Cartographier l'invisible : les voitures Street View se dotent de capteurs de pollution de l'air

Les États-Unis sont parcourus par près de 20 millions de kilomètres de conduites de gaz naturel. Ces gazoducs se trouvent à peu près partout où vivent les habitants du pays, et lorsqu'ils fuient, du méthane s'échappe. Le méthane est le composant principal du gaz naturel, et un gaz à effet de serre puissant dont le pouvoir de réchauffement à court terme est 84 fois supérieur à celui du dioxyde de carbone.¹ Avec les technologies existantes, l'identification et la mesure de ces fuites peuvent prendre du temps. La loi oblige les services publics à réparer rapidement les fuites qui constituent une menace pour la sécurité, mais des milliers d'autres fuites persistent pendant des mois, voire des années.

Pour aider les compagnies de gaz et les autorités, entre autres, à saisir l'ampleur du défi et à donner la priorité aux solutions les plus rentables, le Fonds pour la défense de l'environnement (EDF) a collaboré avec Joe von Fischer, un scientifique de l'Université d'État du Colorado, pour développer une technologie permettant de détecter et de mesurer les concentrations de méthane depuis un véhicule en mouvement. Les premiers tests s'étant révélés prometteurs, l'EDF a décidé d'étendre ses essais à davantage de lieux.

C'est à ce moment-là que l'organisation s'est tournée vers Google. Nous disposions en effet de l'infrastructure nécessaire à l'extension du projet : la puissance de calcul, l'espace de stockage sécurisé des données et, surtout, une flotte de voitures Street View. Ces véhicules, équipés de GPS haute précision, circulaient déjà à peu près partout pour prendre des photos à 360° pour Google Maps. Pourquoi ne pouvaient-ils mesurer en même temps le méthane ? Notre postulat, explique Karin Tuxen-Bettman de Google Earth Outreach, était que "nous avions le potentiel de transformer notre flotte de voitures Street View en une plate-forme de détection environnementale".

Les voitures Street View parcourent au moins deux fois une même zone pour capturer des données fiables sur la qualité de l'air. Un tube d'admission situé sur le pare-chocs avant prélève des échantillons d'air, qui sont ensuite traités par un analyseur de méthane² placé dans le coffre. Les données sont ensuite envoyées à Google Cloud afin d'être analysées et intégrées à une carte présentant l'emplacement et l'importance des fuites de méthane. Depuis le début des essais en 2012, le Fonds de défense de l'environnement (EDF) a créé des cartes de fuites de méthane pour 11 villes et détecté plus de 5 500 fuites. Les résultats vont d'une fuite tous les 1,6 km (désolé, chers Bostoniens) à une fuite tous les 322 km (félicitations Indianapolis pour avoir remplacé toutes ces conduites oxydées en acier et en fer par des conduites en plastique).Nous avons tous accès à la météo sur notre smartphone. Et si nous pouvions aussi connaître la qualité de l'air dans la rue où nous nous trouvons ?Karin Tuxen-BettmanLes cartes de fuites de méthane aident les services publics à allouer plus efficacement leurs ressources afin de réparer et d'améliorer le réseau sur le long terme. PSE&G, l'un des fournisseurs d'énergie les plus importants du New Jersey (États-Unis), a demandé de l'aide à l'EDF et à Google pour un projet de remplacement des conduites de gaz dont le coût s'élève à 905 millions de dollars. En combinant les données sur l'ampleur des fuites à ses propres méthodes de hiérarchisation des fuites, et en agissant rapidement pour tirer parti du faible tarif du gaz naturel, PSE&G pourra remplacer jusqu'à 820 km de conduites vieillissantes tout en n'augmentant le montant des factures mensuelles que de 1,5 % par an sur 4 ans.³

Ces débuts prometteurs ont convaincu l'équipe de passer à l'étape suivante et d'étudier l'utilisation des voitures Street View pour mesurer la qualité globale de l'air. Depuis des années, Google mesure la qualité environnementale à l'intérieur de ses bureaux en collaboration avec Aclima, une société qui fabrique des réseaux de capteurs environnementaux. En 2014, nous avons étendu notre partenariat et équipé plusieurs voitures Street View de la plate-forme mobile "Environmental Intelligence" (Ei), qui se compose entre autres d'analyseurs de précision scientifique et de nombreux petits capteurs à prix abordable pour mesurer les polluants, y compris les particules fines, le dioxyde d'azote, le dioxyde de carbone et le carbone suie. Le nouveau projet a démarré par un essai à Denver et, fin 2016, nous avions fini de cartographier les villes de trois régions californiennes. Aujourd'hui, le système fournit des données fiables qui correspondent aux mesures effectuées par le réseau fixe de l'Agence américaine de protection de l'environnement.

Le projet a démarré avec un petit nombre de véhicules, mais la plate-forme mobile d'Aclima, à l'origine de l'un des ensembles de données sur la qualité de l'air les plus volumineux au monde, pourrait être étendue et déployée sur différents véhicules, comme des bus et des camions postaux, afin de créer une carte de la pollution rue par rue. Ces données hyperlocalisées pourraient aider les personnes à faire des choix plus éclairés, par exemple décider quand laisser leurs enfants jouer dehors et quels changements promouvoir pour améliorer la santé des habitants de leur quartier.

"Nous avons tous accès à la météo sur notre smartphone", note Tuxen-Bettman. "Et si nous pouvions aussi connaître la qualité de l'air dans la rue où nous nous trouvons ?" C'est grâce à ces questionnements, ainsi qu'aux partenariats et projets qui voient le jour, que nous réinventerons notre façon de voir ce qui nous entoure et de collaborer pour un monde meilleur.