WildFireSat : améliorer la gestion des feux de forêt au Canada

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Lancement : fin de
Durée de la mission : de deux à cinq ans
État : en développement

Encore à ses débuts, la mission WildFireSat à venir renforcera la capacité du Canada à surveiller les feux de forêt au pays. (Sources : Agence spatiale canadienne, Service canadien des forêts.)

Transcription

Un défi pour le Canada

Quatre-vingt-huit pour cent des quatre millions de kilomètres carrés de terres forestières canadiennes se trouvent dans la forêt boréale. Les feux de forêt qui y font rage figurent parmi les plus grands et les plus intenses du monde entier. Tous les ans, environ 7 500 incendies détruisent plus de 2,5 millions d'hectares de forêt, une superficie équivalant à peu près à la moitié de la Nouvelle-Écosse.

La superficie dévastée par les feux de forêt devrait doubler d'ici à cause des changements climatiques : la saison des feux de forêt ne cesse de se prolonger, les conditions météorologiques extrêmes s'accentuent et les sécheresses se multiplient.

Les feux de forêt sont un problème grave au Canada. (Source : Service canadien des forêts.)

En moyenne, environ 3 % des feux de forêt sont très vastes et non maitrisés, et sont par ailleurs à l'origine d'environ 97 % de la superficie brûlée. En améliorant notre capacité de prévoir quels feux de forêt sont susceptibles de devenir impossibles à maitriser, nous pourrons déterminer contre lesquels il faut lutter en priorité, ce qui permettra de réduire de beaucoup les pertes économiques.

Le coût de la lutte contre les feux de forêt au Canada

Le Canada dépense environ un milliard de dollars par année pour lutter contre les feux de forêt. Les coûts indirects peuvent toutefois atteindre plusieurs milliards de dollars par année en raison des pertes matérielles, des dommages aux infrastructures, de l'arrêt des activités industrielles, des évacuations, des dépenses liées à la santé et des pertes économiques dans divers secteurs d'activité, dont ceux du tourisme, de la foresterie et de l'énergie. Le feu de forêt à Fort McMurray en a coûté au total près de neuf milliards de dollars : c'est la catastrophe naturelle la plus coûteuse de l'histoire du Canada.

La mission WildFireSat

La mission WildFireSat à venir est une initiative de l'Agence spatiale canadienne, du Service canadien des forêts (SCF) du ministère des Ressources naturelles du Canada et d'Environnement et Changement climatique Canada. Elle vise à surveiller quotidiennement, depuis l'espace, tous les feux de forêt en activité au Canada.

WildFireSat a pour principal objectif de soutenir la gestion des feux de forêt. Il fournira aussi aux Canadiens des renseignements précis sur la fumée et la qualité de l'air. Il permettra en outre de mesurer avec grande exactitude le carbone produit par les feux de forêt, exigence importante prévue dans les accords internationaux sur la déclaration des émissions de carbone.

WildFireSat fournira aux Canadiens des renseignements précis sur la fumée et la qualité de l'air. (Source : Service canadien des forêts.)

Une initiative canadienne

Le Canada est un chef de file mondial de la recherche sur les feux de forêt et de leur gestion. Les gestionnaires canadiens de feux de forêt veulent actualiser leurs outils et politiques pour fournir des réponses aux défis posés par la multiplication et l'aggravation des feux de forêt. Les outils de télédétection actuels ne sont plus adéquats pour procurer les données nécessaires à leur travail complexe. Des technologies canadiennes innovatrices sont maintenant disponibles et rendent possible la mise au point d'un système spatial abordable comme solution à cette lacune.

Dans un pays aussi vaste que le Canada, l'observation depuis l'espace est le seul moyen d'obtenir chaque jour des données sur tous les feux de forêt actifs avec la précision requise pour que les gestionnaires de feux de forêt puissent faire leur travail. WildFireSat permettra de dresser un inventaire complet des feux de forêt qui sévissent au Canada à un moment crucial de la journée et aussi de comprendre les variations entre les régions et d'une année à l'autre.

WildFireSat sera utile aux Canadiens

Puisque WildFireSat permettra de surveiller de très près les feux de forêt, il sera possible de prendre des décisions éclairées en vue de protéger les collectivités, de réduire les pertes et d'éviter les évacuations inutiles. Grâce à WildFireSat, nous pourrons mieux protéger nos ressources, nos infrastructures et notre environnement, car nous aurons une meilleure connaissance de la situation, en particulier près des zones habitées. Il contribuera à réduire les problèmes de santé causés par la fumée et la pollution atmosphérique. En permettant de prendre les bonnes décisions, il aidera à prévenir les feux de forêt catastrophiques. De plus, il consolidera la position du Canada en tant que chef de file mondial de la recherche sur les feux de forêt et de leur gestion, ainsi que de la mise en service de technologies spatiales révolutionnaires de gestion des feux de forêt.

