219 millions de personnes ont subi les effets du paludisme en 2017, causant 435 000 décès. On peut facilement se sentir dépassé par les décès causés par le paludisme quand les chiffres prennent une telle proportion. 92 % des décès dus au paludisme en 2017 étaient observées en Afrique, dont 60 % concernaient des enfants de moins de 5 ans.
Ces chiffres sont toutefois en amélioration au regard des ravages historiques causés par le paludisme, qui a connu un pic en 2004, avec près de 930 000 décès. Les résultats de l’effort mondial pour combattre ce fléau ont été très prometteurs : l’adoption généralisée de moustiquaires et de la pulvérisation de pesticides en intérieur dans les zones à risques de paludisme ont contribué à éviter les piqûres de moustiques et ainsi la propagation de la maladie.
Cependant, aux limites préoccupantes de financement dans la lutte contre le paludisme, s’ajoute la preuve irréfutable que les moustiques développent une résistance aux insecticides. Le rapport 2018 de l’OMS a montré des statistiques inquiétantes au regard du paludisme : ces dernières années, les 10 pays du continent africain où le paludisme est le plus lourd ont observé une augmentation du nombre de cas de près de 3,5 millions. Nous sommes arrivés à un tournant où l’innovation et l’effort collectif sont décisifs pour éradiquer le paludisme.
Une idée ambitieuse
En 2015, Guido Welter de Anti-Malaria Drones a rencontré le Dr. Bart Knols de l’Université de Radboud afin de développer une nouvelle approche radicale dans la lutte contre le paludisme : la gestion des gîtes larvaires (GGL) par les drones. Dr. Knols, un entomologiste dédié à la lutte contre le paludisme, est reconnu pour ses expérimentations en termes de nouvelles techniques de GGL.
Les femelles moustiques pondent leurs oeufs dans les points d’eau stagnantes et peu profonds, tels que les marais, les étangs, les rives de rivières, ou encore les rizières irriguées. Nous pouvons, en théorie, cibler ces points d’eau pour interrompre le développement de l’oeuf à larve, pupe puis adulte. En combattant directement les zones de reproduction des moustiques, nous pouvons en supprimer les populations et par conséquent, arrêter la propagation du paludisme.
La GGL conventionnelle est cependant limitée par certains facteurs. Les zones de reproduction des moustiques sont généralement traitées avec des pesticides dangereux dont l’utilisation peut s’avérer problématiques dans certains foyers du paludisme, comme la Tanzanie, où le riz est la base de l’alimentation, et les rizières représentent un environnement idéal à la reproduction des moustiques. De plus, l’application manuelle de pesticides expose les pulvérisateurs à dos aux produits chimiques et aux moustiques alors qu’ils passent dans ces points d’eau.
Prenant en considération les limitations de la GGL conventionnelle, M. Welter et le Dr. Knols pensent avoir trouver la solution idéale :
- Remplacer le pulvérisateur à dos vulnérable par un drone pulvérisateur
- Remplacer les pesticides dangereux par du polydiméthylsiloxane
Plus généralement connu sous son nom de marque Aquatain, ce liquide non toxique biodégradable à base de silicone a déjà été prouvé viable par le Dr. Knols pour la GGL. Une petite quantité de Aquatain versée dans une étendue d’eau telle qu’une rizière irriguée se propage à la surface et forme une fine pellicule. Lorsque la larve et la pupe nagent à la surface pour respirer, elles se retrouvent dans la pellicule d’Aquatain qui sert de barrière et les empêchent de respirer de l’oxygène. En deux jours, toutes les larves et pupes sont noyées. Généralement pulvérisé manuellement, l’Aquatain est idéal pour les petites étendues d’eau telles que les seaux de votre jardin ; cette solution n’est cependant ni efficace ni rentable pour des étendues plus importantes.
« L’utilisation de drones pulvérisateurs s’avère essentielle dans le traitement de grandes rizières, dans la mesure où la pulvérisation manuelle exige beaucoup de temps et l’utilisation d’un hélicoptère trop coûteuse et tout simplement irréaliste. » – Dr. Knols
En 2017, après de longues recherches, Anti-Malaria Drones a contacté DJI au sujet d’un potentiel drone pulvérisateur pour Aquatain. Eduardo Rodriguez, Responsable Produit Europe à DJI Enterprise, a immédiatement reconnu le potentiel de cette proposition et a personnellement mené ce projet. Le Agras MG-1S, un drone agricole de précision a été désigné comme solution la plus prometteuse pour cette mission. Cependant, les tests initiaux réalisés à Francfort ont rapidement révélé que le MG-1S, dans sa forme standard, n’était pas assez puissant pour pulvériser l’Aquatain. Bien que ses pompes à membrane diffuse parfaitement les fertilisants et pesticides aqueux, l’Aquatain rend le processus plus difficile de par sa texture visqueuse épaisse.
Un design sur mesure pour éradiquer le paludisme
Eduardo, imperturbable, a persévéré et lancé un projet de personnalisation. Suivant les recommandations du fabricant de l’Aquatain, Eduardo a contacté la société italienne Bleu Line, spécialisée dans le contrôle de la lutte anti-parasitaire, qui lui a fourni trois pompes mécaniques puissantes. Eduardo les a ensuite envoyées à l’équipe R&D Agras de DJI qui a démarré le processus de personnalisation.
