La forêt, poumon de la planète ?

L’analogie est approximative et le titre un peu usurpé : ce sont les océans et le phytoplancton qu’ils hébergent qui sont le premier producteur d’oxygène (O2) et recycleur de dioxyde de carbone (CO2). Les forêts de la planète, dont la superficie totale représente un peu plus de 4 milliards d'hectares, soit 31% des terres émergées, remplissent des fonctions essentielles : réserve de biodiversité et d’habitats, protection contre les inondations ou la désertification, pureté de l’air et équilibre thermo-hygrométrique, protection contre l’érosion des sols, puit de carbone, rôle socio-économique.

Une hêtraie dans le parc national
d’Ordesa en Espagne
(Crédit image : Gédéon)

Pour que ces fonctions continuent à être correctement assurées, réduire la rythme de la déforestation au niveau mondial, en particulier dans la zone intertropicale, doit être une priorité dans son dernier rapport publié en mars 2010, la FAO (Organisation des Nations Unies pour l’alimentation et l’agriculture) estimait que 13 millions d’hectares de forêts avaient disparu ou avaient été converti à d’autres usages (notamment en surfaces agricoles) par an sur la période 2000 à 2010.

Même si le rythme s’est ralenti par rapport à la période des années 1990 (16 millions d’hectares par an), grâce aux efforts internationaux, la déforestation reste très préoccupante.

L'Amérique du Sud et l'Afrique continuent d'avoir la perte nette de forêts la plus élevée. Selon la FAO, « le taux de déforestation demeure toutefois très élevé dans de nombreux pays et les superficies de forêts primaires - les forêts non perturbées par l'activité humaine - continuent à diminuer ».

Des plans d’action se mettent en place : l’union européenne vient, tardivement, de voter une nouvelle législation destinée à limiter les importations de bois illégal. A l’échelle internationale, les nations unies tentent d’obtenir un accord sur un nouveau mécanisme, le REDD, destiné à valoriser la forêt non coupée comme puit de carbone.

Quel que soit le secteur d’activité concerné, les satellites d’observation de la terre deviennent des outils indispensables pour suivre l’évolution des forêts, leur exploitation ou leur dégradation, du fait de l’activité humaine ou des catastrophes naturelles, partout dans le monde : la capacité d’observation globale et la fréquence de revisite des satellites leur permet de fournir des informations précises et à jour même dans les zones les plus inaccessibles : la FAO vient de lancer une enquête par télédétection, portant sur 13 500 sites et sur une période de 15 ans. Cette étude de grande ampleur, dont les résultats sont attendus pour la fin de l’année 2011, dressera un tableau encore plus précis des taux de déforestation mondiaux et régionaux. Cet article décrit en détail un autre exemple de surveillance d’une région de la forêt amazonienne sur une période de 25 ans.

La menace du commerce du bois illégal : une décision récente en Europe

Deux ans après les Etats-Unis, l'Union européenne a voté le 7 juillet 2010 une nouvelle législation interdisant le commerce illégal du bois sur son territoire afin de lutter contre la déforestation et protéger le climat. Le nouveau règlement européen entrera en vigueur en 2012.

Cette mesure concerne en particulier les importations en provenance du Brésil, de Russie et d’Afrique Centrale. Les importateurs de bois ou de produits dérivés, comme les meubles en bois exotique, devront désormais s’assurer de la provenance et de la légalité de leurs importations. Obtenir l’accord des états membres sur ce texte a demandé plus de sept années de discussion et deux ans de négociation. Le principe d’une telle interdiction avait été promis à l’issue du sommet de la Terre de Johannesburg en 2002.

L'Organisation des Nations Unies estime que les coupes illégales de bois pourraient atteindre entre 350 et 650 millions de m3 par an, soit entre 20 à 40% de la production mondiale de bois industriel. La Banque mondiale estime pour sa part que le trafic de bois illégal prive les pays qui en sont victimes de 10 milliards d'euros de recettes fiscales par an.

Selon le WWF, l'Union Européenne aurait importé en 2006 environ 30 millions de m3 de bois et de produits dérivés d'origine illégale. L’Union européenne est le deuxième importateur de bois brut avec 7% du marché mondial. Pour le bois transformé (contreplaqué, meubles), elle représente près de 20% du marché.

Même si plusieurs d’ONG considèrent ce vote comme une étape importante, elles regrettent qu’aucune sanction minimale ne soit définie. Celles-ci seront décidées par les Etats membres. Les intérêts économiques pèseront lourd : la France, par exemple, est de loin le premier importateur de bois exotique en Europe : malgré le volontarisme affiché avec le Grenelle de l’Environnement, le gouvernement s’était opposé à un règlement trop contraignant qui pénaliserait les entreprises.

