Pouvons-nous prédire les incendies de forêt ?

Les chercheurs proposent une multitude de nouveaux outils pour anticiper où se produira la prochaine méga-brûlure

Il y a une raison pour laquelle les méga-incendies – des incendies qui brûlent environ 100 000 acres – sont la nouvelle norme dans l’ouest des États-Unis. Le changement climatique d’origine humaine, qui a entraîné des conditions plus sèches et des températures plus élevées, ainsi qu’une longue histoire de suppression des incendies, a transformé une grande partie de la région en poudrière. Certains méga-incendies récents incluent le Dragon Bravo Fire de 145 000 acres en Arizona, le Gifford Fire de 131 000 acres en Californie et le Cram Fire de 95 000 acres en Oregon.

Dans 2024Selon certaines analyses, les incendies de forêt ont augmenté de 14 pour cent par rapport à l'année précédente aux États-Unis, pour un total de 64 897.

Taejin Park, chercheur scientifique au Bay Area Environmental Research Institute et à la NASA Earth eXchange, a déclaré que, sur la base de ses travaux en science des écosystèmes et en recherche sur le climat, trois éléments alimentent ces brûlures : le carburant, la météo et l'allumage. Bien que les deux premiers puissent être suivis à l’aide de l’analyse climatique, l’allumage est le plus délicat. Le Service des parcs nationaux a rapporté qu'entre 2000 et 2017, près de 85 % des incendies de forêt aux États-Unis ont été déclenchés par des humains. Le Centre national d'incendie interinstitutions a quantifié le nombre total d'incendies d'origine humaine en 2024 à 57 962.

Compte tenu de l’élément humain, les chercheurs se demandent si la prévision des incendies de forêt est possible. Les nouvelles technologies et les connaissances actualisées sur les brûlages commencent à être utiles. Couvrant différentes régions, le suivi des incendies de forêt est désormais adapté aux besoins locaux. Certaines de ces révélations pourraient potentiellement changer la façon dont les scientifiques anticipent les futurs incendies, en particulier les plus importants.

« Une fois qu'ils ont (a) une projection des conditions météorologiques en cas d'incendie ainsi que de l'état du combustible, ils peuvent en fait… utiliser certaines techniques de simulation pour obtenir la probabilité d'occurrence d'un incendie », a déclaré Park. « Et si l'incendie se produit, ils peuvent réellement simuler la gravité, l'intensité ou la propagation de l'incendie. »

Le processus typique ne fonctionne pas

Actuellement, les scientifiques prédisent la faune à l’aide de satellites pour suivre la température, les précipitations, les vents attendus et l’humidité. Au sol, des moniteurs ou des stations météorologiques en temps réel peuvent souvent être observés dans les aéroports, les services des parcs ou dans les zones où ils font partie d'un réseau plus vaste. Ces stations se connectent à des satellites qui capturent des images haute fréquence et basse résolution. Grace Kim, consultante en climat et ancienne chercheuse au Goddard Space Flight Center de la NASA, a déclaré que ces données alimentent des algorithmes qui donnent aux scientifiques une idée de ce à quoi s'attendre avec chaque incendie de forêt.

Bien que répandue, cette technologie est inefficace en raison de ses limites en matière de détection. Cela peut inclure des facteurs environnementaux tels qu’une végétation dense, de la fumée ou des nuages ​​qui obscurcissent la précision de la détection. Les limites technologiques et la disponibilité peuvent également entraîner la détection de faux positifs, des lacunes dans les données et des signaux dispersés. Enfin, l'accessibilité dans les zones forestières ou l'utilisation limitée des satellites en raison des coûts peuvent également entraîner des imprécisions.

Une solution à ce problème est un programme de surveillance créé par des chercheurs du centre de recherche Ames de la NASA, où Park est également scientifique du projet. Le nouveau système, appelé le Initiative sur les incendies de forêt, les écosystèmes, la résilience et l'évaluation des risques (WERK)permettra aux chercheurs de convertir des données satellitaires et informatiques régulièrement mises à jour en cartes qui seront stockées en ligne et accessibles au public. En tant que ressource publique, l'initiative WERK aidera les gens à zoomer sur des lieux et à télécharger des informations par eux-mêmes, sans avoir à attendre que les agences gouvernementales les publient.

Les cartes interactives de détection suivront les changements dans les paysages californiens en utilisant diverses classifications, notamment la couverture arborée, la densité des bâtiments et les perturbations écologiques. L'Initiative WERK est créée en partenariat avec le Agence californienne des ressources naturelles (CNRA) et le Conseil des ressources atmosphériques de Californie (CARB). Les chercheurs espèrent que le projet sera pleinement opérationnel d’ici 2028, la première phase étant prévue pour l’automne 2026.

« Le caractère unique de ce projet réside dans le fait que nous l'avons co-développé », a déclaré Park. « Le processus habituel ne fonctionne pas, mais pour ce projet, nous nous sommes assis ensemble. Nous avons essayé d'entendre ce que nos partenaires étatiques voulaient réellement. »

Les scientifiques peuvent-ils prédire les incendies de forêt ?

