Congo-Flex

L’Afrique centrale abrite la deuxième plus grande étendue de forêt tropicale au monde : le bassin du Congo et les forêts adjacentes. On ignore si le flux net de dioxyde de carbone provenant de cette région est négatif, neutre ou positif.

L’Afrique centrale est la seule région du monde où l’on ignore si les forêts dans leur ensemble – y compris les émissions de carbone liées à la déforestation et à la dégradation forestière, ainsi que la séquestration de carbone par les forêts intactes et en cours de régénération – constituent un puits de carbone ou une source de carbone. Cette région constitue la composante la moins bien cernée du bilan carbone mondial, ce qui limite notre compréhension du changement climatique actuel et de son évolution future.

Le projet Congo-Flex vise à fournir la première estimation in situ, fondée sur des données, du flux net de dioxyde de carbone en Afrique centrale, y compris dans les forêts du bassin du Congo, afin d’apporter une réponse à cette question. Ce flux net englobe l’ensemble des processus, y compris toutes les émissions et toutes les absorptions.

Ce projet s’appuie sur des vols réguliers (deux fois par mois) pour mesurer les profils verticaux du dioxyde de carbone, du méthane et du monoxyde de carbone dans l’atmosphère, jusqu’à 5 km d’altitude, en Afrique de l’Ouest, centrale et orientale. En combinant ces données avec des modèles de circulation atmosphérique (modélisation inverse), nous pouvons déterminer quelles régions d’Afrique centrale constituent un puits net de carbone, lesquelles sont des sources d’émissions, et comment cette situation évolue au cours de l’année et d’une année à l’autre.

Au-delà de cette approche « descendante », nous mesurons également les flux bruts liés à la déforestation, à la dégradation forestière, à la régénération forestière et à la séquestration dans les forêts intactes, à l’aide d’inventaires forestiers et de produits d’observation de la Terre.

Ce projet permettra d’établir des estimations fiables des flux de carbone de référence pour la région, de mettre au point un dispositif de surveillance à long terme d’un bon rapport coût-efficacité (en testant des capteurs FTIR au sol susceptibles de remplacer les vols aériens réguliers), d’évaluer la vulnérabilité des forêts d’Afrique centrale face aux changements climatiques et d’utilisation des sols à venir (volet modélisation), et de soutenir le renforcement des capacités régionales ainsi que la prise de décisions pertinentes sur le plan politique afin de contribuer à la préservation des forêts d’Afrique centrale (dans le cadre de l’initiative CBSI).

Dans l’ensemble, nous quantifierons le flux net de carbone et décomposerons ce flux net en contributions issues de la déforestation, de la dégradation forestière, de la régénération et des processus propres aux forêts intactes, ce qui nous permettra de lever l’une des plus grandes incertitudes qui subsistent concernant le cycle mondial du carbone.

Congo-Flex est un vaste groupe de chercheurs issus du bassin du Congo, d’Europe et des États-Unis, qui rassemble différentes disciplines et expertises afin d’apporter des réponses à ces questions cruciales.

Activités de recherche

Cette étude se compose de trois parties :

Première partie

Des vols réguliers en avion léger au-dessus de trois sites répartis dans le bassin, équipés d’un capteur permettant de mesurer les gaz à effet de serre dans l’atmosphère (mesures in situ descendantes). En combinant ces données avec des modèles de circulation atmosphérique (modélisation inverse), nous pouvons déterminer quelles régions d’Afrique centrale constituent un puits net de carbone, lesquelles sont des sources d’émissions, et comment cette situation évolue au cours de l’année et d’une année à l’autre. Cette méthode permet de mesurer le puits de carbone net résultant de l’ensemble des processus, connus et inconnus, et constitue la référence en matière d’estimation du flux net de carbone à grande échelle. Ces mesures sont conçues pour être comparables à des mesures similaires réalisées précédemment dans le bassin amazonien.

Les mesures effectuées par l’avion sont reliées à une série de capteurs au sol (FTIR, ou spectromètres infrarouges à transformée de Fourier) qui mesurent les concentrations totales de gaz à effet de serre dans une colonne atmosphérique s’étendant depuis le capteur. Nous espérons les utiliser pour vérifier si ces instruments peuvent se substituer aux campagnes aériennes, afin de mettre en place à l’avenir un système de surveillance des émissions de carbone plus simple et moins coûteux.

