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Changements climatiques: la téléphonie mobile pourrait changer les choses!

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Photo: P. Casier (CGIAR)
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sep 26, 2014

par

Robert Zougmoré, Sékou Touré (CCAFS West Africa)

Mesurer la quantité d’eau de pluie tombée au sol par la téléphonie mobile, c’est possible. C’est même une réalité grâce à une équipe de chercheurs de  l’Université de Ouagadougou au Burkina Faso.

Afin de prévoir le climat saisonnier, mieux situer les alertes à la sécheresse ou aux inondations, mieux gérer les débits des centrales hydroélectriques, assurer une meilleure gestion des ressources en eau, etc., le suivi des pluies est une question essentielle pour les chercheurs travaillant dans la modélisation de la météorologie.

C’est dans ce cadre que le professeur François Zougmoré, responsable du Laboratoire Matériaux et Environnement (LAME) de l’Université de Ouagadougou et son équipe ont mis au point une nouvelle technique permettant de mesurer, grâce à la téléphonie mobile, les quantités d’eau de pluie tombées à un moment précis.

Quelle est cette technique ?

Les méthodes traditionnelles utilisent des pluviomètres, ou des radars, ou encore des données satellitaires. Ces différents dispositifs ont donné et continuent de donner satisfaction ; mais ils présentent des insuffisances.

Pour ce qui est des pluviomètres, l’insuffisance porte surtout sur la capacité de couverture qui est assez limitée.

Pour le radar, le coût est assez prohibitif pour les pays africains.

Enfin, le suivi satellitaire et les prévisions météorologiques demeurent entachés d’incertitudes, notamment aux échelles spatiales et temporelles très fines : Les satellites ne permettent pas d’avoir des données précises sur un territoire donné, pendant un temps donné.

Pour combler ces insuffisances, l’équipe de chercheurs a proposé une nouvelle technique utilisant les liaisons de télécommunication de la téléphonie cellulaire commerciale, pour pouvoir déterminer la quantité de pluie tombée.

Aujourd’hui les pylônes des compagnies de téléphonie mobile couvrent densément le territoire pour la transmission des ondes porteuses de message.

L’idée est partie d’un principe simple, qui s’appuie sur une propriété des pluies bien connue des professionnels de la télécommunication. En effet, les gouttes d’eau atténuent le signal radio transmis entre deux pylônes.

Ainsi, lorsqu’il pleut, la qualité de la réception baisse entre les pylônes. En réalité, de tout temps et en toute période de l’année, il y a des perturbations des ondes ; mais en saison pluvieuse, la situation devient dramatique pour le signal radio.

Pour faire face à ce problème, les opérateurs de téléphonie cellulaire relèvent de façon systématique les puissances qui ont été émises et les puissances qui ont effectivement été reçues entre deux pylônes consécutifs.

S’ils constatent une diminution importante telle que l’abonné au-delà du dernier pylône ne pourra pas avoir une bonne qualité de communication, ils augmentent la puissance.

C’est ainsi qu’ils suivent les propagations d’ondes entre les pylônes et apportent les correctifs au besoin.

Puisque cette perturbation devient importante quand il y a la pluie, était d’arriver à faire un lien quantitatif avec ce phénomène et la quantité d’eau traversée par les ondes.

En clair, on peut estimer la quantité de pluie qui tombe à partir de cette diminution de la puissance de l’onde, en faisant la différentielle entre ce qui est émis et ce qui est reçu.

C’est ce travail qui a été mené ces trois dernières années par le laboratoire LAME et deux autres laboratoires, l’un à Grenoble et l’autre à Toulouse, pour mesurer la quantité d’eau qui tombe quand la pluie perturbe la puissance entre deux pylônes consécutifs.

Et aujourd’hui, ils ont atteint leurs buts et ont même obtenu un résultat très satisfaisant qui a été publié à la mi-juillet, dans la revue « Geophysical Rechearch Letters ».

