Utilisation de la télédétection pour l’adaptation au changement climatique

La télédétection se réfère à l’acquisition de données et d’informations sur un phénomène et un territoire, sans contact direct avec celui-ci. C’est une alternative à l’observation in situ. Les techniques de télédétection sont utilisées dans de nombreux domaines, y compris la géographie, l’hydrologie, l’écologie, la météorologie, l’océanographie, la glaciologie, la géologie, ainsi que pour la portée militaire, le renseignement, les applications commerciales, économiques, de planification et humanitaires.

Les technologies de télédétection peuvent être basées sur des satellites ou des aéronefs et sont capables de détecter et de classer les objets et les caractéristiques du système terrestre au moyen de signaux propagés (par exemple, le rayonnement électromagnétique). En outre, l’utilisation de drones est en train d’apparaître en raison des données à haute résolution qui peuvent être collectées en peu de temps pour la surveillance en temps réel. Les techniques de télédétection «active» désignent un signal émis directement par un satellite ou un aéronef, qui est réfléchi par un objet et qui est détecté à tour de rôle par le capteur (par exemple, RADAR et LiDAR), tandis que la télédétection «passive» désigne des capteurs capables de détecter les rayonnements émis ou réfléchis par un objet ou des zones environnantes (par exemple, photographie de film, infrarouge, dispositifs couplés par charge et radiomètres).

Récemment, la télédétection a été utilisée pour mieux comprendre le système climatique et ses changements. Il permet de surveiller la surface de la Terre, l’océan et l’atmosphère à plusieurs échelles spatio-temporelles, permettant ainsi l’observation du système climatique, ainsi que d’étudier les processus liés au climat ou les phénomènes à long et court terme, comme par exemple la déforestation ou les tendances El Niño. En outre, la télédétection est utile pour collecter des informations et des données dans des zones dangereuses (par exemple lors d’incendies) ou inaccessibles (par exemple, des zones imperméables). Parmi les exemples spécifiques d’utilisation de la télédétection liés aux pratiques d’adaptation au changement climatique figurent: (i) la gestion des ressources naturelles, ii) la gestion des pratiques agricoles, par exemple en ce qui concerne l’utilisation des terres, la conservation des terres et le stock de carbone des sols, iii) les opérations tactiques de lutte contre les incendies de forêt dans des systèmes d’aide à la décision en temps réel, iv) la surveillance de l’occupation des sols et de ses modifications sur différentes échelles temporelles et spatiales, même après un événement de catastrophe, v) une meilleure connaissance de la gestion des forêts et de l’eau, vi) l’évaluation des stocks de carbone et de la dynamique connexe, vii) la simulation de la dynamique du système climatique, viii) l’amélioration des projections climatiques et des produits de réanalyse météorologique, largement utilisés pour les études de recherche sur le changement climatique.

Enfin, la télédétection peut être utilisée pour améliorer l’alerte et la préparation, ce qui est également utile pour la gestion des risques de catastrophe. Les systèmes d’information géographique (SIG) utilisant la technologie satellitaire peuvent être utilisés pour élaborer des systèmes d’ alerte précoce et de prévision afin de réduire et de gérer les risques de catastrophe liés au climat (c’est-à-dire préparer une meilleure prévision des pistes de cyclones et d’inondations, de sécheresses, d’incendies) et aider à se préparer aux actions. La technologie de télédétection peut également être utile pour la détection des dommages post-catastrophe, sur la base d’une analyse comparative des images avant et après catastrophe. Les données et informations de télédétection sont également utiles pour les travailleurs d’urgence.

Divers programmes et initiatives sont en place en Europe et dans le monde pour favoriser l’utilisation et le partage de données à distance. Copernicus est le programme d’observation de la Terre de l’UE coordonné et géré par la Commission européenne. Il se compose d’un ensemble complexe de systèmes qui collectent des données à partir de sources multiples: satellites d’observation de la Terre et capteurs in situ tels que stations au sol, capteurs aéroportés et marins. Copernicus traite ces données et fournit aux utilisateurs des informations à travers un ensemble de services qui couvrent six domaines thématiques: terre, mer, atmosphère, changement climatique, gestion des urgences et sécurité. Copernicus Climate Change Service (C3S) fournit des services de lutte contre le changement climatique qui soutiennent les politiques et actions européennes en matière de climat, contribuant ainsi à renforcer la résilience d’une société européenne face à un changement climatique induit par l’homme. Le Système mondial d’observation de la Terre (GEOSS) est un ensemble de systèmes coordonnés et indépendants d’observation, d’information et de traitement de la Terre qui donnent accès à l’information aux secteurs public et privé. Leportail GEOSSoffre un point d’accès Internet unique pour les utilisateurs à la recherche de données, d’images et de logiciels analytiques pertinents pour toutes les parties du globe.

