La science des données au service de la forêt

Pierre Vallée
Collaboration spéciale
La collecte de données se fait à l’aide de divers instruments, dont des images aériennes captées par drone, des capteurs au sol ou fixés aux arbres capables de prendre diverses mesures ainsi que des analyses chimiques.
Université TÉLUQ La collecte de données se fait à l’aide de divers instruments, dont des images aériennes captées par drone, des capteurs au sol ou fixés aux arbres capables de prendre diverses mesures ainsi que des analyses chimiques.

Ce texte fait partie du cahier spécial Université TÉLUQ

Fondé il y a à peine trois ans, le Laboratoire de la science des données, ou le DOT-Lab, de l’Université TÉLUQ, comme son nom l’indique, oeuvre dans le domaine de l’exploration des données. Ce qui le distingue toutefois, c’est que ce laboratoire collecte lui-même la majorité des données qu’il traite et que celles-ci se rattachent surtout à l’écologie forestière.

Si le DOT-Lab a choisi cette orientation, c’est un peu à cause de son actuel directeur, Nicolas Bélanger, professeur et chercheur en sciences de l’environnement à l’Université TÉLUQ. « Je suis essentiellement un scientifique de terrain, explique-t-il. J’aime aller en forêt pour y récolter une foule de données sur le comportement environnemental de la forêt. » La collecte de données se fait à l’aide de divers instruments, dont des images aériennes captées par drone — Nicolas Bélanger est un pilote certifié de drones —, des capteurs au sol ou fixés aux arbres capables de prendre diverses mesures ainsi que des analyses chimiques.

La récolte de données est plus que généreuse. « Nous avons à notre disposition près de 20 millions de données à la fois numériques et visuelles, souligne-t-il. Pareille quantité de données nous oblige à utiliser les outils de la science des données pour les traiter et les analyser. »

Une équipe multidisciplinaire

 

C’est pourquoi le DOT-Lab comprend des membres qui ne sont pas issus de la filière environnementale. C’est le cas de Wassim Bouachir, professeur et chercheur en informatique spécialisé dans la vision par ordinateur et le traitement de données visuelles, qui assume cette responsabilité au sein du DOT-Lab. « Sa compétence en la matière est telle, précise Nicolas Bélanger, qu’il a même développé un programme de vidéosurveillance intelligente capable de détecter un comportement suicidaire. »

Marc-André Carle est professeur et chercheur en technologies de l’information spécialisé dans la conception et la gestion de chaînes de valeur durables. Certains des modèles qu’il a développés sont aujourd’hui en usage dans les entreprises du secteur forestier. Daniel Lemire est professeur et chercheur en informatique spécialisé en indexation et ingénierie des données ainsi qu’en performance de logiciels. Élise Filotas est professeure et chercheuse en sciences de l’environnement spécialisée dans l’étude des écosystèmes forestiers. Ils complètent cette équipe multidisciplinaire.

Trois axes de recherche

 

Le premier axe de recherche du DOT-Lab est l’effet des changements climatiques sur l’évolution de la forêt. « Nous disposons de parcelles de forêt que l’on a pu électrifier de sorte à pouvoir augmenter la température des sols, raconte Nicolas Bélanger. À l’aide de capteurs, nous sommes en mesure d’observer comment réagit la forêt à ce réchauffement. »

Le développement de stratégies d’aménagement forestier est le second axe de recherche. Le troisième axe, complémentaire, est de doter l’industrie forestière d’outils capables d’en augmenter l’efficacité. Un projet du Dot-Lab avec la papetière Domtar en foresterie intensive est en un bon exemple. Ce projet consiste en la plantation d’arbres à croissance rapide dans un sol fertilisé avec les résidus de l’usine, soit des cendres et des boues. « On obtient ainsi le même volume de matière ligneuse, mais sur une plus petite superficie, précise Nicolas Bélanger, ce qui permet de protéger et de conserver davantage de forêts. »

Un projet de maîtrise à grande retombée

L’utilisateur d’un ordinateur, à moins d’être lui-même programmeur ou informaticien, ne sait généralement pas ce qui se passe sous le capot de la machine. C’est le cas de l’usage en informatique du nombre à virgule flottante.

« Dans le monde réel, on représente les nombres de manière décimale, par exemple, 11/2 ou 1,5, explique Daniel Lemire, membre du DOT-Lab. Mais ce n’est pas le cas en informatique, qui fonctionne par bit, 0 ou 1, soit une base de deux. Certains nombres décimaux sont impossibles à représenter précisément avec une base binaire. Il faut donc utiliser une approximation, qui est le nombre à virgule flottante. »

Cette conversion du nombre décimal à celui à virgule flottante fonctionne bien, mais elle exige beaucoup de calculs, ce qui peut causer de l’engorgement et demeure très énergivore. « C’est un vieux problème négligé depuis une trentaine d’années que j’ai décidé de réexaminer, poursuit Daniel Lemire, ce qui m’a permis de concevoir un algorithme en mesure de rendre plus efficace cette conversion. »

C’est ici qu’entre en scène Carl Verret, étudiant à la maîtrise en informatique à l’Université TÉLUQ. Son sujet de maîtrise consiste à appliquer l’algorithme de Daniel Lemire au langage de programmation C# (C-Sharp) de Microsoft, un langage bien connu des programmeurs. Son mémoire de maîtrise a démontré si clairement l’efficacité de l’algorithme que l’entreprise multinationale l’a récemment adopté, permettant prochainement à des milliers de programmeurs d’en tirer profit.


Ce contenu spécial a été produit par l’équipe des publications spéciales du Devoir, relevant du marketing. La rédaction du Devoir n’y a pas pris part. 



À voir en vidéo