GreenSpace

Cartographie par satellite des espaces verts pour des villes vertes et saines

Projet terminé
Mis en œuvre dans 5 villes européennes, le service GreenSpace combine données satellitaires et scientifiques pour réaliser un inventaire complet du patrimoine arboré public et urbain, quantifier de manière réaliste l’élimination des principaux polluants de l’air et des gaz à effet de serre par ces arbres, et proposer des recommandations sur les meilleures espèces à planter. Il permet ainsi aux villes d’au moins 20 000 habitants de développer des plans de verdissement ambitieux en réponses aux directives environnementales.

Présentation

Les arbres urbains constituent un levier clé, à condition de choisir les bonnes espèces et de quantifier objectivement leurs bénéfices. Atteindre un couvert arboré de 30 % dans les 744 villes de plus de 50 000 habitants en Europe pourrait permettre d'éviter près de 12 000 décès prématurés chaque année (Sicard et al., 2025).

Les politiques environnementales, telles que les stratégies de l'Union Européenne pour la biodiversité (COM(2020) 380), sur les pollinisateurs (COM(2021) 261), et le règlement sur la restauration de la nature (Règlement (UE) 2024/1991) obligent les villes d'au moins 20 000 habitants à :

• Développer un « Plan de verdissement urbain ambitieux ».
• Garantir qu'il n'y aura pas de perte nette d'espaces verts urbains et de couvert arboré d'ici à la fin de 2030.
• Augmenter la surface totale des espaces verts urbains avec un suivi tous les six ans à compter du 1er janvier 2031.

De ce fait, les municipalités de plus de 20 000 habitants, et les collectivités locales, ont besoin d'une évaluation concrète, réaliste et quantifiée de la capacité d'élimination de la pollution de l’air et des gaz à effet de serre. Or, les inventaires municipaux ne comptabilisent que 10 à 20% du patrimoine arboré, c’est à dire les arbres gérés par la municipalité, alors que le reste est en propriétés privées, où le comptage n’est possible que par télédétection.

GreenSpace propose donc :

#1 – Un inventaire complet du patrimoine arboré

Grâce à une analyse d’images satellites à très haute résolution et un système d’information géographique (SIG), notre approche permet de détecter, délimiter, compter, classifier et cartographier les espèces d'arbres pour fournir un inventaire complet des arbres privés et publics. Depuis 2000, la résolution spatiale des capteurs satellites optiques à très haute résolution permet de détecter, classer et cartographier les attributs des arbres à fine échelle et à moindre coût par rapport aux observations sur le terrain ou au balayage laser aéroporté.

🛰️ Nous exploitons les caractéristiques spectrales et texturales des images Pléiades et WorldView-2 (environ 0,5 et 0,3 m de résolution spatiale au sol, respectivement, en panchromatique) afin de classifier les arbres par essence dominante. La méthodologie de comptage a été testée (Araminienė et al., 2023 ; Sicard et al., 2023 ; Lopez et al., 2025).

👉 Cet inventaire complet permet de quantifier de manière réaliste les services fournis par les arbres afin de quantifier l’élimination des principaux polluants de l’air et des gaz à effet de serre par les arbres urbains.

#2 – Une estimation des bénéfices environnementaux du patrimoine arboré

La végétation facilite le dépôt des particules (PM2.5, PM10) et des gaz sur la surface des plantes, et absorbe les polluants atmosphériques gazeux (CO2, NO2 et O3) au travers des stomates, entraînant une amélioration efficace à long terme de la qualité de l’air à l’échelle de la ville. Pour réduire efficacement la pollution, les municipalités ont besoin d’une évaluation réaliste du rôle des arbres sur la qualité de l’air.

🛰️ Par une analyse d’images satellites en tri-stéréoscopie, nous obtenons pour chaque arbre des données précises sur leurs caractéristiques structurelles (par exemple la hauteur de l'arbre) essentielles afin de quantifier la capacité de stockage du carbone.

⚙️ Pour chaque arbre, nous avons calculé la quantité de polluants particulaires et gazeux qui se déposent sur les branches, les feuilles/aiguilles, et sur le tronc et la quantité de polluants gazeux éliminée par absorption au travers les stomates. En parallèle, les végétaux émettent des composés organiques volatiles engendrant la formation de polluants secondaires tel que l’O3. Nous faisons la différence entre élimination et formation.

👉 Partant de l’inventaire complet (nombre, localisation, espèces) du patrimoine arboré, public et privé, à l’échelle de la municipalité, nous avons quantifié (en tonnes par an) la capacité du patrimoine arboré public et privé à éliminer les principaux polluants (NO2, O3, PM2.5, PM10) et à séquestrer les gaz à effet de serre (CO2 et O3).

▲ Interactions entre émissions anthropiques de polluants, pollution de l’air, espaces verts, biodiversité et bien-être des citoyens. © ACRI-ST

#3 – Des recommandations pour un air plus sain : Planter la bonne essence au bon endroit

Quelles espèces végétales sont les plus appropriées pour améliorer la qualité de l’air et séquestrer le carbone, et lesquelles doivent être évitées ? GreenSpace propose un guide de recommandations afin de mettre en œuvre une politique de plantation avec une liste d’espèces appropriées à planter pour un air plus sain, permettant de répondre aux réglementations à venir COM(2020)380 qui oblige les villes d'au moins 20 000 habitants à développer un Plan de verdissement urbain ambitieux.

Pour la sélection des espèces, en plus de son potentiel d’élimination des polluants de l’air, nous ajoutons des cofacteurs comme les émissions de pollens allergisants, l’attractivité pour les pollinisateurs, la résistance aux maladies, etc.

