La mission GardeFeu : améliorer la gestion des feux de forêt au Canada

Un défi pour le Canada

Au Canada, les forêts couvrent une superficie de 367 millions d'hectares (ha). C'est 9 % de la superficie des forêts et 25 % de la forêt boréale du monde entier. Les feux de forêt qui font rage dans notre pays figurent parmi les plus grands et les plus intenses du monde entier. Entre 2013 et 2022, environ 6500 incendies par année en moyenne ont détruit plus de 2 M ha de forêt.

La saison des feux de forêt de 2023 a été exceptionnelle : environ 15 M ha ont été ravagés, soit environ sept fois la moyenne annuelle. Malheureusement, ces situations exceptionnelles devraient devenir de plus en plus courantes.

La superficie dévastée par les feux de forêt devrait doubler d'ici 2050 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.

Chaque année, seulement 3 % des feux de forêt qui commencent au Canada en viennent à s'étendre sur plus de 200 ha. Toutefois, ils sont 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. Le coût de la saison de 2023 devrait être plus du double. 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 2016 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 GardeFeu

La mission GardeFeu est une initiative 

• de l'ASC;
• du SCF et du Centre canadien de cartographie et d'observation de la Terre du ministère des Ressources naturelles du Canada;
• d'Environnement et Changement climatique Canada.

Elle vise à surveiller quotidiennement, depuis l'espace, tous les feux de forêt en activité au Canada.

La mission GardeFeu a pour principal objectif de soutenir la gestion des feux de forêt. Elle fournira aussi aux Canadiens des renseignements précis sur la fumée et la qualité de l'air. Elle 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.

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 bien faire leur travail. La mission GardeFeu permettra de dresser un inventaire complet des feux de forêt qui sévissent au Canada à un moment crucial de la journée et aussi de mieux comprendre les variations entre les provinces et territoires d'une année à l'autre.

La mission GardeFeu sera utile aux Canadiens

Puisque la mission GardeFeu 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. Avec les données de la mission GardeFeu, 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. Elle contribuera à réduire les problèmes de santé causés par la fumée et la pollution atmosphérique. En permettant de prendre les bonnes décisions, elle aidera à prévenir les feux de forêt catastrophiques. De plus, la mission GardeFeu 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. 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 être suivis de près (souvent en avion) pour s'assurer qu'ils ne s'approchent pas de zones vulnérables. Mais le Nord est très vaste, alors il n'est pas toujours possible de les surveiller efficacement, même en avion, surtout s'il y a en beaucoup à de grandes distances les uns des autres. La mission GardeFeu permettra aux gestionnaires de feux de forêt d'être bien au fait de la situation des feux de forêt dans le Nord sans avoir autant besoin de surveillance aérienne.

Ce que la mission GardeFeu mesurera

La mission GardeFeu sera une constellation de satellites dont les capteurs infrarouges mesureront le rayonnement thermique produit 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

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 souvent 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 la mission GardeFeu 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 le risque le plus élevé et devant donc être considérés comme prioritaires. Ils pourront d'ailleurs obtenir ces données en temps quasi réel.

Prévisions précises sur la fumée

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 2016 s'est répercuté sur la qualité de l'air dans une vaste région qui s'est étirée jusqu'à la Floride. Plus récemment, en 2023, la fumée des vastes feux de forêt au Canada a mené à une détérioration sans précédent de la qualité de l'air dans plusieurs villes de l'est du Canada et des États-Unis.

La mission GardeFeu fournira des données très précises sur la fumée provenant des feux de forêt : les organisations et les citoyens intéressés pourront ainsi obtenir de meilleures prévisions 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. La mission GardeFeu 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

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 2017. 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 la mission GardeFeu 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. La mission GardeFeu vise à combler cette lacune : elle prendra des mesures pendant cette période critique.

De plus, les données de la mission GardeFeu seront combinées avec les données ouvertes d'autres satellites.

Chercheur principal

Josh Johnston est le chercheur principal de la mission GardeFeu. Ancien pompier, il est chercheur spécialiste des feux de forêt au SCF 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 2013 avec l'ASC à la réalisation de la mission GardeFeu.

Objectif scientifique

La mission GardeFeu 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. Elle 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.

Capteurs infrarouges non refroidis

Les capteurs infrarouges de la mission GardeFeu mesureront le rayonnement thermique produit 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. La mission GardeFeu aura la particularité d'être équipée de capteurs infrarouges innovateurs basés sur la technologie des microbolomètres, qui n'ont pas besoin d'être refroidis. L'ASC 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.

Données ouvertes de la mission GardeFeu

Toutes les données de la mission GardeFeu traitées et étalonnées seront rendues publiques dès qu'elles seront disponibles conformément à l'engagement de l'ASC à l'égard du gouvernement ouvert. Tous les produits opérationnels de la mission GardeFeu seront mis à la disposition d'utilisateurs finaux formés (c.-à-d. personnel de gestion des urgences au Canada) et du public le plus tôt possible.

Futures possibilités découlant de la mission GardeFeu

Si nous avions plusieurs capteurs dans l'espace, nous serions en mesure d'observer les feux de forêt plus souvent, ce qui permettrait aux gestionnaires des feux de forêt d'obtenir tous les jours ou même plusieurs fois par jour les données les plus récentes sur tout le territoire canadien. 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 la mission GardeFeu ne nécessiteront pas beaucoup de ressources matérielles, ils constitueraient d'excellents composants des satellites de demain.

Regardez la vidéo GardeFeu, une mission adaptée aux besoins de gestion des feux de forêt au Canada de Ressources naturelles Canada pour en savoir plus sur la façon dont les feux de forêt sont gérés au Canada.

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