Des chercheurs du Département des sciences de l'ingénieur de l'Université et de l'École de géographie et de l'environnement pensent avoir découvert une nouvelle façon d'estimer avec précision les ressources en eaux souterraines en Afrique, en utilisant des technologies mobiles à faible coût adaptées aux pompes à main existantes.

Environ un million de pompes à main alimentent en eau souterraine les populations rurales d'Afrique. L'eau souterraine est utilisée chaque jour par environ 200 millions d'Africains ruraux car il s'agit d'une eau largement disponible, source d'eau potable fiable et sûre. Pourtant, selon un nouveau document de recherche de l'Université d'Oxford, bien que les eaux souterraines soient essentielles à la croissance et au développement de l'Afrique, il y a actuellement trop peu de données pour gérer efficacement cette ressource critique. Les chercheurs ont découvert que la mesure des vibrations lorsque la poignée de la pompe monte et descend donne de nouvelles informations sur la profondeur de la nappe phréatique. Les chercheurs affirment que l'étude a le potentiel d'être étendue à toute l'Afrique, ce qui signifie qu'à chaque fois qu'un villageois pompait de l'eau, les données pourraient être récoltées à partir des vibrations de la poignée. Les données d'un réseau de pompes à main à travers la région pourraient être transmises et stockées dans le cloud, créer un ensemble de données publiques qui surveille pour la première fois les réserves d'eau souterraine à travers l'Afrique. La recherche est soutenue par le Département du développement international, les Conseils de recherche du Royaume-Uni et l'UNICEF.

L'équipe d'Oxford a commencé à tester des « pompes à main intelligentes » dans 60 villages du Kenya rural en 2012. Ils ont découvert que des transmetteurs de données fixés au manche des pompes à main leur permettaient d'estimer la quantité d'eau extraite de chaque pompe sur une base horaire. Ils ont maintenant développé une nouvelle façon d'analyser les données produites par le mouvement des vibrations de la poignée. Les chercheurs ont enregistré des pompages pendant 20 secondes à trois minutes sur des sites au Kenya et à Oxford. Les lectures ont été transmises à un ordinateur portable à partir d'un accéléromètre monté sur la poignée de la pompe. Ils ont découvert que lorsque la pompe est utilisée pour puiser l'eau d'un aquifère profond, il produit des modèles de vibration différents que lorsque le niveau de l'eau est moins profond. Les différences dans la dynamique de la pompe à main ont été analysées à l'aide de techniques d'apprentissage automatique, qui peut capter des motifs subtils dans les données de vibration pour donner des estimations de la profondeur des aquifères au moment de l'extraction de l'eau.

Auteur principal Dr David Clifton, Professeur agrégé de sciences de l'ingénieur à l'Université d'Oxford, a déclaré : « Ce projet est un excellent exemple d'utilisation des derniers développements en matière de capteurs mobiles à faible coût et d'apprentissage automatique ; travailler en étroite collaboration avec des experts en développement, nous pouvons aider à lutter contre la sécurité de l'eau, qui est une question d'une importance capitale dans le monde en développement. Cela montre ce que nous pouvons faire à la fois pour renforcer les capacités scientifiques au Royaume-Uni et aider les pays à atteindre les objectifs de développement durable des Nations Unies en garantissant l'accès à l'eau potable.

On estime que la quantité d'eau souterraine en Afrique est plus de 100 fois supérieure aux sources d'eau douce renouvelables annuelles de la région, dit le journal. La recherche avertit les décideurs qu'il y a une « urgence croissante » à agir alors que la région fait face à des demandes croissantes d'eau domestique, secteurs industriels et agricoles. Pourtant, le document indique que les contrôles sur la manière dont les ressources en eau sont conservées et gérées sont soit faibles, soit totalement absents. Le changement climatique imprévisible aggrave la situation, ce qui rend cette recherche encore plus importante car elle a montré que ce système a le potentiel de gérer, réguler et surveiller les ressources en eaux souterraines à grande échelle, dit l'étude.

Coauteur, Dr Rob Hope, Professeur agrégé de l'École de géographie et de l'environnement de l'Université, a déclaré:«Plus de quatre personnes sur cinq n'ayant pas accès à de l'eau potable vivent dans des zones rurales et dépendent des eaux souterraines. Cet exemple d'« infrastructure accidentelle » profite aux communautés rurales en fournissant des données essentielles qui aident à atteindre les objectifs nationaux et mondiaux en matière de sécurité de l'eau. Les pompes à main intelligentes ont déjà contribué à réduire les temps d'arrêt des pompes à main cassées de plus d'un mois à moins de trois jours. Cette innovation offre de nouvelles, des données précieuses leur permettant d'anticiper et de répondre aux événements de sécheresse imprévisibles qui ont actuellement un coût social et économique énorme pour les populations du Kenya et des pays voisins.'