80% des déchets marins proviennent de l’intérieur des terres d’où ils sont transportés jusqu’à l’Océan par les cours d’eau (rivières, fleuves etc.). C’est notamment pour cette raison que Surfrider a lancé, il y a quelques années, le programme Plastic Origins.
Son objectif : cartographier les déchets plastiques retrouvés dans les rivières et cours d’eau pour mieux comprendre les origines de la pollution marine et ainsi fournir des données précieuse pour stopper cette pollution directement à la source.
Depuis le début du programme, 1 100 campagnes ont été menées, signalant près de 35 000 déchets sur plus de 2 000 km de rivières dans 8 pays européens (chiffres de septembre 2024).
Mais étudier la pollution plastique dans un environnement comme la rivière n’est pas une tâche facile : l’inaccessibilité des berges, la densité de la végétation, les variations de débits ou encore la fragmentation des plastiques rendent la tâche particulièrement complexe.
Les technologies récentes, comme la télédétection, qui pourraient s’avérer être une aide précieuse, sont souvent inaccessibles en raison de leur coût ou de leur manque d’applicabilité dans ces environnements.
C’est pourquoi Plastic Origins mise sur une approche complémentaire : l’alliance entre sciences participatives et intelligence artificielle.
Une application mobile au cœur du dispositif
Grâce à une application dédiée, toute personne munie d’un smartphone peut contribuer à la cartographie des déchets lors d’une activité en plein air comme la randonnée ou le canoë-kayak.
Deux modes de collecte sont disponibles :
– Un mode manuel, dans lequel les utilisateurs géolocalisent et classent eux-mêmes les déchets observés ; ce mode est majoritairement utilisé en raison de son aspect concret et ludique.
– Un mode automatique, qui utilise la caméra du téléphone et l’intelligence artificielle pour détecter les déchets en temps réel.
Une IA mobile, frugale et collaborative
Face à ce constat, Surfrider a initié une démarche de recherche et développement ambitieuse pour intégrer une intelligence artificielle embarquée dans son application mobile. Baptisée Surfnet, elle permet aux utilisateurs de visualiser en temps réel les déchets détectés.
Cette IA est le fruit de 5 années de travail collaboratif, impliquant chercheur·ses, développeur·ses et bénévoles. Entraînée à partir de 5 000 images labellisées, Surfnet combine des techniques de vision par ordinateur et de tracking vidéo pour identifier les macrodéchets présents dans les vidéos.
Cette approche réduit les erreurs d’observation humaines tout en produisant des données fiables, même dans des environnements naturels complexes.
Conscients de l’impact environnemental du numérique, nous avons souhaité que cette IA soit efficace, ergonomique, accessible… et économe en ressources.
Grâce aux technologies TinyML, Surfnet peut fonctionner directement sur les téléphones des bénévoles, sans recourir à des serveurs externes coûteux en énergie. Ce choix technique incarne une volonté forte : concevoir des outils utiles sans renoncer à leur sobriété numérique.
Les enseignements du projet
L’intégration de l’IA dans le projet Plastic Origins illustre une autre manière de faire de la science : en associant technologie, frugalité et mobilisation citoyenne. Cette démarche collaborative permet à chacun de s’impliquer concrètement dans la lutte contre la pollution plastique, en produisant des données utiles à la recherche, aux collectivités et à l’action publique.
Concernant le projet, si les premiers prototypes ont montré qu’il est possible d’exécuter des modèles de détection en temps réel sur mobile, il en ressort néanmoins qu’un travail d’ingénierie conséquent reste nécessaire pour rendre ces outils plus fiables et généralisables.
Pour autant, Plastic Origins est la preuve qu’il est possible de développer des solutions technologiques responsables, efficaces et ouvertes, au service d’une meilleure connaissance des pollutions et d’une action plus ciblée.
Pour aller plus loin
Nous avons souhaité partager les coulisses de ce travail et les enseignements tirés de ces cinq années de recherche dans un livre blanc dédié à l’intelligence artificielle appliquée à la quantification des déchets plastiques en rivières.
Vous y découvrirez :
– Les défis techniques et méthodologiques du projet ;
– Les choix technologiques effectués ;
– Les perspectives futures du projet.
Téléchargez le livre blanc dès maintenant pour en savoir plus sur cette aventure technologique et humaine →
