Les grandes villes ne cessent de croître, il est important de suivre ce processus de développement, et c’est pourquoi Murmuration a créé son propre Indice Urbanisation. Suite aux progrès technologiques, l’humanité ne cesse d’étendre son territoire urbain. Ce phénomène d’urbanisation, entraîne une artificialisation des sols et pose alors trois problèmes majeurs :
Pour répondre à cette problématique, trois solutions existent, à ce jour :
Murmuration propose un indicateur “Urbanisation”, construit à partir de données satellites. Aujourd’hui, une ville ou un village est tout à fait capable de déterminer l’évolution de son urbanisation sans avoir recours au spatial.
Cependant, c’est à une échelle plus globale que la tâche se complexifie. En effet, pour qu’une région ou un pays puisse calculer l’évolution de son urbanisation, il faudrait que toutes les sous collectivités rassemblent leur données entre elles.
L’indicateur Urbanisation est un outil d’observation permettant de visualiser l’artificialisation des sols d’une zone dans le monde à un instant précis. Il permet aussi d’étudier son évolution entre deux années. Pour mieux comprendre son fonctionnement voici deux images.
(Carte de l’urbanisation de Lisbonne, 2018)
Voici une image représentant la densité d’artificialisation des sols d’une partie de Lisbonne en 2018. La précision est de 10 mètres. La densité est calculée selon un pourcentage.
Plus la zone est rouge foncée, plus sa densité d’artificialisation est forte. A l’inverse, plus une zone est faible en densité, plus elle sera représentée en rouge clair, jusqu’à devenir blanche si la zone n’est pas artificialisée.
(Evolution de l’artificialisation des sols à Toulouse, entre 2015 et 2018)
Enfin, cette image représente l’évolution de l’artificialisation des sols d’une partie de la ville de Toulouse entre 2015 et 2018. La précision est de 20 mètres. En gris foncé, ce sont les zones qui n’ont pas évolué entre les deux périodes. En rouge et jaunes, sont les zones où l’on a construit. En vert, ce sont les zones où l’artificialisation a baissé (création de parc, destruction d’immeuble, …). Enfin, en blanc, ce sont les zones non artificialisées.
Pour fonctionner, l’indicateur utilise trois bases de données différentes. La première est issue du service Wekeo. Cette entreprise offre les données Copernicus en téléchargement gratuit, y compris toutes les données des satellites Sentinel, les missions contributives et les services marins, terrestres, atmosphériques et climatiques de Copernicus.
Nous y trouvons donc les données d’imperméabilité des sols en Europe avec une précision variant entre 10 et 100 mètres selon les options sélectionnées. Ces données sont présentes tous les 3 ans, de 2006 à 2018 et sont accompagnées de données montrant leur évolution sur la même période.
Seulement, ce service ne propose que des données d’imperméabilité des sols en Europe. C’est donc pour cela que nous utilisons une deuxième base de données issue du service Copernicus Global Land Service. Cet organisme propose des données affichant les zones construites dans le monde entier, de 2015 à 2019, avec une précision de 100 mètres. Nous pouvons alors calculer nous même l’évolution de ces zones entre chaque année.
Enfin, pour les années les plus récentes et pour une observation dans le monde entier, c’est la base de données issue du service World Cover qui est utilisée. WorldCover fournit un nouveau produit de référence pour la couverture terrestre mondiale à une résolution de 10 m pour 2020, basé sur les données Sentinel-1 et 2 qui ont été développées et validées en temps quasi réel et maximisent en même temps l’impact et l’utilisation pour les utilisateurs finaux.
Pour mieux comprendre l’utilité d’un tel indicateur, voyons comment nous pouvons étudier l’évolution de l’urbanisation en Occitanie par rapport à l’objectif “Zéro Artificialisation Nette” (ZAN).
Cet objectif en France vise à limiter au maximum l’augmentation de l’imperméabilité des sols afin d’atteindre une croissance nulle en 2050. Grâce à l’indicateur d’urbanisation, nous pouvons voir que la région Occitanie a connu une croissance de 3.4% entre 2015 et 2018.
Même si une telle croissance semble montrer que l’objectif ZAN n’est pas rempli, il faut comprendre que la région est l’une des plus attractives de la métropole, avec une croissance démographique de 3.5% entre 2013 et 2018 d’après l’INSEE.
En revanche, on peut voir que la croissance urbaine est difficile à compenser. Lorsqu’une zone naturelle est artificialisée, il y a peu de chance qu’elle retrouve son état d’origine.
En effet, entre 2012 et 2018 seul 0.01% du territoire artificialisé en Occitanie a subi une baisse significative de son imperméabilité.
