Mieux utiliser les réseaux de smartphones en cas de catastrophe

Les outils numériques offrent des opportunités pour que les catastrophes fassent moins de dégâts. Dirk Helbing, professeur de Computational Social Sciences à l'ETH Zurich, en est convaincu. "Nous entendons souvent dire que les plateformes numériques de la Silicon Valley sapent les valeurs sociales", explique-t-il. "L'initiative de recherche "Engineering Social Technologies for a Responsible Digital Future" de l'université néerlandaise TU Delft, dirigée par Helbing, porte sur de telles technologies sociales numériques.

Une nouvelle étude issue de cette initiative a été publiée fin mars dans la revue "Scientific Reports". Selon Helbing, elle illustre le fait que nous nous en sortons mieux si nous sommes coopératifs en temps de crise. "Et pas seulement par compassion, mais parce que le partage est une condition de survie pour tous en situation de crise".

Concrètement, l'étude porte sur la manière dont nous pouvons mieux communiquer entre nous - et plus longtemps - en cas de catastrophe. Les expériences faites lors de graves catastrophes naturelles comme l'ouragan Katrina aux Etats-Unis (2005) ou le tremblement de terre au Japon (2011) montrent que les personnes touchées sont d'abord livrées à elles-mêmes dans les premières heures qui suivent la catastrophe. En raison de la destruction des infrastructures, ils sont généralement coupés de toute communication. Il est donc difficile pour eux de s'entraider. Or, c'est précisément cette période qui suit immédiatement une catastrophe qui est décisive, car les secours mettent du temps à arriver et la probabilité de survie des personnes touchées diminue d'heure en heure. Les 72 premières heures après une catastrophe sont donc considérées comme critiques, car c'est durant cette période que la plupart des vies humaines peuvent être sauvées.

Le réseau reste stable nettement plus longtemps

L'étude dirigée par Dirk Helbing en collaboration avec Frances Brazier et Martijn Warnier de l'université technique de Delft contribue à la gestion de telles situations d'urgence. Elle propose une application qui établit un réseau de communication directement entre les téléphones portables et utilise de manière optimale les charges de batterie restantes dans la zone sinistrée. Dans leur article, les chercheurs montrent quelles fonctions une telle application doit avoir pour que le réseau soit stable et que les différents appareils restent en contact le plus longtemps possible.

Voici comment cela fonctionne : quelques appareils avec beaucoup de batterie restante font office de hubs. Les processus de communication qui consomment beaucoup d'énergie, et donc qui déchargent la batterie, passent par ces téléphones portables. Dans l'étude, cela a été simulé par l'envoi de messages textuels. En revanche, les appareils à faible batterie sont majoritairement "épargnés" - avec pour effet que le moins d'appareils possible quittent le réseau. En effet, plus il reste de téléphones portables dans le réseau, plus celui-ci est stable. Le système proposé par les scientifiques s'auto-optimise en permanence : Lorsqu'un appareil faisant office de hub perd de la charge de sa batterie, il est automatiquement remplacé par un autre téléphone portable disposant encore de plus de puissance de batterie et faisant office de hub.

Ces fonctions permettent aux personnes concernées de rester plus longtemps en contact les unes avec les autres et de s'entraider. Les chercheurs autour de Helbing appellent ce nouveau système de communication d'urgence SOS (pour "Self-Organsation for Survival"). Grâce à des simulations, ils ont pu montrer que la nouvelle méthode fonctionne effectivement mieux. Alors qu'avec les réseaux traditionnels dits "mesh", seuls 18 pour cent de tous les téléphones portables restaient connectés au réseau après 24 heures, ils étaient encore 99 pour cent avec le système SOS. Et après la période critique de 72 heures, la majorité des téléphones portables (62 pour cent) étaient encore actifs avec le nouveau système.

L'avantage central était que dans le système SOS, l'énergie était utilisée de manière plus régulière, donc "plus équitable", dans le réseau. "Au final, tout le monde profite de cette répartition équitable", explique la doctorante Indushree Banerjee, principale auteure de l'étude. Et Helbing d'ajouter : "La communauté a besoin de communication pour s'organiser. Si les batteries se vident, tout le monde en supporte les dommages, car des lacunes apparaissent dans le réseau de communication".

Des solutions décentralisées pour les catastrophes

Selon Helbing, l'étude contribue à renforcer l'aide à l'entraide de la société civile. "En cas de crise, la volonté d'aider est certes grande. Mais pour qu'elle soit efficace, l'aide doit être coordonnée" Aujourd'hui, lorsqu'une catastrophe survient, il n'est pas rare que d'innombrables appels parviennent à un service central - qui est souvent surchargé par les nombreuses demandes. C'est la raison pour laquelle des solutions décentralisées comme le système SOS sont utiles en cas de catastrophe. On parle de "résilience participative", c'est-à-dire d'une meilleure résistance aux crises grâce à la participation.

Le développement de la méthode SOS s'inscrit dans une série de propositions sur la manière dont les outils numériques peuvent aider dans les situations d'urgence. Elles trouvent leur origine dans un hackathon sur la gestion des tremblements de terre avec le réseau de recherche et d'innovation "Swissnex". Trois solutions avaient alors attiré l'attention à San Francisco (cf. page externeVidéo) : Les personnes touchées par une catastrophe ont pu établir une carte des dommages via l'application "Amigo Cloud". Via l'application "Helping Hands", ils pouvaient indiquer à leurs voisins l'aide dont ils avaient besoin. Et l'initiative "Charge Beacon" a proposé des groupes de sièges avec des toits solaires pour pouvoir recharger les smartphones en situation d'urgence, même sans réseau électrique. Cette énergie supplémentaire permettrait de faire fonctionner des fonctions supplémentaires en plus des messages textuels pendant la période critique qui suit la catastrophe.

L'expérience de Covid-19 montre l'urgence avec laquelle le thème de la résilience participative devrait être abordé par les autorités, estime Helbing. "Il est trop tard pour développer de telles applications lorsque la crise est déjà là". Concrètement, il s'agirait de mettre en œuvre le système SOS élaboré conceptuellement par les chercheurs dans un logiciel et de l'intégrer dans des applications d'urgence. Pour Helbing, il serait par exemple envisageable d'élargir les fonctionnalités de l'application "AlertSuisse" de l'office fédéral de la protection de la population.