Les capteurs de pollution : un outil de collaboration entre les citoyens et les autorités ?

Action contre la pollution de l’air, Paris, juin 2013. © Amis de la Terre CC BY-NC-SA 2.0

Par Sylvain Parasie, médialab*

Un « changement de paradigme », voilà l’expression utilisée par certains militants écologistes et scientifiques de l’environnement pour qualifier l’essor actuel des capteurs numériques de pollution de l’air ⁽¹⁾Snyder, E. G., Watkins, T. H., Solomon, P. A., Thoma, E. D., Williams, R. W., Hagler, G. S., & Preuss, P. W. “The Changing Paradigm of Air Pollution Monitoring”, Environmental Science & Technology, 2013. Moyennant une centaine d’euros, il est désormais possible d’acquérir un petit boîtier qui mesure en temps réel les polluants se trouvant dans l’air que nous respirons (particules, ozone, dioxyde d’azote, etc.). Alors que la surveillance officielle de la qualité de l’air repose, dans la plupart des pays occidentaux, sur un petit nombre de stations à la fois lourdes, coûteuses et éparpillées sur le territoire, la multiplication des micro-capteurs introduirait une rupture profonde. D’abord en rendant visible la pollution sur un balcon, dans une rue ou un quartier – autrement dit à une échelle qui échappait jusqu’alors aux institutions de surveillance. L’air respiré par les individus pourrait ainsi être mieux connu, et les sources de pollution plus identifiables. Ensuite en proposant aux individus des instruments numériques (tels que des applications pour smartphones ou tablettes) pour qu’ils enquêtent par eux-mêmes sur l’air qu’ils respirent et qu’ils puissent ainsi se protéger en adaptant leurs comportements ou en saisissant les autorités.

Station mobile de surveillance de la qualité de l’air de l’association Airaq, à Mussidan, © Cjp24 – CC BY-SA 4.0

L’intégration de ces capteurs au contrôle de la pollution de l’air ne va pourtant pas de soi, tant est grand le fossé entre les institutions et les citoyens. D’un côté, les institutions de surveillance et les chercheurs en sciences environnementales expriment de sérieux doutes vis-à-vis de la qualité des capteurs disponibles sur le marché et remettent en question les mesures produites par ces derniers. Ceux-ci ne font souvent l’objet d’aucune certification, et répondent à un cahier des charges qui est trop éloigné des exigences métrologiques propres aux institutions de surveillance ⁽²⁾Lewis, A. & Edwards, P. – ‘Validate Personal Air-Pollution Sensors’, Nature News, 2016. De l’autre côté, les mobilisations citoyennes sont depuis longtemps très critiques de la façon dont les institutions évaluent les atteintes environnementales, notamment parce que les mesures officielles ne sont pas censées identifier des pics de pollution, mais seulement vérifier si le taux de certains polluants ne dépasse pas, en moyenne et sur la longue période, les seuils fixés par la loi ⁽³⁾Ottinger, G. – ‘Buckets of Resistance: Standards and the Effectiveness of Citizen Science’, Science, Technology, & Human Values, 2010.

Dans ce contexte, comment ces petits capteurs numériques peuvent-ils ouvrir un espace de collaboration entre militants et institutions ? Au terme de quel processus les mesures citoyennes de la pollution sont-elles jugées crédibles par les autorités officielles, alors même qu’elles ne sont pas conformes aux standards métrologiques  ⁽⁴⁾With the exception of Jennifer Gabrys’ work. See J. Gabrys and H. Pritchard – ‘Just Good Enough Data and Environmental Sensing: Moving Beyond Regulatory Benchmarks toward Citizen Action’, International Journal of Spatial Data Infrastructures Research, 2018 ?

California Environmental Protection Agency Logo © Droits protégés

C’est pour répondre à ces questions encore peu étudiées que Sylvain Parasie (médialab, Sciences Po) et François Dedieu (LISIS) ont enquêté en Californie, un État qui se situe à l’avant-garde en matière de régulation environnementale. Au printemps 2017, ils y ont suivi trois associations qui ont déployé des capteurs dont les mesures sont aujourd’hui en partie reconnues par l’Environmental Protection Agency de Californie (Cal EPA). En interrogeant des activistes, des représentants officiels, mais aussi des épidémiologistes et des chercheurs engagés dans la mise en place de ces infrastructures, Sylvain Parasie et François Dedieu ont voulu saisir les conditions auxquelles les mesures citoyennes en viennent à être reconnues comme crédibles par les instances officielles.

Quand le capteur devient un instrument de gouvernement

Programme de surveillance citoyenne de la pollution atmosphérique par le « Comite Civico del Valle, Inc. » © Droits réservés

L’enquête montre d’abord comment des dynamiques politiques et scientifiques ont conduit des acteurs, à l’intérieur des institutions californiennes, à s’intéresser aux mesures produites par les capteurs citoyens et à envisager ces derniers comme des instruments de connaissance et de gouvernement. La montée en force de la « justice environnementale » comme principe politique et juridique depuis le début des années 2000, joue ici un rôle majeur. Inscrit dans les lois californiennes, ce principe contraint les autorités à se préoccuper en priorité des préjudices environnementaux subis par les populations défavorisées d’un point de vue socio-économique. C’est dans ce contexte que certains membres de l’EPA de Californie ont défendu l’idée que les capteurs citoyens permettraient de compléter le réseau officiel de surveillance, en rendant visible la qualité de l’air respiré par les populations les plus vulnérables.

