Opinie Wouter de Heij
Les calculs actuels d’azote n’aident personne
Mesurer, c'est savoir. On pourrait le penser. Le médecin peut mesurer votre température de manière très précise, mais ne peut pas en déduire immédiatement si vous êtes malade ou non. Il en va de même pour la nature et Aerius, le thermomètre écologiste. C'est ce qu'affirme Wouter de Heij, ingénieur chimiste de formation et actif en tant qu'entrepreneur dans le domaine de l'innovation alimentaire.
Supposons que les médecins décident de déclarer une personne malade si sa température corporelle dépasse 37,0 °C. Bien que cette valeur limite semble théoriquement très claire et précise, un problème se pose immédiatement. Cela apparaît rapidement lorsque l’on regarde les équipements de mesure. Un thermomètre avec une échelle de 0,2°C ne peut mesurer les degrés que par incréments de 0,2°C. Le médecin ne peut pas enregistrer les fluctuations de température avec plus de décimales.
L'apparence de la précision
L'exemple montre comment la précision fonctionne dans la pratique dans le monde médical. Les médecins comprennent que la température corporelle des individus varie dans une certaine plage. C'est pourquoi ils n'utilisent pas de limite stricte mais une gamme. Dans sa pratique quotidienne, le médecin s'appuie davantage sur des critères diagnostiques que sur une précision apparemment « à toute épreuve » pour améliorer son patient. Étant donné que la température corporelle des adultes varie entre 35,5°C et 37,2°C, fixer une limite à 37,0°C n'est pas utile dans la pratique médicale, mais pas non plus scientifiquement car vous interprétez mal l'état des personnes.
Nous allons encore plus loin. Supposons que quelqu'un possède un thermomètre clinique avec un affichage à cinq décimales et que le médecin indique 37,23542°C. Si cette personne est à 0,03542°C au-dessus de la limite supérieure habituelle de 37,2°C, vous pourriez penser qu'elle est malade. Cependant, la précision d’un instrument de mesure dépend non seulement du nombre de décimales qu’il peut afficher, mais également de la précision réelle de la mesure effectuée. Si le thermomètre a une précision maximale d’une décimale, cela signifie que seule la décimale est considérée comme significative. Dans ce cas, la température mesurée de 37,23542°C n'est en réalité précise qu'à 37,2°C car les décimales ne sont pas significatives. Ni pour la mesure elle-même (qui ne produit pas un « fait » mais produit un nombre), ni pour le diagnostic.
Les deux exemples montrent qu’il est important d’être clair sur ce que signifie l’exactitude. Dans le monde scientifique, médical et même juridique, nous devons être conscients des limites et de la précision (ce que l’on appelle en termes techniques le bruit) des instruments de mesure, des réglementations et des normes pour prendre des décisions éclairées et tirer les bonnes conclusions. La précision n’est pas seulement une question de chiffres, mais aussi de compréhension du contexte dans lequel ils sont mesurés et utilisés.
Aerius, le thermomètre écologiste
Il existe également un besoin similaire d’exactitude dans le dossier de l’azote. Nous rechercherons dans le fichier azote des concepts qui remplissent des fonctions similaires à celles de la fièvre comme indicateur de maladie. Question clé : quel thermomètre utilise-t-on dans le dossier azote pour déterminer la santé de la nature ?
Par exemple, la norme en matière de maladie en cas de fièvre est une température corporelle de 37,2°C ou plus. Plus votre température corporelle est élevée, plus vous risquez d’être réellement malade. Mais les médecins savent que ce n’est qu’une chance et qu’ils doivent également considérer d’autres aspects. Tenez compte de divers éléments tels que l'effort physique, la température ambiante ou un niveau de stress élevé. De tels facteurs peuvent également influencer votre température.
Lors de la surveillance des frontières où la nature est menacée par les émissions d'azote, les Pays-Bas utilisent la valeur critique de dépôt (KDW). Cette valeur est comparable à la valeur limite de 37,2°C indiquée sur le thermomètre utilisé par le médecin. Le KDW indique qu’il existe un risque que la nature se détériore. Si le KDW est dépassé, le risque de détérioration de la qualité de la nature augmente. Cependant, si l'on reste en dessous du KDW, les risques de dépôts d'azote sont inexistants ou négligeables.
