Téléphone et pluies

Le réseau de téléphonie mobile
permet de mesurer les précipitations.

Les variations des signaux échangés par les antennes relais d'un réseau de téléphonie mobile permettraient-elles de connaître les quantités de pluie tombées dans la zone qui les sépare? C'est la question que se sont posée Marielle Gosset et Frédéric Cazenave, de l'Institut de recherche pour le développement, et François Zougmoré, de l'université de Ouagadougou, au Burkina-Faso. La réponse positive qu'ils ont apportée dans le cadre du projet Rain Cell Africa vient d'être récompensée par l'un des Trophées de la recherche publique énergie environnement climat, décernés par l'ADEME et ReedExpositions France, qui leur a été remis mardi 13 octobre à Paris.

Quand il pleut, connaître rapidement et précisément les quantités d'eau qui sont tombées sur des zones particulières est important pour l'agriculture, pour la gestion des réseaux d'évacuation, voire, dans des cas extrêmes, pour lancer des alertes aux inondations. Dans les pays du nord, tels que la France, des mesures sont réalisées à l'aide de radars, qui couvrent l'ensemble du territoire. Mais ce type de dispositif est coûteux, à installer et à maintenir.

Les micro-ondes utilisées par les radar ne sont heureusement pas une exclusivité de ces dispositifs. Les antennes relais des réseaux de téléphonie mobile communiquent aussi en échangeant ce type de signaux. En outre, comme l'explique François Zougmoré : « Afin d'assurer un service de bonne qualité, les opérateurs suivent de façon permanentes les variations de l'intensité des signaux qui transitent entre ces antennes. Il y a de nombreuses causes d'atténuation de celle-ci, mais la pluie est la principale. » Lorsque les micro-ondes traversent une zone de pluie, une partie est en effet diffusée par les gouttes liquides.

Grâce à la collaboration de l'opérateur Telecel Faso, les scientifiques ont eu accès à ces données techniques. Ils ont mis au point des algorithmes permettant de remonter, presqu'en temps réel, aux quantités de pluie mises en jeu. Puis ils ont testé la méthode, sur une distance de 29 kilomètres entre deux antennes, pendant toute la saison de mousson de 2012.

Des relevés directs de hauteur de pluie sur le terrain ont montré que la méthode fonctionne. Elle permet de détecter 95% des jours de pluie, avec une erreur de seulement 6% dans les quantités pour l'ensemble de la saison. Mieux, les chercheurs ont démontré qu'ils avaient une bonne précision pour une résolution temporelle de 5 minutes seulement. Ils ont publié ces résultats en août 2014.

Leurs objectifs, aujourd'hui, sont de deux ordres. Scientifiquement, d'abord, ils veulent encore améliorer leur méthode. « Pour le moment, nous savons quantifier ce qui est tombé entre deux pylônes, reprend François Zougmoré. Mais comme il y a une distribution des pylônes sur le territoire, nous voulons, avec des méthodes de spatialisation, améliorer la précision sur les endroits où tombe la pluie. »

Ensuite, ils comptent bien que leur méthode ne reste pas une curiosité. D'abord ils imaginent une application qui permettrait aux paysans burkinabés de connaître répidement, en envoyant un simple SMS, les quantités d'eau tombées sur leurs champs. Ensuite, ils tentent de mobiliser d'autres chercheurs et des opérateurs téléphoniques de la zone tropicale, afin de mettre en oeuvre l'idée dans d'autres pays. En mars 2015, ils ont organisé à Ouagadougou un colloque international consacré au sujet. Ils espèrent que ce sera le premier d'une longue série.

Un point sensible sera l'établissement d'un cadre juridique pour la communication par les opérateurs téléphoniques de leurs données d'exploitations. Ceux-ci sont en effet toujours prudents. En l'occurence, il ne s'agit pas de données personnelles, à partir desquelles on pourrait obtenir des informations privées sur les abonnés. Néanmoins, elles pourraient renseigner sur la qualité du réseau d'éventuels concurrents, susceptibles d'en tirer des arguments commerciaux.

Pour un schéma illustrant le principe, voir la page consacrée au projet sur le site de l'IRD.

 De droite à gauche : François Zougmoré, Marielle Gosset et Frédéric Cazenave, en compagnie d'Albane Canto, d'Environnement Magazine.