- RiverCleaner – État de l’art – Pollution de l’eau
- RiverCleaner – La pollution marine et l’urgence de nettoyer les rivières – Enquête terrain et persona
- RiverCleaner – solution technique
27/10/2023
Auteurs:
Mathieu BOURGES, Anna Terra GOMES GUERRA, Dely Catalina ARDILA MEDINA, Lucas GENIN
TABLE DES MATIÈRES
Entretien avec enseignant chercheur au département TOMS
Entretien avec une ingénieur chercheuse à L’IFREMER
Introduction
La lutte contre la pollution de l’eau est une mission critique, et notre engagement à résoudre ce problème nous a amenés à mener une enquête approfondie sur le terrain. Initialement, notre hypothèse visait la pollution marine, mais cette perspective a changé de manière significative au fur et à mesure que les recherches progressaient. Dans cet article, nous partageons comment nos entretiens et nos interactions nous ont convaincus que l’accent mis sur la pollution des rivières est un choix plus efficace et pratique. Le groupe « river Cleaner » a également pensé à une solution de bouée flottante et l’a spécifiée dans cet article.
Enquête de terrain
Dans notre recherche de problématique, nous avons été amenés à rencontrer trois personnes.
Un enseignant chercheur au département MEE, une chercheuse à L’IFREMER et le présent de l’entreprise FairScope. Bien que ces entretiens étaient très riches en information, ils ne nous ont pas permis de fixer une problématique compatible avec le calendrier et les attentes des projets CoOC. Voici un aperçu général de ce que chacune d’entre elles a abordé, mais pour une analyse détaillée, veuillez-vous référer à l’article correspondant à l’enquête sur le terrain et aux données recueillies. En tant que prochaine partie, nous anticipons une dernière entrevue avec un expert de renom dans le domaine de la pollution des rivières, dont la rencontre est programmée dans les semaines à venir.
Entretien avec enseignant chercheur au département TOMS
Notre premier entretien a été réalisé avec un enseignant chercheur au département TOMS (Traitement, Observations et Méthodes Statistiques) à IMT Atlantique. Son travail est de prendre différentes sources d’informations (ex : image satellite, balise GPS, base de données en open data), de les combiner et de faire des analyses statistiques sur ces données. Le but n’est pas de faire du traitement ou de l’extraction d’information, ce travail est réservé aux scientifiques qui sont après lui.
Son expertise a notamment permis d’identifier des comportements inhabituels de bateaux, comme le dégazage en pleine mer (pratique illégale) et les transferts de marchandises en haute mer. Grâce à ses travaux, une meilleure compréhension des courants marins a été possible, en mettant en évidence la dérive subie par les bateaux malgré un cap maintenu. Cette information, complétée par l’utilisation de bouées balises, a permis de prédire les trajectoires des déchets plastiques en mer, ainsi que leur origine approximative. En outre, l’importance de récupérer les plastiques dans les rivières, où leur concentration est plus élevée, plutôt que dans l’océan où ils sont dispersés, a été soulignée. L’ONG Ocean CleanUp, qui opère à la fois en mer et en installant des barrières pour filtrer l’eau avant qu’elle n’atteigne l’océan, a été mentionnée, soulignant l’urgence de tels dispositifs tant dans les pays émergents qu’aux États-Unis, où la quantité de plastique rejetée dans les océans est particulièrement élevée.
Il est convaincu de l’utilité de tels dispositifs dans les pays développés car, bien que mieux sensibilisés au recyclage, ils sont également de grands consommateurs de plastiques.
À l’appui de cette affirmation, il est possible de recourir à [1] où sont exposés les arguments qui soutiennent l’idée selon laquelle les pays développés sont plus engagés dans le recyclage, mais sont également les principaux exportateurs de déchets plastiques vers les pays en développement. Il est mentionné que, pour la majorité des fractions de déchets plastiques, une classification intensive, que ce soit par la main-d’œuvre ou la technologie, est nécessaire pour obtenir un matériau recyclé de haute qualité pouvant remplacer les matériaux vierges. De plus, il est souligné que souvent, les plastiques sont recyclés de manière secondaire, c’est-à-dire qu’ils sont utilisés dans des applications de matériaux différents des originaux et avec des spécifications de matériaux moins exigeantes. Il est également mentionné que les déchets plastiques destinés au recyclage peuvent être transportés sur de longues distances, parfois exportés depuis le Nord Global vers les pays en développement, en particulier en Asie. Il est démontré qu’un pourcentage de 46% en poids des plastiques collectés pour le recyclage en Europe a finalement été exporté, et que 90% en poids d’entre eux ont abouti directement ou indirectement en Chine. Cela suggère que bien que les pays développés puissent être plus engagés dans le recyclage, ils restent également les principaux exportateurs de déchets plastiques vers les pays en développement, ce qui peut indiquer une forte consommation de plastiques dans ces pays développés.
