Le droit humain à l'eau et à l'assainissement 

À quoi ressemble votre routine matinale ? Pour la plupart des lecteurs, je suppose que vous utilisez les toilettes, vous vous lavez les mains et peut-être que vous prenez une douche. Cependant, vous arrive-t-il de vous arrêter pour réfléchir à l'eau que vous utilisez sous la douche ou au savon que vous utilisez pour vous laver les mains ? Souvent, surtout dans les pays développés, ces choses sont considérées comme allant de soi, en considérant à juste titre l'accès à une eau adéquate, à l'assainissement et à l'hygiène (WASH) comme des droits humains fondamentaux (Figure 1).

Cependant, que se passe-t-il si vous n'avez pas accès à des installations WASH adéquates ? Votre routine matinale devient très différente, tout comme le reste de votre journée. Pour de nombreuses personnes à travers le monde, c'est une réalité quotidienne. Ceux qui sont sans abri ou vivant dans des quartiers informels et des camps de réfugiés font partie des plus vulnérables aux services WASH de mauvaise qualité. Avec plus d'un milliard de personnes recensées vivant dans des établissements informels (24 % de la population urbaine mondiale) (Nations Unies 2020), dont 6,6 millions vivent dans des camps de réfugiés (HCR 2021), ce n'est pas un petit problème. Les quartiers informels sont classés comme : 

"des zones résidentielles où les habitants n'ont souvent aucune sécurité d'occupation pour le terrain ou les logements qu'ils habitent ; les quartiers manquent généralement de services de base et d'infrastructures urbaines ; et les logements peuvent ne pas être conformes à la réglementation en matière d'urbanisme et de construction et sont souvent situés dans des zones géographiquement et écologiquement sensibles" - (ONU-Habitat 2015). 

Les camps de réfugiés, une forme d’établissements informels, sont classés comme : 

"des installations temporaires construites pour fournir une assistance et une protection immédiates aux personnes contraintes de fuir leur foyer... afin de garantir la sécurité des personnes pendant des urgences spécifiques, mais les situations d'urgence peuvent se prolonger, ce qui amène les gens à vivre dans des camps pendant des années, voire des décennies" - (HCR 2021). 

Que ce soit en raison de leur nature "temporaire", de leurs populations denses, de l'absence de tenure sécurisée ou de leur emplacement difficile, les établissements informels ne doivent pas être exclus de la fourniture des mêmes services de base qu'ailleurs. Cependant, la prestation de services dans de tels quartiers, que ce soit en matière de WASH, de logement, de nutrition ou d'éducation, est confrontée à des défis particuliers, et un accès insuffisant à ces services met en danger la vie et les moyens de subsistance au quotidien. 

Les défis des services WASH dans les quartiers informels  

Dans certaines villes, entre 30 et 70 % des habitants vivent dans des quartiers informels qui ne sont pas couverts par les services WASH de la ville (UNICEF et UN-Habitat 2020), ce qui pose une myriade de problèmes. En l'absence de systèmes d'assainissement centralisés et de vidange insuffisante des fosses septiques et des latrines, les eaux usées et les eaux grises s'écoulent souvent à ciel ouvert dans les rues, exposant les habitants à des maladies. Un diagramme de flux des déchets fécaux de Dhaka montre l'absence de systèmes d'égouts et le volume disproportionné (69 %) de boues fécales provenant d'installations sur place qui sont laissées à l'abandon dans l'environnement (figure 2). Cette situation est exacerbée par la mauvaise gestion des installations sanitaires communes (lorsqu'elles existent), la défécation à l'air libre et la proximité des latrines favorisant la contamination et l'insalubrité. Le manque d'eau potable, de savon et de produits d'hygiène féminine limite la capacité des résidents à pratiquer une hygiène adéquate, ce qui favorise la propagation des maladies, tandis que les longues marches et les temps d'attente pour obtenir de l'eau mettent en péril la sécurité physique des femmes et des jeunes filles et réduisent le temps qu'elles consacrent à l'éducation. ter 2010). 

