Clic'Forest

Changement climatique et santé des forêts

Présentation

Contexte

Les forêts en France jouent un rôle essentiel dans les services économiques, environnementaux et sociétaux. Elles couvrent 31% de la surface métropolitaine, absorbent environ 7% des émissions de CO2 du pays et réduisent celles-ci par l’effet de substitution du bois aux matériaux à forte empreinte carbone. Depuis les années 1990, l’absorption du carbone par les forêts françaises a augmenté grâce à l’expansion de la surface forestière et l’accroissement des stocks. Cependant, le changement climatique, avec l’intensification des phénomènes climatiques extrêmes (sécheresse, chaleur, tempêtes), affecte leur santé et favorise les bioagresseurs. On observe ces dernières années une augmentation des altérations et de la mortalité des arbres dans les forêts, menaçant leur rôle de puits de carbone dans certains territoires.

Pour répondre à ces enjeux, il est essentiel de disposer d’informations géo-spatialisées actualisées pour élaborer des politiques publiques et planifier la gestion sur la base de données factuelles. La cartographie et le suivi temporel des dépérissements, ainsi que l’analyse des facteurs de risque (ex. conditions pédoclimatiques), sont nécessaires pour adapter efficacement la surveillance et la gestion des peuplements.

La réponse Clic’Forest

Dans ce contexte, la société Terranis et le laboratoire P2E proposent le projet “Climate Change and Forest health” (Clic’ Forest) avec l’objectif de cartographier le dépérissement forestier et d’analyser la vulnérabilité des forêts, à partir d'imagerie satellitaire Sentinel-2 et de données géospatiales. Les images Sentinel-2, en accès libre et globales, fournissent des informations précieuses sur la santé des forêts. Couplées à d’autres données géospatiales à grande échelle (météo, climat, sol, etc.), elles permettront d’améliorer le suivi de la santé des forêts et d’identifier les peuplements vulnérables.

Le projet se concentrera sur deux essences et zones pilotes : l’épicéa autour du Grand Est, touché par la sécheresse et les scolytes, et le chêne, autour du Centre-Val de Loire, confronté à un phénomène croissant de dépérissement lié à la sécheresse et aux vagues de chaleur. Ces deux zones couvrent 30 départements. Les résultats seront utiles pour les gestionnaires forestiers, les chercheurs et les acteurs locaux. Les développements seront réalisés dans une perspective d’extension future de ce travail à d’autres zones géographiques et essences.

Le projet comprend trois phases principales :

1. Production et analyse de cartes de dépérissement sur les 5 dernières années à partir de séries temporelles Sentinel-2 et des outils RECONFORT (classification supervisée de la santé des forêts) et FORDEAD (détection d’anomalies de végétation).
2. Analyse de l’évolution du dépérissement en lien avec les variables environnementales et climatiques, et développement de modèles prédictifs pour la production de cartes de vulnérabilité.
3. Automatisation des processus de traitement et développement d’un outil de visualisation interactif sous forme de démonstrateur pour permettre l’analyse du dépérissement et des risques à différentes échelles.

🎯 L’Office National des Forêts (ONF) et le Département de la Santé des Forêts (DSF) sont d’ores et déjà impliqués comme utilisateurs, d’autres acteurs publics et privés seront progressivement associés au cours du projet. Les données diffusées, les indicateurs proposés et les fonctionnalités du démonstrateur seront définis en concertation avec ces utilisateurs afin de répondre au mieux à leurs besoins opérationnels.

Le projet complète d’autres initiatives comme l’outil BioClimSol, le CES Théia “Changements et santé des forêts tempérées”, ou encore les projets Sylvosansat et MONITOR*. De manière générale, ce projet se veut complémentaire aux projets en cours, notamment

• par le fait de travailler sur deux essences spécifiques et des échelles plus locales, permettant de mieux appréhender les spécificités des territoires et des essences qui devront être prises en compte dans la construction des modèles ;
• par un travail poussé sur les interactions dynamiques entre les facteurs environnementaux et climatiques, pour mieux comprendre les effets cumulatifs ou amplificateurs sur le dépérissement et les différences entre les essences et territoires des zones pilotes ;
• par le développement d’un outil pratique de visualisation des cartes et des données, permettant aux acteurs des forêts d’utiliser au mieux les résultats du projet et les aider dans leur prise de décision.

Site(s) d’application

France : Grand Est et Centre Val de Loire

Données

Satellite

• Données optiques : Sentinel-2
• Données radar : Sentinel-1, ALOS-PALSAR, NISAR
• Données thermiques: TRISHNA
• Données LIDAR: LidarHD

NB : La donnée principalement utilisée est Sentinel-2. Pour les autres données actuelles ou à venir (comme TRISHNA), il s’agit de tester ou d’anticiper leur utilisation dans les chaînes.

Autres

• Météo/Climat : SAFRAN (Météo France), ERA5-land (ECMWF), autres
• Sol : GIS-sol, référentiel régional pédologique (RRP), SoilGrids, GlobalSoilMap
• MNT (modèles numériques de terrain)
• Données terrain de dépérissement

Résultats – Produit(s) final(aux)

• Les cartes de dépérissement et vulnérabilité produites dans le projet seront partagées avec les utilisateurs pour leur usage interne (ONF, DSF, autres acteurs).

• Les possibles améliorations méthodologiques des outils RECONFORT ou FORDEAD seront partagées avec les laboratoires concernés et/ou publiées.

• L'outil de visualisation interactif sera la propriété de Terranis, avec :

  • un démonstrateur « pro » accessible aux utilisateurs identifiés dans le projet ainsi qu'à d'autres acteurs publics sur demande. Il intégrera les cartes produites dans le cadre du projet, des statistiques par maille (régulière, administrative, etc.), des indicateurs, des tableaux de bord ainsi que des fonctionnalités avancées de filtrage des données.
  • une version simplifiée de l'outil sera également mise en ligne en libre accès total.

Projets liés et Références

• Projet FORDEAD, mené par l’INRAE, pour développer un outil permettant de détecter les anomalies liées au dépérissement des épicéas à l’aide de séries temporelles d’images Sentinel-2.
  👉 Dutrieux, R., Ose, K., de Boissieu, F., Féret, J.-B., 2024. fordead: a python package for vegetation anomalies detection from SENTINEL-2 images. https://doi.org/10.5281/zenodo.12802456

• Projet RECONFORT, mené par l’Université d’Orléans (ARD Sycomore CVL), pour développer des outils cartographiques de prédiction de l’état sanitaire des peuplements et .actualiser des modèles de croissance des peuplements, afin de pouvoir utiliser ces outils pour prévenir les dépérissements forestiers
  👉 F. Mouret, D. Morin, H. Martin, M. Planells, and C. Vincent-Barbaroux, ‘Toward an Operational Monitoring of Oak Dieback With Multispectral Satellite Time Series: A Case Study in Centre-Val De Loire Region of France’, IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, vol. 17, pp. 643–659, 2024. https://doi.org/10.1109/JSTARS.2023.3332420

• DepCast, développé par l’EI Purpan / UMR Dynafor, est un modèle de cartographie du dépérissement des châtaigneraies à l’aide d’images Sentinel-2.
  👉 V. Chéret, M. Chartier, J. Denux, J. Julie Vigouroux, and M. Goulard, “Cartographier l’état sanitaire des châtaigniers par télédétection,” Forêt & Innovation,  ol. 2023, no. 1, pp. 20–26, 2023.

• Projet SCO SCOup, qui vise à améliorer et généraliser la méthode issue du projet RECONFORT pour cartographier les forêts dépérissantes à partir d’imagerie satellite.