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Cartographier automatiquement les niveaux de dommages dus aux incendies

Différents degrés d’endommagement de la végétation après un feu © A. Bellet

06/06/2018

Avec le CNES, l’ONF et deux laboratoires spécialistes de la télédétection, les experts du risque d’incendie du centre Irstea d’Aix-en-Provence lancent le projet ACADO qui vise à exploiter des images satellitaires pour mieux caractériser l’étendue et la sévérité des incendies de forêt. À la clé : un outil opérationnel pour la gestion des dommages et une base de données inédite pour étudier l’évolution des incendies.

Connaître l’étendue et la sévérité des feux de forêt est essentiel pour une gestion adaptée de leurs conséquences. Ces informations permettent en effet d’évaluer les impacts, de prédire la dynamique de la végétation après l’incendie et ainsi de définir les actions à mettre en œuvre selon les niveaux de dommages. Elles servent aussi à mieux évaluer le risque dans les zones sensibles que sont les interfaces habitat/forêt, là où l’urbanisme est en contact avec des espaces naturels, susceptibles de favoriser la propagation du feu.

Pour caractériser ainsi les incendies, les données d’observation de la Terre fournies par les satellites s’avèrent être de précieux alliés. Et l'arrivée de nouvelles générations de satellites disposant de capteurs plus performants (télédétection à haute résolution spatiale et temporelle) démultiplie l’éventail et la précision des données accessibles.

Vers une chaîne de traitement automatisée des images satellites

C’est dans ce contexte que le projet de recherche ACADO1, porté par les spécialistes du risque d’incendie d’Irstea, vient d’être lancé en collaboration avec le Centre national d'études spatiales (CNES), les laboratoires SERTIT2 de Strasbourg et CERFACS3 de Toulouse, et l’Office national des forêts. Son but : tester la pertinence des dernières images issues du satellite Sentinel (2 et 3), en complémentarité de celles des satellites Spot (6 et 7), Landsat (8) et Pléiades, pour détecter les départs de feu, cartographier les surfaces brulées et les niveaux de dommages sur la végétation. Et ce, sur une zone géographique très exposée aux incendies de forêt : les 15 départements du pourtour méditerranéen. Pour cela, les chercheurs utiliseront les images satellitaires disponibles via le pôle Theia (données et services pour les surfaces continentales).

Photos satellites (en infrarouge) prises avant et après le feu. La bande grise (image de droite) témoigne de la zone de végétation brûlée.

Mais ce n’est pas tout. L’objectif final de cet ambitieux projet est d’automatiser la chaîne de traitement de l’ensemble de ces images satellites, permettant une transmission successive des données d’étape en étape, depuis la détection du départ de feu à la cartographie finale des dommages. « Nous visons à créer une chaîne de traitement autonome et fiable qui permettra, d’une part, le recueil de données précises à chaque étape et, d’autre part, la conception d’un outil opérationnel de cartographie des niveaux de dommages de la végétation, directement utilisable par les gestionnaires », précise Christophe Bouillon, ingénieur au centre Irstea d’Aix-en-Provence.

Un outil précieux pour la gestion post-incendie et l’étude de l’évolution des feux

Concrètement, la méthodologie d’élaboration de l’outil reposera sur :

  • la détection rapide des départs de feu, en exploitant plusieurs sources d’information, comme les images satellitaires de la NASA mais aussi les réseaux sociaux (largement utilisés lors des départs d’incendie) ;
  • l’identification du contour des zones brûlées, par le traitement des images satellitaires prises avant et après l’incendie (utilisation d’indices de suivi de l’état de la végétation) ;
  • la caractérisation des espèces végétales présentes avant le feu, par le traitement des images satellitaires à l’aide d’un logiciel « orienté objet » qui permet de localiser une espèce d’arbre (résineux, feuillus…) par analyse multicritères de l’image ;
  • la détermination des niveaux de dommages sur la végétation après le feu, par le traitement des images satellitaires et l’utilisation d’indices témoignant du degré de sévérité des dégâts sur la végétation.

À chacune de ces étapes, les données issues du traitement des images seront affinées et validées par des relevés de terrain.

Ainsi, les chercheurs envisagent non seulement l’élaboration d’un outil opérationnel qui pourra accompagner les gestionnaires dans le choix des actions les plus adaptées à la sévérité des incendies survenus sur leur territoire, mais aussi la production d’une base de données inédite, particulièrement intéressante pour étudier l’évolution des incendies dans le contexte du changement climatique. « Nous pourrons notamment étudier l’évolution des niveaux de dommages relatifs aux incendies qui, avec le changement climatique, tendent à se déplacer plus au Nord. Et ainsi fournir aux décideurs publics matière à mieux anticiper les aménagements nécessaires pour l’avenir de leur territoire », explique Christophe Bouillon.

Les résultats du projet ACADO qui s’appuieront sur l’analyse des prochains incendies qui surviendront cet été, sont attendus pour le milieu de l’année 2019. Ils alimenteront les travaux du Centre d’Expertise Scientifique « CES Incendie » du pôle Theia, dont le but est de développer des méthodes innovantes mobilisant des données satellitaires, aéroportées et in situ, pour répondre aux besoins des utilisateurs, tels que les gestionnaires des territoires ou les services de lutte contre l’incendie.

En savoir plus

1- ACADO : Apports de différents CApteurs pour l’évaluation des niveaux de DOmmages sur la végétation après incendie.
2- Service régional de traitement d’image et de télédétection.
3- Centre européen de recherche et de formation avancée en calcul scientifique.