Ces problèmes sont aggravés par le manque de données spatiales et temporelles précises, pertinentes et opportunes pour décrire la démographie et les conditions de vie dans les quartiers informels (Niva, Taka et Varis 2019). En l'absence de données et de cartes ultérieures sur la taille et la complexité de ces résidences et des infrastructures présentes, il est presque impossible de planifier les services et d'améliorer ces espaces à l'avenir.  
Avec les pressions supplémentaires exercées par Covid-19, le changement climatique et l'augmentation du nombre de personnes déplacées et de celles qui vivent dans des zones d'habitat informel, les défis à relever dans de telles situations ne feront que s'accroître. Le droit humain à l'eau et à l'assainissement ne devrait pas être étendu à quelques privilégiés, tout en laissant de côté une grande partie de la société. Que peut-on donc faire pour relever les défis liés à la fourniture de services WASH dans les quartiers informels et les camps ?  

Améliorer la fourniture de services WASH grâce aux technologies spatiales  

Outre la nécessité évidente d'améliorer les infrastructures et la disponibilité des services WASH sur le terrain, il est essentiel d'investir dans la gestion des données pour y parvenir. Comme le souligne Cooper (2020), politologue dans le secteur du développement  

"les preuves des crises humanitaires dans le monde entier ont montré comment les performances des services publics ont été affectées par le manque de données dans les communautés marginalisées et ont démontré la nécessité d'une collaboration plus étroite avec les acteurs locaux". 

Les méthodes conventionnelles de collecte de données dans les quartiers informels sont limitées, notamment en raison du manque de temps et de leur nature dynamique et dense. Ainsi, les technologies spatiales offrent des possibilités inégalées de collecte de données qui peuvent favoriser l'accès à l'eau, à l'assainissement et à l'hygiène dans ces localités.  

Les technologies de télédétection et les systèmes d'information géographique (SIG) permettent de relever certains défis en matière de données dans les quartiers informels. Qu'il s'agisse de délimiter l'étendue des quartiers et de faciliter l'installation des camps, ou d'identifier les services WASH et la dynamique des populations, les données spatiales intégrées peuvent contribuer à combler certaines lacunes dans notre compréhension de ces quartiers. Le tableau 1 présente les capacités de mesure et le potentiel d'analyse des différentes technologies spatiales qui se sont avérées utiles dans les quartiers informels.

Détection et sélection des sites d'habitat informel et des campements  

De nombreuses études ont utilisé des images de télédétection pour délimiter l'étendue des campements informels, en particulier en utilisant des images satellite à haute résolution (>30cm / pixel) provenant d'instruments tels que IKONOS, QuickBird, SPOT-5, et ERS SAR (Muli 2013 ; Dalen et al. 2000). En utilisant des techniques manuelles (interprétation visuelle des cartes) et automatisées (algorithmes d'apprentissage automatique), les établissements humains peuvent être enregistrés et les services tels que les points d'eau et les latrines peuvent être mieux planifiés et distribués. Les projets suivants sont des exemples d'utilisation de ces techniques. 

Le projet ENVIREF (contrôle de l’ENVIronnement des camps de REfugiés utilisant des images satellitaires de haute résolution), lancé en 1998, a été l'un des premiers projets à explorer le potentiel de la géomatique civile pour aider à répondre aux urgences humanitaires complexes. Le projet a illustré le type de renseignements qui pouvait être extrait manuellement à partir d'images satellites à moyenne et haute résolution disponibles dans le commerce (Joshi 2012). Les données des capteurs LANDSAT TM/ETM+, SPOT et IRS-1D ont été utilisées pour mesurer l'emplacement et l'étendue des camps de réfugiés et de leurs environs à des échelles allant de 1:15 000 à 1:250 000 (Johannessen et al. 2001). Une carte de Kukes, en Albanie, par exemple, a été créée à partir d'une combinaison d'images LANDSAT TM (30 m), pour les informations thématiques, et d'une image IRS-1D (6 m) pour les détails spatiaux tels que les infrastructures, les ressources en eau et la couverture végétale (figure 3).

