Lever le voile sur la pollution cachée par le plomb: La puissance informatique au service d'une recherche environnementale cruciale
La pollution par le plomb reste l'une des préoccupations les plus pressantes en matière d'environnement et de santé publique, en particulier pour les enfants, qui sont les plus vulnérables à ses effets dévastateurs. Même à de faibles niveaux d'exposition, le plomb peut causer des dommages irréversibles au cerveau, au système nerveux, au cœur et aux reins. Les enfants exposés au plomb ont souvent un QI plus faible, de mauvais résultats scolaires, des problèmes de comportement et même des risques de santé à long terme, comme les maladies cardiaques, plus tard dans leur vie
Bien que le plomb ait été banni de l'essence il y a plusieurs décennies, la contamination par le plomb persiste dans nos villes. C'est ce que le docteur Alyssa E. Shiel et son équipe du College of Earth, Ocean, and Atmospheric Sciences de l'université d'État de l'Oregon ont démontré dans le cadre de leurs recherches à Portland, dans l'Oregon, aux États-Unis. Une source alarmante ? Le plomb de ces câbles serait mobilisé par l'eau de pluie, les oiseaux, les écureuils et même les tempêtes de vent, contaminant ainsi le sol, la poussière et même la mousse. Cela signifie que le plomb n'est pas seulement présent dans l'environnement, mais qu'il se déplace activement dans les écosystèmes, exposant potentiellement les personnes, en particulier les enfants, à des niveaux nocifs.
Comment les chercheurs détectent-ils et suivent-ils la pollution cachée par le plomb ?
Identifier et évaluer l'étendue de la pollution par le plomb est un défi monumental, qui nécessite de grandes quantités de données et d'analyses. C'est là qu'interviennent l'intelligence artificielle et le calcul à haute performance.
Dre. Shiel et son équipe du College of Earth, Ocean, and Atmospheric Sciences de l'Oregon State University utilisent des techniques d'intelligence artificielle avancées, en particulier un modèle de détection d'objets connu sous le nom de YOLO, pour analyser les images de Google Street View et identifier les câbles de plomb dangereux. Ce qui nécessitait auparavant des recherches manuelles et fastidieuses est désormais automatisé, ce qui permet aux chercheurs de cartographier efficacement des quartiers entiers, voire des villes. Grâce à des ressources informatiques accrues, ces travaux pourront être étendus au-delà de l'Oregon, à d'autres États et, à terme, à d'autres pays où des risques similaires peuvent exister. "On estime qu'il existe encore 90 000 miles de ces câbles à travers les États-Unis", souligne Shiel.
Que révèlent les données sur l'impact du plomb sur l'environnement ?
Dre. Shiel, chercheuse spécialisée dans la géochimie environnementale, souligne que la pollution par le plomb est loin d'être un problème statique et qu'elle se déplace activement dans les écosystèmes d'une manière que nous commençons à peine à comprendre.
"Le plomb de ces câbles ne reste pas au même endroit", explique Shiel. "La pluie, le vent et même l'activité biologique peuvent transporter le plomb dans le sol, l'eau et les organismes vivants. Grâce à la cartographie pilotée par l'IA, nous pouvons cartographier l'emplacement de ces câbles de plomb et identifier les zones les plus à risque
Les recherches de son équipe ont analysé 350 échantillons de mousse prélevés dans la ville de Portland, dans l'Oregon, et ont révélé la présence d'un taux élevé de plomb dans toute la ville. Une grande partie de ce plomb est liée à l'utilisation historique d'essence au plomb dans les automobiles et de câbles de télécommunications gainés de plomb. La mousse qui pousse sur les arbres peut servir de bioindicateur de la pollution par le plomb. "Nous avons constaté que les niveaux de plomb dans la mousse des quartiers où se trouvent ces câbles en plomb étaient plus élevés qu'à proximité des sources industrielles", a expliqué Shiel. "Les habitants de ces quartiers ne savent pas que les câbles de plomb sont là, et pourquoi le feraient-ils ? Il pleut littéralement du plomb sur leurs cours, et je pense qu'il est vraiment important que les gens sachent que cela présente un risque pour leur santé", souligne Shiel.
Lorsqu'il s'agit de savoir comment les gens peuvent être exposés à la contamination par le plomb, Shiel explique : "Il y a plusieurs façons dont cela peut se produire. L'une d'entre elles est l'inhalation lorsque le sol est remué, par le vent, la circulation ou les tempêtes. Une autre source d'exposition est l'ingestion, qui se produit souvent lorsqu'une personne mange ou porte à sa bouche un objet contaminé. C'est particulièrement vrai pour les enfants, qui ont tendance à porter à leur bouche des objets provenant du sol. Par exemple, ils peuvent toucher le sol puis leur bouche ou manger des aliments contaminés, ce qui entraîne l'ingestion de plomb. En outre, les gens pensent souvent que leurs maisons sont sûres ; or, le plomb peut facilement être ramené à l'intérieur par les chaussures après un séjour à l'extérieur. Dans certains cas, les gens peuvent même jardiner à proximité ou directement sous lignes de télécommunications à gaine de plomb, cultivant des fruits et des légumes dans des plates-bandes surélevées ou des jardins en pleine terre contaminés par le plomb de ces câbles.
Comment la puissance de calcul accélère-t-elle les solutions environnementales ?
En apprenant à l'IA à reconnaître les câbles de télécommunications à gaine de plomb, les chercheurs peuvent établir des cartes localisant les zones les plus à risque. Mais leur travail ne s'arrête pas là. Ils collaborent avec des agences sanitaires, des organismes de réglementation environnementale et des commissions des services publics afin de sensibiliser le public et d'explorer des solutions, telles que l'enlèvement de ces câbles, le remplacement des sols contaminés ou l'atténuation des risques posés par leur présence. "Nous discutons avec la commission des services publics et le ministère de la qualité de l'environnement pour voir s'il est possible de faire enlever ces câbles afin qu'ils cessent de libérer du plomb supplémentaire dans les sols", explique Shiel.
"Nous vivons dans un monde de données volumineuses, mais sans accès à la puissance de calcul, nous ne pouvons pas les exploiter pleinement", explique Shiel. "Les ressources informatiques nous permettent d'obtenir des informations critiques sur l'environnement qui, autrement, resteraient cachées.
Pourquoi le soutien des donateurs est-il essentiel pour cette recherche ?
Cette recherche illustre la manière dont les ressources informatiques de pointe peuvent faire progresser la science de l'environnement. La capacité à traiter des ensembles de données massifs, à extraire des informations significatives et à créer des solutions exploitables dépend de l'accès à une puissance de calcul robuste. Grâce aux contributions d'organisations telles que Computing for Humanity, les chercheurs peuvent désormais analyser davantage de données, former plus rapidement des modèles d'intelligence artificielle et produire des évaluations de risques plus précises.
"Plus nous pourrons traiter de données, plus nous pourrons affiner notre compréhension de la pollution par le plomb et mettre au point des interventions ciblées", explique Shiel. "Sans l'informatique de pointe, une grande partie de ce travail serait impossible.
En soutenant Computing for Humanity, les donateurs alimentent directement la recherche de pointe qui protège la santé publique et l'environnement. Avec des ressources informatiques plus puissantes, nous pouvons relever des défis encore plus importants, en veillant à ce que les menaces invisibles qui se cachent dans nos villes ne passent pas inaperçues et ne restent pas sans réponse.