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Espace : pourquoi la NASA tire des lasers sur des arbres depuis la station spatiale internationale ?

Alejandra Martins,
BBC News Mundo

Engin de la NASA

Crédit photo, NASA, CENTRE DE VOL SPATIAL GODDARD

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GEDI envoie des impulsions d’énergie vers la surface de la Terre 242 fois par seconde.

En ce moment même, une pluie d’impulsions laser atteint la Terre depuis la station spatiale internationale.

Et il vise à révéler les secrets les plus intimes des forêts de la planète.

La mission GEDI, développée conjointement par le Goddard Space Flight Center de la NASA et l’université du Maryland, fournit des cartes 3D sans précédent des zones forestières, même dans les endroits les plus reculés.

“C’est un satellite de la taille d’un réfrigérateur, qui pèse environ 500 kilos et qui est amarré ou attaché à l’un des modules de la station spatiale internationale”, explique à BBC Mundo le scientifique espagnol Adrián Pascual, membre de l’équipe scientifique de la GEDI, expert en cartographie et gestion des écosystèmes forestiers et professeur à l’université du Maryland.

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Les données de la mission sont essentielles pour comprendre la quantité de carbone stockée par les forêts et l’impact de la déforestation sur la lutte contre le changement climatique.

Mais l’avenir de la GEDI est incertain et une campagne est actuellement en cours pour assurer la continuité de la mission.

GEDI est l’abréviation de Global Ecosystem Dynamics Investigation.

Le cœur du programme est un instrument qui tire des faisceaux laser et qui est attaché à la station spatiale internationale (ISS) depuis 2019.

Crédit photo, NASA, CENTRE DE VOL SPATIAL GODDARD

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La douche à impulsion laser permet de déterminer non seulement la hauteur des arbres mais aussi la structure des forêts.

“L’ISS fait des orbites autour de la Terre sans arrêt. Et notre satellite GEDI émet des impulsions laser en permanence”, indique M. Pascual.

Ces impulsions énergétiques permettent de déterminer non seulement la hauteur des arbres mais aussi la structure des forêts.

“Lorsque cette impulsion énergétique atteint la Terre, elle frappe le premier élément qu’elle rencontre, à savoir la canopée des arbres, et continue de progresser jusqu’à ce qu’elle touche le sol.”

“Le capteur mesure la différence entre le moment où il détecte la cime des arbres et le sol. Et en convertissant ce laps de temps en distance, nous sommes en mesure d’estimer la hauteur de la végétation.”

Pour révéler la composition de la forêt, les chercheurs de la GEDI étudient les changements dans les modèles de vagues d’énergie.

“Nous sommes ainsi en mesure d’estimer les différents niveaux de végétation, ce qui nous donne une idée non seulement de la hauteur de la forêt, mais aussi de sa complexité structurelle.”

Crédit photo, AVEC LA PERMISSION D’ADRIÁN PASCUAL

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Adrián Pascual est membre de l’équipe scientifique de la GEDI. “Le fait de pouvoir balayer les forêts du monde entier avec le même instrument, générant des milliards d’observations, est vraiment unique.

La GEDI utilise une technologie de télédétection appelée LIDAR, qui consiste essentiellement à pointer un laser sur une surface et à mesurer le temps qu’il met à revenir à sa source.

Il ne s’agit pas d’une nouvelle technologie.

“Mais cette technologie n’a encore jamais été placée sur un satellite et emmenée à la station spatiale internationale pour fonctionner à une altitude de plus de 400 km afin de surveiller spécifiquement les forêts”, explique M. Pascual.

Crédit photo, Getty Images

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Le Ceiba pentandra en Amazonie. “Environ 50% de la biomasse, du bois des arbres, est du carbone”.

Carbone : les données clés

Les arbres capturent le CO2 ou dioxyde de carbone, l’un des principaux gaz à effet de serre responsables du changement climatique, dans l’atmosphère.

Et ils stockent une grande partie de ce carbone, l’empêchant d’être libéré dans l’atmosphère.

“Au fur et à mesure que les arbres grandissent, ils augmentent leur biomasse. Et environ 50 % de cette biomasse, du bois de ces arbres, est du carbone”, indique M. Pascual.

“On estime grossièrement qu’un arbre de taille moyenne, aussi général que l’on puisse imaginer, fixe environ 25 kg de dioxyde de carbone par an.

“Nous utilisons donc l’initiative GEDI pour déterminer quel est le stock, le stockage de carbone qui existe actuellement dans toutes les forêts du monde”.

Le rôle de la GEDI dans la lutte contre le changement climatique

Les données et les cartes générées par la GEDI sont accessibles au public.

