Effet du confinement sur la qualité de l’air à Abidjan

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Effet du confinement sur la qualité de l’air à Abidjan
22 Nov 2020

Effet du confinement sur la qualité de l’air à Abidjan

Contexte

Qualifié « de tueur silencieux » par l’Organisation mondiale de la santé (OMS), la pollution de l’air est responsable de plusieurs millions de décès chaque année à travers le monde1 et la capitale économique ivoirienne n’est pas épargnée par ce tueur. Pire, selon une campagne de mesures de la qualité de l’air réalisée entre Février 2015 et Mars 2017, le niveau de particules fines dans la métropole ivoirienne serait 3 fois supérieur aux recommandations de l’OMS2. Ce constat est d’autant plus alarmant que la littérature scientifique fait état des effets très néfastes de ce type de polluants sur la santé (causes de pathologies respiratoires chroniques, maladies cardiovasculaires, développement du fœtus, mortalité infantile, etc.). Outre les particules fines, la qualité de l’air est également détériorée du fait de l’émission croissante de gaz à effet de serre (GES) au sein de la capitale notamment de dioxyde de carbone (CO2), de méthane (CH4) et de protoxyde d’azote (N2O). Ces gaz sont connus pour être les principaux responsables du réchauffement climatique.

Figure 1 Polluants affectant la qualité de l’air

Fig 1

Source : Airparif

Plusieurs facteurs sont à l’origine de l’émission de ces polluants ; ces facteurs peuvent être regroupés en deux principales sources de pollution : (i) une pollution dite d’origine naturelle et (ii) une pollution liée à l’activité humaine. Comme son nom l’indique, la pollution d’origine naturelle est purement naturelle et tient principalement du rôle de la météo sur la qualité de l’air. En effet, la Fédération des associations de surveillance de la qualité de l’air, Atmo France, précise que « la qualité de l'air dépend en grande partie des conditions météorologiques qui peuvent favoriser la dispersion des polluants ou, au contraire, les concentrer sur une zone particulière »3. Les conditions météorologiques concernent notamment4 : la température, l’humidité, les précipitations, le vent, la pression atmosphérique, l’ensoleillement, etc. Notons par ailleurs que les effets des conditions météorologiques sur la qualité de l’air ont été attestés par des études scientifiques5. Quant à la pollution imputable à l’activité humaine, elle englobe toutes les sources de pollutions liées au fonctionnement de nos économies (activités industrielles, trafic routier, etc.) ainsi qu’à la vie quotidienne (feux domestiques, gestion des déchets, etc.).

Compte tenu du contexte de crise sanitaire lié à la maladie à coronavirus 2019 (covid-19)6, plusieurs États à l’instar de la Côte d’Ivoire ont pris des mesures fortes, allant jusqu’au confinement des populations notamment dans les zones les plus touchées par la covid-19. Suite à ces mesures de confinement, l’on constate une amélioration de la qualité de l’air dans plusieurs villes à travers le monde7. Selon les spécialistes, cette amélioration est due au ralentissement de l’activité économique suite aux mesures de confinement. Autrement dit, les mesures mises en œuvre contre le virus ont ralenti l’activité socio-économique, contribuant ainsi à la réduction de la pollution d’origine humaine d’où l’amélioration de la qualité de l’air.

Figure 2 Effet du confinement sur la qualité de l’air

Fig 2

       
     
   

Nous proposons d’évaluer quantitativement l’effet du confinement mis en place par les autorités ivoiriennes sur la qualité de l’air à Abidjan.

Enjeux de la qualité de l’air en Côte d’Ivoire

La pollution de l’air représente un risque environnemental majeur pour la santé des ivoiriens ; il suffit d'arpenter les rues d’Abidjan pour s’en rendre compte. La Figure 3 présente la nette évolution des trois principaux gaz à effet de serre (GES) en Côte d’Ivoire à savoir, le dioxyde de carbone (CO2), le méthane (CH4) et le protoxyde d’azote (N2O). Sur la période 1973-2012, on note une augmentation de 251%, de 208% et de 141% des émissions de CH4, de N2O et de CO2 respectivement.

Figure 3 Emissions des gaz à effet de serre8 (CO2, CG4 et N2O) en Côte d’Ivoire en équivalent kilo tonne (kt) de CO2

Fig 3

Parallèlement, depuis quelques années, les accidents vasculaires cérébraux (AVC) se présentent comme l’une des causes les plus fréquentes de décès et d'invalidité au sein de la population ivoirienne9 et selon une étude scientifique10, la détérioration de la qualité de l’air est un facteur de risque important des AVC dans les pays en développement. Cela prouve que la question de la qualité de l’air est aujourd’hui un enjeu majeur de santé publique. A travers la ratification du protocole de Kyoto, la Côte d’Ivoire entend lutter contre le danger que représente la dégradation de la qualité de l’air sur l’environnement et la santé des personnes. Cette lutte a par exemple conduit les autorités ivoiriennes à limiter l'âge des véhicules d'occasion importés et leur durée d'exploitation en Côte d'Ivoire. De telles mesures seront certainement de plus en plus adoptées durant les prochaines années.

