PACE cartographie le rouge des forêts, du Canada à la Chine

La vague rouge a dévalé l'hémisphère nord en deux semaines

Premier constat, visible à l'œil sur les deux cartes publiées par l'Observatoire de la Terre de la NASA. Du 29 septembre au 4 octobre 2026, les taches les plus rouges se concentrent en Nouvelle-Angleterre, dans le nord du Canada, en Alaska et dans le nord de la Russie. La semaine suivante, du 5 au 11 octobre, elles ont glissé vers le sud. Le rouge progresse dans le centre-est des États-Unis, en Mongolie et dans le nord de la Chine. En Nouvelle-Angleterre et dans le nord de l'État de New York, il commence au contraire à pâlir.

Ces cartes ne sont pas de simples cartes de couleurs. Elles chiffrent un rapport, celui entre la lumière rouge, orange et jaune renvoyée par les feuilles et la lumière verte. Une zone encore verte affiche une valeur proche de 1, ce qui signifie que le satellite y détecte à peu près autant de rouge que de vert. Plus la valeur monte, plus les pigments d'automne prennent le dessus sur la chlorophylle. Les zones claires ou rouges indiquent donc des feuillages en pleine transition.

Le détail géographique explique l'intensité du phénomène. Les zones les plus rouges de l'est de l'Amérique du Nord, les Adirondacks, les Green Mountains du Vermont et les White Mountains du New Hampshire, abritent de grandes populations d'érables à sucre et d'érables rouges. Ces arbres caducifoliés, qui perdent leurs feuilles en hiver, virent au cramoisi en quelques jours. Plus au nord, dans la toundra humide de l'Alaska, du Canada et de la Russie, les myrtilles, les airelles, les carex, les mousses et les graminées ajoutent leurs propres teintes.

La couverture de cet article montre le phénomène au plus près. Le 3 octobre 2026, l'instrument OLI du satellite Landsat 9 a photographié les crêtes forestières autour de Ripton, dans le centre du Vermont. Le rouge et l'orange couvrent les hauteurs, les vallées restent vertes. Le poète Robert Frost, auteur de « Nothing Gold Can Stay », y avait une ferme et y enseignait à l'école d'anglais de Bread Loaf. Un clin d'œil littéraire pour un phénomène que les satellites mesurent désormais en chiffres.

Deux précautions s'imposent. Toutes les taches jaunes et rouges ne sont pas des feuilles d'automne. Dans certaines régions agricoles, les cultures affichent des niveaux élevés d'anthocyanes en vieillissant ou après la récolte. Et les trous blancs qui découpent parfois la carte viennent des nuages, pas d'une absence de végétation.

286 longueurs d'onde pour lire trois pigments

L'instrument s'appelle OCI, pour Ocean Color Instrument. Il vole à bord de PACE, un satellite de la NASA lancé en février 2024. Le nom complet de la mission, Plankton, Aerosol, Cloud, ocean Ecosystem, résume son programme initial, le plancton, les aérosols, les nuages et l'écosystème océanique. PACE devait observer la mer. Il observe aussi les terres, et plutôt bien.

Sa force tient à sa façon de découper la lumière. Là où un appareil photo ordinaire ne retient que trois couleurs, le rouge, le vert et le bleu, OCI en distingue 286. On parle de mesure hyperspectrale. L'image mentale est celle d'un piano de 286 touches qui jouerait chaque nuance du spectre lumineux, au lieu de trois notes. Chaque pigment foliaire laisse une signature dans ces nuances.

Trois familles de pigments racontent l'automne. Les chlorophylles donnent le vert et servent à la photosynthèse, la fabrication de matière organique à partir de lumière, d'eau et de dioxyde de carbone. Les caroténoïdes donnent les jaunes et les oranges. Les anthocyanes donnent les rouges. En automne, la chlorophylle, molécule instable, cesse d'être renouvelée faute de lumière et de chaleur. Le vert s'efface, les autres pigments apparaissent.

PACE est le premier satellite capable de mesurer les trois pigments ensemble, partout sur la planète, tous les jours ou presque. D'autres satellites hyperspectraux savent le faire, mais sur des zones plus petites et à intervalles plus longs. Cette couverture change la nature des données. « C'est la capacité de collecter des séries temporelles d'anthocyanes et de caroténoïdes partout sur Terre, de façon répétée, qui change la donne », explique Karl Huemmrich, chercheur en végétation au centre GESTAR II (Goddard Earth Sciences Technology and Research) de l'université du Maryland, et membre de l'équipe scientifique de PACE.

La répétition est l'ingrédient décisif. Un cliché isolé montre des feuilles rouges. Une série de clichés montre quand elles le deviennent, combien de temps elles le restent et comment la vague descend vers l'équateur. Les chercheurs peuvent alors fixer la date du pic de rougeur et de jaunissement n'importe où sur le globe. C'est cette date qui intéresse les climatologues.