L'imagerie ERS SAR (European Remote Sensing satellites Synthetic Aperture Radar) offre des possibilités supérieures à celles des capteurs optiques, car le radar a une capacité pour presque tout temps, ce qui le rend utile pour détecter des agglomérations dans le monde entier, en particulier dans les régions tropicales couvertes de nuages, où l'utilisation d'autres satellites est entravée. Les images radar peuvent être comparées à des cartes topographiques et à des images optiques afin de détecter des agglomérations qui n'auraient pas été détectées en utilisant uniquement des images radar, mais le principal défi consiste à obtenir une géo-rectification décente de l'image à l'aide de données MNT.  

Un exemple d'utilisation de l'ERS SAR concerne quatre camps de réfugiés dans le district de Jhapa au Népal. La géo-rectification a été réalisée à l'aide de cartes topographiques au 1/25 000 et d'une scène Landsat-7 ETM+, puis la localisation et le périmètre des camps ont été recherchés à l'aide de données vectorielles. Deux des établissements, dont le camp de Beldangi (figure 4), ont été identifiés avec une grande précision, peut-être en partie en raison du contraste élevé avec la forêt environnante (Dalen et al. 2000).

Plusieurs études ont également exploré le potentiel des procédures semi-automatiques et automatisées pour délimiter les établissements informels. Stasolla et Gamba (2007) ont utilisé des images satellite SPOT-5 avec une résolution spatiale de 2,5 m pour détecter les camps de réfugiés au Darfour, au Soudan (figure 5). Ils ont utilisé une procédure semi-automatique pour détecter les limites et l'étendue des établissements formels et informels, en différenciant les deux sur la base des densités de construction à l'aide de la variance et de l'algorithme K-means. Bien que cette méthode n'ait pas produit des résultats parfaits pour délimiter l'étendue des établissements, les auteurs suggèrent que des résultats plus précis pourraient être obtenus à partir d'une analyse spatiale réalisée à l'aide de caractéristiques texturales et soulignent que la méthode dépassait les cartes alternatives disponibles à l'époque. 

Outre la détection, les technologies spatiales peuvent également contribuer à la sélection initiale des sites et à la surveillance des camps de réfugiés. Ceci est moins pertinent pour les campements informels, qui ont tendance à se développer de manière non planifiée au fil du temps. Lors de la sélection d'un site, les équipes WASH travaillent en étroite collaboration avec les autorités locales et les équipes chargées des abris pour s'assurer que les besoins du camp en matière d'eau et d'assainissement peuvent être satisfaits. Les caractéristiques à prendre en compte sont la quantité et la qualité de l'eau, la composition du sol et la teneur en eau (pour la faisabilité de la construction), le risque d'inondation (lié à la géomorphologie) et la variabilité saisonnière (HCR 2017), autant d'éléments que la télédétection peut aider à prendre en compte. Les images de télédétection prises plusieurs années auparavant, ainsi que les cartes géologiques, les connaissances locales, les essais de pompage et les études hydrogéologiques peuvent être utilisés collectivement pour faciliter le processus de sélection du site, en veillant à ce que les besoins en matière d'eau, d'assainissement et d'hygiène soient satisfaits le mieux possible. Une fois le site sélectionné, la construction peut être surveillée. SatCen, le Centre satellitaire de l'Union européenne, a par exemple utilisé Sentinel-1 et -2 pour la construction du camp de Char Piya, au Bangladesh, notamment en appliquant des algorithmes de détection automatique des changements aux images afin d'observer l'évolution de la situation au fil du temps (Group on Earth Observations n.d.). 

Cartographie des besoins en matière d'eau, d'assainissement et d'hygiène (WASH)

Pour améliorer l'accès des communautés à une quantité et une qualité suffisantes d'eau, d'assainissement et de pratiques d'hygiène, les organisations non gouvernementales (ONG) et les gouvernements organisent des interventions WASH dans les camps. Ces interventions doivent identifier les besoins en infrastructures WASH et surveiller en permanence l'évolution de la situation WASH (UNHCR 2017).  

