Lancé le 29 avril 2025 à bord de Vega C, le satellite BIOMASS a pour objectif de cartographier la biomasse forestière mondiale afin d’estimer les quantités de carbone stockées et de mieux comprendre le rôle des forêts dans le cycle du carbone et les changements climatiques.
Ce programme, porté par l’Agence Spatiale Européenne (ESA) et construit par Airbus, a impliqué de nombreux scientifiques et laboratoires à travers le monde. De la pré-sélection du projet en 2006 au lancement du satellite depuis Kourou, le projet aura duré presque 20 ans. Une étape cruciale de démonstration de la faisabilité du projet a été la mission TropiSAR, financée par l’ESA et menée en 2009 en Guyane française.
Mesurer la biomasse forestière
Les forêts couvrent 31 % de la surface terrestre et stockent plus de la moitié du carbone des terres émergées. Elles jouent un rôle crucial dans la régulation du CO₂ atmosphérique, agissant à la fois comme puits et sources de carbone notamment dus aux changements d’affectation des terres.
Les satellites d’observation des forêts permettent de suivre en continu de nombreux paramètres forestiers à l’échelle de la planète. Les observations au sol, comme les inventaires forestiers, et les observations aériennes apportent aussi, à une échelle plus précise, des informations sur le fonctionnement et l’évolution des forêts. L’ensemble de ces données, et leur récolte au fil du temps, est essentielle pour affiner notre compréhension de ces écosystèmes. Cependant, des incertitudes persistent encore quant à la quantité de biomasse forestière et à sa répartition. En tant que septième mission Earth Explorer, BIOMASS vise à fournir des informations précises sur l’état et la dynamique des forêts, ainsi que sur les variations des stocks de biomasse en pénétrant plus profondément dans la canopée.
Un radar qui « voit » à travers les feuilles
Pour quantifier la biomasse végétale contenue dans les forêts tropicales, le satellite BIOMASS est équipé d’un radar SAR à bande P, soit environ 70 cm de longueur d’onde : une première dans l’espace ! Ce radar utilise de grandes longueurs d’onde pour pénétrer le feuillage et obtenir des informations sur les branches, le tronc et le sol, là où se situe la biomasse. Il reste opérationnel même en présence de nuages, ce qui est un atout essentiel en milieu tropical.
Grâce à des impulsions radar de 30 microsecondes, émises 3000 fois par seconde, ce type de radar permet de récolter des informations sur la biomasse forestière (en tonne/hectare), sur la hauteur de la canopée (en mètres) et sur les perturbations (superficie des hectares déboisés). BIOMASS utilisera trois techniques de mesures : une cartographie horizontale (PolSAR), une cartographie verticale (PolInSAR) et une cartographie en 3 dimensions (TomoSAR).
Les données seront acquises tous les 4 hectares (200 x 200 m), et les estimations de biomasse auront une précision de 20%, comparable aux observations faites au sol. Leur récurrence tout au long des 5 ans (minimum) que durera le projet permettra d’évaluer les dynamiques locales de déforestation et de régénération — un besoin d’information particulièrement crucial dans les forêts tropicales, à forte biomasse et à forte pression anthropique.
Calibrage et validation des modèles satellites en Guyane
Si différentes missions d’observation de la Terre visent à estimer le carbone forestier depuis l’espace, leur calibration et leur validation sont essentielles. La confiance dans les cartes de biomasse repose finalement sur des données de terrain utilisées, ici, pour ajuster les modèles d’analyse d’image satellite et confronter les résultats. Pour le satellite BIOMASS, ce sont plus de 60 stations scientifiques à travers le monde qui sont impliquées, coordonnées dans le cadre du projet GEO-TREES.
Relevés de terrains et inventaires forestiers sur la station scientifique de Paracou.
En Guyane, les données de deux sites de forêt tropicale ont été utilisées : la station de recherche de Paracou, située sur la bande littorale vers Sinnamary et la station de recherche des Nouragues, située au cœur de la Guyane, en pleine forêt amazonienne.
C’est notamment grâce au suivi forestier de long terme et à la qualité des données récoltées sur ces deux stations que la mission TropiSAR a mis en évidence que la méthode de tomographie en bande P était une solution réaliste à la cartographie forestière. Le projet BIOMASS a donc été adaptée pour permettre une telle innovation.
La mission BIOMASS témoigne d’une nouvelle approche des missions d’observation de la Terre, qui combinent la qualité des innovations techniques à la capacité de mobiliser de plus larges communautés de recherche à travers les pays et les organismes de recherche. Cela afin de valider les données, mais aussi, in fine, d’utiliser les résultats pour améliorer la gestion de l’environnement et les politiques publiques.
Quelques jours avant le lancement du satellite depuis Kourou, l’équipe scientifique principale de l’ESA a visité la station de Paracou.
Présentation de la station et de la mission BIOMASS, visite de la parcelle n°16 et des techniques d’inventaires forestiers, explication autour de la tour Guyaflux et des recherches en cours : une opportunité pour les participants d’échanger sur leurs travaux respectifs et d’explorer les liens entre les divers projets.
Pour en savoir plus :
Sur le projet BIOMASS : https://cnes.fr/projets/biomass ; http://earth.esa.int/eogateway/missions/biomass ; https://directory.eoportal.org/satellite-missions/biomass
Sur le projet Geo-Trees : https://geo-trees.org/
Sur les inventaires forestiers en Guyane : https://www.leeisa.cnrs.fr/actualite/retro-2023-en-decembre-clap-de-fin-aux-nouragues-de-la-session-20-23-des-inventaires-forestiers/
Consulter la publication “The European Space Agency BIOMASS mission : Measuring forest above-ground biomass from space” : https://www.labex-ceba.fr/publication/the-european-space-agency-biomass-mission-measuring-forest-above-ground-biomass-from-space/
Photo de couverture : Vue de la forêt guyanaise depuis la tour Guyaflux © CNRS Photothèque – FORNET Gaelle Photos de l’article : Visite de la Station de Paracou, ©CEBA – TRAPON Maëva
