Dans la nation ouest-africaine côtière du Ghana, une recherche vitale en santé publique est en cours pour débloquer le potentiel d'une surveillance de la qualité de l'air à faible coût. Une équipe de scientifiques passionnés de la qualité de l'air a créé un centre d'évaluation de capteur de qualité de l'air localisé à Accra, la capitale animée du pays.

Afri-Set (l'évaluation des capteurs et la formation pour l'Afrique de l'Ouest) vise à évaluer les capteurs de qualité de l'air et à les mettre en Afrique de l'Ouest (1). Le centre d'évaluation des capteurs a été inauguré à Accra, au Ghana par le Dr Allison F. Hughes, physicien en physique atmosphérique de l'Université du Ghana, et le Dr Mike Giordano, directeur exécutif d'Afriqair et est principalement financé par le Clean Air Fund (2).

Afriqair (Africa Qualité de l'Air) est un réseau croisé continemental axé sur l'évaluation capteurs à faible coût et la note de référence surveille principalement dans les zones urbaines comme Accra.

L'établissement s'est concrétisé par un besoin critique d'informations sur la santé publique. Selon le Dr Hughes, "il y a tout un écart de données en Afrique en ce qui concerne les données sur la qualité de l'air."

Mais le déploiement de capteurs à faible coût - les bons capteurs à faible coût - est essentiel pour combler cet écart. Le projet vise à évaluer plus de 50 fabricants de capteurs différents sur une période de trois ans. IQAir a contribué cinq moniteurs de qualité de l'air pour poursuivre cette recherche.

Qu'est-ce qu'une installation d'évaluation des capteurs?

Les installations d'évaluation des capteurs mesurent la qualité de l'air extérieur local avec des moniteurs de qualité référence et à faible coût au même endroit. En colloquant les deux moniteurs de qualité référence avec des moniteurs à faible coût, les installations d'évaluation des capteurs peuvent mieux comparer les performances entre les capteurs.

Les moniteurs de niveau de référence, tout en répondant aux normes élevées de précision des données, sont prohibitifs pour une utilisation à grande échelle. Les moniteurs de qualité de l'air à faible coût permettent de découvrir une mauvaise qualité de l'air pratiquement partout, fournissant des données cruellement nécessaires aux décideurs politiques et aux communautés affectées - idéalement, en temps réel.

«Les capteurs à faible coût sont l'un des principaux outils de la boîte à outils pour la qualité de l'air dans le Sud mondial», a expliqué le Dr Giordano.

L'installation d'évaluation du capteur afri-set à Accra, Ghana. Source: IQAir.

Des capteurs à faible coût fournis sont comparés au moniteur de qualité de l'air de qualité référence fournis par la Banque mondiale.

Il existe des raisons importantes axées sur la science à la comparaison.

«Les capteurs à faible coût sont sensibles à plusieurs facteurs que les moniteurs de niveau de référence ne sont pas - tels que la température ambiante, l'humidité relative et même les propriétés chimiques des PM qui varient avec la source d'émission. Les capteurs de gaz à faible coût peuvent même être sensibles à différents rapports de mélange de gaz polluants», a déclaré le Dr Giordano.

L'efficacité des capteurs à faible coût pour surveiller avec précision la qualité de l'air est un sujet de recherche approfondie. Les experts ont constaté que les sensibilités inhérentes à ces capteurs, souvent considérées comme une limitation, peuvent être considérablement réduites par l'étalonnage méticuleux et le développement du modèle. La méthode optimale pour améliorer la précision des capteurs à faible coût implique leur collocation avec des moniteurs de qualité référence. En plaçant ces capteurs aux côtés des moniteurs les plus avancés et standard, il devient possible d'affiner les capteurs à faible coût pour une meilleure fiabilité et précision dans diverses conditions environnementales.

Bien que les installations d'évaluation des capteurs existent aux États-Unis et en Europe, l'Afrique subsaharienne est confrontée à des défis de qualité de l'air uniques. Une compréhension locale des problèmes omniprésents de la qualité de l'air est nécessaire pour mieux comprendre les défis.

Comme l'a noté le Dr Hughes, les capteurs à faible coût sont en demande en Afrique. «Dans la plupart des pays, nous n'avons pas de moniteurs de notes de référence, mais nous avons des gens - le monde universitaire, et d'autres scientifiques et des ONG - qui souhaitent comprendre la qualité de l'air dans les villes africaines.»