Entretien avec une ingénieur chercheuse à L’IFREMER
Nous avons eu ensuite un entretien avec une ingénieur chercheuse à l’IFREMER. Son travail est d’analyser des échantillons d’eau de mer et de définir plusieurs indicateurs sur la qualité de l’eau. Pour cela, elle utilise de nombreux gros appareils tel que des spectromètres. Les analyses sont souvent longues et chronophages car les analyses sont faites à la main.
Son travail permet notamment d’identifier les microplastiques présents dans l’eau, d’en analyser la composition et d’en déterminer l’origine (bouteille, coton-tige, mégot de cigarette, etc.). Son constat est que le plastique est véritablement omniprésent sur Terre : aucun de ses échantillons n’échappe à cette contamination. Bien que son équipe ne se concentre pas sur l’impact de ces microplastiques sur la biodiversité, ils suspectent que cela puisse entraîner des problèmes pour les fœtus [2].
Elle rencontre des défis liés à la gestion du temps pour ses études sur les microplastiques. Malgré des automatisations et des algorithmes performants, les ressources financières limitent ses recherches approfondies. Elle travaille avec divers types d’échantillons, parfois avec des skippers, parfois avec des organismes vivants tels que des moules ou des huîtres, nécessitant parfois une digestion par des micro-organismes pour isoler les microplastiques. Elle souligne des distorsions dans la communication scientifique et souhaite que son travail, bien que sobre en chiffres mais précis selon elle, soit mieux considéré. Ses recherches sur les microplastiques marins jouent un rôle crucial dans la compréhension et la lutte contre cette forme de pollution, essentielle à la préservation de nos précieux écosystèmes marins.
Entretien avec FairScope
Le dernier entretien a eu lieu avec FairScope, présent dans l’incubateur de IMT Atlantique. Leur mission consiste à concevoir un microscope pour observer les micro-organismes dans l’eau, en envisageant à terme l’intégration de ces microscopes dans des bouées côtières pour surveiller les micro-organismes marins. Ils abordent des questions sur la qualité de l’eau des rivières et les problèmes liés à la prolifération de microalgues, causée en partie par l’agriculture intensive et les pesticides. Cette croissance excessive de microalgues peut entraîner une eutrophisation de l’eau, menaçant la biodiversité et impactant la pêche. FairScope travaille sur le développement de ces technologies pour fournir des données précises aux décideurs et contribuer à la gestion de l’écosystème marin. Cependant, leur projet est encore en phase de développement, et des défis techniques subsistent concernant la concentration de la biodiversité marine et les vibrations dans leurs dispositifs.
Résultats
Avec ces recherches sur le terrain, nous avons obtenu des informations très précieuses :
- Pollution des rivières en tant que source principale : Comme souligné par diverses sources, on estime qu’environ 80% de la pollution qui frappe les océans provient des rivières. Cette statistique percutante a révélé le besoin urgent de s’attaquer au problème à la racine, c’est-à-dire dans les rivières.
- Facilité d’intervention dans les rivières : La recherche sur le terrain a également souligné que l’action sur les rivières est plus pratique et efficace, car la concentration de polluants est plus élevée dans ces environnements. Cela rend le nettoyage des rivières plus tangible.
- Complexité de la pollution marine : Les entretiens ont révélé que la pollution marine est une question complexe, avec des défis supplémentaires liés à la dispersion des polluants et à l’immensité des océans.
Face à ces découvertes, notre recherche vise maintenant à nettoyer les rivières comme une première étape critique dans la lutte contre la pollution de l’eau. Nous reconnaissons qu’en nous concentrant sur les rivières, nous pouvons non seulement réduire l’entrée de polluants dans les océans, mais aussi rendre notre mission plus efficace et réalisable. La pollution des rivières est une menace qui nécessite une action immédiate, et nous nous engageons à faire la différence dans ce scénario crucial avec la fonctionnalité de notre projet, RiverCleaner.