Certains notent également que les fabricants de papier sont concernés par cette nouvelle loi mais pas les livres ou les imprimés, ce qui pourraient entraîner une délocalisation des imprimeries en dehors d’Europe. Cette législation n’est cependant qu’un première étape : sans gestion durable des exploitations, la légalité des importations de bois ne garantit pas que les forêts ne sont pas surexploitées…

L’impact de la déforestation sur le climat :

Dans un communiqué sur cette nouvelle loi, la Commission Européenne précise que la déforestation, notamment intertropicale, progressant de 13 millions d'hectares par an (environ le quart de la superficie française), serait en effet à l'origine de 20% des émissions mondiales de CO2, en particulier de régions vulnérables comme le Brésil, l'Afrique centrale (bassin du Congo), l'Asie du Sud-Est (Indonésie) et la Russie. Le commerce de bois illégal, avec l’extension des zones agricoles et notamment les exploitations de palmiers à huile, en est une des causes principales.

Ce taux de 20% supérieur à celui de la totalité des émissions produites par tous les véhicules, les avions et les trains dans le monde. Après la Chine et les Etats-Unis, l'Indonésie et le Brésil sont les troisième et quatrième plus grands émetteurs de gaz à effet de serre de la planète – en grande partie à cause de la déforestation.

La réduction de la déforestation est essentielle pour l'atténuation du changement climatique.

Lutter contre les changements climatiques causés par la déforestation avec le REDD ?

Le mécanisme REDD (Réduction des Emissions dues à la Déforestation et à la Dégradation ) est une initiative des Nations Unies destinés à limiter les émissions de carbone liées à la déforestation et à la dégradation des forêts tropicales.

Il s’agit de mettre en place des systèmes de suivi, d'évaluations, de déclaration et de vérification de la couverture forestière et des stocks de carbone.

L’idée du REDD est simple : elle consiste à valoriser la forêt vivante, en permettant de négocier, sur le marché international, des compensations financières pour préserver les forêts sur pied. A l’heure actuelle, il n’est possible d’acheter des crédits de carbone que si l’on réduit ses émissions de CO2 : le protocole de Kyoto ne prévoyait pas de mécanisme de rémunération pour « des arbres qu’on n’abat pas ».

Le mécanisme REDD pourrait faire partie d’un nouvel accord climatique des Nations Unies pour l’après 2012. Le Groupe d'experts Intergouvernemental sur l'Evolution du Climat (GIEC) estime que la déforestation contribue pour environ vingt pour cent des émissions globales des gaz à effet de serre dans l'atmosphère.

Pour parvenir à cet objectif, il est nécessaire de définir des standards internationaux, pour mesurer, rapporter et vérifier les émissions résultant du déboisement et de la dégradation. Les satellites d’observation et l’exploitation de leurs images peuvent apporter des solutions efficaces comme le montre l’exemple décrit ci-dessous.

Le REDD est une opportunité de lutter contre la déforestation et le changement climatique, si certains pays industrialisés n’essaient pas de l'exploiter pour compenser leurs propres excès. Le mécanisme de compensation prévu serait double, via un fond de compensation international, pour ce qui est du domaine public et l’élargissement de la bourse internationale aux crédits de carbone pour les transactions privées. Au Brésil, des associations de défense de l’environnement craignent que le développement du marché des crédits de carbone ne favorise la spéculation sur la terre et l’acquisition, par des groupes financiers internationaux intéressés à ce nouveau marché, de grandes surfaces de forêts, avec comme effet direct l’expulsion des petits agriculteurs de leurs propriétés.

Tout ceci explique que les négociations internationales concernant le REDD sont très difficiles. Cependant, les choses progressent, même lentement. A Copenhague, malgré un résultat global décevant et un sentiment d’inachevé, la déclaration finale mentionne « le rôle crucial de la réduction des émissions résultant du déboisement et la dégradation des forêts et la nécessité de renforcer les absorptions des émissions de gaz à effet de serre par les forêts et de convenir de la nécessité de fournir des incitations positives à de telles actions par le biais de la création immédiate d'un mécanisme incluant REDD-Plus, permettant la mobilisation de ressources financières des pays développés ».

Fin juin 2010, un séminaire co-organisé par UN-REDD et par le GEO (Group for Earth Observation) s’est tenu au Mexique pour faire le point sur les méthodes de mesure, de « reporting » et de vérification.

Un exemple de suivi de la déforestation par satellite sur une longue durée : le cas du Mato Grosso au Brésil de 1984 à 2008

En marge de la conférence de Copenhague (COP15) en décembre 2009, Spot Infoterra a présenté les résultats d’un suivi à grande échelle par satellite de la déforestation et de la dégradation de la forêt amazonienne.

Ce travail a été mené pour le compte de l’organisation non gouvernementale IMAZON (The Amazon Institute of People and the Environment) avec un soutien financier d’EADS Astrium. Il s’agissait de démontrer la faisabilité d’outils de surveillance continue de l’évolution de la forêt tropicale. De tels outils sont indispensables pour mettre en œuvre les futurs mécanismes REDD (Reducing Emission from Deforestation and Degradation) décrits précédemment.