Évaluation du capteur en cours chez Afri-Set. Source: IQAir.

Sources de pollution de l'air en Afrique

Selon le Dr Hughes, Accra se débat avec la pollution de l'air unique à son emplacement. Les sources de pollution atmosphérique comprennent la biomasse utilisée pour la cuisson et les activités industrielles, les anciens véhicules mal entretenus, la poussière des routes non pavées et le sel marin côtier.

Pendant la saison sèche de novembre à mars, les vents du désert - les vents de Harmattan - peuvent balayer le pays du nord au sud, enrobant toutes les surfaces de poussière et de sable (3).

Il y a aussi des incendies dans la région ouverte du Sahel, juste au sud du Sahara et de la fumée d'accompagnement (4).

Mais en raison d'un manque de données de qualité de l'air, les personnes qui restent en pollution atmosphérique ne peuvent pas savoir quand ni comment prendre des mesures pour se protéger. Les décideurs politiques sont également laissés dans l'obscurité sans données pour agir.

Compte tenu de ces menaces environnementales spécifiques, Afri-Set et Afriqair espèrent mieux comprendre comment les capteurs à faible coût fonctionnent dans ces environnements divers. Ce processus a déjà commencé avec un webinaire introduisant les bases de la modélisation de la qualité de l'air qui a eu lieu en décembre 2023 (disponible sur YouTube) et un cours de certificat de qualité de l'air organisé conjointement par Afri-Set et Columbia University par le département d'État américain (5).

Déploiement du capteur et progrès à ce jour.

Le projet a commencé en septembre 2023 et le processus d'évaluation s'étendra sur six mois. Après la fin de la période d'évaluation, les capteurs contribués seront déployés à travers le continent.

Parmi les moniteurs à faible coût en cours d'évaluation sont cinq AirVisual Outdoor moniteurs de qualité de l'air. Et bien que certains des moniteurs évalués dans ce projet puissent être retournés aux fabricants, le AirVisual Outdoor Les moniteurs de qualité de l'air resteront déployés sur le continent, fournissant continuellement des données de qualité de l'air gratuites aux communautés.

AirVisual Outdoor déployé sur place. Source: IQAir.

La route à venir: objectifs futurs et un engagement à ouvrir des données

Bien que le projet soit déjà en cours, les chercheurs espèrent prolonger sa durée de 3 ans. Ils ont également l'intention d'améliorer sa portée en établissant des centres similaires en Afrique de l'Est et éventuellement au centre et / ou en Afrique australe.

Les données collectées d'Afri-Set seront fournies sur le site de l'organisation. Le centre embrasse une philosophie de Fournir au monde des données ouvertes gratuites - S'assurer que les données de qualité de l'air sont universellement disponibles pour toutes les personnes.

Pour être à faible coût et efficace, afri-set et IQAir Convenez que les données du capteur doivent être toujours libres. Si un fabricant oblige les acheteurs à renouveler son renouvellement de licence pour l'accès aux données de la qualité de l'air, cela peut être prohibitif des coûts.

"Nous nous éloignons même du terme" capteurs à faible coût "", a déclaré le Dr Hughes. «Au lieu de cela, nous les appelons simplement comme des« capteurs d'air », reconnaissant que« à faible coût »est un terme relatif. Ce qui est considéré comme à faible coût dans le Nord mondial pourrait ne pas être le même ici en Afrique.»

La construction des expériences du centre, Afri-Set et Afriqair se sont engagées à éduquer les communautés africaines sur l'importance de la qualité de l'air. Les organisations veulent former des étudiants et des citoyens scientifiques à déployer efficacement les capteurs de qualité de l'air à faible coût.

Le point à emporter

Le travail complexe et nécessaire effectué par Afri-Seti et Afriqair aspire à combler l'écart de données dans la surveillance de la qualité de l'air en Afrique, à promouvoir le partage de données ouvert et à travailler vers les modifications de politique pour faciliter l'utilisation de capteurs à faible coût. IQAir« AirVisual Outdoor Les moniteurs joueront un rôle clé en aidant à réaliser le rêve d'informations locales de qualité de l'air accessibles à l'échelle mondiale.