Le KDW a été déterminé par des écologistes. Ils l'ont fait principalement sur la base de recherches pratiques dans lesquelles du fumier (azote) est épandu sur le sol. Cela se produit par étapes plus ou moins précises. Cela peut se faire avec 5, 10, 20 ou même 50 kilos d'azote par hectare. Toutefois, dans la pratique, les recherches ne sont pas menées par hectare, mais plutôt sur une surface beaucoup plus petite, par exemple un mètre carré. En fait, cela se produit principalement dans les pots de fleurs car ils permettent des mesures plus précises. Et ce dernier indique que la recherche se fait en dehors de la nature, dans un laboratoire.
En cas de fièvre, le médecin utilise un thermomètre clinique comme instrument de mesure la vie réelle situation. Une véritable mesure a lieu. Cependant, en écologie, nous ne disposons pas d'un « mètre » capable de déterminer aussi facilement le dépôt total. Même les chercheurs universitaires peuvent difficilement mesurer les dépôts avec précision dans la pratique, encore moins avec des valeurs après la virgule décimale. C'est pourquoi le gouvernement, chargé de surveiller l'état de la nature aux Pays-Bas, a choisi d'utiliser le modèle informatique Aerius. Celui-ci est calibré sur la base de certaines mesures réelles de la concentration d'azote dans l'air ; Aerius lui-même est un modèle utilisé pour effectuer des calculs. Il ne mesure pas, mais calcule, sur la base d'hypothèses, le dépôt total d'azote dans une zone par hectare et par an. Ce que le thermomètre est entre les mains du médecin, Aerius est entre les mains des écologistes.
Précision et justesse
Même si le médecin peut mesurer votre température de manière très précise, nous avons vu que le médecin dispose plus de critères diagnostiques qu'une valeur limite dure et précise pour estimer l'état de santé de son patient. Qu’en est-il de la précision du KDW et de celle d’Aerius en tant que thermomètre écologique sous forme de modèle de calcul ?
Tout d’abord quelque chose sur le concept de « justesse ». En statistique, l'exactitude est le degré d'accord entre la valeur (moyenne) d'une série d'observations et la valeur réelle. L'exactitude d'une valeur que vous utilisez comme point de départ pour un diagnostic est déterminée par ce que l'on appelle erreur systématique. Plus les valeurs s’écartent systématiquement de la vraie valeur, moins les observations sont précises. L'ampleur des erreurs systématiques dépend du nombre de facteurs inconnus - et de leur influence mutuelle - qui jouent un rôle de bruit autour du facteur étudié. Si vous n’identifiez pas l’erreur systématique, vous vous retrouverez avec des modèles qui s’éloignent de la réalité.
Autre concept issu des statistiques : la précision. Cela indique quelque chose de complètement différent. La précision est la mesure dans laquelle les mesures ou les calculs diffèrent, ou la manière dont les mesures cohérentes et les algorithmes qui leur sont appliqués produisent toujours les mêmes résultats. La précision est déterminée par une erreur aléatoire. Plus les écarts aléatoires sont petits, plus la précision est grande. L'impact de ces deux concepts sur votre compréhension de la réalité peut être compris à l'aide de l'exemple du tir dans le mille.
source: Wikipédia
Dans l'image de gauche, vous pouvez voir que la précision est élevée car les points sont proches les uns des autres. En même temps, vous voyez que la précision est faible car ils sont loin de la cible. Cela indique une erreur systématique. Sur l’image de droite, vous pouvez voir que la précision est meilleure, mais la précision est moindre. Dans ce cas, il y a moins d’écart dans l’instrument que nous utilisons pour enregistrer la réalité dans une valeur.