Les technologies spatiales peuvent faciliter l'identification des masses d'eau de surface et l'estimation des eaux souterraines stockées dans une région, et peuvent suivre les changements au fil du temps, ce qui permet de s'assurer que les besoins des populations des camps et des hôtes sont satisfaits. L'identification des sources potentielles de pollution de l'eau et des masses d'eau de mauvaise qualité susceptibles de contribuer aux maladies est également cruciale, la télédétection permettant d'évaluer la couleur de l'eau et les solides en suspension, deux éléments utilisés en partie pour évaluer la sécurité d'une source d'eau. En identifiant les services WASH tels que les pompes manuelles, les latrines et les installations d'élimination des déchets, les images de télédétection peuvent s'avérer précieuses pour quantifier les lacunes en matière d'infrastructures WASH et les besoins supplémentaires. Les images peuvent également être utilisées pour mesurer la distance entre les abris et les points d'eau et les latrines - indiquant si les réglementations, telles que les établissements situés à moins de 50 m d'une latrine, sont respectées (Sphere Association 2018). La surveillance GPS in situ est également un outil de cartographie très utile pour localiser des infrastructures spécifiques (voir la cartographie communautaire ci-dessous) et a été largement utilisée par Oxfam pour cartographier les installations WASH pour les réfugiés burundais en Tanzanie. 

Avec le développement de la télédétection à haute résolution (inférieure au mètre), la possibilité d'identifier des infrastructures de construction spécifiques sur le terrain est devenue une réalité. Cette identification peut se faire soit par une interprétation visuelle manuelle, soit par des méthodes de segmentation d'images semi-automatiques ou entièrement automatiques, parfois avec l'aide de la cartographie in-situ. L'utilisation d'images à très haute résolution (HRV) pour identifier la quantité et la distribution spatiale des habitations, la densité des habitations, la structure des camps et la croissance/rétrécissement des camps, par exemple, permet des estimations plus précises de la population, ce qui aide à déterminer le niveau des services requis, tels que le nombre de latrines et de points d'eau.  

E04Hum est un exemple d'initiative menée par Z_GIS à l'université de Salzbourg en collaboration avec Médecins sans frontières (MSF). E04Hum utilise des images provenant de satellites, notamment Copernicus Sentinel-1 et Sentinel-2, ainsi que des données de Worldview de la NASA, parallèlement à des données in situ, pour surveiller les mouvements de population, le potentiel des nappes phréatiques et l'environnement. Par exemple, un système a été mis au point qui, une fois qu'un camp est délimité, peut automatiquement mettre à jour l'expansion ou le rétrécissement du camp, ce qui permet de suivre les tendances de la population. L'imagerie satellitaire permet d'estimer le nombre et la localisation des personnes ayant besoin d'eau, d'installations sanitaires, de vaccins, etc., ce qui limite le temps et les ressources nécessaires pour identifier les sites potentiels de forage d'eau souterraine sur le terrain en estimant la localisation des eaux souterraines à partir des variations de la gravité. Cette initiative a été utilisée avec succès dans le camp de Minawo, au Cameroun, par MSF pour améliorer l'approvisionnement en eau et l'assainissement, ainsi que le soutien nutritionnel et sanitaire (figure 6) (Agence spatiale européenne (ESA) 2019).

Le projet ENVIREF a utilisé des images satellite à haute résolution du satellite IKONOS (résolutions de 1 m et 4 m) obtenues en 1999 pour entreprendre un travail similaire. En utilisant les images pour cartographier manuellement les bâtiments, les abris et les tentes dans les camps de réfugiés népalais et kenyans, il a été possible d'estimer la population. Grâce à des études sur le terrain, le projet a pu délimiter des détails tels que les hôpitaux, les écoles, les puits d'eau, les pompes à essence et les routes. La cartographie a été réalisée par interprétation et numérisation à l'écran d'images RVB (rouge-vert-bleu) et NIR (proche infrarouge) + RVB, l'image satellite étant utilisée pour localiser les bâtiments et un travail in situ étant souvent nécessaire pour les identifier (Johannessen et al. 2001). Une carte détaillée de l'infrastructure du camp de Beldangi II au Népal à l'échelle 1 :5 000 montre toutes les routes secondaires, les bâtiments colorés par catégorie, avec un point signifiant chaque hutte du camp (Figure 7) (Johannessen et al. 2001). 

