View source for Analyse du dépérissement des hêtres dans le canton du Jura

{{Einsatzbeispiel Vorlage
|Einsatzbeispiel_Autor=Marcel Mahon
|Einsatzbeispiel_Kontakt=marcel.mahon@jura.ch
|Einsatzbeispiel_Ort=Canton du Jura
|Einsatzbeispiel_Datum=2021/10/18
}}
= Introduction =
Depuis 2018, on constate chaque été dans le canton du Jura un dépérissement anormalement élevé des hêtres dû à la sécheresse ainsi qu’à d’autres stress tels que les gels tardifs. Ce phénomène a débuté en Ajoie et se répand à présent à l’ensemble des forêts jurassiennes. Il est important de pouvoir surveiller son étendue afin de prévenir autant que possible son expansion et d’assurer la sécurité du public sur les chemins forestiers et sentiers pédestres ainsi que l’exploitation du bois.
Dans ce but, les images du satellite Sentinel-2 ont été utilisées afin d’estimer l’état de la végétation. Ceci offre au canton une vision d’ensemble des forêts et devrait permettre aux gardes de repérer rapidement les zones concernées par ce dépérissement.

= Méthode =
Grâce aux bandes rouge de la satellite, proche infrarouge et infrarouge à ondes courtes, on peut calculer les indices normalisés '''NDVI''' ('''Normalized difference vegetation index''' ou Indice de végétation par différence normalisée) et '''NDWI''' ('''Normalized difference water index''' ou Indice de différence normalisé de l'eau). Le premier permet d’estimer la quantité de chlorophylle en comparant le rouge, qui est absorbé par les plantes, à l’infrarouge, qui lui est réfléchi. Le second s’intéresse à l’eau dans les feuillages grâce à la comparaison entre les infrarouges à ondes courtes, qui sont affectés par la structure de la végétation et l’eau qu’elle contient, et les proches infrarouges, affectés uniquement par la structure. Ces deux indicateurs sont très fréquemment utilisés dans la littérature pour apprécier la part de végétation en bonne santé.
Dans le cas présent, les images sont téléchargées pour les mois de juin, juillet et août. Un traitement automatisé à l’aide du programme FME (Feature Manipulation Engine) permet de concentrer les traitements sur les zones de forêt uniquement et de sélectionner l’image de chaque mois avec le moins de nuages. Les pixels des surfaces nuageuses sont retirés de l’analyse.
Les calculs sont exécutés pour l’ensemble des forêts du Jura. Des comparaisons avec le terrain ont permis de déterminer les valeurs limites des indices pour lesquelles les hêtres sont en bonne santé et celles où ils dépérissent. Il a été constaté que le NDVI, NDWI et la différence de NDVI entre deux dates fonctionnent mieux que la différence de NDWI. 
Les images résultantes, comprenant les zones de hêtres en bonne santé et les zones où un dépérissement est en cours, sont finalement lissées et vectorisées sous forme de polygones afin de les alléger et de faciliter leur utilisation.

La méthode mise au point permet de relever les zones où les hêtres sont en souffrance durant la phase de sécheresse déjà et d’anticiper les interventions qui en découlent. 
Les paramètres choisis correspondent à une approche conservative : on préfère avoir trop de cas détectés plutôt qu’en manquer. C’est pourquoi l’interprétation des résultats et les vérifications sur le terrain par les gardes forestiers restent essentielles.

= Résultats =
Suite à une discussion avec les responsables des forêts, il a été décidé de produire chaque année :
# '''Le NDWI pour juin, juillet et août''' (voir Figure 1) : Cette vue d’ensemble de chaque mois permet de repérer les zones les plus touchées.
# '''La différence de NDVI entre juin et août''' (voir Figure 2) : En général, le dépérissement n’a pas encore commencé en juin et la végétation est pleinement développée. Ce mois-là sert alors de référence pour l’année. En août, l’impact atteint son plus haut degré et l’automne ne se fait pas déjà sentir. La différence entre les deux permet donc d’estimer au mieux les dégâts de l’année.

{|align="center"
|[[Datei:ndwi_jura.png|thumb|500px|Figure 1: Estimations de l'état des hêtres sur la base du NDWI pour le mois d'août 2020]]
|[[Datei:ndvi_diff_jura.png|thumb|500px|Figure 2: Estimation du dépérissement au cours de l'été par la différence de NDVI entre juin et août 2020]]
|}

= Conclusion =
Les images satellites représentent une source d’information extrêmement intéressante dont on ne soupçonne pas les potentiels d’utilisation ni la facilité d’accès. Leur utilisation permet dans le cas du canton du Jura un '''repérage facilité du phénomène de dépérissement des forêts'''. La méthode mise au point par ENV permet de cibler les hêtres, qui sont particulièrement touchés ces dernières années. Les cartes présentées sont distribuées en cas de sécheresses en fin juin, juillet ou août aux gardes forestiers du canton du Jura. Elles servent d’aide au repérage des zones touchées afin de gérer les éventuelles dégradations supplémentaires.