16 Juin 2020

protéger la biodiversité, l'espace peut aider !

La nature, végétale ou animale, sauvage ou cultivée, contribue de façon essentielle à l’équilibre de la planète et à la bonne santé de toutes les espèces vivantes qui la peuplent, y compris les humains. Or, cet équilibre est menacé par l’activité humaine. L’observation spatiale offre des outils pour les observer, les connaître, et les protéger.

Ecosystèmes à la loupe

La Biodiversité est formée par l’ensemble des organismes vivants et leur milieu, des poissons et des algues dans l’océan à l’abeille et aux fleurs de notre jardin, en passant par le champignon et les oiseaux de la forêt… Une grande diversité d’éléments répartis sur la planète et dépendants les uns des autres. L’observation spatiale offre des outils adaptés pour les observer, les connaître, et les protéger.

Alerte sur la Biodiversité !

Plus d’1 million d’espèces animales et végétales seraient menacées d’extinction dans les prochaines décennies. Y compris en France, où des espèces communes comme l’oiseau chardonneret ou le brochet, un poisson des rivières, sont elles aussi en voie de disparition. En cause, la destruction ou la détérioration de certains milieux, par l’urbanisation, la pollution, la surexploitation ou l’invasion par des espèces étrangères.

Mais il est encore temps d’agir. En protégeant les milieux naturels et les organismes qui les peuplent et en favorisant leur restauration. Pour cela il faut d’abord comprendre comment les espèces interagissent entre elles pour créer un équilibre favorable à tous, y compris aux humains. Que ce soit à l’échelle de la planète ou d’un bosquet en bas de chez toi.

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Insectes, plantes, mammifères, micro-organismes… tous les éléments vivants de la planète forment une biodiversité qui contribue à son équilibre. Crédits : Mylène2401/Pixabay

Veiller depuis le ciel

Une vingtaine d’indicateurs ont été fixés pour évaluer l’état et l’évolution des milieux naturels. Par exemple, la part des surfaces artificialisées (par des constructions de route, de bâtiment… ), les surfaces d’eau en bon état écologique, le nombre d’espèces invasives ou locales, la densité d’une forêt… Dix de ces indicateurs reposent sur l’observation spatiale.
Les satellites offrent une vision imprenable de la planète. Ils transmettent des images de lieux difficilement accessibles tels que les forêts tropicales ou du nord de la Sibérie. Par satellite, on peut aussi observer un fleuve sur la totalité de son parcours, y compris dans des zones de guerre.
Enfin, les satellites peuvent observer régulièrement un même point du globe durant plusieurs années et contribuer à un suivi précis de son évolution.

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Le satellite VENµS observe en détail la végétation des forêts tropicales comme ici au Pérou. Crédits : CNES

La magie de l’imagerie

Distinguer un objet de 70 cm tel qu’un massif de plantes depuis une orbite de 700 km ? C’est possible avec l’imagerie spatiale à haute résolution. Développée avec les satellites optiques français SPOT (1986-2002) puis Pléiades (depuis 2012), cette technologie offre des images de la Terre très précises. Et de nouveaux satellites, tels que ceux de la constellation CO3D, développés par le CNES, placés sur des orbites plus basses, à moins de 500 km de la Terre, vont encore améliorer cette résolution.

D’autres techniques telles que l’utilisation de radars et de laser peuvent compléter ces observations. En faisant du recueil de données même la nuit, ou quand il y a des nuages, en réalisant des mesures qui renseignent sur la densité d’une forêt, la présence d’algues dans les océans ou même sur le type de plantes cultivées dans un champ.

En croisant ces différentes données satellites avec les observations faites directement au sol, on obtient une connaissance fine des différents milieux.

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Les images satellite Pleiades offrent une vue très large dans laquelle il est possible de zoomer pour observer des détails de quelques centimètres, comme sur cette image du Bassin d’Arcachon. Crédits : CNES, Distribution Airbus DS/2013

Bien connaître pour bien préserver

Afin de préserver notre environnement, il faut comprendre les liens entre les différents éléments qui le composent et l’influencent : milieux, climat, organismes vivants. Et maîtriser ensuite les conséquences provoquées par les perturbations du fragile équilibre qu’ils constituent. Les satellites nous y aident.