Limites de la zone de travail :
Etat du Mato Grosso au Brésil
(Crédit image: Spot Infoterra)

Le travail effectué par les équipes innovation de Spot Infoterra met en évidence l’apport des technologies satellites pour :

établir la situation de référence de la forêt pour un pays ou une région particulière (« REDD baseline »),
valider des méthodes opérationnelles de suivi et de vérification,
proposer des standards de mesure adaptés à la forêt du point de vue du stockage de carbone, avec en particulier un indicateur de référence pour la forêt mis au point par IMAZON et nommé NDFI (Normalized Difference Fraction Index, Index Normalisé de Fraction de Différence).

Evolution de l’état de la forêt du Mato grosso entre 1984 et 2008
(Crédit image : Spot Infoterra / Imazon)

Concrètement, les résultats obtenus dans l’Etat brésilien du Mato Grosso sont :

La mise au point d’une méthodologie donnant des résultats reproductibles indépendamment du capteur satellite utilisé.
Une analyse quantitative et dynamique de l’évolution et de la dégradation de la forêt sur une période de 25 ans et sur une surface de forêt d’environ 600000 km2 (surface plus grande que la France métropolitaine), réalisée à partir d’un nombre très important d’images Landsat (26 images nécessaires pour couvrir l’ensemble de la région à répéter sur une durée de 25 ans, soit 650 images au total).
Une évaluation des émissions de carbone liée à la déforestation et à la dégradation de la forêt tropicale.

Séquence vidéo montrant l’évolution de l’état de la forêt du Mato Grosso entre 1984 en 2008

(crédit image : Spot Infoterra / Imazon – Montage : Planète Sciences Midi-Pyrénées )

Une méthode de classification double : par traitement spectral des images et par analyse des changements d’une année à l’autre

Le principe de base du traitement consiste à produire annuellement une carte d’occupation des sols appliquée à la forêt, par une méthode de classification adaptée, en prenant en compte les changements possibles d’une année sur l’autre. La classification par NDFI utilise la méthode des indicateurs biophysiques développée par Spot Infoterra. Elle est réalisée automatiquement avec le logiciel Overland, configuré avec l’arbre de décision adapté.

Méthode de classification utilisée pour obtenir les cartes d’état de la forêt

(crédit image : Spot Infoterra)

Les classes choisies mettent l’accent sur l’état de la forêt : forêt tropicale, zone de déforestation, zone de forêt dégradée, zone de forêt en re-génération, etc. La figure suivante illustre les différentes classes utilisées.

L’autre figure montre un diagramme des possibilités de transition d’un état à un autre entre deux années consécutives. Les critères de passage d’un état à l’autre (seuils de décision) ont fait l’objet d’un important travail de validation pour aboutir une méthode de traitement d’image fiable et cohérente avec les informations collectées directement sur le terrain.

Légende utilisée par la classification et la cartographie
de l’état de la forêt
(crédit image : Spot Infoterra)

Transitions possibles entre différents états
de la forêt d’une année à l’autre
(crédit image : Spot Infoterra)

A côté de cette classification systématique de toutes les images sur les 25 années de la période de suivi, plusieurs actions ont été menées pour mettre au point des méthodes d’évaluation et de suivi reproductibles et transposables à d’autres régions du monde. Ces méthodes exploitent les capacités suivantes des différents satellites d’observation de la Terre, avec des caractéristiques complémentaires de fauchée, de résolution et de bandes spectrales :

Utilisation d’images à champ large et moyenne résolution (ENVISAT MERIS) pour la surveillance globale et la détection de nouvelles zones de déforestation.
Utilisation d’images à haute résolution (Spot) pour identifier automatiquement les zones de forêt dégradée (détection des coupes de petite taille).
Utilisation d’image à très haute résolution (Spot 5) pour les opérations de contrôle qualité et de vérification, par photo-interprétation.

Vérification de la stabilité des résultats de classification avec des images acquises par des satellites différents (crédit image : Spot Infoterra)

Sources utilisées :

Entretiens avec l’équipe de Spot Infoterra (Hervé Poilvé, Charlotte Mathian, Patrick Houdry).
Les pages "suivi de la déforestation" sur le site Terracare de Spot Infoterra
Rapport de la quinzième session de la Conférence des Parties tenue à Copenhague du 7 au 19 décembre 2009 sur le site de l’UNFCCC (Convention Cadre des Nations sur les Changements Climatiques ou CCNUCC en français) et ensemble des documents de la conférence.

Communiqué sur le sur le Site du parlement européen et texte de la résolution adoptée le 7 juillet 2010.
Principales conclusions du rapport 2010 de la FAO sur la forêt dans le monde et page de présentation.

Pour en savoir plus :

Sur le site de la FAO, le rapport 2010 sur la forêt, les cartes et les figures.
Les autres articles de ce blog sur le thème de la forêt.
Le site REDD-UN (en anglais).

Suggestions d’utilisations pédagogiques en classe :

Etude bibliographique sur la déforestation en zone intertropicale et la relation avec le changement climatique : principaux pays concernés, cause de la déforestation, zones géographique et aspects économiques liés à la mondialisation.
Etude bibliographique sur les échanges de quota et la proposition de mécanisme REDD.
Travaux pratiques sur la classification d’une image (par analyse multispectrale) et d’une série d’image (par détection de changement).