Des capteurs aéroportés pour les sciences de la forêt
Les forêts jouent un rôle fondamental en matière d'habitat et de protection de la biodiversité biologique mais aussi en matière de séquestration du carbone et donc de limitation du changement climatique. Les hommes dépendent également de la forêt pour leur approvisionnement en bois et toute une palette d'autres ressources. Même si les scientifiques ont déjà étudié les forêts au niveau de leur écosystème, des différentes espèces d'arbres et regroupements d'espèces, leurs recherches demandent également d'autres points de vue comme ceux de la canopée ou de la feuille. Ce manque de connaissances a été abordé par le projet AIRFORS (Aircraft for environmental and forest science), financé par l'UE, qui s'est appuyé sur des capteurs aéroportés pour suivre les propriétés de la canopée le long d'un axe vertical en mesurant les flux de surface par des techniques de covariance. AIRFORS consistait à trouver de nouvelles façons de mesurer la biomasse forestière à partir des données télémétriques obtenues par la technologie laser de détection et de télémétrie par ondes lumineuses (LIDAR, pour Light Detection and Ranging) qui utilise les propriétés lumineuses du laser. Des scanners laser aéroportés ont permis de reconstruire la forme tridimensionnelle des arbres en exploitant les signaux lasers pulsés avec une très haute résolution. Les signaux sont analysés et transformés en distances résolues spatialement entre le positionnement GPS exact de l'avion et la surface terrestre. En moins d'une heure de vol, cette méthode peut fournir des informations sur la taille, la hauteur et la structure des avions. Ainsi, une évaluation précise de la biomasse était possible de manière écologique et rentable, par rapport à la compilation de données par les techniciens sur le terrain. Les partenaires du projet se sont également intéressés à la qualité de l'atmosphère et installé une nouvelle sonde de turbulence atmosphérique sur un avion léger afin de fournir avec une très haute résolution des données en temps réel sur la vitesse du vent, la température de l'air, le rayonnement global et les turbulences rencontrées. Ces informations peuvent ensuite être exploitées pour le calcul des flux à la surface de la végétation. Cette sonde fait partie du nouveau système Life Finder dédié à la collecte de micro-organismes aériens et le suivi de leur point d'origine et de leur destination. L'association de Life Finder aux outils génomiques basés sur le séquençage ARN et ADN a permis d'identifier les micro-organismes émis par la forêt. Étant donné que les flux biologiques contribuent aux précipitations et à la dispersion de la biodiversité bactérienne, ces données dynamiques sont très importantes pour les écosystèmes forestiers. Les travaux d'AIRFORS ouvrent ainsi de nouvelles opportunités pour une observation forestière innovante avec une évaluation et un suivi des données s'appuyant sur des capteurs aéroportés modernes. L'exploitation de mesures aéroportées en recherche environnementale permettra ainsi de faire progresser significativement la recherche forestière en Europe.
Mots‑clés
Capteurs aéroportés, à l'échelle de la feuille, à l'échelle de la canopée, AIRFORS, science de la forêt, covariance, détection lumineuse et hiérarchisation, système GPS, biomasse, life finder