Le Nord

Au Canada, les feux de forêt sont gérés différemment en fonction de leur proximité des populations, des infrastructures ou des lieux d'importance culturelle ou économique. Ainsi, plus un feu de forêt se trouve loin au nord, plus il peut brûler sans risque pour les Canadiens. Dans le nord du Canada, où la population est clairsemée, on laisse souvent les feux de forêt brûler : ils remplissent alors leur fonction naturelle de régénération des écosystèmes. Ces feux de forêt doivent malgré tout être surveillés de près (souvent en avion) pour s'assurer qu'ils ne s'approchent pas de zones vulnérables. WildFireSat permettra aux gestionnaires de feux de forêt d'être bien au fait de la situation des feux de forêt dans le Nord sans avoir à effectuer constamment des vols coûteux.

Qu'est-ce que WildFireSat mesurera?

WildFireSat sera un satellite ou une constellation de satellites dont les capteurs infrarouges mesureront l'énergie produite par les feux de forêt, la puissance radiative du feu (PRF). Avec des données sur la PRF, il est possible d'établir les caractéristiques principales des feux de forêt, comme leur intensité et leur vitesse de propagation, et aussi de mesurer précisément le carbone qu'ils produisent.

Meilleure gestion des feux de forêt

Les données de WildFireSat aideront à déterminer les feux de forêt qu'il faut combattre en priorité. (Source : Service canadien des forêts.)

Il arrive que des centaines de feux de forêt fassent rage en même temps dans une province ou un territoire. Les ressources disponibles pour les combattre étant limitées, il faut parfois les prioriser et se concentrer uniquement sur les feux les plus critiques. Les gestionnaires des feux de forêt pourront se servir des mesures prises par WildFireSat et d'autres renseignements, telles que la direction du vent, la topographie et la sécheresse de la zone, pour déterminer les feux de forêt présentant un risque élevé et devant donc être considérés comme prioritaires.

Prévisions précises sur la fumée

La fumée produite par les feux de forêt a de graves conséquences sur la qualité de l'air. (Source : Service canadien des forêts.)

La fumée des feux de forêt peut parcourir de grandes distances et nuire grandement à la qualité de l'air. Le feu de forêt à Fort McMurray en s'est répercuté sur la qualité de l'air dans une vaste région qui s'est étirée jusqu'à la Floride.

WildFireSat pourra fournir des données très précises sur la fumée provenant des feux de forêt : les organisations et les citoyens intéressés pourront ainsi obtenir de meilleures prévisions, à jour, sur la question.

Prévisions sur la qualité de l'air

Environnement et Changement climatique Canada publie chaque jour la cote air santé, destinée à aider les Canadiens à connaitre le risque pour la santé de la pollution de l'air et, si elle est élevée, de modifier leurs activités en conséquence. Vu que les feux de forêt sont souvent à l'origine la dégradation de la qualité de l'air, il est nécessaire de recueillir de meilleures données à leur sujet afin d'améliorer l'exactitude de la cote air santé et des autres avis sur la qualité de l'air. WildFireSat permettra de surveiller très précisément et en temps opportun les feux de forêt et leurs caractéristiques, et de perfectionner les algorithmes de télédétection.

Surveillance des émissions de carbone

Les feux de forêt libèrent de grandes quantités de carbone dans l'atmosphère. (Source : Service canadien des forêts.)

Selon une estimation récente, les feux de forêt en Colombie-Britannique ont produit à eux seuls 150 millions de tonnes de dioxyde de carbone en . C'est de deux à trois fois plus que les émissions provenant des combustibles fossiles et d'autres activités de toutes les catégories figurant dans l'inventaire des gaz à effet de serre de la province. Au Canada, il arrive que les feux de forêt émettent en un an autant de carbone que les combustibles fossiles dans l'ensemble du pays.

Grâce aux données de WildFireSat sur la PRF, nous serons en mesure de calculer la quantité de carbone libérée dans l'atmosphère par les feux de forêt. Cette information est essentielle pour la déclaration des émissions de carbone en application de la Convention-cadre des Nations Unies sur les changements climatiques.