John Abatzoglou, professeur de climatologie à l'Université de Californie à Merced, s'est souvenu du méga-incendie de la fête du Travail de 2020 qui a brûlé plus d'un million d'acres dans tout l'Oregon. Il a comparé les vents qui ont alimenté ce brûlage avec ceux qui ont alimenté les incendies de Palisades et d'Eaton plus tôt cette année. En examinant la situation dans son ensemble, a-t-il déclaré, les scientifiques peuvent formuler des hypothèses sur le niveau de risque d’incendie, en utilisant « des modèles sur lesquels nous pouvons nous appuyer ».

Certains de ces facteurs incluent la manière dont les gens utilisent la terre, par exemple à des fins récréatives, et la densité de population, qui est en corrélation avec les inflammations humaines. Il a également déclaré qu’il était important de prendre en compte certaines « empreintes culturelles ». Les week-ends et les vacances du 4 juillet sont généralement des périodes où les incendies d'origine humaine se multiplient. La superposition de ces tendances avec d'autres facteurs, tels que la disponibilité des combustibles, peut aider les chercheurs à anticiper le moment où des incendies pourraient survenir.

« Les humains sont moins prévisibles que l'environnement en général », a-t-il déclaré, « mais si nous pouvons nous fier un peu aux modèles passés et aux éléments connus sur la façon dont les combustibles secs doivent être secs pour qu'ils s'enflamment, cela peut nous donner une relativement bonne idée. »

Suivi des feux de forêt en temps réel

Kyle Bocinsky, chercheur et archéologue computationnel à l'Université du Montana, a passé sa carrière à examiner les impacts du changement climatique et les ressources possibles d'adaptation dans les réserves tribales. Dans le cadre de son travail, il a développé un logiciel permettant de collecter des données sur les conditions de sécheresse et d'incendies de forêt lorsqu'il étudie le changement climatique au niveau local. Bocinsky a déclaré que même si de nombreuses variables qui composent un incendie de forêt peuvent changer d'une saison à l'autre, l'intensité globale augmente. En tant que directeur des extensions climatiques pour le Montana Climate Office de l'Université du Montana, il travaille avec une équipe de chercheurs pour surveiller la fumée des incendies de forêt en fournissant une expertise technique aux communautés moins riches du Montana.

Depuis qu'il a commencé ce travail en 2018, son bureau a créé un Tableau de bord de la sécheresse pour évaluer les conditions de sécheresse hebdomadaires dans les bassins du haut Missouri et du Columbia. Avec les tribus confédérées Salish et Kootenai, son équipe a installé 40 capteurs météorologiques PurpleAir à faible coût à travers la réserve Flathead. Ils ont également créé un réseau de stations météorologiques, appelé Montana Mésonetoù les chercheurs s'associent aux fonctionnaires pour rendre les données accessibles au public. Le programme est devenu la ressource principale et officielle d'informations sur la sécheresse et le climat pour l'État et fait partie d'un consortium de cinq États qui construit actuellement un réseau d'observation météorologique dans le bassin supérieur du fleuve Missouri.

Pendant ce temps, d’autres communautés se tournent vers l’intelligence artificielle pour gagner plus de temps lors de la détection des incendies de forêt.

L’État de Californie utilise la technologie des capteurs IA pour une détection précoce, en s’appuyant sur l’odeur plutôt que sur la vue. Il fonctionne en collectant des données et en les envoyant vers un cloud numérique, où l'entreprise exécute un algorithme pour déterminer quel type de fumée est détecté. Debra Deininger, directrice des revenus de N5 Sensors, a déclaré qu'environ 30 types de données sont collectées lorsque de la fumée est détectée, notamment les particules, les gaz, la température, l'humidité et le vent. Les données sont analysées et classées selon le type de fumée détectée. Elle a déclaré que les capteurs ont un taux de faux positifs inférieur à 1 pour cent et qu'ils travaillent actuellement à prédire les emplacements des incendies en fonction du vent.

« On pourrait le considérer comme un nez électronique », a déclaré Deininger. « Il est là, il ramène toute la fumée. Il analyse la signature chimique de la fumée, la taille et la quantité des particules. Et pour ce capteur, un incendie régional situé à 80 km de distance a une odeur un peu différente d'un incendie local, qui a une odeur différente de celle d'un barbecue. « 

Le modèle de détection est actuellement utilisé dans 12 États, quelques provinces du Canada et dans le sud de l'Europe. Les chercheurs ont des projets pilotes en Amérique du Sud et ont récemment été invités en Corée du Sud. Avec les satellites, Deininger estime que les capteurs de fumée au sol peuvent créer un système à plusieurs niveaux de détection des incendies de forêt.

Seth Schalet, qui vend à la fois des capteurs N5 et une technologie satellite pour la détection des incendies de forêt, a déclaré que ces informations sont stockées et peuvent aider d'autres endroits du réseau. Jusqu'à présent, 75 capteurs ont été installés dans le comté de Santa Clara et 15 autres le seront en décembre. D’ici fin 2026, il estime avoir installé 110 capteurs dans la région.

Nick Bond, climatologue de l'État de Washington de 2010 à 2024, partage le consensus croissant selon lequel une saison prolongée des incendies de forêt est la nouvelle norme en Occident. «Ils sont là pour rester», a déclaré Bond, à propos de la saison des incendies qui s'intensifie. Sa recommandation pour vivre aux côtés des incendies de forêt ? « Continuez à progresser pour y faire face. »