Les drones aident à résoudre l'énigme de la capture du carbone forestier

Sur une colline surplombant des champs de choux à l'extérieur de la ville de Chiang Mai, dans le nord de la Thaïlande, les rotors d'un drone commencent à vrombir, le soulevant au-dessus d'une parcelle de forêt. Il se déplace d'avant en arrière au sommet de la riche canopée, transmettant des photos à intégrer dans un modèle 3D qui révèle la santé de la forêt et permet d'estimer la quantité de carbone qu'elle peut absorber.

Les drones font partie d'un arsenal de plus en plus sophistiqué utilisé par les scientifiques pour comprendre les forêts et leur rôle dans la lutte contre le changement climatique.

Le principe de base est simple : les forêts aspirent et stockent le dioxyde de carbone, le gaz à effet de serre qui contribue le plus au changement climatique.

Mais combien ils absorbent est une question complexe.

La taille d'une forêt est un élément clé de la réponse – et la déforestation a entraîné une chute de la couverture forestière de 12 pour cent à l'échelle mondiale depuis 2000, selon Global Forest Watch.

Mais la composition est également importante : différentes espèces séquestrent le carbone différemment, et l'âge et la taille des arbres comptent également.

Connaître la quantité de carbone stockée par les forêts est crucial pour comprendre à quelle vitesse le monde doit réduire ses émissions, et la plupart des estimations actuelles mélangent des images satellites de haut niveau avec de petites enquêtes au sol à forte intensité de main-d'œuvre.

"Normalement, nous allions dans cette forêt, nous mettions le poteau, nous avions notre morceau de ficelle de cinq mètres de long. Nous marchions en cercle, nous mesurions tous les arbres en cercle", a expliqué Stephen. Elliott, directeur de recherche à l'unité de recherche sur la restauration forestière (FORRU) de l'université de Chiang Mai.

Mais "si vous avez 20 étudiants qui piétinent avec des mètres à ruban et des perches... vous allez détruire le sous-étage", a-t-il déclaré, faisant référence à la couche de végétation située entre le sol forestier et la canopée.

C'est là que le drone entre en jeu, a-t-il déclaré en désignant le modèle Phantom qui survolait sa tête.

"Avec ça, tu ne mets pas les pieds dans la forêt."

Trois mesures sont nécessaires pour estimer la capacité d'absorption d'un arbre : la hauteur, la circonférence et la densité du bois, qui diffère selon les espèces.

Tandis qu'un assistant recherche à l'aide de jumelles les oiseaux susceptibles d'entrer en collision avec le drone, la machine suit un chemin tracé dans un programme informatique.

"Nous collectons des données ou capturons (des images) toutes les trois secondes", a expliqué Worayut Takaew, chercheur sur le terrain du FORRU et opérateur de drone.

"Les images qui se chevauchent sont ensuite restituées dans un modèle 3D pouvant être visualisé sous différents angles."

La parcelle de forêt étudiée fait partie d'un projet de plusieurs décennies dirigé par Elliott et son équipe qui a reboisé environ 100 hectares en plantant une poignée d'espèces clés.

Leur objectif n'était pas de reboiser à grande échelle, mais de développer de bonnes pratiques : planter des espèces indigènes, encourager le retour d'animaux rapportant des graines d'autres espèces et travailler avec les communautés locales.

Le modèle 3D du drone est une représentation visuelle puissante de leur succès, en particulier par rapport aux parcelles de contrôle dispersées et intactes à proximité.

Mais il est également développé pour éviter les études de terrain à forte intensité de main-d'œuvre.

"Une fois que vous avez le modèle, vous pouvez mesurer la hauteur de chaque arbre du modèle. Pas d'échantillons, mais de chaque arbre", a déclaré Elliott.

Le potentiel de carbone d'une forêt va cependant au-delà de ses arbres, les feuilles mortes et le sol servant également de réserves.

Ainsi, ceux-ci sont également collectés pour analyse, ce qui, selon Elliott, montre que leurs parcelles reboisées stockent du carbone à des niveaux proches des forêts intactes à proximité.

Mais malgré toutes ses vues à vol d'oiseau, le drone présente une limitation majeure : il ne peut pas voir sous la canopée.

Pour cela, les chercheurs ont besoin d'une technologie comme le LiDAR, un équipement de télédétection à haute résolution qui scanne efficacement l'ensemble de la forêt.

"On peut pénétrer à l'intérieur de la forêt... et reconstituer véritablement la forme et la taille de chaque arbre", explique Emmanuel Paradis, chercheur à l'Institut national de recherche pour le développement durable.

Il dirige un projet pluriannuel visant à réaliser l'analyse la plus précise à ce jour de la quantité de carbone que les forêts thaïlandaises peuvent stocker.

Il étudiera cinq types différents de forêts, y compris certaines parcelles du FORRU, à l'aide d'un LiDAR monté sur drone et d'une analyse avancée des microbes et des champignons présents dans le sol qui soutiennent les arbres.

"L'objectif est d'estimer au niveau national (...) quelle quantité de carbone peut être stockée par hectare n'importe où en Thaïlande", a-t-il déclaré.

Les enjeux sont considérables à une époque de débats acharnés sur la justesse des estimations actuelles de la capacité mondiale en matière de carbone forestier.

"Beaucoup de gens, et je suis un peu de cet avis, pensent que ces estimations ne sont pas assez précises", a déclaré Paradis.

"Des estimations trop optimistes peuvent donner trop d'espoir et d'optimisme quant aux possibilités des forêts à stocker du carbone", a-t-il prévenu.

L'urgence de la question entraîne des développements rapides, notamment le lancement l'année prochaine du satellite Biomass de l'Agence spatiale européenne, conçu pour surveiller les stocks de carbone forestier.

"La technologie évolue, les satellites sont de plus en plus précis... et les technologies statistiques sont de plus en plus précises", a déclaré Paradis.