Des télécommunications pour observer les précipitations
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Cet article a été rédigé par Noam David, Oliver Gao et Yanyan Liu.

Le manque de mesures précises des précipitations dans les pays en développement pose des problèmes de contrôle des rendements des cultures, ce qui, en retour, rend la détermination des risques et la définition des taux d’assurance difficile pour les fournisseurs d’assurance basée sur un indice de précipitation.

Les instruments de mesures existants pour observer les précipitations – dont les pluviomètres, les radars et les satellites – ont des limites. Par exemple, les pluviomètres fournissent des indications locales mais ne permettent pas d’avoir des informations sur les précipitations d’une région dans son ensemble. Les données extraites par les satellites peuvent être imprécises à des niveaux proches du niveau du sol. De plus, à cause de contraintes budgétaires, les pluviomètres et les équipements radars ne sont que peu déployés dans les pays en développement.

Une nouvelle initiative conduite par des chercheurs de l’IFPRI, de l’Université de Cornell, et de la start-up israélienne AtmosCell Labs va utiliser des faisceaux hertziens afin d’estimer les précipitations liées à la production de cultures et permettre la création d’un meilleur indice d’assurance basée sur les précipitations dans les pays en développement. Cette approche possède un potentiel important pour fournir des mesures des précipitations dans les pays à faible revenu où les capacités de mesures météorologiques sont souvent limitées.

Les faisceaux hertziens forment l’infrastructure par laquelle les données sont transmises entre stations de base des réseaux cellulaires. Ces faisceaux hertziens sont déployés à grande échelle par les fournisseurs de téléphones cellulaires et sont, en général, situés juste une dizaine de mètres au-dessus du sol. Les précipitations atténuent le faisceau entre l’émetteur et le récepteur dans le réseau. Ainsi, il est possible d’estimer les précipitations grâce aux variations observées de la qualité des signaux électromagnétiques.

Cette approche est une solution de long-terme puisqu’elle dépend d’infrastructures existantes et de données collectées par les entreprises de télécommunications. Le coût de réalisation est minimal puisque les données sont déjà collectées et enregistrées par de nombreux opérateurs cellulaires afin de vérifier la qualité de leurs services.

Etant donné que les systèmes de communications sans fil sont largement installés sur le terrain, ils peuvent être utilisés en complément et/ou en remplacement des instruments de mesures conventionnels, notamment dans les régions où ces derniers sont indisponibles. De nombreux faisceaux hertziens sont opérationnels dans des régions montagneuses ou difficiles d’accès, ce qui permet d’observer les précipitations dans des endroits qui étaient difficiles d’accès ou des endroits où les précipitations n’avaient jamais été mesurées auparavant.

L’équipe de recherche multidisciplinaire travaille sur des données provenant d’un certain nombre d’opérateurs de réseaux cellulaires, et réalise de nombreuses recherches sur ce sujet. Elle a récemment publié un article en collaboration avec la Faculté des Sciences de Géo-Information et d’Observations de la Terre de l’Université de Twente aux Pays-Bas, qui a été présenté lors de la 16ième Conférence Internationale sur les Sciences de l’Environnement et les Technologies, qui a eu lieu à Rhodes (Grèce), en septembre. Cet article met en avant la couverture spatiale qu’il est possible d’atteindre grâce à l’utilisation des faisceaux hertziens pour mesurer les précipitations, en se basant sur des données de la région agricole du Kericho au Kenya.

En associant des données provenant d’enquêtes auprès des ménages, de pluviomètres, de faisceaux hertziens, de stations météorologiques, et de satellites, l’équipe de recherche espère pouvoir expliquer la valeur ajoutée potentielle des mesures de haute-résolution des précipitations dans le contrôle de la production agricole et espère quantifier la diminution du risque dans l’indice d’assurance, par rapport à des méthodes traditionnelles telles que les stations météorologiques, les radars et les satellites.

Cette approche, basée sur la technologie et les systèmes de données, mise au point pour répondre à des défis sociétaux s’inscrivant au cœur des systèmes alimentaires et du développement durable dans les pays en développement s’aligne parfaitement avec les missions de l’IFPRI, de l’Université de Cornell, et d’AtmosCell Labs, ainsi qu’avec les Objectifs de Développement Durable des Nations Unies. A terme, nous espérons que les agriculteurs pourront bénéficier d’un meilleur indice d’assurance basé sur les précipitations et que les ménages pauvres pourront bénéficier d’un suivi plus précis du rendement des cultures.

 

Noam David est le fondateur d’AtmosCell Labs ; Oliver Gao est Professeur d’Ingénierie Civile et Environnementale à l’Université de Cornell ; Yanyan Liu est Chercheur au sein du Département Marchés, Echanges et Institutions à l’IFPRI.

Cette étude a été financée grâce à la bourse Inspire Challenge de 2018 et 2019 accordée par la Plateforme de Mégadonnées Agricoles du CGIAR. Cet article a été publié pour la première fois sur le site IFPRI.org

Photo credit:J.B. Dodane