Cet article fait partie du dossier : L'imagerie et les données satellitaires pour l'observation du territoire
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Ces indicateurs permettront aux acteurs locaux de disposer d’un outil d’aide à la décision pour prioriser leurs actions d’adaptation, de rénovation ou d’extinction d’éclairage, et de sensibilisation des acteurs privés, dans le but de proposer un éclairage plus sobre, mieux adapté aux besoins et moins impactant pour la biodiversité.
Le projet ORENOS s’inscrit dans le cadre du Space for Climate Observatory, est mené par le Cerema, expert dans les domaines de l'éclairage, de la biodiversité et de l’imagerie satellite, La TeleScop, société experte en imagerie satellitaire au service des territoires, et le Syndicat des Energies et de l’Aménagement Numérique de la Haute-Savoie (Syane), avec l'appui du Centre National d'Etudes Spatiales (CNES). En exploitant des images satellitaires nocturnes novatrices issues du satellite SDGSAT-1 lancé en 2021 [1], il permettra de mieux connaître l’éclairage nocturne sur le territoire et d’identifier les points de conflit avec la biodiversité.
Une pression de l’éclairage sur la biodiversité qui tend à augmenter à l'échelle mondiale
L’éclairage représente une part importante de la consommation énergétique des collectivités, à hauteur de 32% en 2017 selon une étude de l’Ademe : l’évolution des équipements et des stratégies d’éclairage constitue un levier d’action important pour réaliser des économies d’énergie. L’objectif du projet ORENOS est, par une étude à l’échelle du département de Haute-Savoie, de construire des indicateurs de qualité de l’éclairage artificiel nocturne et d’impacts sur la biodiversité en s’appuyant sur l’exploitation d’images satellite. Ceux-ci pourront être utilisé dans d’autres départements voire à l’échelle internationale.
Ces indicateurs permettront aux décideurs locaux de prioriser leurs actions d’adaptation, de rénovation ou d’extinction d’éclairage, et de sensibilisation des acteurs privés, dans le but de proposer un éclairage plus sobre, mieux adapté et moins impactant pour la biodiversité.
La Haute-Savoie est un département montagneux qui présente une riche diversité faunistique et floristique, mais qui subit de plus en plus de pressions liées à l’urbanisation, au développement économique et à la densification des infrastructures. Les projections montrent que le département sera parmi les départements les plus dynamiques en termes de croissance démographique d’ici à 2050 : l’artificialisation des sols et la pression sur les écosystèmes vont continuer à augmenter, notamment en termes d’éclairage artificiel nocturne.
Impact de l’éclairage sur la biodiversité
Les espèces animales sont habituées au cycle jour/nuit, et leur comportement s’est adapté à ce cycle. Le développement de l’éclairage nocturne fragmente les territoires et a un impact sur le recul de la biodiversité :
- Par effet attractif pour la biodiversité, avec comme impacts la désorientation des animaux qui se repèrent avec la lune et les étoiles, et la création de pièges pour les espèces attirées par la lumière.
- Par effet répulsif pour les espèces qui recherchent l’obscurité.
- En modifiant le cycle biologique et annuel. La flore et la faune peuvent être affaiblis, la reproduction des animaux gênée, les comportements modifiés.
- En perturbant la vision nocturne par l’éblouissement.
- En modifiant les relations prédateur / proie.
Ces constats ont amené à une évolution de la réglementation depuis 2018 avec l'arrêté ministériel sur les nuisances lumineuses qui définit des prescriptions techniques pour l’éclairage extérieur, incluant des restrictions sur l’intensité, la direction et les horaires d’allumage.
Exploiter les images satellite et construire des indicateurs à l'appui des politiques publiques
Le projet s’appuie sur l’exploitation des images satellite nocturnes de 2022 à 2025 du satellite SDGSAT-1 du CAS/CBAS (Chinese Academy of Sciences / International Research Center of Big Data for Sustainable Development Goals), qui offrent une résolution à 10 m.
Les images satellite, prises sur différentes soirées, sont géoréférencées et améliorées sur les aspects géométriques, puis traitées pour pouvoir être comparées les unes aux autres. Plusieurs données sont ensuite extraites : les pics de radiance [2], les taches lumineuses, et les valeurs spectrales (RGB). Elles peuvent être croisées avec des données foncières, des données de biodiversité, ou les données locales du SYANE sur l’éclairage.
Ces données ont été exploitées pour définir et développer plusieurs indicateurs:
- les principaux émetteurs du territoire,
- la distinction entre les émissions liées à l’éclairage public et celles liées à l’éclairage privé (industries, commerces, etc.),
- la radiance moyenne par maille (échelle communale et infra-communale),
- Les sources d’éclairage public dysfonctionnelles
- les revêtements du sol, pour adapter l’éclairage à des sols très clairs et donc très réfléchissants,
- les zones les plus problématiques pour la biodiversité.
D’autres indicateurs ont été explorés sans pouvoir déboucher sur un résultat opérationnel, à cause de la résolution ou d’autres limitations techniques :
- le type de lampe
- la mauvaise orientation des lampes les variations saisonnières de l’éclairage
- La modélisation de la lumière attendue depuis le ciel et la détection d’éclairages surdimensionnés
Tous ces indicateurs sont basés sur les données SDGSAT-1, croisées avec les données locales fournies par le Syane, ou les fichiers fonciers, .
Les indicateurs ont été pensés pour l’appui des stratégies de gestion de l’éclairage public, répondant à des besoins tels que :
- Améliorer la connaissance du parc d’éclairage public avec un diagnostic de qualité,
- Étudier l’évolution sur plusieurs saisons et plusieurs années de l’éclairage public,
- Estimer la contribution à la pollution lumineuse des éclairages privés.
Les indicateurs d’impact sur la biodiversité sont construits à partir de l’exploitation de différentes données (occupation du sol, végétation, zones réglementaires comme les zones Natura 2000, les espèces vulnérables présentes, croisées avec les données de radiance), et permettent d’alimenter la réflexion sur l’aménagement du territoire et la gestion de l’éclairage, afin de repenser les parcs d’éclairage de façon stratégique et durable vis-à-vis du vivant.
A l’issue du projet, le Syane a reçu les différentes couches, indicateurs et visuels produits, qui ont permis de répondre au besoin de mieux connaître le parc d’éclairage et les impacts sur la biodiversité. Ces outils constituent aussi un support pour échanger avec les communes sur les stratégies d’éclairage public, pour sensibiliser, et pour la gestion du réseau d’éclairage au quotidien.
Pour le Cerema, cette nouvelle exploitation d’images satellite nocturnes est concluante, et ces indicateurs sont encore à affiner avec des données plus précises. Le projet a permis d’identifier différentes pistes de travaux à mener et besoins, comme disposer de davantage d’informations techniques sur les images satellite nocturnes, d’images à très haute résolution, ou développer une correction atmosphérique : le projet France 2030 HALO auquel participe le Cerema portera notamment sur ces aspects. Ce projet a pour objectif de définir des indicateurs de qualité de l’éclairage à partir de nouvelles images satellitaires nocturnes à très haute résolution spatiale d’AIRBUS, pour répondre aux enjeux des acteurs publics locaux liés à la pollution lumineuse.
[1] Les images du SDGSAT-1 sont fournies par le CBAS (International Research Center of Big Data for Sustainable Development Goals).
[2] La radiance ou luminance énergétique est la puissance du rayonnement lumineux par unité de surface et dans une direction donnée.
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