Satellites et biodiversité : ce que la télédétection révèle et manque dans les forêts tropicales

Observer une forêt depuis l’orbite a quelque chose de presque magique. Aujourd’hui, des satellites situés à plusieurs centaines de kilomètres au-dessus de la Terre suivent la canopée, évaluent la biomasse et peuvent même montrer comment un massif forestier « respire » et se remet d’une tempête.

Les chercheurs deviennent très performants dans cet exercice. Mais une vaste analyse récente rappelle une limite majeure : malgré tout ce que les satellites parviennent désormais à distinguer, ils restent largement aveugles à certaines des questions les plus élémentaires sur ce qui vit réellement au sol.

Cette analyse a été dirigée par Jesús Aguirre-Gutiérrez, professeur associé à l’Université d’Oxford. Les co-auteurs viennent du Royaume-Uni, du Mexique, des États-Unis, d’Afrique du Sud et du Japon.

Les pays face à un problème de données

Derrière ces avancées scientifiques se cache un obstacle très concret.

Les pays signataires du Cadre mondial de la biodiversité de Kunming-Montréal - l’accord à l’origine de l’objectif largement relayé de protéger 30 % des terres et des mers d’ici 2030 - ont besoin d’une méthode cohérente pour vérifier si la biodiversité s’améliore réellement.

C’est déjà compliqué à mesurer près de chez soi. À l’échelle de territoires éloignés, immenses, ou presque impraticables à pied, cela devient un casse-tête.

C’est là que les satellites, le LiDAR, le radar et les capteurs aéroportés prennent le relais.

L’analyse synthétise l’état des connaissances sur l’utilisation de ces outils pour suivre les changements des écosystèmes à grande échelle. Ils apportent ce que les inventaires de terrain ne peuvent pas offrir : un regard homogène, quasi continu, sur d’immenses portions de la planète, observées simultanément.

Pourquoi les forêts tropicales attirent l’attention

Les forêts tropicales servent d’exemple central à l’analyse, et la raison est évidente. Elles abritent environ la moitié de la biodiversité terrestre mondiale tout en ne couvrant qu’une petite fraction de la surface terrestre émergée.

Dans le même temps, ces forêts subissent une pression croissante liée au changement climatique, au défrichement et, plus largement, aux perturbations.

Là où les satellites excellent de plus en plus, c’est dans le suivi de la structure forestière, de la biomasse, des caractéristiques de la canopée et du fonctionnement des écosystèmes.

Ces informations permettent d’aborder une question autrement très difficile à quantifier : dans quelle mesure une forêt se rétablit après des dommages, résiste à de nouvelles perturbations et s’ajuste lorsque les conditions évoluent autour d’elle.

C’est précisément ce que les écologues appellent la résilience - et l’espace se révèle être un point d’observation étonnamment efficace pour la voir à l’œuvre.

Lire entre les pixels

Les satellites peuvent aussi servir d’indicateur indirect de la biodiversité, en fournissant des indices sur la diversité fonctionnelle et la diversité taxonomique.

Dans une moindre mesure, les données satellitaires suggèrent également des éléments relatifs à la diversité génétique et à la diversité évolutive.

Ces signaux indirects deviennent réellement utiles pour des cadres comme les Variables essentielles de la biodiversité, une initiative visant à standardiser la manière de mesurer la biodiversité, quels que soient les outils et les sources de données mobilisés.

Mais un indicateur indirect reste un indicateur indirect. L’analyse le dit clairement : aussi performante soit-elle, la télédétection ne suffit pas, à elle seule, à reconstituer une image complète de la biodiversité.

Ce que les satellites ne parviennent toujours pas à voir

Certaines questions parmi les plus fondamentales en matière de biodiversité demeurent, pour l’essentiel, invisibles depuis l’orbite.

Le renouvellement des espèces, l’histoire évolutive ou la diversité génétique n’apparaissent pas clairement dans les données satellitaires avec les technologies actuelles. Pour cela, il faut encore des observations de terrain : des équipes qui comptent, prélèvent et observent directement.

Autrement dit, données satellitaires et écologie de terrain ne s’opposent pas : elles se complètent. En se privant de l’une ou de l’autre, les évaluations de la biodiversité commencent à se dégrader.

« La télédétection transforme notre capacité à observer la biodiversité et les changements des écosystèmes à grande échelle », a déclaré Aguirre-Gutiérrez.

« Les satellites fournissent désormais des informations inédites sur la structure et le fonctionnement des forêts, ce qui nous aide à comprendre comment les écosystèmes réagissent aux perturbations. »

« Cependant, ce n’est pas une solution complète. De nombreuses dimensions de la biodiversité restent difficiles à observer directement depuis l’espace, c’est pourquoi combiner les données satellitaires et les observations de terrain demeure essentiel. »

« Les futures missions satellitaires continueront d’élargir ce que nous pouvons mesurer, mais le suivi de la biodiversité reposera toujours sur l’intégration de plusieurs sources de preuve. »

La prochaine génération de satellites

L’analyse met en avant l’arrivée d’une nouvelle vague de missions et de capteurs plus précis : imagerie hyperspectrale améliorée, LiDAR plus avancé et systèmes radar perfectionnés.

Ces progrès devraient élargir de façon significative ce qu’il sera possible de mesurer depuis l’orbite dans les prochaines années, en réduisant certaines zones d’ombre actuelles du suivi structurel et fonctionnel.

Les questions les plus profondes liées à la génétique et à l’évolution, en revanche, resteront probablement hors de portée des satellites encore pendant un certain temps.

Pourquoi une analyse de ce type compte

Les forêts recouvrent environ 31 % des terres émergées et jouent un rôle majeur dans la régulation du climat. Leur état de santé est donc central pour savoir si le monde atteindra - ou non - ses objectifs de conservation.

Pourtant, aujourd’hui, le suivi mondial de la biodiversité demeure irrégulier et incomplet, en particulier dans les régions tropicales - précisément là où les données satellitaires pourraient, en théorie, apporter le plus.

Les auteurs ne présentent pas les satellites comme une solution miracle, quelle que soit la vitesse des progrès technologiques.

Pour rendre réellement opérationnel le Cadre mondial de la biodiversité, il faudra articuler la télédétection, l’écologie de terrain et des cadres plus récents comme les Variables essentielles de la biodiversité, plutôt que de miser sur une approche unique.

Comme l’a conclu Aguirre-Gutiérrez, le suivi de la biodiversité reposera toujours sur la combinaison de plusieurs sources de preuve, quelle que soit la netteté que finira par offrir la vue depuis l’espace.