Les premiers résultats du projet DACCIWA, financé par l'UE, ont révélé que la qualité de l'air de l'Afrique de l'Ouest a considérablement diminué sous l'effet de la combustion du charbon, des détritus et des déchets agricoles.

Le projet a étudié l'influence des émissions anthropogéniques et naturelles sur la composition de l'atmosphère dans le ciel d'Afrique de l'Ouest et leur influence sur la santé de l'homme et de l'écosystème. Pour cela, il a eu recours à des avions de recherche et des stations au sol.

«L'air de cette région côtière d'Afrique occidentale est une combinaison unique de différents gaz à l'état de trace, liquides et particules», explique le professeur Peter Knippertz du Karlsruhe Institute of Technology (KIT), chargé de la coordination du projet. «En outre, les couches superposées de nuages qui se forment fréquemment dans l'atmosphère influencent fortement les conditions météorologiques et climatiques locales.» Les particules et gaz sont issus des vents de mousson chargés en sel venus du sud, des vents du Sahara associés à de la poussière du nord, des feux de charbon de bois, de la combustion de détritus dans les villes, et des centrales électriques, du trafic maritime, des forages pétroliers et des anciens moteurs.

L'Afrique de l'Ouest, qui connaît une urbanisation rapide, enregistre un des taux de croissance de la population parmi les plus élevés au monde. La croissance urbaine exponentielle, associée à la déforestation non réglementée en place dans de nombreux pays de la région, a des conséquences extrêmement néfastes sur les conditions météorologiques et la qualité générale de l'air.

Coordonner la campagne

L'équipe du projet a récemment coordonné une campagne de mesure visant à étudier l'ensemble de la chaîne de conséquences des émissions naturelles et anthropogéniques sur l'atmosphère d'Afrique de l'Ouest. En juin et juillet 2016, trois avions de recherche ont survolé l'Afrique de l'Ouest pour remplir plusieurs missions ciblées. Il s'agissait du Falcon du Centre aérospatial allemand (DLR), de l'avion à hélices Twin Otter «Ice Cold Katy» du British Antarctic Survey et de l'ATR du Service des Avions Français Instrumentés pour la Recherche en Environnement (SAFIRE). La mission des différents aéronefs était variable en fonction de leur puissance, mais tous trois étaient équipés d'instruments similaires capables de produire un riche ensemble de données de référence.

Loin de rester là où elle est produite, la pollution atmosphérique peut s'étendre jusqu'à 300 kilomètres à l'intérieur des terres. C'est la raison pour laquelle les avions ont suivi les déplacements des panaches émis par de grandes villes côtières (Accra, Abidjan, Lomé et Cotonou) à l'intérieur des terres, vers les forêts, les savanes et le Sahara. Pour les besoins de la campagne, les scientifiques ont aussi créé dans les terres trois sites de mesure très bien équipés. Ils ont mesuré les émissions urbaines et évalué les données liées à la santé. Les chercheurs du KIT spécialisés dans l'étude du climat sont principalement intervenus à Savé, au Bénin, où ils ont utilisé la plateforme de mesure «KITcube».

Le système d'observation intègre des instruments de relevé de tous les paramètres météorologiques pertinents, et peut mesurer un «cube» d'atmosphère d'une arête d'environ dix kilomètres. Parallèlement, une importante campagne basée sur des ballons météo a été coordonnée dans quatre pays d'Afrique de l'Ouest. La planification optimale des vols de mesure et lancements de ballons s'est appuyée sur des prévisions spéciales basées sur le modèle COSMO-ART développé par le KIT.

«Étonnamment, les premiers résultats révèlent que les panaches contiennent d'importantes proportions de matières organiques», a indiqué le professeur Knippertz. Celles-ci sont dues à la combustion du charbon, de détritus et de déchets agricoles à basse température. Les particules générées par ces feux entraînent la création d'une brume importante dans l'atmosphère. Le rayonnement solaire atteignant le sol est plus faible, avec pour effet une modification des schémas quotidiens de température, vent et nuages. De plus, les particules aériennes modifient la formation des nuages et des gouttes de pluie.

Le projet de cinq ans, qui s'achèvera fin novembre 2018, continuera d'étudier les effets de la composition atmosphérique sur la formation des nuages et la qualité de l'air en Afrique de l'Ouest, à évaluer les données mesurées et à développer une nouvelle génération de modèles climatiques et météorologiques. Les travaux avaient également pour mission d'améliorer la précision des prévisions pour l'Afrique de l'Ouest. L'équipe du projet veut également s'assurer que les résultats du projet pourront être utilisés dans d'autres régions du monde.