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Voir à travers les murs grâce aux ondes radio

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Des chercheurs de l'Université de l'Utah mettent au point un système d'imagerie bien singulier. Leur but : voir les mouvements des objets ou des personnes à travers les murs...

Image obtenue après analyse des ondes radio, la masse blanche est un homme en mouvement dans la pièce. © University of Utah

Lors d'une prise d'otage, la mise en place d'une intervention est souvent délicate. Il s'agit de neutraliser un ou des individus tout en minimisant les pertes humaines. Une telle opération demande aux troupes d'intervention une analyse du terrain et du risque. Mais si un appareil permettait de voir à travers les murs ? Voilà qui simplifierait la tâche des policiers, mais aussi des pompiers intervenant sur les lieux d'un sinistre, voire des sauveteurs cherchant des survivants sous les décombres d'un bâtiment écroulé.

Voir l'intérieur d'un objet est depuis longtemps une réalité, grâce à la radiographie et à la tomographie. La RTI (Radio Tomographic Imaging) s'est imposée comme une technique idéale, consistant à générer des images sous forme de tranches à l'aide d'ondes électromagnétiques. Elle fait l'objet d'une utilisation courante dans des domaines aussi variés que la médecine, l'archéologie, la biologie, la géologie, l'océanographie, l'analyse des matériaux, l'astrophysique et bien d'autres sciences. Parmi les procédés d'analyses tomographiques on trouve les célèbres scanners à rayons X ou l'IRM. Il n'est cependant pas ici question d'obtenir des coupes d'un organe, mais des images à une échelle toute autre, celles d'une pièce ou d'un bâtiment.

Pour effectuer la tomographie, les chercheurs américains ont conçu un dispositif composé de multiples émetteurs-récepteurs radio, qui émettent des ondes 500 fois moins puissantes que celles employées pour la téléphonie mobile. Ces appareils sont placés en différents points autour de la zone à analyser. Le procédé, nommé VRTI (Variance-based Radio Tomographic Imaging) par l'équipe de l'Utah, consiste à détecter les variations des ondes radio générées par des objets en mouvement. Cependant, des données topographiques sur la construction à sonder sont au préalable nécessaires, ainsi que les coordonnées des émetteurs-récepteurs disposés. L'emploi de services tels que le GPS (avec une marge d'erreur conséquente de 10 mètres) et Google-Maps pourraient servir de base pour l'acquisition de ces données.

Au mètre près

Pour expérimenter le procédé les universitaires ont placé 34 émetteurs-récepteurs en réseau autour d'un volume constitué de quatre murs. Trois d'entre eux sont extérieurs tandis que le dernier, constitué de briques, se situe dans la maison. Pour s'approcher au mieux d'un environnement naturel, des éléments tels qu'une moustiquaire en métal ont été installés. Chaque émetteur-récepteur possède un identifiant propre et est placé à une hauteur s'approchant de celle d'un torse humain. Le protocole radio utilisé est l'IEEE 802.15.4 à une fréquence de 2,4 GHz. Un ordre de transmission est défini pour chacun des 34 appareils.

Quand l'un d'entre eux transmet, les autres écoutent et ceux qui reçoivent le signal examinent l'identifiant de l'envoyeur puis vérifient si c'est à leur tour d'émettre. Sinon ou si l'envoi est corrompu ils attendent la prochaine transmission. Ainsi se forme un cycle d'analyse dont les données sont communiquées à un ordinateur portable. Un programme utilisant des équations mathématiques spécifiques interprète les signaux faibles ou atténués, qui apparaissent quand une personne crée des « ombres » en passant à travers les signaux radio. Le résultat obtenu est une vue verticale du sujet se déplaçant.

Schéma du protocole de test du VRTI, on distingue les émetteurs-récepteurs, symbolisés ici sous la forme de cercles, disposés autour de la pièce à sonder. © University of Utah

Le chevalier noir dépassé

Le VRTI possède un avantage de taille face à la technique classique du sonar : son prix. Grâce à l'emploi de simples émetteurs-récepteurs radio, le coût de fabrication du dispositif s'annonce dérisoire face à des systèmes issus du génie militaire plus lourds et onéreux.

L'industrialisation et la commercialisation pourraient donc se faire à court terme, le chef du projet Joey Wilson ayant d'ores et déjà fondé sa société sous le nom de Xandem Technology LLC. L'équipe de chercheurs se penche sur l'utilisation des émetteurs-récepteurs sur le toit d'un immeuble potentiel à sécuriser, en sus de ceux disposés sur les côtés, pour obtenir une image en 3D. A terme une amélioration du processus de localisation automatique des balises serait possible, la marge d'erreur actuelle étant de l'ordre du mètre.

Avis aux braqueurs de banques potentiels, les murs ne masqueront bientôt plus vos faits et gestes...