Nous pouvons nous attendre à ce que le KDW puisse être déterminé avec une précision de +/- 35 à 70 moles par hectare et par an. Cela correspond à la précision réelle de la mesure de l'échantillonnage du fumier. Voir l'encadré pour la justification de ces chiffres La valeur critique du dépôt Au dessous de.
Roland Bobbink a récemment été entendu sur Le nouveau Monde. Il est considéré comme un écologiste faisant autorité et a contribué à la préparation des KDW pour les réserves naturelles néerlandaises. La vidéo donne une bonne impression de son attitude enthousiaste et donne une idée de l'énergie qui alimente sa réflexion. Il a contribué à de nombreuses études et revues d’études. Dans les bobines Examen et révision des charges critiques empiriques d'azote pour l'Europe (110/2022) par type de nature (habitat), vous pouvez trouver quel est le KDW établi selon les experts. Les comités d'experts jouent un rôle très important dans les déterminations. LNV a demandé des traductions de valeurs expérimentales pour les réserves naturelles néerlandaises en 2008, 2012 et 2023. L'autorité de Bobbink lui a donné du poids.
Je reprends l'Annexe 2023 de la dernière édition (1) :
Supposons que le KDW de la zone H3110 soit effectivement de 6 kilos par hectare et par an. Ensuite, ce numéro indique également la précision. De toute façon, il n’y a qu’un seul chiffre significatif ; à juste titre, aucun chiffre après la virgule n'a été donné. En multipliant ces 6 kilos par 71,4 (avec trois chiffres significatifs), vous arrivez à 428,4 moles par hectare et par an à l'aide du calculateur. Mais ce serait une représentation scientifiquement incorrecte qui suggérerait une trop grande précision. En fait, vous devriez écrire ce nombre avec un chiffre significatif : 4 x 10^2 mol ; la notation 429 mol est scientifiquement complètement « fausse ».
Une autre façon de voir les choses est de se rendre compte que les séries de fertilisation sont utilisées dans la pratique pour déterminer le KDW. Souvent par 1 kilo ou par 2 kilos de résolution (donc 3, 4, 5, 6, 7 ou 4, 6, 8, 10 kilos par hectare), mais parfois aussi par pas de 10 kilos. On peut donc supposer que cette détermination de masse a une précision d'au moins +/- 0,5 kilo (mais probablement même de +/- 1 kilo ou plus). Calculé en taupes : +/- 0,5 x 71,4 = +/- 40 mol ou +/- 1 kilo x 71,4 = +/- 70 mol.
Les KDW pour la nature très sensible sont alors d'environ 5 x 10 ^ 2 +/- 70 mol. Ils ne pourraient jamais être plus précis. Cependant, je pense intuitivement qu'il faut prendre en compte au moins +/- 100 taupes. Dans le débat politique sur l'azote, il ne s'agit que d'une infime fraction, à savoir 0,0005 mole et maintenant aussi environ 1 ou 10 moles. La relation entre ces chiffres est plutôt floue et ne plaide certainement pas en faveur de variantes plus précises du débat.
Les ordinateurs peuvent calculer des milliers de décimales si nécessaire. Les modélisateurs qui passent trop de temps derrière un écran et en font trop peu sur le terrain, ou qui sont moins compétents en statistiques, peuvent volontiers laisser leurs processeurs mijoter avec une terrible fausse précision. Cependant, ce ne sont que des nombres sans objet réel dans le monde extérieur. Néanmoins, nous pouvons essayer d'estimer la précision et l'exactitude des nombres que le modèle calcule pour Aerius.
Pour commencer par ce dernier point : les mesures des dépôts secs sont rares. Les modèles de dépôt sec ont été comparés dans des études scientifiques (et montrent des différences considérables), mais chacun de ces calculs de modèles a également sa propre précision. Dans ce texte antérieur J'ai discuté quantitativement du fonctionnement d'Aerius. Cependant, il existe une imprécision dans chacune des étapes émission > dispersion > dépôt. Si nous supposons, par souci de commodité, que les dépôts dépendent linéairement de la concentration locale d'azote (ammoniac total et NOx), alors la question est : avec quelle précision savons-nous quelle est la concentration annuelle moyenne d'azote et avec quelle précision pouvons-nous connaissez-vous la quantité de pluie ??" La précision fait référence au nombre de chiffres significatifs qui sont scientifiquement corrects. Je dois admettre que je n'ai pas fait une analyse approfondie, mais la pluie est exprimée en millimètres (et non avec une décimale). Par conséquent, on peut affirmer sans se tromper que le maximum comporte deux chiffres significatifs. La concentration d'ammoniac est souvent indiquée avec une ou deux décimales. Cependant, je soupçonne que dans ce cas également, seuls deux chiffres sont significatifs.