Et ils sont essentiels pour que les gouvernements du monde entier sachent de manière réaliste quelle est leur capacité de stockage du carbone.

Crédit photo, GENTILEZA ADRIÁN PASCUAL

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Visualisation des données de la GEDI. Les couleurs représentent les tonnes de biomasse aérienne par hectare dans la carte supérieure. La carte inférieure montre l’erreur de prédiction du modèle de biomasse de la GEDI.

“Dans le cas de nombreux écosystèmes, nous ne savons pas quelle est la hauteur des arbres ou à quoi ressemble la forêt”, explique M. Pascual.

“Il existe des zones en Amazonie ou dans des endroits reculés où nous ne savons pas quelle est la hauteur des arbres et quelle est la répartition de la biomasse”.

La GEDI permet de détecter et de quantifier les changements de biomasse résultant d’incendies de forêt ou d’abattages illégaux.

Les données de GEDI renforcent également l’importance de préserver les forêts matures du monde, plutôt que de donner la priorité aux nouvelles plantations forestières.

De nombreux pays incluent la plantation d’arbres dans leurs plans de réduction des émissions de CO2.

“Il est vrai que davantage d’arbres doivent être plantés dans le cadre des solutions pour lutter contre le changement climatique, par le biais de projets de restauration sur des zones dégradées qui ont le potentiel d’être revégétalisées”, souligne Pascual.

Toutefois, “pour que de nombreux petits arbres remplacent le carbone stocké dans un très grand arbre, il faut beaucoup de petits arbres, du temps et l’absence d’événements intermédiaires tels que l’exploitation forestière, les incendies ou les attaques de parasites.

“Nous ne pouvons pas tomber dans le piège de penser que nous pouvons remplacer les grands stocks de carbone comme en Amazonie, où il y a une grande quantité de carbone stocké, par des plantations et des projets de restauration”.

Le carbone stocké dans les forêts n’est pas seulement en surface.

“Sous le sol, dans les racines des arbres, la quantité de carbone peut être jusqu’à près de deux fois supérieure à ce que nous sommes capables de prévoir avec la GEDI. C’est pourquoi il est vital de protéger les “poumons” de la planète.”

Crédit photo, Getty Images

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“Il y a des zones en Amazonie ou dans des endroits reculés où nous ne savons pas quelle est la hauteur des arbres et quelle est la répartition de la biomasse.”

La campagne pour sauver la GEDI

Le développement de GEDI et la compréhension du fonctionnement de sa technologie depuis une station spatiale ont nécessité près de 20 ans de travaux préliminaires.

De nombreuses études scientifiques ont été menées par des chercheurs tels que Ralph Dubayah, chercheur principal de la GEDI et professeur à l’université du Maryland.

La mission ne devrait être opérationnelle que jusqu’à la fin de 2023, date à laquelle GEDI sera remplacée par un autre instrument à bord de la station spatiale internationale.

Les chercheurs et les représentants du gouvernement soutiennent actuellement une campagne visant à prolonger la vie de GEDI dans l’espace.

Crédit photo, NASA, CENTRE DE VOL SPATIAL GODDARD

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GEDI est amarrée à la station spatiale internationale depuis 2019. Une campagne vise à le maintenir dans l’espace.

L’un des scientifiques qui ne fait pas partie de la mission mais qui utilise ses données est Flávia de Souza Mendes, une scientifique brésilienne basée en Allemagne et membre du groupe de recherche RSATE (Remote Sensing Applied to Tropical Environment).

Pour Mendes, la GEDI joue un rôle crucial dans l’atténuation du changement climatique.

“Le changement climatique touchera davantage de personnes et de pays appartenant à des groupes sous-représentés et à faible revenu. Les données gratuites de la GEDI peuvent faire la différence en soutenant l’élaboration des politiques et la recherche dans les pays à faible revenu.”

D’autre part, “le marché du carbone est très actif en ce moment et de nombreuses sociétés émergent pour calculer le carbone stocké dans la forêt ou dans les projets de reboisement et d’afforestation afin de vendre des crédits carbone”.

Adrian Pascual a confié à BBC Mundo qu'”il y a une forte pression de la communauté internationale pour pouvoir garder la GEDI plus longtemps. En effet, chaque semaine qu’il est là, nous avons des milliers et des milliers d’observations supplémentaires qui nous permettent d’obtenir de meilleures estimations de la hauteur de la végétation et de la biomasse”.

“C’est une grande opportunité pour nous de pouvoir le maintenir pour quelques mois ou années supplémentaires, car nous ne savons vraiment pas quand il y aura une autre possibilité comme celle-ci.

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