cette articulation pourrait permettre de passer d’une surveillance réactive, déclenchée après l’apparition visible des algues, à une logique d’anticipation. Les gestionnaires pourraient être alertés plus tôt et disposer de davantage de temps pour prendre les mesures nécessaires afin d’éviter une détérioration de la qualité de l’eau.

Le projet marocain parmi trois solutions lauréates

Baptisé «Algal Bloom Monitoring», le projet marocain fait partie des trois initiatives retenues dans le cadre du «Tech4Positive Futures Challenge», cette édition étant axée sur la biodiversité. La solution marocaine consiste plus précisément à construire un capteur de microalgues destiné à suivre les proliférations nocives dans les barrages et à protéger la qualité de l’eau potable.

Deux autres projets ont été sélectionnés. Aux États-Unis, «Gene Genius» travaille sur un processus d’assemblage durable de cartouches utilisées pour les analyses d’ADN environnemental permettant notamment l’identification de la faune et de produits alimentaires. En Inde, «Invasive X» développe une solution basée sur l’IA qui analyse les données collectées par des drones pour identifier les espèces invasives et améliorer leur gestion.

Des applications envisagées au-delà des barrages marocains

Si les essais sont concluants, les ambitions autour de la technologie marocaine ne devraient pas se limiter au premier barrage choisi pour l’expérimentation. Ses concepteurs envisagent déjà une utilisation dans les lacs et d’autres sources d’eau, mais également un déploiement hors du Maroc, notamment dans les pays confrontés à des problématiques similaires de rareté de l’eau. La technologie pourrait aussi être adaptée pour surveiller d’autres substances polluantes. Capgemini cite notamment la possibilité de l'utiliser pour détecter des hydrocarbures.

Au-delà du prototype, le projet ouvre ainsi une piste supplémentaire dans la gestion des ressources hydriques au Maroc. Alors que l’effort national porte largement sur la mobilisation de nouvelles ressources, à travers les barrages, le dessalement ou encore la réutilisation des eaux usées, la sécurisation de l’eau disponible passe également par la surveillance de sa qualité.

L’expérience menée dans le nord du Royaume permettra précisément de déterminer si l’association entre capteurs, spectrométrie, intelligence artificielle, imagerie satellitaire et drone aquatique peut transformer la manière dont les proliférations d’algues sont surveillées dans les retenues. Avec, en ligne de mire, un enjeu particulièrement stratégique pour le Maroc : intervenir avant que la contamination ne menace une ressource en eau déjà sous forte pression.