Les navires émettent encore trop d’oxyde d’azote. Jusqu’à présent, il était impossible de mesurer cela en mer, mais cela est en train de changer. Solomiia Kurchaba a combiné des données satellitaires et développé des algorithmes pour identifier les navires qui émettent trop. Kurchaba a obtenu son doctorat. le 11 juin.
Alors que les voitures, les centrales électriques et les industries réduisent leurs émissions d’oxydes d’azote (NOx), le secteur du transport maritime est à la traîne. Malgré des réglementations plus strictes en matière d’émissions pour les nouveaux navires, les émissions ont à peine diminué. Les oxydes d’azote provoquent du smog et des pluies acides, nocifs pour l’homme et la nature. L’Organisation maritime internationale (OMI) vise à réglementer les émissions des navires, mais cela constitue un défi.
L’Ukrainienne Solomiia Kurchaba, qui a étudié l’éconophysique et la physique théorique en Pologne, explique : « Dans les ports et le long des côtes, les émissions peuvent être mesurées, mais en haute mer, ce n’est pas réalisable. utilise ou quelle quantité d’oxyde d’azote il émet.
Mais il existe désormais l’instrument satellite Tropomi, dirigé par l’Institut royal météorologique des Pays-Bas (KNMI). Depuis 2017, il tourne autour de la Terre toutes les 100 minutes et mesure divers composés présents dans la basse atmosphère, notamment le méthane, l’ozone, le monoxyde de carbone et le dioxyde d’azote (NO2).
Kurchaba déclare : « Chaque jour, il crée des cartes mondiales complètes avec lesquelles vous pouvez surveiller les composés liés à la qualité de l’air et au climat. Avec cet instrument, nous pouvons cartographier la pollution de l’air par pays et même par ville.
À partir des données, on peut déduire les émissions provenant d’activités telles que la combustion de biomasse ou l’extraction de charbon, ainsi que du transport maritime. « Lorsque j’ai commencé mes recherches en 2019, il venait d’être révélé que Tropomi pouvait détecter des panaches de NO2 provenant de certains navires », ajoute Kurchaba.
Une découverte prometteuse, mais avec des réserves. « Les données étaient bruyantes et il est difficile d’isoler les émissions des navires du reste des données. De plus, tous les panaches des navires ne sont pas distinguables. Peut-être ceux des plus gros navires, mais jusqu’où peut-on aller ? »
Ce défi était à la base de la recherche doctorale de Kurchaba. « J’ai dû développer des méthodes, basées sur l’apprentissage automatique, qui nous permettent non seulement de détecter automatiquement les panaches des navires, mais également d’identifier de quel navire ils proviennent et si ce navire émet plus que prévu. »
Kurchaba a fusionné les données de Tropomi avec des informations supplémentaires sur les mouvements des navires et a développé des algorithmes pour extraire les détails pertinents. « Je suis fier du résultat. Nous sommes partis de rien et nous disposons désormais d’une base solide qui rapproche beaucoup plus la surveillance des émissions des navires basée sur les données satellitaires. Il y a encore des recherches à faire pour voir dans quelle mesure nous pouvons améliorer le qualité d’extraction du signal satellite. Peut-être que d’autres composés pourraient nous aider à mieux « tracer les traces des navires ».
Une fois le système mis en œuvre, l’Inspection de l’environnement humain et des transports (ILT) des Pays-Bas pourra l’utiliser. « Les inspecteurs pourraient alors monter à bord des navires identifiés comme émetteurs anormaux et vérifier par exemple la qualité du carburant et la configuration des moteurs », explique Tropomi.
Il était parfois très difficile de résoudre tous les problèmes qu’elle rencontrait, explique Kurchaba. Mais elle n’en a pas assez de Tropomi. « À l’Institut néerlandais de recherche spatiale SRON, je travaille actuellement avec les données Tropomi sur le méthane. Je développe des méthodes utilisant l’apprentissage automatique pour détecter les panaches de méthane provenant de super-émetteurs comme les mines de charbon, les décharges et l’industrie pétrolière et gazière. »
Plus d’informations :
Thèse : Solomiia Kurchaba, Estimation du NO2 basée sur l’apprentissage automatique à partir de navires de mer à l’aide des données satellite TROPOMI/S5P