Lacune dans l'observation des feux de forêt depuis l'espace

Il est possible d'observer les feux de forêt avec les satellites existants dotés de capteurs infrarouges. Mais pendant plusieurs heures, en après-midi et en début de soirée, on n'a accès à aucune image satellitaire sur les feux de forêt. C'est pourtant la période la plus critique de la journée, à partir de la fin d'après-midi : les feux de forêt sont alors à leur point culminant. À ce moment, la température élevée, le faible taux d'humidité et les vents forts mènent souvent à l'accélération de la propagation des feux de forêt.

Dans ce dessin, les traits colorés indiquent les temps de passage de divers satellites utilisés actuellement dans la gestion des feux de forêt : Terra (vert foncé), Aqua (bleu), Suomi NPP (violet), Sentinel-3 (vert pâle), Sentinel-2 (orange) et Landsat 8 (rose). WildFireSat vise à combler une lacune importante dans la surveillance des feux de forêt, au moment où ils sont à leur point culminant. Il sera utilisé de pair avec les satellites existants. (Source : Service canadien des forêts.)

Chercheur principal

Josh Johnston, chercheur spécialiste des feux de forêt au Service canadien des forêts et ancien pompier, est le chercheur principal de la mission WildFireSat. (Source : Service canadien des forêts.)

Josh Johnston est le chercheur principal de la mission WildFireSat. Ancien pompier, il est chercheur spécialiste des feux de forêt au Service canadien des forêts de Ressources naturelles Canada. Ses recherches portent sur le développement d'outils de télédétection destinés à l'étude des propriétés physiques de la combustion et du comportement du feu ainsi que sur l'adaptation des outils de télédétection à la gestion opérationnelle des feux de forêt. Il travaille depuis avec l'Agence spatiale canadienne à la réalisation de la mission WildFireSat.

Objectif scientifique

WildFireSat soutiendra la recherche sur le comportement des feux de forêt et sur les émissions de carbone, les aérosols et d'autres particules provenant des feux de forêt. Il permettra d'observer les feux de forêt en activité et la puissance radiative du feu pendant la période critique où ils sont à leur point culminant. Avec l'information fournie par les satellites existants, nous pourrons beaucoup mieux comprendre le comportement des feux de forêt et leur évolution en cette ère de changements climatiques.

Josh Johnston du Service canadien des forêts, chercheur principal de la mission WildFireSat, mène des études sur l'efficacité des méthodes d'extinction des incendies à la station expérimentale sur la combustion de Rose, près de Thessalon, en Ontario. (Source : Service canadien des forêts.)

Capteurs infrarouges non refroidis

Les capteurs infrarouges de WildFireSat mesureront l'énergie produite par les feux de forêt. Normalement, les capteurs infrarouges sont refroidis à des températures très basses avec un système lourd et énergivore. Un satellite doté d'un tel système de refroidissement est très gros et coûteux. WildFireSat aura la particularité d'être équipé de capteurs infrarouges innovateurs basés sur la technologie des microbolomètres, qui n'ont pas besoin d'être refroidis. L'Agence spatiale canadienne a investi dans le développement de cette technologie au cours des dernières années dans le cadre de son Programme de développement des technologies spatiales. Grâce à cette technologie, le satellite est beaucoup plus léger et petit, et son exploitation nécessite beaucoup moins d'énergie, ce qui réduit sensiblement les coûts.

Calendrier des missions

Phase A du projet

En , deux contrats de 1,2 million de dollars ont été attribués, le premier à Honeywell et l'autre à MDA, pour diriger des consortiums afin de réaliser en parallèle la phase A du projet, qui devrait être terminée à l'été . La phase A vise ce qui suit : définition de la conception, exigences du système et exigences opérationnelles.

Données ouvertes de WildFireSat

Toutes les données de WildFireSat traitées et étalonnées seront rendues publiques dès qu'elles seront disponibles conformément à l'engagement de l'Agence spatiale canadienne à l'égard du gouvernement ouvert.

Futures possibilités découlant de WildFireSat

Si nous avions plusieurs capteurs dans l'espace, nous serions en mesure d'observer les feux de forêt encore plus souvent, ce qui permettrait aux gestionnaires des feux de forêt d'obtenir les données les plus récentes au fil de la journée. Ce ne serait pas envisageable avec les capteurs infrarouges refroidis habituels, mais ce serait possible avec des capteurs infrarouges non refroidis. Comme les capteurs infrarouges non refroidis de WildFireSat ne nécessiteront pas beaucoup de ressources matérielles, ils constitueraient d'excellents composants des satellites de demain.

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