Site(s) d’application

Données

Satellite

• Pléiades
• WorldView-2

Autres

• Inventaires municipaux des arbres publics
• MNT
• Données météorologiques et qualité de l’air horaire
• Caractéristiques physiologiques des arbres

Résultats – Produit(s) final(aux)

GreenSpace a fourni aux municipalités les informations nécessaires pour se conformer aux nouvelles lois et réglementations liées au Green Deal européen, ainsi que des lignes directrices pour une stratégie de végétalisation adaptée.

Les produits finaux sont :

#1 – Un inventaire complet du patrimoine arboré

#2 – Une estimation des bénéfices environnementaux de ce patrimoine arboré

#3 – Des recommandations pour un air plus sain

👉 Le rapport final est disponible dans la section Ressources ci-dessous.

Valence

• Zone d’étude centrée sur le cœur de ville (56 km², 41,2% de la surface de la ville).
• 284 305 arbres identifiés, précision globale ≈ 88 % (orangers, platanes, tilleuls, palmiers).
• Sur la zone d’étude, les 284 305 arbres ont éliminé en 2022: 197 t de NO₂, 37 t de PM₁₀, 5 430 t de CO₂
• Le patrimoine arboré actuel a produit plus d’O3 qu’il n’en a éliminé (formation : 336 tonnes, élimination; 111 tonnes), principalement en raison du fort potentiel de formation d’ozone des palmiers.

=> Certaines espèces génèrent plus d’ozone qu’elles n’en éliminent, soulignant l’importance du choix des essences.

▲ Localisation des 146 445 arbres dans les zones publiques et privées de Valencia en 2022. Chaque espèce végétale est identifiée par un ID et un code couleur. © ACRI-ST

L’explorateur permet de visualiser la cartographie de la végétation arborée, et permet de superposer à ces cartes d’autres informations relatives au contexte urbain (voirie, etc.) ou d’afficher l’image satellite très haute résolution utilisée pour la détection ainsi que le modèle de hauteur de canopée. Un panneau s'affiche à droite lorsqu'on clique sur un arbre pour obtenir des informations détaillées : identifiant de l’arbre, espèce végétale, localisation (latitude, longitude), hauteur, et sa capacité d’élimination des polluants.

▲ L’explorateur permet de visualiser la végétation arborée ainsi que les attributs de chacun des arbres publics et privés. © ACRI-ST

Bucarest

• Estimation à l’échelle de la ville: ~ 1,6 million d’arbres (platanes, frênes, tilleuls, chênes).
• Sur la zone d’étude, les 370 866 arbres adultes ont éliminé 171 tonnes NO2, 94 tonnes PM10 et 236 tonnes d’O3 en 2024.

S’y rajoute un transfert de connaissances vers les urbanistes et parties prenantes locales : les résultats ont été préparés avec les parties prenantes locales et délivrés dans un format exploitable sur les SIG des services techniques des deux municipalités. Des programmes de communication à la population ont permis d’aviser les propriétaires d’espaces privés sur les règles et bonnes pratiques d’entretien.

▲ Détection et estimation de la hauteur des arbres sur une zone d'étude à Bucarest. © ACRI-ST

Retours des utilisateurs

Résultats obtenus en co-conception avec la municipalité, répondant aux besoins opérationnels.

• Vision globale et fiable du patrimoine arboré.
• Interface simple et intuitive pour visualiser.
• Outil d’aide à la planification urbaine et à la maintenance.
• Sélection d’espèces végétales adaptées.
• Appui aux politiques environnementales et à la recherche de financements.

Références

• Sicard P., Coulibaly F., Lameiro M., Araminiene V., De Marco A., et al., 2023, “Detection and Classification of Urban Trees from Very High-Resolution Satellite Imagery” (Détection et classification des arbres urbains à partir d'images satellitaires à très haute resolution). Urban Forestry & Urban Greening 81: 127866. https://doi.org/10.1016/j.ufug.2023.127866

• Sicard P., Agathokleous E., Anenberg S.C., De Marco A., Paoletti E., Calatayud V., 2023, “Trends in urban air pollution over the last two decades: A global perspective” (Tendances de la pollution atmosphérique urbaine au cours des deux dernières décennies : Une perspective mondiale). Science of the Total Environment 858: 160064. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.160064

• Estimation of air pollution removal capacity by urban vegetation from very high-resolution satellite images in Lithuania https://doi.org/10.1016/j.uclim.2023.101594

• Effect of tree canopy cover on air pollution-related mortality in European cities: an integrated approach https://doi.org/10.1016/S2542-5196(25)00112-3

• The 3–30–300 rule Compliance: A geospatial tool for urban planning. https://doi.org/10.1016/j.landurbplan.2025.105396

Projets liés

Projets SCO

• GreenUrbanSat
• SatLCZ
• Target 2050
• Thermocity

Autres

• Le projet AIRFRESH “Air pollution removal by urban forests for a better human well-being” financé par le programme européen LIFE 2019.

Les actus du projet

• 24/03/2026 : GreenSpace, les satellites et la science pour aider les villes à planter les bons arbres

• 20/03/2025 : Présentation de la solution GreenSpace au 3° Congrès du SCO France à Paris

• 12/12/2024 : GreenSpace dévoile les premiers résultats sur Valence

• 23/09/2024 : Présentation du projet GreenSpace et de ses avancées lors de la 14^ème Trimestrielle du SCO France « Surveiller la qualité de l’air depuis l’espace »

• 12/02/2024 : GreenSpace : des arbres, oui, mais pas n’importe lesquels