Cela signifie que les dépôts humides ne peuvent jamais être mieux mesurés qu’avec deux chiffres significatifs. La détermination du dépôt sec est encore plus difficile. Je trouve des différences entre les modèles d'un facteur de 2 à 4. Je pense que l'erreur relative est d'au moins 50 %. En raison de l'ajout de dépôts humides et secs, la précision du dépôt total est en grande partie déterminée par le dépôt le moins précis (je pense le dépôt sec). Si les mesures sont déjà si imprécises, comment pouvons-nous penser que le modèle Aerius dérivé global peut l’être ?
Si vous suivez ce raisonnement de manière cohérente, vous ne pouvez guère vous empêcher de conclure qu'Aerius a une précision scientifique d'environ +/- 25 à 50 moles ou plus. Je pense aussi que le dépôt sec est largement surestimé dans le modèle. Cela signifie que non seulement Aerius n’est pas très précis, mais qu’il y a probablement aussi une erreur systématique dans le modèle de dépôt. Cette erreur systématique signifie que la précision est également probablement incorrecte. La précision du dépôt calculé par Aerius pourrait s’avérer supérieure de plusieurs dizaines, voire d’une centaine de moles, à ce qui est réellement le cas. Donc Aerius « rate » un peu la cible.
Quant au thermomètre Aerius, le modèle informatique avec lequel le gouvernement surveille la santé de la nature, on peut supposer que le dépôt total calculé par le modèle a un degré de précision comparable à celui des mesures sur lesquelles le modèle est basé. Cela signifie que malgré son apparente capacité à calculer avec de nombreuses décimales, Aerius a probablement une précision de +/- 25 à 50 moles par hectare et par an. Voir la boîte Exactitude, en termes de précision et d'exactitude ci-dessous pour étayer cette estimation.
Les concepts de précision et d'exactitude jouent un rôle crucial dans divers aspects de nos vies, mais nécessitent souvent plusieurs aspects pour capturer un processus complexe dans un cadre théorique utile dans la pratique. Dans le fichier azote, le KDW n'est déterminé qu'avec un seul chiffre significatif. Ce nombre donne également la précision attendue de la détermination : +/- 40 mol ou plus, je pense. Pour la précision d'Aerius (c'est-à-dire le modèle en tant qu'instrument de mesure), la précision est de +/- 25 à 50 moles ou plus ; il y a probablement aussi une erreur systématique, ce qui signifie qu'il n'est pas encore possible de dire quoi que ce soit sur l'exactitude du modèle.
Outre le comité Hordijk, TNO a également examiné l'exactitude. Le 28 avril 2022, TNO a envoyé une note au ministère de l'Agriculture, de la Nature et de la Qualité alimentaire intitulée Démarcation dans la modélisation de la contribution des dépôts des contributions individuelles aux projets (Phase 2) Version 3. TNO conclut que le bruit dans les dépôts calculés est compris entre 1 et 10 mol/hectare/an. TNO s'est principalement appuyé sur les incertitudes météorologiques dans OPS (TNO parle d'une « considération basée sur la limite inférieure arithmétique choisie par la physique »). TNO n’a pas approfondi les mesures des dépôts secs et des dépôts humides et l’imprécision des mesures associée. C’est précisément cette imprécision de mesure qui détermine en fin de compte la précision du modèle (calibré). Il est physiquement inutile - et scientifiquement dangereux - d'inclure des chiffres plus significatifs dans le calcul d'un modèle que les mesures originales sur lesquelles le modèle a été validé.
