Les arbres sont connus pour offrir toute une gamme d'avantages aux personnes vivant dans les villes. Par exemple, ils réduisent la pollution de l'air et assurent le refroidissement par la respiration et l'ombre. Lorsque les arbres deviennent malsains, ces avantages diminuent et sont en proie à la maladie, les arbres instables peuvent même devenir dangereux pour les humains. Cependant, les inventaires traditionnels sur le terrain pour vérifier les arbres sont à forte intensité de main-d'œuvre et coûteux.

Cette semaine à la conférence 'Ecology Across Borders' à Gand, La Belgique, des chercheurs de la KU Leuven présenteront un rapide, méthode rentable et objective de cartographie, évaluer et surveiller la santé des arbres urbains.

Les chercheurs ont combiné les images de deux capteurs spécialisés montés dans des avions pour évaluer la densité et la couleur des feuilles sur des arbres individuels de la ville de Bruxelles. D'abord, ils ont utilisé des données LiDAR (Light Detection and Ranging) pour détecter et délimiter des arbres individuels. Les données LiDAR consistent en des mesures de distance très précises entre l'avion et les objets au sol, générer une représentation détaillée en 3D de la ville.

Deuxièmement, ils ont utilisé des données hyperspectrales pour déterminer la densité et la santé des feuilles des arbres. « Hyperspectral » signifie que le modèle de longueur d'onde de la lumière réfléchie par les objets est mesuré en très haute résolution. Chaque objet reflète différentes parties du spectre de la lumière en fonction de ses propriétés comme la couleur, composants chimiques et structure. Comme les arbres souffrant d'une maladie ou d'un stress environnemental deviennent moins verts et ont moins de feuilles (montrant plus de la surface ci-dessous), ces données permettent de distinguer les arbres sains des arbres malsains.

Cette étude se concentre sur les quatre essences d'arbres les plus utilisées dans les espaces verts publics et le long des routes à Bruxelles et dans d'autres villes flamandes, c'est-à-dire l'érable ( Acer spp.), marronnier d'Inde ( Aesculus hippocastanum ), sycomore ( Platane spp.) et de la chaux ( Tilia spp.). Les informations provenant des données d'avions ont été comparées aux inventaires de terrain traditionnels d'env. 25 arbres pour chaque espèce.

"Cette cartographie aéroportée de la santé des arbres représente une énorme extension à la mise en œuvre actuellement, des inventaires de terrain à haute intensité de main-d'œuvre et pourraient ainsi grandement bénéficier aux gestionnaires urbains verts », dit Jeroen Degerickx, l'auteur principal de cette étude. « La technologie de télédétection recèle certainement un grand potentiel pour la recherche sur la santé des arbres urbains. Contrairement aux inventaires sur le terrain, les informations extraites des données de télédétection sont plus objectives, quantitatif, couvre une zone large et continue à la fois et peut être facilement répété dans le temps", il ajoute.

Les arbres en milieu urbain souffrent de toutes sortes de facteurs de stress différents qui ne sont pas ou beaucoup moins présents dans les milieux naturels. La pollution du sol et de l'air fait que les arbres urbains ingèrent de grandes quantités de métaux lourds et d'autres substances nocives. Les arbres le long des routes sont souvent endommagés par les quantités excessives de sel qui sont dispersées en hiver pour garder les routes libres de glace. Les sols en milieu urbain sont souvent très peu profonds (par exemple en raison de la présence de structures sous-jacentes) et les arbres sont fréquemment plantés dans des espaces très confinés. Ces deux facteurs limitent l'espace pour la croissance des racines et augmentent donc le risque de stress hydrique et nutritif. Le risque de stress hydrique en milieu urbain est en outre aggravé par le fait que les villes sont plus chaudes par rapport aux zones rurales environnantes, un phénomène appelé effet d'îlot de chaleur urbain.

« Compte tenu de la fréquence élevée des facteurs de stress en milieu urbain, en combinaison avec les implications claires de la santé des arbres sur le fonctionnement et la stabilité des écosystèmes urbains et sur la qualité de vie de ses habitants, Je dirais que la santé des arbres urbains en général est ou devrait être une question importante à considérer dans n'importe quelle ville et n'importe quel pays à travers le monde", dit Degerickx.

Il est prévu de mettre en œuvre la nouvelle méthode dans les programmes de surveillance publics dans un avenir proche. « Nous sommes déjà en contact avec l'équipe de gestion urbaine verte de Bruxelles et l'organisation globale des espaces verts publics en Flandre (VVOG), qui ont tous deux clairement exprimé leur intérêt pour notre recherche, indiquant que la santé des arbres urbains est en effet un problème urgent », déclare Degerickx.

Cette étude fait partie du projet de recherche international UrbanEARS, qui explore le potentiel des données de télédétection pour modéliser la dynamique de l'eau et de la chaleur en milieu urbain. Les espaces verts urbains étant connus pour avoir des impacts majeurs sur ces dynamiques, une partie importante du projet est consacrée à la cartographie et à la caractérisation de ces zones.

Jeroen Degerickx présentera ses travaux à la conférence 'Ecology Across Borders' le mardi 12 décembre 2017.