Une étude par satellite de la santé des forêts
Les forêts sont des sources extrêmement importantes de matériaux renouvelables et des archives de la biodiversité, dont la santé peut être efficacement surveillée en utilisant la télédétection (images par satellite). Malgré la récente mise en service de nouveaux satellites européens pour surveiller la photosynthèse, certains obstacles empêchent la généralisation des nouvelles techniques de surveillance des forêts par télédétection. Le projet FLUORFLIGHT (FluorFLIGHT: A new integrated canopy fluorescence model based for remote sensing of forest health and productivity), financé par l'UE, a étudié comment la FIS peut être utilisée comme indicateur de la photosynthèse et de la santé des forêts. La FIS correspond à l'excitation des molécules de chlorophylle par l'énergie solaire, qui réémettent de l'énergie à des longueurs d'ondes spécifiques; la détection de ces longueurs d'ondes nous renseigne sur la conversion photosynthétique de l'énergie par les plantes. Même si les techniques de télédétection peuvent être utilisées à la fois à l'échelle locale et mondiale, il s'est avéré difficile de fournir des données à haute résolution couvrant des grandes zones. FLUORFLIGHT a comblé cette lacune en simulant les signatures spectrales de canopées hétérogènes à partir d'indicateurs de la structure de la canopée. Ces indicateurs comprenaient l'indice de la surface foliaire, la densité des arbres, la couverture partielle et le recouvrement de la couronne. Ces travaux étaient destinés à évaluer le potentiel du signal de fluorescence de la chlorophylle comme indicateur précoce du déclin des forêts. Les chercheurs ont proposé un modèle tridimensionnel intégré pour calculer la réflectance et la fluorescence en fonction des composants de la canopée. Leur approche combinait le modèle optique foliaire FLUSPECT et un modèle 3D de lancer de rayons appelé FLIGHT. Le modèle FluorFLIGHT obtenu a permis d'évaluer la sensibilité du signal de fluorescence. L'équipe a mené plusieurs campagnes aériennes et au sol sur une forêt espagnole de chênes souffrant de stress hydrique et d'une infection fongique. En utilisant des images hyperspectrales, les chercheurs ont évalué les mesures de la FIS dans trois bande spectrales. Les résultats ont montré un lien entre ces données et l'état physiologique de l'arbre. L'approche par modélisation 3D du projet a grandement amélioré la mesure des informations de FIS à partir de données réelles complexes. L'équipe a également démontré le potentiel de FluorFLIGHT pour cartographier la FIS au niveau de chaque arbre, de façon à évaluer efficacement la santé de l'arbre et à détecter des maladies. Le projet a publié cinq articles dans des revues de premier plan, ainsi que six articles de conférence et un livre. Les travaux de FLUORFLIGHT sur la modélisation par télédétection constituent un outil efficace pour suivre la santé des forêts sur une grande surface. Les stratégies de gestion seront ainsi mieux ciblées et plus efficaces.
Mots‑clés
Santé des forêts, télédétection, photosynthèse, fluorescence induite par le soleil, FLUORFLIGHT
