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Stage de master/ingénieur: contributions de l'imagerie sonar géo-référencée pour soutenir les opérations de sauvetage des victimes de noyade en rivière urbaine

Lieux d’accueil : CNRS UMR 5600, Université Lyon2, Bron cedex et Service Départemental-Métropolitain d’Incendie et de Secours (SDMIS) au 10 Rue Smith, 69002 Lyon

Encadrants et contacts : J.-M. Zanot, A. Starck (SDMIS) Jean-Marie.zanot@texte-a-enlever.sdmis.fr; O. Navratil et J. Lejot (Univ. Lyon 2, CNRS EVS) oldrich.navratil@texte-a-enlever.univ-lyon2.fr , jerôme.lejot@texte-a-enlever.univ-lyon2.fr; J. Le Coz (INRAE) jerôme.lecoz@texte-a-enlever.inrae.fr; N. Rivière (INSA, LMFA) nicolas.riviere@texte-a-enlever.insa.fr

Durée du stage : 6 mois, à partir de février 2025

Gratification : 600€ par mois environ

Contexte et enjeux

A Lyon, une centaine d'interventions de secours à des victimes de noyade a lieu chaque année. Lorsque la victime coule, des recherches subaquatiques (par des scaphandriers) doivent être entreprises, durant lesquelles les victimes sont retrouvées rapidement dans 15% des cas. Ce faible taux de succès s'explique par les conditions hostiles d'engagement des équipes subaquatiques, spécifiques aux rivières urbaines (e.g., visibilité faible, fort courant, présence d’objets jetés depuis les berges ou de blocs). Le Service Départemental et Métropolitain d'Incendie et de Secours (SDMIS) souhaite améliorer ce taux en assistant ses personnels avec des matériels de détection en surface.
Le SDMIS, INRAE, INSA/LMFA et le CNRS EVS sont partenaires du projet ARCO , financé par l’Agence Nationale de la Recherche. Il vise à améliorer la recherche de victimes de noyade dans les rivières. Des technologies de détection subaquatique sont disponibles sur le marché. Elles sont très largement basées sur l’acoustique, mais ne sont pas destinées au SAR (Recherche et Sauvetage). Une piste de recherche vise à tester l’apport de ces technologies acoustiques et trouver un traitement des images pertinent permettant de faciliter la recherche de victimes dans le contexte particulier des rivières urbaines.

Les objectifs du stage

Le travail demandé à l’étudiant.e sera de développer, tester sur le terrain puis valider une chaîne de traitement d’images acoustiques provenant du sonar acoustique Humminbird (CHELIX 15G4N CHIRP MEGA SI+ ) utilisé par le SDMIS. Ce modèle permet de choisir les meilleurs paramètres de mesure, ainsi qu’une visualisation des cartes sur le bateau et leur géo-référencement en temps réel. Les objectifs opérationnels du stage se déclineront en plusieurs étapes :
•    Réaliser un état de l’art des méthodes numériques d’identification d’objets potentiellement applicables à notre problème sur des images sonar;
•    Tester quelques méthodes de traitement d’images (e.g., approches conventionnelles, IA, Structure From Motion) afin d’identifier un ou plusieurs objets pouvant être un corps humain reposant au fond du cours d’eau, dans des conditions de mesure plus ou moins complexes ; il sera important de pouvoir récupérer la position planimétrique de ces objets, a priori facile à partir du géo-référencement des données sonar (e.g. Fig. 1 ; sous Python ou QGIS) ;
•    Identifier le paramétrage du sonar qui permettra d’avoir la meilleure mesure et lisibilité des résultats ; explorer et rédiger une petite notice pour aider à ce paramétrage ;
•    Mettre en place avec le SDMIS un protocole de terrain permettant de recueillir un jeu d’images acoustiques exhaustif d’un mannequin à taille humaine (déjà disponible et utilisé dans le cadre d’expérimentation), et déposé au fond de l’eau dans différentes configurations (rugosité, positions de mannequin, habits...) ; ce jeu d’images permettra de constituer une bibliothèque de référence d’apprentissage ;
•    Participer aux mesures sur le terrain avec l’équipe du SDMIS sur le Rhône et la Saône ;
•    Appliquer la chaîne de traitement d’images et l’améliorer afin d’évaluer le potentiel de l’imagerie sonar pour guider la recherche subaquatique de victime (gestion des faux positifs);
•    Etudier la possibilité d'une analyse en temps réel sur le bateau à l’aide d’un PC dédié à l'analyse des cartographies sonar ;
•    Proposer un protocole opérationnel d’utilisation de l’outil, avec ses limites et ses avantages en considérant  le cahier des charges suivant : la détection d’une victime immergée doit se faire dans un délai compatible avec une opération de secours (1 à 2h), i.e. avec un post-traitement des données très court ; la représentation de l’information doit être facilitée pour les sapeurs-pompiers sur le terrain (localisation de la position ergonomique); la technique doit être compatible avec les vecteurs de transports sapeurs-pompiers (i.e., véhicules léger, embarcations, hélicoptère).
Le stagiaire bénéficiera de l’interaction directe avec les pompiers plongeurs, qui seront les premiers utilisateurs des techniques évoquées. Il pourra faire appel à des essais sur le terrain, à partir des bateaux ou des véhicules d’intervention du SDMIS.

Profil recherché

•    Etudiant.e en école d’ingénieur ou en master 1/2 en sciences de l’eau, géographie, sciences de l’ingénieur avec une forte appétence pour l’analyse d’image, la télédétection et l’utilisation de l’IA ;
•    Être en capacité de proposer une campagne de tests, d’expérimentation et de validation ;
•    Compétences en programmation : Python, R, logiciel de télédétection et SIG.

Pour candidater

Envoyez votre lettre de motivation et un CV complet à Jean-Marie.zanot@texte-a-enlever.sdmis.fr et oldrich.navratil@texte-a-enlever.univ-lyon2.fr; , jerôme.lejot@texte-a-enlever.univ-lyon2.fr; jerôme.lecoz@texte-a-enlever.inrae.fr; nicolas.riviere@texte-a-enlever.insa.fr