Enfin, il est intéressant d’étudier l’impact des grandes villes sur l’augmentation de l’artificialisation nette des sols en Occitanie entre 2015 et 2018. Toulouse, qui est la capitale de la région, absorbe à elle seule, 8,2% de toute la croissance urbaine alors qu’elle ne constitue que 4,87% de la superficie urbaine en occitanie. Montpellier, qui est la deuxième plus grande ville de la région absorbe 3,2% de toute la croissance urbaine alors qu’elle ne constitue que 2% de la superficie urbaine dans cette même région.
On pourrait donc penser que les métropoles agissent comme des catalyseurs de l’artificialisation des sols. Cependant, ce sont ces mêmes villes qui ont la plus forte densité urbaine de la région. Cette densité permet de limiter au maximum l’expansion urbaine (concentration urbaine verticale, non horizontale) .
Les grandes villes ont donc un impact à double tranchant sur l’artificialisation des sols. Ainsi, il est important que les mairies de ces métropoles continuent de développer leur urbanisation tout en appliquant les trois méthodes permettant de limiter l’artificialisation nette des sols: éviter, limiter et compenser.
Authors : Youri Colera, Rémi Nassiri
Un rapport de l’UNICEF l’a rappelé cet été, le manque d’eau dans certaines régions du monde a de graves conséquences sur les populations. Ce manque d’accès à l’eau pour les populations est communément désigné par le terme de « stress hydrique ».
Aujourd’hui, plusieurs régions du globe souffrent du stress hydrique. Selon le World Resource Institute, 17 pays ont une probabilité de stress hydrique “extrêmement élevée”. On peut notamment citer l’Inde, le Mexique mais aussi et surtout la majeure partie du Proche et Moyen-Orient.
Cet article vise à mieux appréhender ce problème et ses enjeux. Il montre aussi le rôle que peut jouer le progrès technologique et scientifique pour mieux comprendre les causes et conséquences du stress hydrique dans les régions menacées.
Le manque d’eau pour les populations peut résulter de causes politiques et sociales : gaspillage des ressources disponibles, mauvaise gestion, conflits. Cela entraîne l’impossibilité pour des populations entières d’accéder à l’eau. Mais c’est aussi lié à des problèmes économiques de répartition des ressources et des usages adressés.
Enfin, Le manque d’eau aussi et surtout le résultat de causes physiques; En effet, dans le désert généralement on manque d’eau, quel que soit la politique de gestion mise en place.
Si on se concentre sur ces aspects physiques du problème, le concept de stress hydrique peut être résumé en quelques équations simples et compréhensibles :
Réserves =eaux souterraines + eaux de surface+précipitation
Consommation =usage agricoles + usage industriels + usages domestiques
Stress hydrique=Consommation/Réserves
Le stress hydrique est donc le rapport entre besoin de consommation et réserves en eau. Si le besoin excède la quantité d’eau disponible dans une zone donnée, alors cette zone est en situation de stress hydrique. Le besoin inclut l’ensemble des usages de l’eau : agriculture, industrie et consommation courante des populations. La disponibilité comprend les réserves renouvelables d’eau accessibles : eaux de surfaces (lacs, rivières…), eaux souterraines et précipitations. Plus ce ratio de stress hydrique est élevé, plus la compétition entre les usages est forte. De ce fait, le besoin d’arbitrage éclairé est d’autant plus nécessaire.
La nécessité d’arbitrer entre les différents usages de l’eau demande de disposer d’outils efficaces de surveillance. Observant à la fois de l’état des réserves disponibles et le niveau de consommation. Des indices de stress hydriques sont mis en place dans ce but. On citera ici l’initiative du « World Research Institute », une organisation scientifique à but non lucratif basée à Washington. Les chercheurs du WRI ont mis en place un indice de suivi du stress hydrique et déployé une plateforme en ligne pour diffuser cette information.
L’illustration suivante, extraite de cette plateforme, met en lumière la situation au Proche-Orient. La Région autrefois appelé « croissant fertile », a vu l’émergence de l’agriculture plus de 5000 ans avant notre ère. Elle est aujourd’hui l’une des régions souffrant le plus du stress hydrique sur la planète.
(Figure 1 : Carte de l’indice « Water stress » du WRI en Europe et au Proche-Orient, 2019)
On constate sur cette modélisation que la région apparaît comme étant dans une situation de stress hydrique majeur.
La carte du WRI se base sur différents modèles hydrologiques intégrant des données de suivi in-situ et une modélisation des réserves et des prélèvements en eau. Les nouveaux moyens d’observation de la Terre apportés par l’industrie spatiale constituent des outils extrêmement intéressants pour compléter cette approche.