Manchots + satellites = extension des réserves naturelles océaniques

Sur l’archipel des Crozet, dans l’océan austral qui entoure l’Antarctique, le chercheur Charles-André Bost, qui travaille avec le CNRS et l’Institut Polaire Français, étudie depuis 28 ans les déplacements des manchots royaux équipés de balises Argos. Ces petits émetteurs reliés à des satellites permettent de localiser les animaux. « Les manchots royaux sont des super-prédateurs, situés en haut de la chaîne alimentaire, rappelle le biologiste. Pour qu’ils trouvent les poissons-lanternes dont ils se nourrissent, tous les réseaux alimentaires doivent être en bonne santé. Ils sont donc des bio-indicateurs bon marché et fiables de l’état de santé des océans. »

« La zone d’alimentation des manchots varie en fonction des changements climatiques et de leur impact sur les grands courants, observe Charles-André Bost. Le suivi de leur localisation est donc essentiel. Ils parcourent des zones méconnues, immenses (jusqu’à 400 km de leur habitat) et souvent inaccessibles. » Grâce à ces informations couplées avec d’autres observations océanographiques, le gouvernement français a élargi les aires maritimes prioritaires à protéger dans les Terres australes et antarctiques françaises. Et limite ainsi la pêche d’espèces indispensables aux manchots, mais aussi aux albatros, aux otaries, etc.

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Avec le programme Argonimaux du CNES, des classes suivent les animaux équipés de balises Argos, et dialoguent avec les scientifiques. Crédits : V. Bourret/IPEV

Des paysages qui évoluent

Difficile d’aller compter les arbres de toutes les forêtsDepuis presque 30 ans, les images satellites témoignent de la déforestation ou de la façon dont la végétation repousse. Il est même désormais possible d’identifier les différentes espèces d’arbres. Grâce à VENµS, par exemple. Ce satellite franco-israélien repasse au même endroit tous les deux jours et peut distinguer les arbres selon les variations quotidiennes de leur feuillage.

En 2022, le satellite européen BIOMASS permettra de compter les troncs des forêts équatoriales ! Grâce à ses images radar, les scientifiques pourront quantifier la biomasse de ces forêts, c’est-à-dire la quantité totale d’organismes végétaux qu’elles représentent.

La santé des plantes s’observe aussi à plus petite échelle. Dans la réserve naturelle de la lagune du Bagnas, dans le sud-est de la France, des chercheurs utilisent les données satellites pour modéliser la répartition et la densité des plantes qui composent ses herbiers, selon les saisons et l’activité humaine. Cette zone humide est un milieu riche et fragile, menacée par les constructions, l’activité touristique et les rejets chimiques des productions agricoles et industrielles dans l’eau. Observer la santé de ses herbiers et anticiper leur évolution permet d’adapter les mesures de protection.

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Le satellite européen Biomass sera le premier à pénétrer profondément la forêt pour mesurer la totalité de la biomasse, y compris les troncs. Crédits : CESBIO

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Les satellites surveillent la pollution de l’air et montrent leurs sources. Ici, Sentinel5-p a mesuré la baisse de la pollution par dioxyde d’azote (NO2) durant l’épidémie de Covid du printemps 2020. Crédits : KNMI/ESA

Climat et CO2 sous surveillance

Le réchauffement climatique a un effet direct sur les espèces végétales et animales dont il modifie le milieu de vie. Environ la moitié du dioxyde de carbone (CO2, le principal gaz responsable du réchauffement) émis par les humains est absorbé par les océans et les forêts. Ce sont des « puits de carbone ».

Microcarb, satellite du CNES programmé pour 2021, est chargé d’observer comment cette absorption est impactée par le réchauffement climatique. Car si ces régulateurs naturels ne parviennent plus à capter suffisamment de CO2, le réchauffement va s’accélérer dans un cycle dangereux. Il est urgent de bien comprendre leur fonctionnement pour mieux les surveiller.

Au secours des coraux

Poissons, crustacés, micro-organismes, algues… les océans sont un milieu d’une extrême richesse. Ils participent aussi à l’équilibre climatique de la Terre. Les coraux sont l’un des principaux indicateurs de la bonne santé des océans. Les récifs coralliens abritent plus d’un quart de la vie sous-marine. Sous l’effet du réchauffement des mers, de la pollution par les plastiques ou de la surpêche qui déséquilibre leur milieu, les coraux s’affaiblissent.

Au large de l’île de la Réunion un récif corallien a été observé pendant six ans, de 2009 à 2015. Des chercheurs ont croisé les images optiques des satellites Pléiades, d’une résolution de 40 cm, avec les données d’un lidar (un imageur laser) embarqué sur un avion. Ils ont ainsi établi des cartes montrant les évolutions en quantité et en qualité des récifs coralliens et des autres éléments de cet écosystème : sable, algues et herbiers.