Implications des mesures de confinement liées à la covid-19

Suite à la confirmation du premier cas d’infection à la covid-19 le 11 mars 2020, le gouvernement a mis en place un ensemble de mesures afin d’enrayer l’épidémie. Les premières mesures (au nombre de treize) sont intervenues le 16 mars et ont essentiellement consisté en des consignes de distanciation sociale et d’interdiction des rassemblements. Huit mesures supplémentaires, plus fermes, ont été adoptées le 23 mars et ont donné lieu à l'instauration de l’état d’urgence sanitaire sur le sol ivoirien. Parmi ces 21 mesures, plusieurs visent particulièrement à restreindre fortement la mobilité des populations et l’isolation d’Abidjan ; ce sont par exemple11 :

  • La fermeture de tous les établissements d’enseignement préscolaire, primaire, secondaire et supérieur ;
  • L'instauration d'un couvre-feu de 21h00 à 5h00 du matin ;
  • La régulation des transports interurbains, intercommunaux, intracommunaux et l'interdiction des déplacements non autorisés entre Abidjan et l'intérieur du pays ;
  • Le confinement progressif des populations par aire géographique, en fonction de l'évolution de la pandémie.

Ces mesures ont certainement ralenti l’activité socio-économique au sein de la capitale économique, mais ce ralentissement a-t-il significativement conduit à une amélioration de la qualité de l’air à Abidjan ? Nous sommes tentés de répondre par l’affirmative vu la baisse du trafic routier dans la capitale économique ; l’analyse de l’évolution de l’indice de la qualité de l’air (Air Quality Index – AQI) renforce cette hypothèse.

Encadré 1 Indice de la qualité de l’air (AQI)

Fig 4

Source : Plume Labs – https://plumelabs.zendesk.com/hc/fr/articles/360008268434-What-is-the-Plume-AQI-

Figure 4 Evolution de la qualité de l’air à Abidjan (du 10 novembre 2019 au 30 avril 2020)

Fig 5

La Figure 4 montre bien une amélioration continue de la qualité de l’air à Abidjan dès la mi-février (caractérisée par une baisse de l’AQI) soit environ un mois avant la mise en œuvre des premières mesures de confinement, entrées en vigueur à partir du 16 mars. Cette amélioration peut s’expliquer par un phénomène d’anticipation, par exemple un auto-confinement que les populations se sont elles-mêmes imposées afin de se protéger de la pandémie. Ce faible niveau de l’AQI observé n’est toutefois pas exceptionnel dans la mesure où des niveaux similaires d’AQI ont été atteints – bien que ponctuellement – en novembre/décembre ; la principale particularité de la baisse observée dès la mi-février est qu’elle est continue. L’on observe également des pics ponctuels caractérisant une très forte détérioration de la qualité de l’air. Ces pics peuvent avoir plusieurs causes, naturelles ou liées à l’activité humaine. Le plus haut pic que nous observons par exemple en début d’année 2020 s’explique par la forte dégradation de la qualité de l’air liée à une vague d'harmattan particulièrement sévère qui a couvert la capitale12 durant quelques jours. Cela illustre bien le cas d’une pollution d’origine naturelle. Ainsi, dans un contexte où la qualité de l’air peut être dégradée par des facteurs naturels, une analyse causale s’impose afin de conclure si les mesures de confinement (impactant essentiellement les facteurs de pollution liés à l’activité humaine) ont significativement amélioré la qualité de l’air dans métropole ivoirienne.

Analyse causale

L'analyse causale consiste à établir des relations de cause à effet entre certaines variables ou phénomènes. Ce type d’analyse permet d’évaluer l’effet d’un évènement naturel ou d’une intervention politique sur le niveau d’un indicateur d’intérêt. Formellement, notons Eq 1 le niveau de la qualité de l’air à Abidjan suite aux mesures de confinement, c’est-à-dire après le 16 mars 2020. Estimer l’effet causal du confinement sur la qualité de l’air revient à estimer l’écart :

Eq 2, avec  le niveau de la qualité de l’air si le confinement n’était pas entré en vigueur ; cette situation, non observable, est appelée situation contrefactuelle. Toute la difficulté d’une analyse causale est de proposer une estimation robuste de la situation contrefactuelle, Eq 3 afin d’obtenir l’effet causal δ .

