Exploiter la puissance de l’IA pour évaluer l’impact du changement climatique

Alors que le changement climatique continue de s’intensifier, le monde connaît une augmentation du nombre et de l’intensité des catastrophes liées au climat et aux conditions météorologiques. Les États membres de l’ONU doivent élaborer des mesures urgentes d’atténuation et d’adaptation fondées sur des projections fiables du changement climatique.

Il peut toutefois s’avérer difficile d’obtenir ces projections. Les modèles d’évaluation des impacts du changement climatique, principaux moyens d’obtenir des estimations des impacts futurs liés au climat, sont des modèles informatiques complexes qui nécessitent des connaissances spécialisées pour être exécutés et interprétés.

Ces connaissances spécialisées et ces besoins informatiques sont rares dans de nombreuses régions et au sein des communautés locales. Ce manque d’évaluation d’impact viable désavantage les communautés, les rendant plus vulnérables au changement climatique.

Un nouveau rapport Les scientifiques de l’ONU encouragent la communauté internationale de l’action climatique et les États membres de l’ONU à considérer l’intelligence artificielle (IA) comme une solution prometteuse à ce problème. L’IA est flexible, efficace en termes de calcul et peut être exécutée dans des services Web et cloud.

Alors que l’IA continue de gagner en popularité pour une variété d’applications, il est probable que davantage de personnes seront bientôt en mesure d’exploiter et d’interpréter les résultats de l’IA que les modèles traditionnels d’évaluation de l’impact du changement climatique.

L’IA n’a cependant pas été pleinement exploitée dans le domaine de l’évaluation de l’impact du changement climatique. C’est ce qui a motivé les chercheurs de l’Institut de l’eau, de l’environnement et de la santé de l’Université des Nations Unies (UNU-INWEH) à étudier les capacités de l’IA en menant une évaluation rapide, flexible et fiable de l’impact du changement climatique dans 46 villes des États-Unis.

Leurs résultats démontrent la puissance de cette technique pour remplacer les méthodes conventionnelles d’évaluation de l’impact du changement climatique au niveau local, qui nécessitent beaucoup de calculs et prennent beaucoup de temps.

« L’IA est un outil puissant qui est utilisé dans presque tous les secteurs, de la génération d’images à la médecine. Il n’y a aucune raison pour qu’elle ne puisse pas également être utilisée pour renforcer la résilience de la société au changement climatique », a déclaré le Dr Renee Obringer, chercheuse en systèmes d’infrastructures urbaines et interdépendantes à l’UNU-INWEH, qui a dirigé cette étude.

Selon les estimations, la demande en eau pourrait augmenter de 15 % et celle en électricité de 20 % dans les 46 villes étudiées. Les villes du Midwest américain devraient connaître une augmentation médiane de leur consommation d’électricité de 20 % après que le réchauffement climatique aura dépassé les 2,0 °C par rapport aux niveaux préindustriels. Pour la ville de Chicago, cela équivaut à 745 000 MWh/mois, soit l’équivalent de la consommation annuelle d’électricité de plus de 26 000 résidents britanniques, 98 000 résidents indiens ou 292 000 résidents nigérians.

En termes de consommation d’eau, l’étude a révélé que les villes du Midwest américain pourraient connaître une augmentation de 7,5 % après avoir dépassé les 2,0 °C par rapport aux niveaux préindustriels. Sachant qu’un ménage américain moyen utilise plus de 1 100 litres d’eau par jour, une augmentation de 7,5 % entraînerait une consommation supplémentaire de 85 litres par jour par ménage ou de 57 millions de litres par jour pour l’ensemble de la ville. Cela équivaut à près de 23 piscines olympiques en une seule journée pour une seule ville.

Les villes de Californie devraient connaître une augmentation significative de leur demande en électricité, mais une augmentation relativement faible de leur demande en eau. Certaines villes du sud des États-Unis pourraient toutefois connaître une baisse de leur demande en eau en été, en raison de l’augmentation des précipitations et de l’humidité liée au réchauffement climatique.

Dans leur rapport, les scientifiques de l’Université des Nations Unies montrent comment le concept d’« analogues climatiques » peut être utilisé pour réaliser des projections peu coûteuses et compréhensibles. Sur la base de ce concept, ils ont comparé chaque ville américaine étudiée à une autre ville nord-américaine dont le climat actuel correspondait à la meilleure estimation du climat futur de la ville américaine.

Par exemple, leurs résultats montrent que le climat futur de la ville de New York correspond le plus étroitement au climat actuel de Jonesboro, dans l’Arkansas, une ville du sud des États-Unis. En exploitant ces analogies, les chercheurs ont pu éliminer le besoin de modèles climatiques complexes, ce qui a conduit à des améliorations supplémentaires dans l’accessibilité de leur approche d’IA.

L’utilisation de ces analogues est une approche innovante qui simplifie le processus et peut être particulièrement utile pour les études d’impact du changement climatique local. « Les analogues réduisent le coût de calcul du processus d’évaluation d’impact de l’IA et éliminent la nécessité pour les utilisateurs d’obtenir des projections climatiques futures volumineuses et complexes. Il s’agit d’un moyen idéal pour les pays, les régions et les villes de minimiser les coûts et les efforts lorsqu’ils ne disposent pas de l’expertise et des capacités nécessaires pour effectuer des simulations climatiques », a déclaré le Dr Obringer.

Les auteurs formulent plusieurs recommandations pour étendre l’utilisation de l’IA dans l’évaluation des impacts du changement climatique, notamment le développement de services en ligne et en cloud qui peuvent être particulièrement utiles dans les pays du Sud. Le rapport met toutefois en garde contre le fait que l’IA repose sur des données de haute qualité et facilement disponibles, un problème qui se pose dans de nombreuses régions du monde.

Ainsi, alors que la société cherche à renforcer la résilience au changement climatique par le biais de politiques d’atténuation et d’adaptation équitables, il est essentiel de veiller à ce que les données et les modèles pertinents restent ouverts et librement accessibles pour permettre aux communautés de comprendre leurs impacts locaux sur le changement climatique.

« Ce rapport n’est qu’un petit échantillon de la manière dont le monde peut bénéficier des innovations technologiques de la quatrième révolution industrielle pour relever les défis de l’équité et de la durabilité », a déclaré le directeur de l’UNU-INWEH, le professeur Kaveh Madani.

« L’IA comporte ses propres risques et limites, mais elle présente également des avantages majeurs qui ne doivent pas être négligés, notamment lorsqu’il s’agit de lutter contre la fracture numérique et les inégalités. Le manque d’infrastructures informatiques ne doit pas empêcher les nations de prendre des mesures appropriées pour lutter contre le changement climatique. L’IA peut aider les pays du Sud et les communautés mal desservies à surmonter un obstacle majeur et à améliorer leurs plans de lutte contre le changement climatique et les événements extrêmes. »