Un « capteur citoyen » de qualité de l’air à San Ysidro (juin 2017) © Parasie & Dedieu

L’essor de l’exposure science a également contribué à rendre les capteurs intéressants pour les institutions de surveillance de l’environnement. Ce domaine de recherche vise à objectiver les conditions réelles dans lesquelles les individus sont exposés aux polluants ⁽⁵⁾Jean-Noël Jouzel – ‘L’usage contrôlé des pesticides. Sociologie d’un mythe d’action publique’, habilitation to supervise research in Sociology, 2018, Sciences Po. Science pratique et réglementaire, l’exposure science s’est constituée comme le chaînon manquant entre les sciences de l’environnement – qui analysent la diffusion des polluants dans les milieux physiques (air, eau, sols) – et l’épidémiologie – qui étudie les effets des polluants sur de grandes populations et sur la longue durée. Les promoteurs de l’exposure science soutiennent qu’une véritable protection des populations exige de pouvoir mesurer l’intensité et la durée du contact avec des agents toxiques présents dans l’environnement. D’où leur intérêt pour des capteurs mesurant la variabilité locale de la pollution. 

Négocier l’infrastructure

Mais, au-delà de ces dynamiques, l’enquête montre l’importance du processus de construction des règles qui encadrent le déploiement de l’infrastructure des capteurs. Pour que les mesures citoyennes puissent être jugées crédibles par les autorités officielles, tout en restant acceptables aux yeux des militants, un ensemble de règles doivent être élaborées à trois niveaux différents : (1) la calibration des capteurs ; (2) le choix de leur emplacement ; (3) la division du travail de contrôle des données et de maintenance du dispositif. Pour chaque niveau, il s’agit de mettre au point des règles qui réduisent les tensions entre les acteurs engagés.

Ozone Air Quality Index, May 28, 2020

Le projet mis en place dans le comté d’Imperial est particulièrement éclairant. Situé le long de la frontière mexicaine, à 200 km de San Diego, ce comté d’Imperial connaît une pollution importante liée aux activités agricoles. Dès son origine, le projet d’infrastructure implique non seulement des habitants du comté, mais aussi des épidémiologistes, des chercheurs et des autorités de surveillance, qui leur fournissent un appui cognitif, matériel et financier.

Calibrer pour intéresser les autorités

La première étape a été celle du calibrage. Pour convaincre les instances officielles de la robustesse des mesures produites par les capteurs citoyens, des chercheurs en sciences environnementales de l’Université de Washington ont comparé de façon systématique les mesures produites par les stations officielles et celles de capteurs citoyens. Ainsi, après avoir testé en laboratoire un échantillon de micro-capteurs spécialisés disponibles dans le commerce, l’équipe de l’Université de Washington a sélectionné les plus pertinents pour les combiner en un dispositif polyvalent ; ce prototype a ensuite été installé dans une station officielle du comté, de façon à le calibrer en fonction des conditions locales d’humidité et de température. Des modèles statistiques ont ainsi été élaborés à partir des deux séries de mesures afin de corriger l’ensemble des données produites à Imperial par les capteurs citoyens une fois installés de façon pérenne sur les toits ou dans les jardins des habitations.

Arbitrer entre les expertises du territoire

Schéma de l’infrastructure de mesure citoyenne de la qualité de l’air à Imperial

La deuxième étape a concerné le choix de l’emplacement des capteurs. Elle a mis aux prises les activistes locaux et les épidémiologistes. D’un côté, les militants environnementaux entendent valoriser l’expertise des habitants, qui savent où résident les populations les plus vulnérables, de quelle façon elles se déplacent dans la ville, et quel voisin acceptera d’héberger un capteur sur le toit de sa maison. De l’autre côté, les épidémiologistes mettent en avant leur expertise, fondée sur des modélisations statistiques, pour définir les emplacements optimaux compte tenu des particularités du territoire. Ici, des spécialistes de l’intervention auprès des populations en matière de santé ont joué les médiateurs, en accompagnant les activistes locaux pour impliquer les habitants dans le choix de l’emplacement de la moitié des capteurs, les épidémiologistes choisissant la localisation des capteurs citoyens restants.

Diviser le travail de maintenance

Department of Environmental & Occupational Health Sciences (univ. of Washington) student Magali Blanco checks mobile monitoring equipment. Photo: Sarah Fish.

La dernière étape a consisté à diviser le travail de maintenance du dispositif entre les acteurs. Dans le comté d’Imperial, les activistes possèdent l’infrastructure – capteurs, serveurs et site web diffusant les mesures de pollution – mais ce sont les épidémiologistes de l’Université de Washington qui transforment les données en mesures de la pollution, et qui se chargent du contrôle quotidien des données. Au moment de l’enquête, la division du travail de maintenance reste toutefois discutée : il n’est pas évident que les activistes locaux puissent se doter des ressources humaines et matérielles nécessaires au contrôle quotidien des données.

Le cas californien montre donc que le déploiement de micro-capteurs numériques ne saurait à lui seul transformer la manière dont s’exerce la surveillance de la pollution de l’air. La crédibilité des mesures citoyennes est une question centrale, qui apparaît à la fois comme étant le résultat de dynamiques politiques et scientifiques, mais aussi de la façon dont l’infrastructure de mesure est élaborée pour réduire les tensions entre les acteurs engagés. Les sciences sociales ont donc un rôle important à jouer, afin d’identifier les nouvelles formes d’asymétrie et de coopération qui sont susceptibles d’émerger dans des contextes politiques, scientifiques et institutionnels particuliers.

Sylvain Parasie est professeur de sociologie au médialab de Sciences Po. Depuis 2010, ses travaux portent sur la façon dont les technologies numériques transforment les manières de s’informer, de débattre et de s’engager dans l’espace public. 

François Dedieu est sociologue au  Laboratoire Interdisciplinaire Sciences Innovations Sociétés de l'Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement (INRAE). Ses recherches portent sur les rapports entre organisations et production de savoirs dans le domaine des risques.