Le super calculateur Fugaku entraine une Intelligence Artificielle pour la prévision des inondations dues aux tsunamis

Partager
Japon

Brève
Japon | Science de la terre, de l’univers et de l’environnement : énergie, transports, espace, environnement | Sciences et technologies de l’information et de la communication : TIC, télécoms, micro-nanotechnologies, informatique | Big Data
14 avril 2021

Un nouveau modèle d’Intelligence Artificielle vise à prédire les inondations causées par les tsunamis. Ce modèle est construit en exploitant la puissance de calcul du super ordinateur le plus rapide du monde : Fugaku.

L’université du Tohoku, l’université de Tokyo et les laboratoires Fujitsu ont développé conjointement un nouveau modèle d’Intelligence Artificielle visant à prédire les inondations causées par les tsunamis. Ce nouveau modèle d’Intelligence Artificielle, issu de plusieurs simulations très précises réalisées à l’aide du super ordinateur Fugaku, a été entrainé grâce à ces simulations, qui ont permis de générer des données d’entraînement pour 20 000 scénarii de tsunamis possibles.

Dans l’éventualité d’un séisme, la saisie dans ce nouveau modèle d’IA des données relatives au tsunami observé au large permettra de prédire plus précisément et plus rapidement l’ampleur de l’inondation avant l’arrivée du tsunami sur les côtes, et ce en quelques secondes même à l’aide d’un ordinateur ordinaire.

Jusqu’à présent les prévisions de tsunamis se font en comparant les données reçues lors de l’alerte en cours avec une base de données existante, afin d’identifier les modèles les plus similaires aux observations puis d’effectuer une extrapolation pour la situation en cours.

Les données proviennent de différents appareils : capteurs de tsunamis installés au fond de l’océan, bouées GPS, sismomètres…
Les efforts récents du système national d’alerte dédié aux tsunamis, ont permis à l’agence météorologique de faire des progrès sur la précision de l’estimation de la hauteur des tsunamis et du moment auquel les vagues arrivent sur la côte.

Avec le nouveau modèle utilisant l’Intelligence Artificielle, la prédiction se fait en deux étapes. La première est l’approximation de la situation d’inondation sur terre avec une résolution grossière à partir des formes d’onde de tsunami observées au large. Ensuite, le modèle d’IA est sollicité pour augmenter la précision des conditions d’inondation.

Fonctionnement de la prévision des inondations avec le nouveau modèle d’IA.

Lorsque le modèle a été testé sur une simulation d’inondation dans la baie de Tokyo, il a permis d’obtenir en quelques secondes avec un ordinateur aux performances standards des prédictions très précises.

Comparaison entre les inondations prévues dans la baie de Tokyo en cas de « mégaséisme » de la fosse de Nankai1 (donnée du Bureau du cabinet2) à gauche et les résultats des prévisions de l’IA nouvellement développée à droite.

L’équipe de recherche continuera à utiliser les performances de Fugaku en entraînant le système avec d’autres scénarii de tsunamis, dans le but de réaliser une IA capable de prédire les inondations dues aux tsunamis sur des zones encore plus vastes.

Notes :
1 La fosse de Nankai est une fissure qui court au fond de l’océan Pacifique et longe le littoral japonais là où la plaque de la mer des Philippines s’enfonce sous la plaque eurasienne.
2 Agence du gouvernement Japonais, officiellement dirigée par le premier ministre.

Sources :

https://www.fujitsu.com/global/about/resources/news/press-releases/2021/0216-01.html

https://www.japantimes.co.jp/news/2021/03/08/national/science-health/japan-disaster-tsunami-warnings/

https://insidehpc.com/2021/02/fugaku-leverages-ai-for-tsunami-flood-prediction/

Rédactrice : Laetitia Zaleski, Chargée de mission, pôle « Numérique, Matériaux et Science de l’Ingénieur », Service pour la science et la Technologie, Ambassade de France au Japon, laetitia.zaleski -at- diplomatie.gouv.fr