Méthode

Afin d’estimer l’effet causal du confinement sur la qualité de l’air à Abidjan, nous avons recours à une méthode d’estimation développée par les équipes de Google pour l'estimation d’effets causaux d'une intervention sur une série temporelle13. Le modèle vise essentiellement à estimer Eq 5 à partir d’un modèle bayésien de séries temporelles. Il s’agit d’exploiter la corrélation, antérieure au confinement, entre la qualité de l’air et plusieurs facteurs explicatifs afin de prédire quel aurait été le niveau de la qualité de l’air en l’absence de confinement. L'inférence postérieure de Eq 5s’appuie sur un algorithme de Monte-Carlo par chaînes de Markov.  Les séries temporelles de ces facteurs explicatifs ou prédicteurs sont qualifiées de séries temporelles de contrôle. L'hypothèse principale de la méthode est que les séries temporelles de contrôle n’ont pas été affectées par le confinement ; si les séries temporelles de contrôle sont elles-mêmes susceptibles d’être influencées par le confinement l’estimation de Eq 5 serait biaisée et l’effet causal identifié serait incorrect.

Nous avons donc considéré comme séries temporelles de contrôle l’évolution des conditions météorologiques notamment (i) la température en °C, (ii) l’humidité relative moyenne en %, (iii) les précipitations en mm et (iv) la vitesse du vent en km/h.  La qualité de l'air étant en grande partie dépendante des conditions météorologiques14, le recours à ces facteurs s’avère pertinent. De plus, l’hypothèse principale est largement acceptable étant donné que ces séries temporelles ne concernent que des facteurs naturels, donc probablement pas affectées par les mesures de confinement.

Données

La série temporelle relative au niveau de la qualité de l’air à Abidjan a été extraite depuis  https://air.plumelabs.com/pollution-de-lair-a-abidjan-9CEy

Fig 6

Concernant les séries temporelles de contrôle, elles ont été extraites depuis https://en.tutiempo.net/climate.

Tableau 1 Statistiques descriptives

  Moyenne Ecart type Min Pctl(25) Pctl(75) Max
AQI 26.653 29.692 9 13 25 196
Température (°C) 28.616 0.986 25.2 28.1 29.3 30.2
Humidité (en %) 81.555 5.305 47 80 84 91
Précipitations (en mm) 2.506 11.435 0 0 0 130.05
Vent (en km/h) 10.88 2.566 5.2 8.9 12.6 17.8

Résultats

La valeur moyenne de l’AQI est d'environ 12,37 après le confinement. En l'absence de confinement, cette valeur aurait été d’environ 14,62 soit une qualité de l’air plus faible. L'intervalle de confiance à 95% de cette prévision contrefactuelle est [4,24, 24,97]. En soustrayant cette prédiction de la valeur observée, on obtient une estimation de l'effet causal  que le confinement a eu sur la qualité de l’air à Abidjan. Cet effet est de -2,25 avec un intervalle de confiance à 95% de [-12,60, 8,13]. En termes relatifs, l’AQI a baissé de 15%, avec un intervalle de [-86 %, +56 %].

Figure 5 Effet causal du confinement sur la qualité de l’air à Abidjan

Fig 8

Ainsi, bien qu'il puisse sembler que le confinement ait amélioré la qualité de l’air de 15%, l’effet n'est pas statistiquement significatif. Cet effet apparent pourrait donc être le résultat de fluctuations aléatoires qui ne sont pas nécessairement liées au confinement15. Nous sommes dans l’incapacité de confirmer l’hypothèse selon laquelle le confinement mis en place par les autorités ivoiriennes a eu un effet positif et significatif sur la qualité de l’air à Abidjan. Bien que surprenant, ce résultat met en lumière une observation particulière intéressante.

Activité domestique et pollution

Une récente étude, publiée en septembre 201916, et conduite dans le cadre du programme DACCIW17 a identifié les causes de pollution de l’air à Abidjan. L’étude a révélé que l’activité domestique, notamment l’utilisation du bois ou du charbon de bois pour la cuisson, est l’une des principales causes de pollution dans la capitale. La gestion des déchets est également citée comme une autre cause importante, en particulier à cause des pratiques d’incinération non contrôlée. Étant donné que le confinement n’a pas vocation à réduire l’activité domestique, cette dernière continuerait d’émettre des polluants, dégradant donc toujours la qualité de l’air. Cela pourrait expliquer l’effet positif mais non significatif obtenu : le confinement a certainement contribué à la réduction des émissions de certains polluants mais l’activité domestique, importante source de pollution, limite encore l’effet global sur la qualité de l’air. Cette explication est plausible dès lors qu’une baisse des émissions de polluants non issus de l’activité domestique peut être observée après le confinement. Partant du fait que le confinement réduit principalement les déplacements des populations et donc du trafic routier, l’on devrait observer une baisse des émissions de polluants dues aux véhicules automobiles.