Le calendrier des saisons se décale, et PACE veut le mesurer

Le printemps vertit plus tôt. Ce n'est pas une impression. Une étude de la NASA et du National Park Service, portant sur 276 parcs nationaux américains, a comparé les dates de première feuille et de première floraison sur plus d'un siècle. Environ trois quarts des parcs connaissent des printemps plus précoces. Plus de la moitié vivent des printemps qualifiés d'extrêmes, c'est-à-dire parmi les plus précoces jamais observés sur une série de 112 ans. Dans certains secteurs, comme le Grand Canyon, le printemps arrive aujourd'hui près de deux semaines plus tôt qu'en 1901.

À l'autre bout de la saison, le phénomène porte un nom, la sénescence automnale. C'est le moment où la feuille cesse de fabriquer de la matière organique, se décolore et tombe. Ce moment bouge aussi. Le réchauffement peut retarder les premières gelées et prolonger la saison de croissance dans certaines régions, mais l'effet varie selon les espèces, les sols et la disponibilité en eau. Les chercheurs veulent savoir de combien, et où.

Cette question n'est pas anecdotique. Le calendrier des plantes sert de rendez-vous à tout un cortège d'animaux. Les pollinisateurs arrivent avec les fleurs, les oiseaux migrateurs avec les insectes, les caribous avec la repousse des végétaux. Si le printemps avance plus vite que les uns ne s'adaptent, le repas n'est pas prêt quand l'invité arrive. Les écologues parlent de décalage phénologique. La phénologie est l'étude de ces dates, floraison, feuillaison, migration, ponte.

PACE apporte une pièce qui manquait. Les indices classiques de verdissement, comme l'indice de végétation par différence normalisée, le NDVI, suivent surtout la quantité de vert. Ils voient la forêt pâlir, pas la nuance exacte de la fin de saison. Les indices de pigments d'OCI distinguent le jaunissement du rougissement et datent plus finement le pic. Sur plusieurs années, ces séries devraient montrer si la sénescence avance ou recule, et à quelle vitesse. Le satellite n'a encore que deux ans et demi de recul. C'est peu pour un climat, beaucoup pour une première mondiale.

Le rouge marque le moment où la forêt arrête de stocker du carbone

Une forêt qui verdit prend du dioxyde de carbone dans l'air. La photosynthèse combine ce gaz avec de l'eau et de la lumière pour fabriquer des sucres, puis du bois, des feuilles et des racines. Une partie du carbone reste stockée dans les tissus de l'arbre. Une forêt qui jaunit puis perd ses feuilles arrête ou ralentit ce pompage. Le carbone repart alors vers l'atmosphère par la décomposition des feuilles mortes et la respiration du sol.

Ce balancement se lit dans la courbe du CO2 atmosphérique mesurée depuis 1958 à l'observatoire de Mauna Loa, à Hawaï. La courbe monte d'année en année, mais elle dessine aussi des dents de scie. Chaque printemps, la végétation de l'hémisphère nord aspire du CO2 et fait baisser la concentration. Chaque automne, la croissance s'arrête, les feuilles tombent, la décomposition reprend, et la concentration remonte. L'hémisphère nord pèse plus lourd que l'autre, parce qu'il concentre bien plus de terres et de végétation.

L'enjeu dépasse les forêts tempérées. Les forêts boréales, cette immense ceinture d'arbres qui traverse le Canada, la Scandinavie et la Russie, stockent environ 38 petagrammes de carbone dans leurs arbres et 1 672 petagrammes dans leurs sols. Un petagramme vaut un milliard de tonnes. Pour donner un ordre de grandeur, l'humanité a brûlé environ 11,14 petagrammes de carbone en 2023. Les sols boréaux contiennent donc à peu près 150 fois ce que l'humanité a brûlé cette année-là. Et cette réserve est en partie gelée.

Le calendrier de la sénescence décide de la durée pendant laquelle la forêt reste un puits de carbone. Si les feuilles tombent plus tôt, la saison de pompage raccourcit. Si l'automne reste doux plus longtemps, la respiration du sol continue et libère du carbone alors que la photosynthèse faiblit. Le bilan dépend du rapport entre les deux, et ce rapport varie d'une année à l'autre. Les séries de PACE permettront de dater la bascule avec plus de précision que la seule couleur verte.

Le feu s'invite dans ce bilan. Un incendie libère en quelques jours une partie du carbone accumulé pendant des décennies, et les sols boréaux peuvent ensuite continuer à en relâcher. Les tourbières et le pergélisol de l'Arctique stockent à eux deux environ deux fois autant de carbone que l'atmosphère entière. Quand ils brûlent, ce carbone ancien revient dans le cycle, avec un effet qui se cumule à celui du réchauffement.

