Les socio-écosystèmes des Alpes et des Pyrénées dépendent étroitement des fluctuations annuelles du manteau neigeux. En particulier, le moment de l’année où la neige disparait détermine le début de la saison de croissance de la végétation de montagne et donc la période des estives. Le changement climatique est en train de bouleverser ce rythme saisonnier. Une étude révèle que la date de déneigement annuelle a avancé de 5 jours par décennie depuis 1986 dans les Alpes françaises et les Pyrénées. Dans certaines tranches d’altitude, la tendance atteint même 10 jours par décennie.

Des données en haute résolution grâces aux observations satellites

Pour obtenir ces résultats, les chercheurs ont traité et assemblé des milliers d’images provenant de 10 satellites d’observation de la Terre (Sentinel-2A et 2B, Landsat 5 à 8, SPOT 1 à 5). L’originalité de ce travail réside dans la haute résolution des données analysées (20 m à 30 m). Cela leur a permis d’établir pour la première fois ces tendances dans des secteurs de haute altitude où il y a peu de mesures in situ, et où d’autres capteurs satellitaires à basse résolution sont inadaptés.

Pour assembler ce jeu de données, le plus gros défi était d’extraire la couverture neigeuse des images SPOT 1 à 3. En effet, ces images n’ont pas la bande dans le moyen infrarouge qui permet habituellement de distinguer la neige des nuages. Pour cela, les scientifiques ont développé une méthode d’intelligence artificielle originale qui émule des images SPOT à partir d’images récentes Sentinel-2 et génère ainsi un échantillon d’apprentissage. Pour extraire la couverture neigeuse des images Landsat 5 à 7, ils ont collaboré avec une équipe de l’agence spatiale allemande (DLR). Enfin, ils ont exploité les cartes d’enneigement Sentinel-2 et Landsat 8 distribuées par Theia pour compléter la série à partir de 2015. Ces différents jeux de données ont ensuite servi à produire des cartes de la date de déneigement par année hydrologique et par pixel de 20 m sur l’ensemble des Pyrénées et des Alpes françaises sur une période de 38 ans. Ce travail de longue haleine a été réalisé grâce à un financement de l’Agence nationale de la recherche à travers le projet TOP, « Trajectoires des systèmes agro-pastoraux en montagne : adaptation des pratiques aux changements climatiques, écologiques et socio-économiques ».