Le dernier grand smog de Londres a couvert la ville en décembre 1952. Les fumées de charbon brûlées par les Londoniens ont été repoussées au niveau de la rue par un anticyclone au-dessus de la ville: pendant quatre jours, tous ceux qui y vivaient ont inhalé un mélange toxique de particules de fumée, d'acide chlorhydrique et de , le plus dangereusement de tous, l'acide sulfurique. Au moment où les fumées se sont dissipées le 9 décembre, 4 000 personnes étaient mortes à cause de la pollution.

Le grand smog est toujours considéré comme le pire événement de pollution atmosphérique de l'histoire européenne . Depuis lors, grâce en partie à la législation présentée dans les années qui ont suivi la crise, de tels événements catastrophiques ont disparu au Royaume-Uni. Les niveaux de dioxyde d'azote dans l'air de Londres, qui auraient provoqué la mort du smog, ont considérablement diminué . Malgré cela, la qualité de l'air dans la ville, comme dans beaucoup d'autres, entraîne des milliers de décès prématurés par an . En 2015, les niveaux de pollution atmosphérique ont été jugés si graves qu'ils étaient illégaux en vertu du droit de l'UE .

En réponse, Londres a consacré 20 millions de livres sterling (28 millions de dollars) en 2015 à réduire considérablement la pollution en une décennie. Désormais, grâce à l'un des programmes phares de la capitale, le Clean Air in London Project , les scientifiques de l'institut Alan Turing travailleront avec la Greater London Authority (GLA) pour créer un outil permettant de suivre l'évolution de la pollution dans la ville en quelques minutes. détail, en utilisant des données provenant de Londres eux-mêmes - des milliers d'entre eux.

«Londres a la chance d'avoir environ 100 capteurs haute fidélité, le London Air Quality Network», a déclaré le Dr Theo Damoulas, professeur adjoint de science des données à l'Université de Warwick et organisateur du projet, qui est financé par la Lloyd's Register Foundation. via le programme Turing sur Data Centric Engineering. «Dans le même temps, de nombreuses technologies émergentes du côté de la détection offrent pour la première fois la possibilité de déployer des réseaux de capteurs à grande échelle, qui peuvent être moins précis dans certains cas, mais aussi à faible coût: vous pourriez donc avoir accès à des milliers.

"Nous savons que la pollution de l'air est due en grande partie au trafic ... il y a encore 50 à 60% des sources d'émissions qui sont en dehors du trafic et qui ne sont pas comptabilisées."

Le projet est une tentative ambitieuse de se procurer des données directement auprès des citoyens via une plateforme en ligne. L'équipe de Damoulas créera un système pour extraire les données sur la qualité de l'air des capteurs à travers Londres, en utilisant le réseau existant, mais en y ajoutant des données sur la qualité de l'air des organisations environnementales et en utilisant des données provenant des citoyens eux-mêmes à l'aide de capteurs fournis par l'équipe. Bien qu'ils aient actuellement accès aux données de 100 capteurs, cela entraînerait des lectures de milliers. En combinant avec d'autres ensembles de données, l'équipe utilisera cela pour révéler les facteurs qui causent la pollution de l'air au niveau des rues spécifiques de la ville, et leur permettra de mesurer l'impact des nouvelles politiques.

C'est un exemple de «projet de science citoyenne» , un modèle qui a émergé ces dernières années alors que les scientifiques ont reconnu la puissance d'Internet comme outil de recherche. En utilisant des foules disposées à collecter des données en leur nom, ces programmes sont en mesure d'économiser les scientifiques et les chercheurs le temps et les efforts dont ils auraient autrement besoin pour recueillir de grandes quantités d'informations.

"Cela impliquera des Londoniens, qui s'intéressent vraiment à la pollution de l'air, et ce depuis de nombreuses années"

"Nous voulons faire progresser l'état de l'art ici, parce que nous pouvons l'exploiter pour jouer efficacement à de petits jeux: offrez une récompense si vous échantillonnez ces emplacements pour nous", a déclaré Damoulas. "Ce pourrait être un très grand projet de science citoyenne, où nous donnons quelques capteurs, vous les attachez à votre téléphone portable et vous faites un échantillonnage pour nous. "

Inspiration naturelle

eBird , une plateforme lancée par des ornithologues et des informaticiens au Cornell Lab of Ornithology aux États-Unis, est probablement le projet de science citoyenne le plus récent de l'histoire récente. Une base de données internationale des observations d'oiseaux de races communes aux espèces les plus rares menacées d'extinction, elle suit le mouvement des populations d'oiseaux à travers la planète en utilisant les données soumises par le public.

Depuis ses débuts au début des années 2000, eBird est devenu le plus grand projet de science citoyenne lié à la biodiversité au monde, avec plus de 100 millions d'observations d'oiseaux contribuées chaque année par les utilisateurs de la plateforme. Les créateurs de la plateforme ont vu l'opportunité de capitaliser sur la communauté internationale des "ornithologues amateurs", en leur offrant des fonctionnalités utiles telles que des listes et des fonctions de cartographie pour les attirer et les encourager à soumettre des données, ainsi que le sens de la pensée partagée qui vient de contribuer à un projet scientifique mondial.