Le laboratoire LAME, et deux laboratoires de l’Institut de Recherche pour le développement (IRD), le LTHE (Laboratoire d’étude des Transferts en Hydrologie et Environnement) à Grenoble et le GET (Géosciences Environnement Toulouse) à Toulouse ont donc mis au point une technique innovante, pour la première fois en Afrique, d’estimation de hauteur de pluie et sa répartition spatiale.

Les changements climatiques au cœur de la problématique

Le problème des changements climatiques nécessite aujourd’hui une modélisation ; c’est-à-dire que l’on puisse faire des études théoriques avec des projections sur le long terme. Il y a d’ailleurs un étudiant qui travaille sur la question dans une dynamique de projection sur les années 2080 et au-delà, en collaboration avec le programme WASCAL.

Il est à noter ici que le CCAFS et WASCAL entretiennent un partenariat fructueux à travers lequel les deux programmes vont collaborer pour la recherche sur le climat, sur le renforcement de capacités et le partage de données et informations scientifiques  relatives à la question du climat dans l’agriculture. C’est ainsi que les deux programmes ont décidé entre autres d’utiliser les sites de recherche du CCAFS pour mener les recherches et études terrain des étudiants de WASCAL, de valoriser l’expertise existante au niveau du CCAFS pour le développement de curricula au profit des différents programmes de thèse et master de WASCAL, etc. A l’actif de cette collaboration, on peut citer notamment le side-event organisé lors de la semaine africaine du FARA sur les sciences de l’agriculture de même que les cours sur l’agriculture intelligente face au climat (climate-smart agriculture) assurés chaque année par le CCAFS Afrique de l’Ouest au bénéfice des étudiants du programme de thèse de WASCAL sur le changement climatique et l’agriculture

Dans ce projet précis, l’aide de WASCAL est précieuse puisqu’elle permettra d’obtenir des données afin de décliner  une situation climatique assez précise.

L’autre implication des changements climatiques est liée à la manifestation violente de leurs effets qui vont des inondations à la sécheresse en passant par les cyclones. A ce niveau également la contribution de l’innovation est de taille.

Avec la quantification, les autorités et organismes publics ou internationaux, en charge de ces questions, pourront savoir quelle zone, presque en temps réel, connaît un risque d’inondation ou vit une période prolongée de sécheresse.

Toujours dans le domaine des changements climatiques, une coopération est en cours avec WASCAL, notamment à travers la signature d’un ‘’Consortium Agreement’’ pour la mise en place de ‘’RainCell’’ Burkina, afin de promouvoir cette technique novatrice d’estimation des précipitations à l’ensemble des pays de l’Union Africaine.

Outre l’Université de Ouagadougou et WASCAL, il y a l’IRD (GET et LTHE) et Karlsruhe Institute of Technology, Garmisch-Partenkirchen en Allemagne, qui font partie du consortium RainCell Burkina, précurseur de ‘’RainCell Africa’’.

Un accompagnement des opérateurs de téléphonie et des services de météorologie

Afin de rendre cette expérience possible, il a fallu l’accompagnement de l’opérateur de téléphonie Telecel Faso, qui a gracieusement mis à disposition, ses données numériques notamment celles portant sur la saison pluvieuse 2012. C’est ce qui a réellement permis d’avancer dans le travail et de mettre au point cette innovation.

Les autres opérateurs restent également très disponibles notamment Telmob qui avait également mis à disposition ses données numériques.

Une attention particulière est accordée à l’opérateur Airtel qui couvre 85% du continent africain et cela dans la perspective de la mise en œuvre de cette technologie dans les pays de l’UEMOA.

Quant aux services de météorologie, les relations se sont naturellement tissées dès le départ puisque pour installer les équipements (radar ou pluviomètre) il faut l’accord du Ministère des télécommunications et du Ministère des transports. Les accompagnements de ces ministères ont permis l’installation des équipements dans les zones choisies.

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