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Participation des parties prenantes

La télédétection est utilisée pour produire des connaissances ou même des systèmes d’aide à la décision pour les utilisateurs ciblés (par exemple, les praticiens impliqués dans la gestion des risques de catastrophe, les urbanistes, les planificateurs fonciers, les agriculteurs, etc.). L’implication des utilisateurs finaux en tant que parties prenantes tout au long du processus de conception et de création des connaissances et des produits est essentielle pour produire des résultats réellement utilisés et utiles, selon le paradigme de la coproduction.

Facteurs de réussite et facteurs limitants

Les techniques de télédétection, et en particulier les images satellitaires, ont déjà été utilisées avec succès dans un large éventail de domaines de changement climatique, tels que: (i) étudier les tendances de la température mondiale, tant à la surface de l’océan que dans l’atmosphère, (ii) détecter les changements du rayonnement solaire affectant le réchauffement de la planète, (iii) surveiller les aérosols, la concentration de vapeur d’eau et les changements dans le régime des précipitations, (iv) étudier la dynamique de l’extension de la neige et de la couverture glaciaire, (v) surveiller les changements au niveau de la mer et les modifications côtières, (vi) surveiller l’état et le changement de la végétation, (vii) surveiller les ressources en eau et l’impact dû aux sécheresses et aux périodes sèches, (viii) surveiller les événements d’incendie et les émissions d’incendie, (ix) prévoir les risques de catastrophe, tels que les cyclones, les inondations et la sécheresse, (x) orienter les processus décisionnels sur l’adaptation au changement climatique. L’utilisation des données de télédétection évolue rapidement, tant en termes de techniques disponibles que de résolution, et d’autres utilisations pertinentes pour l’adaptation au changement climatique devraient émerger dans l’avenir.

Certaines préoccupations ont toutefois été soulevées quant à l’utilisation de la télédétection. L’étude et la surveillance des changements climatiques nécessitent des séries chronologiques d’observations à long terme, tandis que les données satellitaires sont souvent disponibles à court terme. En outre, certaines incertitudes et distorsions des images reçues dues aux vibrations et aux turbulences peuvent découler de biais dans les capteurs et les algorithmes de récupération, de sorte que l’utilisation des observations satellitaires dans les études sur le changement climatique nécessite une identification claire de ces limitations. Parmi les autres limitations possibles, mentionnons: (I) coût élevé pour l’acquisition de données à haute résolution d’aéronefs et de drones; II) dans certains cas, l’accès limité aux technologies nécessaires en raison des coûts ou des contraintes de compétences; III) discontinuité temporelle des données des aéronefs et des données satellitaires; alors que la première peut être particulièrement coûteuse et donc disponible pour un nombre limité d’enquêtes, la seconde est collectée à intervalles fixes en fonction du temps de retour du satellite.

Coûts et bénéfices

Les observations directes sur les terres sont généralement limitées dans la couverture spatiale, tandis que les techniques de télédétection permettent de surveiller une plus grande échelle. Les données satellitaires ont une large couverture, des capacités multitemporelles et multispectrales, fournissant des données et des informations relatives aux changements climatiques pour de vastes zones. Cela permet d’améliorer la compréhension du système climatique, d’étudier et de prédire les effets du changement climatique sur les écosystèmes et de surveiller l’efficacité des mesures d’adaptation mises en œuvre.

La télédétection permet également la collecte de données dans des zones dangereuses ou inaccessibles, sans perturbation pour le site, et fournit des mises à jour fréquentes. L’acquisition de données est souvent moins coûteuse et plus rapide que la collecte directe de données à partir du sol. En outre, l’utilisation de drones ajoute de la flexibilité dans la surveillance du temps et de l’espace et l’avantage de l’absence de risques pour l’homme.

Le prix de l’imagerie satellitaire varie en fonction de la résolution spatiale. Les images d’archives à basse résolution (> 10 m) sont généralement gratuites, tandis que les prix augmentent de 1 à 8 $ le km² passant de 5 à 10 m de résolution à 0,3-1 m de résolution (prix 2019; voir par exemple Geocento). Les coûts sont légèrement plus élevés pour les images prises par les avions et les drones; ce dernier peut arriver à une résolution & 0,05 m. Bien sûr, les prix augmentent si des images personnalisées sont nécessaires. Des ressources sont également nécessaires pour traiter les données et développer des applications. Enfin, il faut disposer de compétences et de capacités suffisantes pour utiliser les données de télédétection.

Aspects légaux

Temps de mise en œuvre

Le délai de mise en œuvre se réfère au traitement des données et à la fourniture de connaissances ou de produits finaux. Cela dépend grandement de la portée et de l’utilisation spécifiques des techniques de télédétection, du niveau de compétences disponibles, de la disponibilité des outils nécessaires et de la collaboration entre les différentes parties prenantes concernées.

Durée de vie

L’utilisation de techniques de télédétection pour étudier le changement climatique et soutenir la définition d’actions d’atténuation et d’adaptation au changement climatique peut être effectuée à court et à long terme.

Sites Internet:

Références: