Suivre l’évolution des terres humides depuis l’espace

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Kevin Bunch
16 septembre 2021
peat based wetland northern great lakes

Un groupe binational constitué d’organismes publics et privés et d’universités a élaboré une méthode de suivi de la santé des terres humides des Grands Lacs depuis l’espace. Ce projet vise à aider les gestionnaires des terres humides à protéger et à restaurer ces parties vitales de l’habitat en milieu aquatique. En outre, selon les experts, la surveillance depuis l’espace est beaucoup moins coûteuse que celle effectuée sur le terrain.

Les terres humides jouent un rôle écologique et économique important dans l’écosystème des Grands Lacs. Elles fournissent un habitat pour les plantes et les animaux, dont les oiseaux migrateurs comme les canards et les oies. Sur le plan économique, elles contribuent à une pêche productive durable en fournissant un habitat de reproduction à de nombreuses espèces de poissons. Outre qu’elles constituent un habitat à la vie aquatique, les terres humides permettent d’atténuer les dommages causés par les inondations et par l’érosion des berges, et elles aident à réduire la pollution des eaux des Grands Lacs.

Le projet de surveillance par satellite, dirigé par le Great Lakes Alliance for Remote Sensing (GLARS), repose sur l’utilisation de photos optiques et de cartes radar capturées par des satellites en orbite. Ces photos et cartes sont ensuite associées à des algorithmes informatiques et à des échantillons pris sur le terrain. Tout ce processus s’étend sur plusieurs années, et cette combinaison d’observations sert à optimiser la cartographie d’une douzaine de terres humides côtières des Grands Lacs ainsi que l’évolution de ces milieux, nous précise Mme Laura Bourgeau-Chavez, chercheuse principale au Michigan Tech Research Institute et professeure adjointe à l’Université technologique du Michigan.

Le projet GLARS a été lancé en 2016 avec cinq sites pilotes à l’époque : dans la baie de Quinte et dans la réserve nationale de faune de Long Point, du côté canadien, ainsi que dans la baie Saginaw, dans le delta de la rivière Sainte-Claire et dans l’estuaire de la rivière Duluth-Saint-Louis, du côté américain. Puis, en 2017, le projet a été étendu à 12 sites répartis dans les deux pays; la collecte de données se poursuit à ces emplacements.

Pour la cartographie radar, le consortium a surtout utilisé les satellites Radarsat-2 de l’Agence spatiale canadienne et Sentinel-1 de l’Agence spatiale européenne. Pour les images optiques, il s’appuie sur les satellites Worldview-2 et Worldview-3 de Maxar Technologies. Mme Bourgeau-Chavez indique que le consortium compte également recourir au service du satellite d’imagerie radar indo-américain NISAR, dont le lancement est prévu en 2023.

Elle poursuit en nous expliquant que les données cartographiques sont combinées à des algorithmes informatiques qui sont toujours en cours d’élaboration par certains partenaires du projet au Canada et aux États-Unis. Ces algorithmes, peuvent aider à décomposer ce qui est vu d’en haut et à déterminer l’étendue des milieux humides, la profondeur de l’eau, les gains ou les pertes de milieux humides dans une zone donnée ainsi que le type de plantes qui y poussent.

wetlands satellite

Voici un exemple de l’information pouvant être obtenue à partir de la cartographie optique et radar par satellite : les deux images du haut représentent la même zone humide avant et après traitement composite; l’algorithme combine les deux photos pour déterminer les types de terres (en bas à gauche) et la durée de la couverture d’eau dans un secteur donné de la zone humide (en bas à droite). Crédit photo : Great Lakes Coastal Wetland Monitoring Project

Par exemple, la surveillance peut aider à identifier les espèces envahissantes, comme le Roseau commun (Phragmites australis) , le myriophylle à épi ou la quenouille hybride, et à les suivre à des fins de contrôle ou pour évaluer le déplacement des limites des terres humides lors de la montée ou de la baisse du niveau des lacs.

« Nous avons bien sûr constaté sur nos cartes l’effet de la mobilité de la ligne de rivage »,indique la chercheuse. « Les zones arbustives sont envahies par la végétation émergente à mesure que les niveau d’eau devient trop important pour les arbustes. »

Ce phénomène naturel risque de devenir problématique à partir du moment où une espèce envahissante prend le pas sur une grande partie de toute jeune végétation. Dans le cas du Roseau commun, la surveillance s’est avérée particulièrement utile autour de la baie Saginaw (lac Huron), où les peuplements peuvent s’étendre jusqu’à 800 mètres (environ un demi-mille) des berges.

Mme Bourgeau-Chavez explique que c’est grâce à ces photos et à ces images radar obtenues à différents moments de l’année, que les algorithmes de surveillance permettent d’identifier des espèces depuis l’espace en fonction des changements de végétation tout au long de l’année. Les résultats sont ensuite mis en évidence sur les cartes et l’information est transmise aux groupes et organismes de gestion locaux et des États, qui peuvent s’affairer à l’éradication des peuplements les plus drus. Une approche semblable est appliquée dans la réserve nationale de la faune de Long Point, du côté canadien du lac Érié.

La Saginaw Bay Cooperative Invasive Species Management Area (CISMA), qui est une coopérative de gestion des espèces envahissantes, a récemment commencé à contrôler un peuplement riverain de Roseau commun sur 12 milles, dans le cadre d’une initiative de restauration. Mme Bourgeau-Chavez précise que la coopérative utilise pour cela une carte produite grâce au travail de surveillance, carte qui l’a aidé à mieux cibler son travail.

Gedaliah Krasner, coordinateur de la coopérative en question, nous apprend que les levés sur le terrain, actuellement en cours, visent à confirmer les indications de l’imagerie satellitaire. Les travaux d’enlèvement des roseaux devraient commencer à l’automne.

« L’imagerie satellitaire a été d’une valeur inestimable pour le travail que nous faisons », affirme Gedaliah Krasner. « Je ne pense pas que cela aurait pu progresser sans l’imagerie. »

Le projet a également fait ressortir tout l’intérêt à recenser les habitats de reproduction convenables pour certaines espèces d’oiseaux comme la Sterne noire. L’information recueillie dans le cadre de la surveillance sert à alimenter un modèle d’habitat de qualité mis au point par un étudiant de l’Université du Michigan. À cet égard, la contribution du projet de surveillance a consisté à fournir des images et des cartes des sites de reproduction de la sterne remontant à 2013, et à cartographier les changements subis par l’habitat au fil du temps. Il est ainsi possible de constater les changements des sites de nidification au rythme des fluctuations du niveau des lacs, certaines zones riveraines étant inondées par moment, ce qui permet ainsi à des poissons comme le Maskinongé de se nourrir de poussins.

Cette année, l’équipe de cartographie a produit une série mensuelle de webinaires intitulée Wetland Wednesday pour expliquer son travail et la façon d’accéder aux données. Depuis août 2021, pour accéder aux données, il faut contacter directement les membres de l’équipe GLARS, bien que l’objectif soit de les rendre disponibles sur un serveur Web à l’avenir, souligne Mme Bourgeau-Chavez.

L’équipe a également élaboré une illustration visuelle en ligne du travail accompli. Cela comprend les travaux des partenaires de GLARS, dont l’Université du Minnesota et SharedGeo. Les autres partenaires et membres du consortium sont : Ressources naturelles Canada, Environnement et Changement climatique Canada, le Michigan Technological University, le Michigan Tech Institute, le Centre Canadien de cartographie et d’observation de la terre et le Centre national de la recherche faunique.

Mme Bourgeau-Chavez précise que les travaux ont été financés en vertu d’un accord de coopération entre le Michigan Tech Institute et le Fish and Wildlife Service par l’intermédiaire de l’Environmental Protection Agency (EPA) des États-Unis, ainsi que d’un accord avec l’Université du Minnesota-à Duluth et SharedGeo. Elle ajoute que ces travaux n’ayant pas été officiellement examinés par l’EPA, les points de vue exprimés dans le présent article sont uniquement ceux de GLARS. L’EPA n’a donc avalisé aucun des produits ou services commerciaux mentionnés ici.

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Kevin Bunch is a writer-communications specialist at the IJC’s US Section office in Washington, D.C.