Un projet international, Planet Labs, prévoit par ailleurs une surveillance continue par satellite de tous les récifs coralliens sur l’ensemble de la planète.

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Les récifs coralliens abritent plus d’1/4 de la vie sous-marine. Crédits : Marcelo Kato/Pixabay

Au service de la planète

Observer, comprendre, anticiper et… agir. Les données satellites sont aujourd’hui largement diffusées. Elles servent à développer des applications pour aider les humains, chercheurs, citoyens, à réduire l’impact négatif de leurs activités.

Du popcorn pour les coccinelles

La planète nourrit les humains. Mais l’agriculture a parfois des impacts négatifs sur les autres espèces, végétales ou animales. L’une des bonnes pratiques consiste à favoriser les cultures intermédiaires : plutôt que de laisser un champ nu entre deux cultures vivrières, telles que le blé ou le tournesol, l’agriculteur sème des espèces qui nourrissent le sol et le protègent de l’érosion. Cela favorise aussi la biodiversité en offrant un habitat aux insectes volants, micro-organismes du sol, vers de terre…

Un producteur français de maïs à popcorn, Nataïs, a décidé d’encourager ses agriculteurs à adopter cette pratique. Le Cesbio (Centre d’étude spatiale de la biosphère) les y aide en développant un outil qui utilise les images satellites pour visualiser ces cultures intermédiaires, estimer leur biomasse (toute la partie aérienne et souterraine de la plante) et la quantité de CO2 qu’elles contribueront à stocker dans le sol quand elles seront enfouies.

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Suivi du développement des cultures intermédiaires (en rouge) par le satellite Sentinel 2 (ESA), de leur semis en octobre (à gauche) à leur destruction en avril (à droite). Crédits : ESA

Pêche connectée

Filets, lignes, cordages, gilets… chaque année, des centaines de milliers de tonnes de plastiques sont perdues en mer au cours des expéditions de pêche. Une source majeure de pollution et une perte économique importante pour les pêcheurs. Aussi, des filets de pêche équipés de balises sont développés. Ils pourront être repérés par satellite et récupérés.

La société CLS, filiale du CNES qui déploie ces filets connectés, équipe aussi les navires de livres de bord électroniques utilisés pour répertorier les espèces et quantités pêchées. Des balises de bord localisent également les navires et ainsi, veille au respect des zones de pêche. Toutes ces données sont également partagées avec les chercheurs. Ils les croisent avec les informations globales données par les satellites océanographiques pour prévoir l‘évolution des espèces pêchées et établir des plans de pêche respectueux de ces ressources.

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Suivre les filets perdus grâce à des balises ou prévoir les parcours des déchets grâce à la connaissance des courants… les satellites aident à combattre la pollution par les plastiques qui menace les espèces marines. Crédits : istock/CLS

Les sites du CNES, réserves de biodiversité

Protéger la biodiversité, le CNES le fait aussi sur Terre ! Sur les 700 km2 du centre spatial guyanais (CSG) de Kourou, composés de savane, de forêt et de marais, vivent quantité de mammifères : tapirs, tatous, petits jaguars, biches mazama, de nombreuses espèces de primates et plus de 450 espèces d’oiseaux. Un véritable réservoir de biodiversité où poussent également des plantes rares !
Le site est protégé. La chasse y est interdite et, en partenariat avec l’Office National de la Chasse et de la Faune Sauvage (ONCFS), le CNES contribue au recensement et à l’étude des espèces présentes. Et pour préserver ce milieu, les lieux d’implantation des pas de tir, d’où les fusées décollent, sont soigneusement choisis et l’impact de chaque lancement est vérifié.

Au centre spatial de Toulouse (CST) flore et faune sont également soignées. Sur les 58 hectares de ce site implanté en zone urbaine, 28 hectares sont des prairies, laissées en friche ou coupées en tenant compte du cycle de vie des insectes. Des ruches ont été posées ainsi que des nichoirs pour accueillir des mésanges, des bergeronnettes ou des chauves-souris pipistrelles. Animaux bienvenus !

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Des appareils photo à déclenchement automatique, dispersés sur le site du Centre Spatial Guyanais, ont permis de recenser 27 espèces de mammifères, comme ces tapirs. Crédits : ONCFS/CNES (CSG)