Ces moyens sont d’abord extrêmement utiles pour mieux quantifier les ressources disponibles. Le suivi à grande échelle des eaux de surface est par exemple adressé par le satellite SWOT, qui sera lancé conjointement par le CNES et la NASA en 2022. Ce programme permettra d’obtenir des séries temporelles conséquentes essentielles pour la gestion courante des ressources. À cela s’ajoute aussi la surveillance des événements extrêmes comme les sécheresses ou les inondations. Le programme Copernicus permet aussi de suivre des variables importantes du cycle de l’eau telles que l’évapotranspiration et l’état du sol. En particuliers, l’humidité dans les quelques centimètres supérieurs du sol peut être mesurée par les capteurs radars du satellite Sentinel-1. C’est une indication importante pour comprendre l’infiltration des précipitations dans le sol et modéliser l’état des ressources souterraines.
Les données spatiales sont aussi un outil formidable pour évaluer les besoins de consommation. Effectivement, les informations de segmentation et d’usage des sols à grandes échelles sont essentiels. Une fois tirées des observations spatiales, elles constituent une base indispensable. Les satellites Sentinel permettent par exemple d’identifier avec précision le type de culture. De ce fait, elle peut améliorer les modèles d’utilisation de l’eau pour des besoins agricoles. Les besoins domestiques peuvent aussi être modélisés à grande échelle en utilisant les informations de suivi de l’urbanisation.
Ces moyens modernes d’observation de notre planète vont permettre la mise en place d’un indicateur de stress hydrique à grande échelle. Il sera moins dépendant de données locales in-situ parfois difficiles à acquérir. L’utilisation de ce type de données devrait aussi permettre d’obtenir un indicateur à haute fréquence de mise à jour. La période de revisite d’une zone géographique donnée des satellites considérés (entre quelques jours et un mois) devrait permettre de mettre en place un indicateur capable de bien mieux capter la dynamique et l’évolution du stress hydrique au cours de temps.
L’intégration de l’observation spatiale comme outil de lutte contre le stress hydrique semble donc porteuse de promesses. Elle permet le suivi des eaux de surface, la modélisation des ressources souterraines et une meilleure compréhension de la consommation. De ce fait, elle a un réel rôle à jouer dans la planification de l’accès à l’eau.
Cet outil a d’ailleurs été utilisé concrètement dès 2004 lors d’une opération au Darfour (Tchad). L’observation spatiale a permis de proposer un plan des possibles eaux souterraines disponibles dans une région accueillant de nombreux camps humanitaires. Ceux-ci ont alors pu profiter de ces informations pour aménager leurs camps et creuser des puits. Ainsi, ils rendent leur accès à l’eau plus facile.
On notera qu’à cette époque cette initiative internationale avait utilisé des données fournies par des satellites japonais (JERS-1), américains (Landsat) et européens (ERS-1 et ERS-2 de l’ESA).
Aujourd’hui, la flotte Sentinel (notamment les outils radar de Sentinel-1) et la masse de données libres et gratuites que les services Copernicus produisent grâce à eux sont privilégiées et devraient permettre de passer ce type d’usage de la recherche vers des service opérationnels.
Auteurs : Fabien Castel, Rémi Nassiri
Il y a deux semaines, l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS) a publié une mise à jour de sa ligne directrice concernant la qualité de l’air. Cela n’était pas arrivé depuis 2005. Par conséquent, il s’agit là, d’un événement scientifique et sociétal majeur. Cette intervention s’explique par la nécessité de faire évoluer l’analyse de l’air en parallèle des avancées technologiques et scientifiques. Actuellement celles-ci démontrent l’aspect hautement dangereux et nuisible d’une qualité de l’air médiocre sur la santé humaine.
En effet, l’OMS estime que la pollution de l’air cause 7 millions de décès prématurés. Mais, ce sont aussi des millions d’années d’espérance de vie perdues.
La pollution de l’air est hautement dangereuse pour notre santé et notre planète. C’est d’ailleurs la raison pour laquelle l’OMS a drastiquement baissé les seuils de qualité de l’air. Ceux-ci révèlent la dangerosité d’éléments présents dans l’air, même en plus faible quantité.
Cette intervention tire aussi la sonnette d’alarme. L’organisation internationale alerte les autorités de la nécessité d’agir plus rapidement et efficacement contre la pollution de l’air.
