Depuis l’espace, les Alpes verdissent étonnamment vite

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« Du blanc au vert… » : un article paru dans Science le 3 juin 2022 démontre que la productivité de la végétation au-dessus de la limite des arbres a augmenté dans près de 80 % des Alpes ces 40 dernières années. Comme l’Arctique, la chaîne de montagnes devient plus verte, et cela de manière impressionnante. Grégoire Mariethoz et Antoine Guisan nous parlent du travail qu’ils ont mené pour arriver à ce résultat frappant, basé sur des millions de données satellites.

Ces découvertes changent-elles notre regard sur les Alpes ?

Antoine Guisan : On n’imaginait pas que le signal de verdissement des Alpes allait être aussi fort. Ce travail est très factuel, il repose sur des données satellites. Les résultats sont là et ils sont spectaculaires. 

Grégoire Mariethoz : On savait que la forêt prenait du terrain, mais pour les prairies, ce n’était pas du tout évident pour moi que le verdissement était si important. On s’est focalisé sur les zones non-forestières et non-glacières : l’augmentation de la productivité végétale est très claire. La neige diminue légèrement, surtout en basse altitude. En haute altitude, la couverture neigeuse subsiste en raison de l’augmentation des précipitations.

En quoi ces résultats sont-ils nouveaux ? 

GM : 40 ans d’images satellites à très forte résolution (sur des pixels de 30m x 30m), une série temporelle si longue et précise est inédite. L’analyse de cette série n’a été possible que grâce à la puissance de calcul actuelle. Beaucoup d’études ont fait ce type de travail par le passé, mais plutôt à l’échelle kilométrique. Dans les Alpes, cela ne veut rien dire : dans 1 km2, neige et végétation, haut et bas de la montagne sont confondus.

(Photo prétexte, il ne s’agit pas du satellite utilisé pour l’étude © Dennis Thompson | Dreamstime.com)

Comment est-il possible de mesurer la productivité végétale par satellite ? Ce que l’on mesure dans un instantané satellite c’est la quantité de rouge absorbé (par rapport à l’infrarouge). Ce rouge n’est pas reflété parce qu’il est absorbé par les plantes, et transformé en énergie dans la photosynthèse. C’est donc un indice de la productivité et indirectement de la biomasse. 

« Cela fonctionne très bien. Dès que la plante flétrit, on voit qu’elle absorbe moins de rouge. Alors qu’en phase de croissance, la productivité est maximum. »

Grégoire Mariethoz

Vous venez de disciplines différentes, comment êtes-vous venus à travailler ensemble ?

AG : D’après nos reviewers, cela faisait longtemps qu’on attendait cet article. Pourtant le projet n’était associé à aucun financement, il a émergé en flottement entre les équipes. Suite à l’article sur le verdissement de l’Arctique, on a réalisé qu’il n’y avait pas grand-chose sur les autres régions froides. Mais analyser les images des satellites Landsat, c’est se retrouver face à une immense mosaïque de petites images, un puzzle difficile à assembler. Et entre deux passages du satellite, d’énormes trous de données, sans compter si c’est nuageux. Tout d’un coup les perspectives se sont ouvertes en collaborant avec Grégoire. Sans lui, Google Earth Engine – lequel permet la reconstruction du puzzle – serait resté une nébuleuse inutilisable. 

GM : Et je ne me serais pas intéressé à la végétation sans l’apport d’Antoine. Au départ, j’ai simplement proposé un travail de bachelor sur le sujet. Finalement, ce projet s’est étendu sur très longtemps, les équipes ont changé, mais notre persévérance a payé.

«La mosaïque des images satellites, c’est un casse-tête auquel beaucoup de biologistes ne se sont pas essayés» AG

Ce mot reflète assez comment ce projet a démarré. Réunis dans un projet interdisciplinaire FNS, Antoine Guisan et Grégoire Mariethoz ont lancé cette idée, qui n’avait rien à voir avec le sujet de départ. En mettant ensemble des groupes, le projet a été le catalyseur, et a fait germer tout autre chose.

« Si on planifie, on va faire ce qu’on planifie. Il faut laisser la place à la surprise. »

Grégoire Mariethoz

Quel était le principal défi ?

GM : Un défi est d’harmoniser les satellites entre eux, pour avoir une série cohérente. Sur 40 ans, quatre satellites différents ont envoyé des données. On a dû faire des ajustements, ou plutôt vérifier que les ajustements de la NASA étaient vraiment corrects. Cela a été demandé par un reviewer de Science, ce qui nous a permis de vérifier que la NASA avait bien fait son travail !

Le code de départ, par contre, c’est Mathieu Gravey qui l’a écrit en 10 min à mon bureau, mais c’est parce qu’il connaît très bien l’outil ! Le plus long a été de convertir le temps en seconde depuis la naissance de JC…

 «La sérendipité qualifie bien comment ce travail est né» AG

Plus le vert est foncé, plus la productivité végétale a augmenté ces dernières décennies. Sur cette image, on voit déjà à quel point le verdissement concerne de larges zones. « Sur le long terme, nous ne savons pas si ce verdissement va continuer. En ce moment, les glaciers fondent, donc procure de l’eau régulièrement tout l’été à la végétation. Il est possible que dans 20 ans cela soit différent » GM. (Photo : GM, l’image comprend ici des zones de forêts qui étaient exclues de l’analyse)

Les changements sont massifs, quelles en seront les retombées ?

AG : En poussant, la végétation absorbe plus de carbone, ce qui est positif. Mais même si le changement est impressionnant, la biomasse en haute montagne ne sera jamais énorme. Et surtout, ce petit effet positif ne contrebalance pas tous les effets négatifs du réchauffement ! Glissement de terrain, fonte du permafrost, perte de l’eau à long terme, perte d’un certain nombre d’espèces alpines… 

GM : Une autre implication est économique. Le tourisme d’hiver va être impacté, bien entendu. Mais le tourisme d’été aussi. Si la végétation change en haute montagne, que devient le paysage typique suisse ? 

Votre méthode peut-elle être utilisée dans d’autres parties du monde ?

GM : La couverture satellite varie beaucoup dans le monde. Il y a plusieurs décennies, les images n’étaient pas systématiquement enregistrées, surtout dans certaines régions. Elle est très bonne en Amérique du Nord, moins bonne en Afrique. L’Europe n’est pas le meilleur endroit : il y a un trou de 10 ans sur la moitié des Alpes ! Ce n’est que sur les 10 dernières années que la couverture est bonne partout, à toutes les résolutions. Sur l’Himalaya, il serait intéressant de faire le même type de travail. C’est une région beaucoup plus grande que les Alpes, et qui a les mêmes problématiques.

Publication originale
  • Sabine Rumpf, Mathieu Gravey, Olivier Brönnimann, Miska Luoto, Carmen Cianfrani, Grégoire Mariethoz and Antoine Guisan. From white to green: Snow cover loss and increased vegetation productivity in the European AlpsScience (2022)
    doi: 10.1126/science.abn6697

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