Deuxième partie

Au cours de cette même période de quatre ans, pendant laquelle les instruments installés à bord des avions effectueront des mesures de l’atmosphère, nous évaluerons l’évolution de l’occupation des sols ainsi que les impacts de ces changements sur le carbone. Nous évaluerons les émissions brutes résultant de la déforestation, de la dégradation des forêts, de la restauration des forêts et des changements affectant les forêts qui conservent leur statut de forêt, qu’il s’agisse de forêts faisant l’objet d’une exploitation sélective ou de forêts intactes qui le restent. Cela nous permettra ensuite de décomposer le flux net de carbone en ses principaux flux bruts, ce qui constitue des données plus directement pertinentes pour l’élaboration des politiques.

Nous nous appuierons sur les résultats du programme « Maryland Global Forest Watch » concernant l’évolution de la couverture végétale et exploiterons un vaste ensemble de données de terrain sur les émissions et l’absorption de carbone provenant de parcelles forestières intactes, exploitées de manière sélective et en cours de régénération. Les informations relatives aux activités ainsi qu’aux données sur les absorptions et les émissions seront synthétisées dans le modèle Global Carbon Model du WRI, afin de fournir des données cohérentes sur le plan spatial et temporel, conformes aux normes de référence du GIEC, à des fins d’élaboration des politiques.

Troisième partie

La dernière partie de cette étude consiste à envisager l’avenir sous deux angles différents. Dans un premier temps, nous allons installer de nouvelles stations météorologiques dans la région, car le manque de données météorologiques entrave les projections climatiques futures dans la région du bassin du Congo. Deuxièmement, nous utiliserons les données et les connaissances issues du projet Congo-Flex pour simuler la végétation de la région (ED2) afin d’évaluer les impacts futurs des changements climatiques et de l’évolution de l’occupation des sols sur les forêts du bassin du Congo.

Questions scientifiques

1. Quel est le flux net de carbone de la deuxième plus grande étendue de forêt tropicale de la Terre, calculé à l’aide de méthodes « descendantes » de référence ? Des mesures du profil vertical du CO₂, du CH₄ et du CO seront effectuées à l’aide d’avions légers afin de quantifier les échanges nets de gaz à effet de serre entre la surface terrestre et l’atmosphère dans l’ensemble du bassin du Congo et des forêts adjacentes.
2. Les observations de la colonne totale par FTIR vertical (spectromètre infrarouge à transformée de Fourier) peuvent-elles constituer une alternative moins coûteuse aux relevés aériens pour la surveillance à long terme ?
3. Quels sont les flux bruts de carbone de la deuxième plus grande étendue de forêt tropicale de la Terre, résultant de la déforestation, de la dégradation, de la régénération forestière et des forêts restant structurellement intactes ?
   Une cartographie régionale, établie par télédétection, de la dynamique forestière sera réalisée afin d’évaluer les superficies touchées par la déforestation, la dégradation forestière, la régénération forestière et les zones forestières intactes. À cette fin, des cartes annuelles d’une résolution de 30 m représentant l’étendue, les pertes et les gains forestiers seront produites pour l’Afrique centrale à partir d’un ensemble de données « Global Forest Change » recalibré, enrichi de nouvelles données d’observation de la Terre. Nous combinons ensuite ces données avec des estimations des facteurs d’émission et de séquestration de carbone liés à la déforestation, à l’exploitation forestière sélective, aux forêts en régénération et aux forêts intactes, à partir de placettes de surveillance et de tours de mesure des flux. Nous combinons ces ensembles de données à l’aide du modèle Global Carbon Model du WRI afin de fournir une cartographie spatialement explicite, évolutive dans le temps, des flux de carbone bruts et nets.
4. Parmi les scénarios climatiques et d’aménagement du territoire envisagés pour l’avenir, y en a-t-il qui conduiraient la région du bassin du Congo à franchir un point de basculement entraînant le dépérissement des forêts ? Pour étudier cette question, nous utiliserons un modèle de surface terrestre de pointe, l’Ecosystem Demography Model23 (ED2), en améliorant la paramétrisation du modèle à l’aide des données et des connaissances issues du projet Congo-Flex.