Personas
Identifier les personas
Après une recherche détaillée sur le terrain, nous avons traduit les données recueillies en profils d’utilisateurs typiques, ou des personas, qui représentent les défis et les aspirations réelles des personnes impliquées. Voici deux personnalités plus détaillées basées sur nos découvertes :
- Le citoyen engagé
- Le scientifique
Vous trouverez leurs fiches ci-dessous :
Caractéristiques
Les caractéristiques attribuées à ces personas reflètent les profils réels que nous trouvons dans notre recherche sur le terrain. Maria El Mer représente le rôle fondamental des scientifiques dans la collecte de données et la recherche pour la conservation des rivières. Pierre Loïc est un exemple d’un citoyen engagé qui cherche des solutions durables pour protéger son milieu de vie et la communauté locale, ainsi que pour assurer une bonne qualité de vie pour ses générations futures. Nos personas reflètent les défis réels auxquels font face les parties prenantes et nous aident à orienter nos efforts pour trouver des solutions efficaces.
En résumé, notre étude de terrain détaillée a fourni des leçons essentielles sur la pollution plastique dans les rivières et ses impacts sur les communautés. Avec les personas définies, nous avons maintenant une compréhension plus approfondie des besoins et des préoccupations des personnes impliquées, ce qui nous permettra de progresser vers des solutions pratiques et efficaces pour lutter contre ce problème environnemental urgent.
Partie technique
Au niveau du barrage filtrant
Représentation de la vue d’en haut de la rivière :
Représentation de la vue de l’intérieur de la rivière :
Au niveau serveur
D’autre part, le système RiverCleaner sera connecté à un serveur sur internet. Le serveur aura quatre grandes actions à réaliser :
- Base de données
- Notification
- Site web
- API
Sous ensemble base de données
La base de données est un point névralgique de notre système. Elle sera chargée de collecter l’ensemble des données des différentes stations RiverCleaner.
La base de données présentée ci-dessus est composée de 5 tables.
La table user, synthétise l’ensemble des informations relatives aux utilisateurs du systèmes. Ils peuvent posséder ou non un système. Cette table est composée de différentes colonnes :
- Id_user : Clef primaire de notre table, permet de donner un identifiant unique à chacun des utilisateurs
- Name : Nom de famille de l’utilisateur
- Firstname : Prénom de l’utilisateur
- Password : hash du mot de passe de l’utilisateur
Comme un utilisateur peut avoir un ou plusieurs systèmes river cleaner, nous avons la table haveTool, qui se charge de faire la correspondance entre un utilisateur et un système river cleaner. C’est pour cela que l’on retrouve les deux ID dans cette table.
Puis, il y a la table toll. Cette table répertorie l’ensemble des systèmes river cleaner. Chaque système est décrit par les caractéristiques suivantes :
- Id_tool : Clef primaire, sert à donner un identifiant unique à chacun des systèmes river cleaner
- Location : Localisation du système.
- Name : Nom donné par l’utilisateur au système river cleaner
- LoRa_address : Adresse LoRa du système river cleaner
- River_name : Nom de la rivière à laquelle le système river cleaner est affecté
Enfin le système river cleaner va remonter des données. Ces données seront stockées dans la table measurement. Une mesure sera décrite par la description suivante :
- Id_measurement : clef primaire de notre table, donne un identifiant unique à chaque mesure
- Id_tool : Numéro de système à laquelle cette mesure a été produite
- State : clef étrangère qui pointe sur un état du système
- Weight : poids des déchets présent dans le système
- Full : indique si le système est plein
- Water_level : clef étrangère qui donne une indication sur le niveau de l’eau par rapport à la normale
- Date : Date à laquelle a été effectuée la mesure
Sous ensemble Notification
Pour le système de notifications, nous avons opté pour la solution PushBullet.
PushBullet est un outil qui va nous permettre d’envoyer des notification(s) à un ou plusieurs équipements. Par exemple un utilisateur peut choisir de recevoir des notifications sur son téléphone ainsi que sur son PC. Grâce à PushBullet, faire cela devient un jeu d’enfant. Il suffit simplement de créer la notification sur l’application PushingBox, et de l’envoyer au terminal concerné.
Avec ce système, nous allons envoyer des notifications de différents types :
- SystemFull : indique quand le système river cleaner est remplie
- SystemFailure : Indique quand le système à un problème, et nécéssite une intervention humaine
- KeepAlive : Envoie périodique d’une notification pour dire que le système va bien (objectif, une fois par mois -> modifiable par l’utilisateur)
- LowBatterie : remonte à l’utilisateur quand le système n’a presque plus de batterie (<10%). Si le système arrive à un niveau de batterie inférieur à 3%, il enverra une notification SystemFailure.