La qualité de l’air a un impact direct sur la santé humaine (Objectif de développement durable de l’ONU n°3,Bonne santé et bien-être). De plus, elle a de sérieuses conséquences sur l’environnement en général (Objectif de développement durable de l’ONU n°15, Vie terrestre). Divers composés chimiques émis par les activités humaines viennent altérer cette qualité de l’air.
On peut citer en particuliers la pollution aux particules fines. En effet, elle est aggravée par divers facteurs anthropogéniques (industries, chauffage, secteur du bâtiment, transport et trafic routier). Elle entraîne maladies respiratoires, problèmes cardio-vasculaires et complications chez les nourrissons.
La pollution aux oxydes d’azote (Nox) recouvre, elle, une autre dimension du problème. Elle entraîne une acidification des précipitations, qui altère les sols et les cours d’eau, déséquilibrant nombre d’écosystèmes. Ces polluants sont principalement émis par le trafic routier.
D’ailleurs, ils peuvent parcourir des distances importantes à partir de leur lieu d’émission et toucher des écosystèmes sensibles. En conséquence, la limitation de ces émissions dans les zones à fort trafic routier (I.e. les zones urbaines) est donc majoritairement un enjeu de santé. Il l’est au niveau local mais aussi global, afin de préserver notre environnement à tous.
Le changement est drastique. Les seuils définis par l’OMS ont été abaissés entre la dernière version de 2005 et la récente mise à jour. Cette décision est justifiée par les nombreuses recherches épidémiologiques. Les résultats obtenus à grande échelle ces dernières années, sont inquiétants. Ils révèlent l’impact important à long terme de ces polluants même à petite dose.
Pour les particules fines, la valeur du seuil a été divisée par 2. Cela se traduit par un passage de 10 µg/m3, en 2005, à 5 µg/m3, en 2021. Pour le NO2, le renforcement de la directive est encore plus important. En effet, le seuil passe de 40 µg/m3, en 2005, à 10 µg/m3, aujourd’hui. Soit divisé par 4.
Les outils modernes d’observation de la Terre permettent de suivre depuis l’espace la concentration des polluants dans l’air. Cela est rendu possible et accessible par le programme européen Copernicus, et en particulier le service Atmosphère. A partir d’observations récoltées par le satellite Sentinel 5, les scientifiques et ingénieurs produisent des données journalières.
Ces données couvrent le monde entier. Elles donnent une mesure objective et haut-niveau (valeur moyenne agrégée sur une grille de 10 kilomètre de résolution) de la qualité de l’air. Elles peuvent être utilisées systématiquement n’importe où dans le monde, et représentent donc un outil d’analyse inestimable.
En comparant, par exemple, les émissions de plusieurs grandes villes européennes, on constate déjà des différences. Avec les nouvelles recommandations de l’OMS, on se rend compte que certaines villes sortent du lot. Parmi elles, les villes espagnoles font figure de très bon élèves.
Le graphique suivant se focalise sur la concentration dans l’air en dioxyde d’azote (NO2). Ici, il s’intéresse à 4 villes européennes sur les 3 dernières années. Les villes sont Madrid, Bilbao (en rouge et en bleu), Athènes et Rome (en jaune et en vert). La ligne orange représente la recommandation de l’OMS.
Cette comparaison entre villes du sud de l’Europe met clairement en évidence la différence de pollution au NO2. Des villes comme Rome et Athènes dépassent largement le nouveau cadre fixé par l’OMS. À l’inverse, Madrid et Bilbao restent nettement en dessous.
La situation pour les particules fines (PM2) est relativement similaire. En effet, on retrouve Madrid et Bilbao sous les seuils de l’OMS. Ces observations sont illustrées par le graphique ci-dessous (reprenant le même code couleur que le précèdent).
À l’inverse du premier graphique, on remarque ici, que les villes d’Espagne ont parfois dépassé les seuils. Cependant et ce, sur ces 3 dernières années, Madrid et Bilbao présentent un niveau moyen inférieur aux limites fixées. Quant aux pics, ils restent bien inférieurs à ceux des autres villes. Par conséquent, la pollution de l’air dans ces agglomérations reste nettement inférieure à celle de Rome ou d’Athènes.
Alors, qu’est-ce qui peut expliquer un si faible niveau de pollution dans ces villes espagnoles ? La réponse se trouve sûrement dans les mesures de régulation du trafic routier prises ces dernières années. Madrid a instauré, dès novembre 2018, la mise en place de larges zones de basse émission dans le centre-ville. Quant à Bilbao, la vitesse des véhicules dans le centre-ville est restreinte à 30 km/h dès mai 2018.