Damoulas a précédemment travaillé en tant qu'associé de recherche au sein de l'équipe eBird et a aidé à développer certaines de leurs méthodes. "Nous pensons que ça va être fantastique car cela impliquera des Londoniens, qui sont vraiment sensibles et très intéressés par la pollution de l'air à Londres, et cela dure depuis de nombreuses années", a-t-il déclaré. «Et si vous pouviez choisir où placer le capteur? Nous pouvons parler de la façon dont vous pouvez guider les citoyens vers des exemples de lieux qui présentent un intérêt - ce peuvent être des domaines par exemple où mon modèle présente la plus grande incertitude, où je veux plus d'informations. "

Pour que le projet réussisse, l'équipe de Damoulas doit inciter les citoyens à collecter des données sur la qualité de l'air en leur nom. À cette fin, ils travaillent avec des groupes environnementaux tels que les Amis de la Terre et Greenpeace pour trouver un public disposé. Les réseaux existants montrent qu'il existe un appétit parmi les segments du public pour la science populaire. Le réseau Things , un groupe d'amateurs du monde entier qui utilisent des appareils Internet des objets (IoT) pour créer des réseaux de détection, en est un bon exemple.

Prévoir la pollution et tester les politiques

Trouver des moyens de collecter de nouvelles données ne représente qu'une partie des attributions de l'équipe; la valeur pour la ville vient de ce qu'ils peuvent en faire. En combinant les données sur la qualité de l'air avec d'autres ensembles de données, à la fois des données ouvertes et certaines des GLA, Damoulas prévoit de construire une plate-forme d'analyse à haute résolution, qui leur permettra de comprendre les causes de la pollution de l'air et, à partir de là, de prédire où elle se produira.

Grâce au machine learning, son équipe sera en mesure d'analyser les causes de l'accumulation de pollution atmosphérique dans des zones spécifiques et à des moments particuliers. Damoulas a déclaré qu'ils prévoyaient de «faire ce que nous appelons une estimation hyperlocale de la pollution de l'air: des estimations à haute résolution, des modèles dynamiques qui peuvent la suivre dans l'espace et le temps - afin que vous puissiez produire non seulement une carte qui est très statique, mais vraiment pouvoir fournir des prévisions haute résolution et une couverture en temps réel. »

«Nous souhaitons détecter les changements. Nous avons des méthodologies qui surveilleraient en ligne tous les capteurs qui capteraient réellement ce que nous appelons des «points de changement»; lorsque le processus a radicalement changé par rapport à ce qu'il était auparavant. C'est très intéressant pour l'évaluation des politiques. »

L'équipe de Damoulas rencontre les décideurs politiques à la GLA une fois par semaine pour trouver des moyens d'utiliser les résultats pour élaborer des politiques. La clé est de pouvoir comprendre ce qui fait fluctuer la pollution atmosphérique à travers la ville. Plutôt que d'avoir une carte statique de la pollution atmosphérique, l'équipe vise à fournir un outil qui permettra au gouvernement de tester l'impact des interventions spécifiques dans les moindres détails.

"Nous et la GLA sommes très intéressés à tester l'effet de la politique, et pas seulement à un niveau global", a déclaré Damoulas. «Quels domaines ont été touchés, quel a été l'effet de l'introduction de cette politique spécifique? Comment cela se connecte-t-il aux caractéristiques socio-économiques? Respirez-vous plus de pollution parce que vous êtes pauvre? "

Les défis à venir

Londres n'est pas la seule ville où le gouvernement essaie d'améliorer sa compréhension de la qualité de l'air. À Chicago, les autorités ont établi un partenariat avec les universités locales pour mettre en place «Array of Things» , un réseau de capteurs de qualité de l'air à travers la ville qui fournit aux décideurs et au public un «tracker de fitness» pour la ville.

Deux projets phares de ville intelligente, l'un dirigé par la filiale d'Alphabet Sidewalk Labs sur le front de mer à Toronto et l'autre par le projet Belmont de Bill Gates en Arizona , installeront des capteurs de qualité de l'air au fur et à mesure de leur construction, leur permettant de suivre la pollution et de tester des moyens de la gérer. de la même manière que Londres propose.

«Nous souhaitons détecter les changements - c'est très intéressant pour l'évaluation des politiques.»

Le projet Clean Air in London en est encore aux premières étapes d'un partenariat de deux ans entre le GLA et l'Institut Alan Turing. En engageant le public lui-même, Londres prévoit d'éviter les frais d'installation de nouveaux capteurs et de gagner la flexibilité nécessaire pour tester des idées spécifiques. Son succès dépend de la capacité ou non de créer une communauté de contributeurs engagés: il a fallu des années d'essai et d'erreur à eBird pour trouver la bonne combinaison d'incitations pour engager des contributeurs.

En raison des structures gouvernementales complexes de Londres - les services sont gérés par 32 arrondissements différents, chacun avec ses propres sources de données - il est difficile d'accéder aux données supplémentaires qui permettront à l'équipe de Damoulas d'effectuer différentes analyses.

Même avec un système sophistiqué en place pour permettre la surveillance de la qualité de l'air à haute résolution, la réduction de la pollution dépendra de la force des politiques proposées. Certaines d'entre elles impliqueront des conversations difficiles et des conflits probables . Quoi qu'il en soit, avec la nouvelle plate-forme, le gouvernement sera en mesure de dire rapidement et avec précision ce qui a frappé la marque et ce qui ne l'a pas fait.

(Crédit photo: Flickr / David Holt)

Anoush Darabi
anoush.darabi@apolitical.co