L'interprétation visuelle traditionnelle des images a tendance à demander beaucoup de travail, à être imprécise et subjective, et elle est particulièrement limitée dans les situations complexes où, par exemple, vous avez différents matériaux de toiture ou des nuages. En outre, l'utilisation d'algorithmes d'apprentissage automatique peu profonds peine à extraire les bâtiments en raison du mélange des bâtiments avec leur environnement, de la hauteur inconnue des bâtiments et de l'effet d'ombre des grands bâtiments (Xin 2018). C'est là que la segmentation automatisée des images, basée sur l'apprentissage profond, peut être utile. (Xin 2018).  

Un réseau neuronal profond conçu pour classer les objets peut conduire à une plus grande précision, objectivité et efficacité que (les méthodes alternatives ou traditionnelles). L'apprentissage profond peut extraire des caractéristiques grâce à sa capacité à apprendre non seulement des caractéristiques sous-jacentes telles que la couleur et le bord, mais aussi des caractéristiques intermédiaires telles que la texture et la forme, et des caractéristiques plus anciennes telles que la tête d'un chien (figure 8) (Xin 2018). En extrayant des caractéristiques à différents niveaux, l'apprentissage profond peut identifier et localiser avec précision des bâtiments, tels que des latrines, des fosses septiques, des stations de transfert de boues de vidange, des réservoirs d'eau et des sources d'eau. La cartographie de ces infrastructures est essentielle pour mettre en évidence les besoins des communautés afin de mieux planifier et cibler les interventions et de mieux gérer les services.

Cartographie communautaire  

Outre l'identification des infrastructures à partir d'images satellite, souvent réalisée par des agences, les travaux menés par les communautés elles-mêmes dans les quartiers informels peuvent s'avérer inestimables pour cartographier les services et améliorer le niveau de vie des personnes qui les entourent. Cette cartographie est souvent réalisée grâce à la collecte de données in situ à l'aide de moniteurs GPS portatifs et de smartphones. Bien que cela prenne beaucoup de temps, la possibilité de responsabiliser et d'éduquer les jeunes populations de nombreux quartiers informels à ce type de compétences peut faire de ces projets une réalité. La télédétection et l'utilisation du GPS sont des compétences très utiles et employables. Un certain nombre de projets innovants menés par les communautés à travers le monde tirent parti de cette situation en permettant aux habitants d'acquérir de telles compétences. 

RefuGIS et Map Kibera sont deux de ces initiatives. RefuGIS, par exemple, a formé des réfugiés syriens dans le camp de Zaatari, en Jordanie, à l'utilisation du GPS, du SIG, des systèmes de coordonnées, d'Excel et de l'Open Data Kit, afin de pouvoir collecter des données spatiales sur le terrain pour cartographier les lieux d'intérêt autour du camp, tels que les écoles, les mosquées et les magasins (Figure 9) (Samson 2018). Dépourvu d'applications SIG et de matériel de technologies de l'information et de la communication (TIC) adéquats, le plan du camp est resté non cartographié jusqu'à la création de RefuGIS, ce qui a permis d'améliorer la gestion des ressources telles que l'eau, l'assainissement et la nourriture.

Conclusion  

Les services d'eau, d'assainissement et d'hygiène (WASH) dans les quartiers informels sont très insuffisants, qu'il s'agisse de canalisations cassées, de latrines communes, de sources d'eau insuffisantes ou de savon. La nécessité d'améliorer les services ne fait aucun doute. Cependant, la planification et la gestion de ces services ne peuvent être menées à bien que si l'on dispose de données sur ces établissements. Lorsqu'un établissement n'est même pas reconnu sur une carte ou qu'aucune information n'est disponible sur les services déjà en place, la tâche des prestataires de services est pratiquement impossible.  

Les technologies spatiales, qu'il s'agisse d'images satellite à haute résolution ou de traceurs GPS, ainsi que l'intelligence artificielle et la collecte de données in situ, offrent des possibilités de collecte de données vitales pour les personnes vivant dans des quartiers informels. En permettant la délimitation, la localisation et l'identification des structures et des estimations de population dans ces quartiers, les prestataires de services peuvent mieux répondre aux besoins des résidents.