Enfin, les données relevées sur place tendent à donner raison à ces villes espagnoles. Pour le démontrer, on a recours à des capteurs in-situ. Ceux-ci permettent de suivre l’évolution de la pollution au dioxyde d’azote sur une longue période. La courbe suivante, justement, montre l’évolution de l’index de pollution au dioxyde d’azote du « World Air Quality Index » à Bilbao.
La tendance à la baisse est claire en 2020, mais est à prendre avec précaution. Sur cette période, la crise sanitaire a aussi eu un fort impact à la baisse sur les émissions.
Elle se poursuit cependant fortement sur 2021, ce qui est un signe très encourageant.
Enfin, cela pourrait rapidement confirmer l’effet positif durable des efforts de régulation du trafic routier en zone urbaine. L’espoir est donc grand quant aux conséquences et à la réussite de mesures similaires dans d’autres villes européennes.
Demain, des millions de personnes à travers le monde quitteront leur poste de travail ou leur domicile pour rejoindre la grève mondiale pour le climat dans les rues et exiger la fin de l’ère des combustibles fossiles.
« Notre maison brûle et nous regardons ailleurs… prenons garde que le XXIe siècle ne devienne pas, pour les générations futures celui d’un crime de l’humanité contre la vie «
Ce sont les propos de Jacques Chirac, au Sommet Mondial du Développement Durable, en 2002. Près de 2 décennies plus tard, des modèles économiques plus vertueux sont possibles et semblent être une « chance » pour lutter contre les crises financières et le chômage en France et ailleurs : isolation des bâtiments, transports non polluants, agriculture, tourisme durable etc… Tant de chantiers qui mériteraient un pacte mondial.
Finance, Climat, réveillons-nous ! Une réelle opportunité de créer un rêve commun, une croissance économique et pourvoyeuse de travail, pour s’inscrire dans une logique vertueuse de mondialisation et un projet mondial pacifique.
Quel facteur essentiel dans votre stratégie de croissance et de développement durable ?
Les données spatiales !
L’attractivité des écosystèmes naturels, riches en biodiversité, est une problématique majeure lorsqu’il s’agit de gérer durablement des zones propices au tourisme. Les lieux naturels sont beaucoup plus sensibles à la pression touristique induite par le nombre de routes qui s’accroit, une urbanisation croissante et un nombre de voyageurs de plus en plus nombreux à héberger, guider, restaurer, etc.
Les écosystèmes naturels sont les premieres victimes de la surfréquentation des zones qui étaient plus difficiles d’accès auparavant. Le passage excessif sur des sentiers naturels provoquent des dégradations importantes sur la végétation, la qualité des sols et des eaux. Les populations locales se retrouvent face à une capacité financière telle que pour la plupart, elles délaissent leurs activités artisanales et agricoles pour se consacrer uniquement à l’activité touristique.
Il est de la responsabilité de tous les acteurs de contribuer à sauvegarder ces lieux naturels, les touristes, les professionnels du tourisme, les élus locaux, les associations et NGOs. Tous doivent collaborer à mettre en place une gestion environnementale propice à la fois au développement économique et sociale de ses résidents. L’activité de tourisme peut être une réelle promesse de développement économique et sociale, tout en préservant la biodiversité dans une démarche durable. Le voyage, dans le cadre d’un tourisme durable, est une rencontre avec un pays et la complexité de son histoire, ses cultures, ses cultes, sa biodiversité, ses écosystèmes naturels, ses chemins de vie et de terre.
C’est dans cette démarche que s’inscrit notre collaboration naissante avec Julien Leroy, fondateur de Terra Nordeste. Julien décrit son activité comme un « artisan du voyage », il a silloné pendant près de 15 ans les plus beaux lieux naturels du Brésil. Il est littéralement tombé amoureux de ce pays. Les lieux naturels qu’il décrit sont d’une beauté sauvage et entrainante, mais ils sont également très fragiles et menacés : «Je tente de proposer le voyage le plus authentique et le plus respectueux possible du pays et des locaux. Je vais bientôt collaborer avec l’entreprise toulousaine «Murmuration». Elle me fournira des données satellitaires pour que je puisse visualiser l’impact du tourisme dans les régions où je travaille. Ça me permettra d’agir en conséquence.» Interview de Julien Leroy, Fondateur de Terra Nordeste
Des solutions existent, l’une d’entre elles consiste à intégrer les données satellites dans une démarche collaborative permettant d’observer une zone dédiée sur la base de données fiables et difficiles à contredire. Les données satellites sont des données factuelles et d’une richesse inestimable car elles nous permettent de remonter dans le temps, d’identifier les problèmes mais également les solutions et de prévoir des évolutions futures.
Crédit photo copyright ESA