La pompe à membrane d’un MG-1S d’origine a été retirée puis remplacée par une pompe mécanique. Chaque raccord et câble de pompe a été retravaillé pour pouvoir être intégré à la plateforme de drone. En plus des modifications matérielles, une restructure complète du logiciel a été réalisée, incluant la réécriture de l’algorithme du contrôleur de vol et l’installation du firmware personnalisé sur le drone et sa radiocommande.
À ce jour, il n’existe que deux unités Agras MG-1S personnalisées dans le monde : une avec une seule pompe, et une avec deux pompes.
Des obstacles logistiques internationaux à surpasser
Pendant ce temps, Anti-Malaria Drones travaillait en accord avec les instances gouvernementales et réglementaires pour assurer la validation du projet de pulvérisation par drone. Tanzanian Flying Labs, une branche de la société WeRobotics qui promeut les pôles de connaissance dans les pays du Sud, a fourni un soutien essentiel pour donner vie à ce projet en aidant à surmonter les obstacles logistiques. De plus, les actions du Programme d’élimination du paludisme au Zanzibar (ZAMEP) et de l’Université d’État de Zanzibar (SUZA) ont permis à DJI d’obtenir les permis requis pour l’importation des deux drones agricoles personnalisés à l’étranger, les piloter et réaliser des recherches scientifiques.
Les pieds sur terre (et les drones dans le ciel) au Zanzibar
« Cela a pris quelques années… principalement à cause du délai d’obtention de l’autorisation de vol des drones. » – Dr. Knols
Fin octobre, après des années de planification, Eduardo, Dr. Knols, une équipe d’entomologistes dont le Dr. Wolfgang Richard Mukabana de l’Université de Nairobi, ainsi que les représentants de Tanzania Flying Labs, ZAEMP et SUZA se sont réunis au Zanzibar. Tous en possession des permis nécessaires et des deux plateformes MG-1S, l’équipe était prête à voler, pulvériser et mesurer les résultats.
Des pilotes professionnels de Tanzanie, du Kenya et Ouganda se sont rassemblés en vue d’être formés au pilotage du MG-1S et déploiement de l’Aquatain sur les rizières.
« Avec l’aide d’un drone, la pulvérisation de l’Aquatain est idéale car les hélices agitent l’eau, permettant ainsi une propagation plus rapide, efficace et homogène, déclare Eduardo. C’est non seulement plus rapide et efficace que la pulvérisation manuelle, mais aussi plus sûr. »
Pendant ce temps, le Dr. Knols et le Dr. Mukabana, soutenus par le Ministère de la Santé de Zanzibar, ont lancé une étude systématique en vue de mesurer l’efficacité de la pulvérisation de l’Aquatain.
Un design expérimental
Une fois la pulvérisation de l’Aquatain terminée, une équipe d’entomologistes a minutieusement analysé neuf rizières au Zanzibar pendant 30 jours. Ces neuf rizières ont été divisées en trois groupes expérimentaux, chacun ayant reçu une quantité différente d’Aquatain. Trois ont reçu une solution d’Aquatain de 1 ml/m2, trois autres, une solution d’Aquatain de 5 ml/m2, et trois ont reçu seulement de l’eau, pour contrôle.
Tout au long de l’expérience, les entomologistes rassemblent des échantillons d’eau provenant de chacune des neufs rizières, et analysent le nombre d’oeufs, de larves et de pupes. En outre, dans l’éventualité où les larves ou pupes atteignent l’état adulte, un filet d’urgence a été placé au dessus des points d’eau afin de les piéger puis les compter. Le nombre d’oeufs, larves, pupes et moustiques adultes observés dans chaque rizière peut ensuite être analysé et comparé.
Des résultats attendus
Cette expérience est une première tentative dans le domaine, et DJI attend les résultats avec impatience. La publication des conclusions est prévue courant 2020, permettant de déterminer l’efficacité de la GGL par les drones grâce au contrôle du taux de reproduction des moustiques. De plus, la comparaison entre les différents groupes de rizières déterminera quelle concentration d’Aquatain assure la plus grande couverture. Dans la mesure où la pulvérisation de 5 ml/m2 est cinq fois plus longue qu’1 ml/m2, la pulvérisation de solutions plus concentrées d’Aquatain nécessitent plus de temps de vol et de changements de batterie ; ces données permettront de définir de meilleures pratiques dans le futur.
En attendant…
Pendant ce temps, les deux drones MG-1S modifiés ont été confiés à Tanzania Flying Labs, qui continue d’organiser des démonstrations et des sessions de formation concernant les plateformes anti-paludisme, et de promouvoir l’impact et l’utilisation des drones agricoles de précision en Afrique.
« Il faut moins de deux heures pour former une personne, soutient Eduardo. Le MG-1S est facile à piloter. C’est un peu comme un Phantom, en plus grand. Ce projet est facilement réalisable à grande échelle par l’éducation, la connaissance, la communication et l’engagement. Tout repose sur la collecte de données. Si le test s’avère concluant, nous pouvons ensuite espérer un développement à grande échelle de la solution. »
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