Des feuilles sèches, et un risque d'incendie qui se lit dans les pigments

Le lien entre couleur et incendie n'est pas une métaphore. Une feuille qui jaunit puis brunit perd de l'eau et devient un combustible fin, prêt à s'enflammer. L'état hydrique de la végétation vivante, ce qu'on appelle l'humidité du combustible, conditionne la facilité avec laquelle un départ de feu se transforme en incendie. Plus les feuilles sont sèches, plus le risque monte.

Or les pigments renseignent sur cet état. L'instrument OCI mesure la santé des plantes, leur niveau de stress, leur sécheresse et l'équilibre entre leurs pigments. Ces informations aident à repérer les zones à fort risque d'incendie, et les gestionnaires de terrain peuvent s'en servir pour répartir leurs moyens de prévention. La NASA cite cet usage parmi les applications directes des données de PACE, aux côtés de la cartographie des zones brûlées et du suivi des fumées.

Le rouge lui-même peut être un signal. Les changements de pigments surviennent aussi quand la végétation subit un stress dû à la sécheresse ou à des insectes. « Les changements de pigments peuvent également se produire lorsque la végétation est stressée par la sécheresse ou les dégâts d'insectes », explique Skye Caplan, scientifique des données à la NASA et responsable du volet terrestre de PACE. Elle note que ces changements expliquent probablement les niveaux élevés de rougeur mesurés dans des régions agricoles du Brésil, d'Australie et du Canada, qui ne suivent pas le calendrier saisonnier général.

Il faut rester prudent. Une carte de rougeur n'est pas une prévision d'incendie. Elle indique un état de la végétation, pas une étincelle. Les cultures, les sols nus et les nuages peuvent brouiller la lecture. C'est précisément pourquoi les observations au sol comptent, et pourquoi l'équipe de PACE demande des photos aux bénévoles.

Le risque prend une ampleur particulière dans le Grand Nord. Les chercheurs y observent des incendies qui démarrent dès la fin mars, bien plus tôt que dans les archives, et qui continuent de brûler après les premières neiges. Certains feux couvent sous terre tout l'hiver dans la tourbe, les fameux feux zombies, puis ressortent au printemps. Les satellites forment la colonne vertébrale de cette surveillance, avec un quart de siècle de données sur les incendies.

Vos photos peuvent servir de contrôle au sol

Un satellite voit la couleur d'une forêt, pas une feuille. Il mesure la lumière réfléchie par un mélange d'arbres, de sol, de cultures et de nuages. Pour traduire ce signal en information fiable, il faut des observations faites au sol, au même endroit et au même moment. C'est le rôle du programme GLOBE, pour Global Learning and Observations to Benefit the Environment, un réseau international d'élèves, d'enseignants et de bénévoles.

La campagne de phénologie nord-américaine de GLOBE se déroule d'août à décembre en automne et de février à juin au printemps. Deux façons d'y participer. La première consiste à suivre le protocole Green-Down sur un arbre choisi, en notant deux fois par semaine la couleur des feuilles et leur chute. La seconde consiste à photographier un paysage avec l'outil Land Cover de l'application GLOBE Observer, en visant le haut, le bas et les quatre points cardinaux, puis en ajoutant une photo du secteur où les couleurs sont les plus marquées.

Ces observations servent à vérifier les indices de couleur de PACE. Elles aident aussi les chercheurs à comprendre pourquoi deux forêts de la même latitude ne changent pas au même moment. La scientifique Skye Caplan publie chaque semaine des cartes de rougeur qui montrent la vague partir des hautes latitudes en août, puis descendre vers l'équateur en septembre et en octobre. Les photos du public permettent de confronter cette avancée à la réalité du terrain.

Pas besoin d'habiter près d'une forêt spectaculaire. Les scientifiques veulent aussi des observations d'arbustes, d'herbes, de fleurs sauvages, de conifères et de cultures. Et si vous suivez un arbre, ne tardez pas trop. « Les changements de couleur se produisent lentement, puis d'un coup, et ensuite ils sont partis », résume Skye Caplan. La campagne est gratuite et ouverte à tous, il suffit de créer un compte sur le site de GLOBE.

Pour aller plus loin

• Suivre l'état de la planète depuis l'orbite : notre page la Terre en direct rassemble les indicateurs mesurés par satellite, et le guide d'observation explique ce qu'on regarde.
• PACE observe aussi l'océan. Notre article sur El Niño 2026 et les satellites qui le mesurent montre comment le même instrument suit la couleur de la mer.
• Les notions utiles pour comprendre cet article : l'atmosphère, qui transporte la chaleur et l'humidité, l'orbite terrestre, qui règle la succession des saisons, et la NASA, qui pilote PACE et Landsat 9.
• L'observation de la Terre ne se fait pas que depuis des satellites dédiés. L'Station spatiale internationale embarque elle aussi des instruments pointés vers le sol, comme OCO-3, qui mesure le dioxyde de carbone au-dessus des villes et des forêts.
• Les sources de cet article : la note de l'Observatoire de la Terre de la NASA sur la traque des feuilles rouges, qui documente les cartes, les pigments et la campagne GLOBE.