Les satellites sous-estiment le carbone accumulé par les forêts matures, selon une étude américaine

Une forêt qui a déjà atteint sa pleine hauteur de canopée a-t-elle fini d'accumuler du carbone ? Pour les satellites qui alimentent aujourd'hui une grande partie des cartes de biomasse forestière, la réponse implicite est oui, ou presque. C'est précisément ce que remet en cause une étude publiée en ligne le 31 juillet 2026 dans la revue Nature Ecology & Evolution, menée par Lei Ma avec George Hurtt comme co-auteur senior, tous deux affiliés à l'Université du Maryland : une bonne partie de la croissance carbone réelle des forêts matures échappe aux produits satellitaires de biomasse, avec des conséquences directement sur l'estimation du puits de carbone terrestre.

Un écart de grande ampleur, documenté sur tout le territoire américain

L'étude porte sur les forêts des États-Unis continentaux. Elle montre que les forêts matures, qui représentent environ 72% de la surface forestière étudiée, continuent d'accumuler du carbone de façon significative, mais que cette accumulation n'apparaît pour ainsi dire pas dans les séries de biomasse dérivées de l'observation satellitaire. Le contraste chiffré entre les deux sources est net : là où les estimations satellitaires affichent une biomasse quasiment stable sur les dernières décennies, les inventaires forestiers au sol, ceux du programme Forest Inventory and Analysis (FIA) du Service forestier américain, enregistrent un gain net d'environ 102 teragrammes de carbone par an (TgC/an).

Pour mesurer cet écart indépendamment des satellites, les auteurs ont combiné plusieurs sources convergentes : des campagnes répétées de lidar aéroporté, les parcelles d'inventaire au sol du réseau FIA, des modèles dynamiques de végétation globale (DGVM), et des données de suivi de terrain. C'est la cohérence de ces quatre sources indépendantes, toutes montrant une accumulation de carbone que les satellites ne détectent pas, qui donne du poids à la conclusion de l'étude.

Pourquoi le satellite perd la trace de la croissance après la fermeture de la canopée

Le mécanisme identifié par les auteurs tient à la façon dont les capteurs satellitaires, optiques comme radar, estiment la biomasse : ils s'appuient largement sur des indicateurs liés à la structure de la canopée, en particulier sa hauteur. Or une fois que la canopée atteint une hauteur d'environ 16 mètres, sa croissance verticale ralentit fortement alors même que l'arbre continue de grossir en diamètre, en densité de bois et en biomasse racinaire et foliaire. L'étude montre que les produits satellitaires détectent très peu de gain de biomasse au-delà de ce seuil de hauteur, alors que la croissance carbone réelle, elle, continue.

Ce biais n'est pas symétrique. Les auteurs soulignent qu'il affecte spécifiquement la détection des gains de biomasse, alors que les pertes (coupe, feu, dépérissement) restent bien repérées par les capteurs satellitaires, qui sont historiquement optimisés pour la détection de perturbations. Un système de suivi plus sensible aux pertes qu'aux gains produit mécaniquement une image trop pessimiste de l'évolution nette du stock de carbone forestier.

Une implication qui dépasse le cas américain : le puits de carbone terrestre

L'implication la plus large de l'étude touche à un sujet suivi de près par la recherche sur le changement climatique : le puits de carbone terrestre, c'est-à-dire la capacité des écosystèmes terrestres à absorber une partie du CO2 émis par les activités humaines. Plusieurs travaux récents ont évoqué un possible affaiblissement de ce puits. L'étude de Ma et Hurtt suggère qu'une partie de ce déclin apparent pourrait en réalité être un artefact de mesure : si les satellites sous-estiment structurellement les gains de biomasse des forêts matures, alors les séries temporelles qui s'appuient sur eux surestiment mécaniquement le ralentissement du puits forestier, sans que celui-ci se soit nécessairement produit dans la réalité.

Cette nuance compte pour l'interprétation des grands produits globaux de biomasse, comme les séries Biomass_cci de l'ESA déjà couvertes sur ce site : elle ne les invalide pas, mais rappelle qu'un produit construit essentiellement sur des indicateurs de structure de canopée a une sensibilité intrinsèquement meilleure à la perte qu'au gain, un point à garder présent à l'esprit lors de toute analyse de tendance de stock de carbone forestier à l'échelle régionale ou globale.

Ce que ça change pour qui enseigne la télédétection forestière

Pour un praticien ou un formateur en télédétection appliquée aux ressources forestières, cette étude offre un cas pédagogique précis sur une limite structurelle trop souvent passée sous silence : la différence entre une variable facile à mesurer par satellite, la hauteur ou la densité de canopée, et la variable réellement recherchée, la biomasse totale de l'arbre. Elle illustre aussi l'intérêt méthodologique de croiser systématiquement les produits satellitaires avec des données indépendantes, lidar aéroporté ou inventaires de terrain, avant de tirer une conclusion sur une tendance de stock de carbone, en particulier dans les forêts matures où l'écart se révèle le plus marqué.

À suivre

L'étude se limite pour l'instant aux forêts des États-Unis continentaux. Reste à voir si ce même biais de saturation structurelle se vérifie dans d'autres types de forêts matures, notamment les forêts méditerranéennes ou nord-africaines, où la structure de canopée et les essences dominantes diffèrent sensiblement du contexte nord-américain étudié ici.