Le but n’est pas d’inonder l’utilisateur de notifications. L’objectif est d’envoyer une notification à l’utilisateur quand il y en a vraiment besoin.
Sous ensemble serveur web
Le serveur web sera l’une des interfaces vers notre système. Il aura plusieurs fonctions :
- Donner des statistiques à l’utilisateur
- Lier un système à un utilisateur
- Paramétrer les notifications
- Être la vitrine de notre système
Lier un système à un utilisateur :
Cette information est cruciale pour savoir quel système appartient à qui appartient quel système. L’utilisateur sur cette page pourra lier un ou plusieurs River Cleaner avec son profile. Il pourra aussi s’en séparer ou supprimer son profile.
Paramétrer les notifications :
Cette information va définir la quantité de notification va recevoir l’utilisateur. Il pourra notamment définir l’intervalle durant laquelle, il recevra les message keepalive, le niveau de batterie à partir duquel il recevra le message batterie faible.
Donner des statistiques à l’utilisateur :
Le but de cette action, sera de donner des informations relatives à l’efficacité de son système. Notamment sur le poids des déchets en fonction du temps.
Être la vitrine de notre système :
Montre à l’utilisateur comment est-ce que le système fonctionne. Comment l’installer correctement, comment faire la maintenance. Le but c’est que l’utilisateur soit à un click de comprendre comment son système fonctionne.
Sous ensemble API
L’API va permettre à des utilisateurs d’avoir accès aux données de presque tout la base de données. Le but est qu’un scientifique puisse avoir des indications sur le niveau de pollution des rivières.
L’API recevra une requête SQL, la traitera et retournera la réponse sous la forme d’un fichier JSON ou CSV.
L’API n’a pas accès à l’ensemble des données présentes dans la base, en effet les données relatives aux utilisateurs resterons masquées pour les scientifiques.
Le scientifique qui a une bonne connaissance de la base de données pourra affiner plus ou moins ses requêtes en fonction de ses désirs. Par exemple il pourra filtrer les réponses en fonction du département, en fonction d’une date.
Conclusion
Notre voyage de recherche sur le terrain nous a conduits sur un chemin de découverte et de transformation des perspectives. Au départ, nous nous sommes concentrés sur la pollution marine, mais à chaque entretien et interaction avec des experts, il est devenu clair que la pollution des rivières est le point de départ le plus efficace pour lutter contre la contamination des océans. La nécessité de faire face à la pollution des rivières est devenue indéniable, avec l’estimation choquante que 80% de la pollution qui frappe les océans provient des rivières.
En outre, la recherche a révélé que le nettoyage des rivières est une tâche plus pratique et abordable, car la concentration de polluants dans ces environnements est plus élevée. Cette découverte stimule notre mission de manière significative, la rendant plus réalisable et concrète. De cette façon, nous avons conçu RiverCleaner pour résoudre ce problème.
Comme nous allons plus loin, nos prochaines étapes comprennent :
- Développement du système de nettoyage des rivières : Concentrons nos efforts sur l’amélioration, la mise en œuvre et les tests de notre système de bouées flottantes pour le nettoyage des rivières. Cette solution durable a le potentiel de capturer les déchets flottants et microplastiques, réduisant ainsi la pollution des rivières.
- Collaboration interdisciplinaire : Nous reconnaissons que la lutte contre la pollution des rivières et, par conséquent, des océans nécessite une approche collaborative. Nous recherchons des partenariats avec des scientifiques, des écologistes, des organismes gouvernementaux et des organisations à but non lucratif pour maximiser notre impact.
La recherche sur le terrain a été une étape cruciale dans l’évolution de notre mission de nettoyage des rivières et des océans. Maintenant, nous sommes déterminés à transformer nos découvertes en actions concrètes et à travailler sans relâche pour protéger notre environnement aquatique avec la solution RiverCleaner.
Références bibliographiques
[1] John N. Hahladakis, Costas A. Velis, Roland Weber, Eleni Iacovidou, Phil Purnell., « An overview of chemical additives present in plastics: Migration, release, fate and environmental impact during their use, disposal and recycling», doi: 10.1016/j.cub.2021.03.079.
[2] P. J. Landrigan et al., « Human Health and Ocean Pollution », Ann. Glob. Health, vol. 86, no 1, p. 151, doi: 10.5334/aogh.2831.