Si TNO devait examiner ces mesures pratiques, il est probable qu'il devrait également conclure que l'imprécision d'Aerius est de l'ordre de plusieurs dizaines de moles et que la limite inférieure de bruit de TNO de 1 mole est la plus conservatrice (optimiste). côté. À la page 26 de la note pertinente, TNO discute également de l'inexactitude de la disposition KDW. Abbot et.al (2003) sont cités comme source. Abbot suppose une incertitude pour le KDW de 20 %. Van Dobben et al (2012) sont également cités et affirment qu'il existe une incertitude de plusieurs kilogrammes par hectare et par an. Je pense que cette incertitude est justifiée. Cependant, TNO suppose que le KDW est mesuré avec une précision de 0,1 kilo et conclut donc que la précision est de 7 moles. Van Dobben a probablement raison lorsqu'il observe que +/- 1 kilo est vraiment la meilleure précision pour le KDW (théorique +/- 0,5). La mole 7 de TNO pour KDW est donc une supposition scientifique amicale. Il est donc plus réaliste de supposer au mieux +/- 35 moles voire +/- 70 moles par hectare et par an pour la précision du KDW.
Il y a actuellement un débat houleux au Parlement sur le chiffre de 0,005 mole par hectare comme base pour l'exigence d'autorisation pour les projets de construction d'entreprises et d'infrastructures du gouvernement lui-même et son remplacement par une valeur limite de 1 mole. La ministre responsable Van der Wal parle du grand soin avec lequel elle veut traiter le droit et la réalité. Pourquoi si l’exactitude du modèle est si grossière ? Il peut être établi que les décideurs politiques et le parlement ne prennent pas en compte les limites et les imprécisions des instruments et modèles de mesure utilisés.
Par exemple, les entreprises allemandes sont autorisées à émettre davantage d’azote et à taxer davantage les réserves naturelles voisines que les entreprises néerlandaises. Il semble que l’Allemagne adopte une approche plus scientifiquement correcte pour évaluer les dépôts d’azote. Notre voisin oriental autorise un dépôt de 21 moles (300 grammes) comme valeur limite. Il convient immédiatement de noter qu’améliorer la science et améliorer la nature ne sont pas nécessairement la même chose. Cependant, cela signifie qu’il est peu probable qu’une réduction très sévère de l’azote soit utile en raison de la précision limitée des modèles avec lesquels travaille le gouvernement néerlandais. Cela indique que des facteurs inconnus mais déterminants autres que l’azote seul entrent en jeu. En clair : si vous maintenez un patient cardiaque atteint de BPCO à une température strictement inférieure à 37,23542°C, mais que vous oubliez de lui donner suffisamment d'oxygène, d'eau, de pilules, un respirateur et une bouffée, le patient mourra quand même.
Les Pays-Bas tout entiers souffrent d’une mauvaise science
Il est important qu'aux Pays-Bas nous abordions le concept d'exactitude d'une manière scientifiquement correcte, comme l'a conclu précédemment le Comité Hordijk. Aerius ne devrait pas être utilisé pour les permis car il ne convient pas comme instrument juridique sur des bases scientifiques. De plus, il ne convient comme thermomètre pour surveiller la santé de la nature néerlandaise que si une évaluation correcte de l'erreur systématique est effectuée.
Si nous ne nous penchons pas sur la précision et l'exactitude (exactitude) et ne déterminons pas l'erreur systématique du thermomètre à azote basé sur l'algorithme Aerius, alors l'ensemble des Pays-Bas en souffrira. Cela n’aide pas la nature, cela rend la vie impossible aux entreprises et aux agriculteurs et peut coûter aux citoyens une somme incroyable d’argent gaspillé. Rutte IV a alloué près de 25 milliards d’euros à des objectifs naturels déterminés de manière très imprécise. Investir, c’est bien, mais pas dans des châteaux en l’air.
Cet article fait partie de la collaboration de contenu entre Boerenbusiness et journal alimentaire.
Wouter de Heij
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