Fig 9

Le dioxyde d’azote NO218, qui est un polluant produit par les moteurs à combustion interne, est donc un bon indicateur de l'activité humaine non domestique et l’on observe en moyenne une baisse généralisée d’émission de ce polluant19.

En somme, nous pouvons conclure que le confinement a bien conduit à la réduction de la pollution d’origine humaine, notamment la pollution liée au trafic routier. Cette réduction n’a toutefois pas engendré à une amélioration significative de la qualité de l’air à Abidjan étant donné la pollution générée par d’autres sources de pollution, notamment l’activité domestique. Ce résultat met en exergue la nécessité de promouvoir des modes de vie moins polluants auprès des abidjanais ; une telle transition serait difficilement envisageable sans des actions fortes du pouvoir public.

 

Notes

1. Une étude publiée en mars 2020 révèle que la pollution de l’air est capable de raccourcir de 3 ans en moyenne l'espérance de vie. En 2015, elle a causé 8,8 millions de morts prématurées à l’échelle mondiale. Lelieveld et al.,2020, Loss of life expectancy from air pollution compared to other risk factors: a worldwide perspective, Cardiovascular Research, https://doi.org/10.1093/cvr/cvaa025

2. Djossou et al., 2018, Mass concentration, optical depth and carbon composition of particulate matter in the major southern West African cities of Cotonou (Benin) and Abidjan (Côte d’Ivoire), Atmos. Chem. Phys., 18, 6275–6291, https://doi.org/10.5194/acp-18-6275-2018

3. https://atmo-france.org/les-effets-de-la-meteo-sur-lair/

4. https://www.atmo-bfc.org/qui-sommes-nous/actualites/le-role-de-la-meteo-sur-la-qualite-de-l-air

5. YuHui Di and RuoRong Li, 2019, Correlation analysis of AQI characteristics and meteorological conditions in heating season, IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 242 022067. https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1755-1315/242/2/022067/pdf

6. L'Académie française recommande d'utiliser le mot covid-19 au féminin plutôt qu'au masculin : http://www.academie-francaise.fr/le-covid-19-ou-la-covid-19

7. https://www.eea.europa.eu/themes/air/air-quality-and-covid19

8. Tous les GES sont ramenés à un même équivalent en kilo tonne (kt) de CO2 en fonction de leur « potentiel de réchauffement planétaire » : le multiplicateur du CH4 est de 25 et celui du N2O est de 298.

9. http://www.healthdata.org/cote-divoire

10. VL Feigin, et al, 2016, Global burden of stroke and risk factors in 188 countries, during 1990–2013: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2013. Lancet Neurol, http://dx.doi.org/10.1016/S1474-4422(16)30073-4

11. Première vague de mesures (13) : https://cgeci.com/wp-content/uploads/2020/04/COVID-19-Conseil-National-de-S%C3%A9curit%C3%A9.pdf

Seconde vague de mesures (8) : https://www.rti.ci/info/politique/26688/la-cote-divoire-adopte-8-mesures-supplementaires-pour-freiner-la-propagation-du-coronavirus

12.https://www.yeclo.com/harmattan-2020-vague-de-froid-sur-abidjan-ce-dimanche-5-janvier-et-10-degres-c-dans-louest-et-au-nord/ 

13. https://research.google/pubs/pub41854/. Pour notre analyse, la méthode a été mise en œuvre à partir de la librairie CausalImpact du logiciel R.

14. https://atmo-france.org/les-effets-de-la-meteo-sur-lair/

15. Il convient de noter que cet effet non significatif pourrait être lié, dans une certaine mesure, à une corrélation relativement faible entre les séries temporelles de contrôle et la qualité de l’air pendant la période d'apprentissage (antérieure au confinement).

16. Dominutti et al., 2019. Anthropogenic VOCs in Abidjan, southern West Africa: from source quantification to atmospheric impacts Atmos. Chem. Phys., 19 (2019), pp. 11721-11741 https://www.atmos-chem-phys.net/19/11721/2019/

17. Dynamics-Aerosol-Chemistry-Cloud Interactions in West Africa (https://www.dacciwa.eu/). En savoir plus : http://www.cnrs.fr/fr/dacciwa-mieux-comprendre-les-impacts-de-la-pollution-en-afrique-de-louest

18. Pour rappel, le dioxyde d’azote fait partie des 5 polluants considérés dans la définition de l’indice de la qualité de l’air (AQI).

19. Certains pics ponctuels sont toutefois observables après le confinement (durant le week-end pascal par exemple).

 

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