Par l’École d’ingénierie et de sciences appliquées John A. Paulson de Harvard
18 juin 2023
Le personnel du Inland Northwest National Wildlife Refuge Fire Management effectue un brûlage dirigé de 50 acres au Turnbull National Wildlife Refuge. Crédit : Ken Meinhart, USFWS
Des incendies contrôlés dans des zones clés pourraient réduire considérablement l’exposition à la fumée dans tout l’ouest des États-Unis.
La fumée des incendies de forêt constitue une menace pour la qualité de l’air, la santé publique et les écosystèmes dans l’ensemble des États-Unis. Malgré l’impact des incendies de forêt de cette année au Canada, l’Ouest est généralement beaucoup plus exposé à la fumée des incendies de forêt que les autres régions du pays. De nouvelles recherches menées par l’université de Harvard, l’U.S. Forest Service et la National Oceanic and Atmospheric Administration indiquent que les brûlages contrôlés – en particulier dans les zones côtières du nord de la Californie et du nord-ouest du Pacifique – pourraient réduire considérablement l’exposition globale à la fumée des incendies de forêt dans les communautés rurales vulnérables et les centres de population dense de l’Ouest. Les résultats sont publiés le 14 juin dans la revue Earth’s Future.
« Depuis le début des années 1900, l’héritage de la suppression des incendies dans l’Ouest, combiné au réchauffement climatique, a contribué à l’apparition de graves incendies de forêt. Jusqu’à présent, peu de recherches ont été menées sur la manière dont les méthodes de gestion des terres peuvent influencer l’exposition à la fumée », explique Makoto Kelp, auteur principal de l’article, qui a obtenu son doctorat à Harvard en tant que membre du groupe de modélisation de la chimie atmosphérique.
Les zones où les incendies de 2020 ont le plus contribué à l’exposition à la fumée dans l’ouest des États-Unis. Le rouge indique les zones où l’impact des fumées a été le plus important en septembre 2020, avec une moyenne sur l’ouest des États-Unis et une pondération en fonction de la population. Le bleu indique les incendies ayant eu le moins d’impact sur les fumées. Crédit : Harvard SEAS
« La fumée est constituée d’un mélange de gaz et de minuscules particules. Les particules sont mauvaises à respirer car elles peuvent pénétrer profondément dans les poumons et déclencher une série de maladies aiguës et chroniques », explique Loretta Mickley, co-directrice du groupe de modélisation, auteure principale de l’article et chargée de recherche à la John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences de l’université Harvard. « Les conditions plus sèches et plus chaudes, ainsi que l’accumulation de broussailles, ont rendu l’Ouest plus vulnérable aux grands incendies de forêt. La mise en œuvre de petits incendies dirigés pourrait rendre plus difficile la propagation d’incendies incontrôlés. Ces incendies contrôlés émettent toujours de la fumée, mais l’avantage net est que la pollution par la fumée est globalement moins importante ».
En analysant les données sur les incendies de 2018 et 2020 et en utilisant un modèle informatique pour simuler le comportement des brûlages dirigés, l’équipe a constaté que les brûlages contrôlés dans des zones clés du nord de la Californie, de l’ouest de l’Oregon et de l’est de l’État de Washington pourraient avoir un effet considérable sur la réduction de l’exposition à la fumée des incendies de forêt dans tout l’ouest des États-Unis, notamment en raison des vents dominants qui transportent la fumée à travers le continent et de la végétation abondante et dense qui alimente les incendies enfumés.
Les observations par satellite et les archives gouvernementales révèlent que seule une poignée d’incendies dirigés ont été allumés à des fins de gestion des terres dans l’Ouest entre 2015 et 2020. L’utilisation du feu pour nettoyer les terres agricoles et gérer les habitats est une pratique plus courante dans l’est et le sud-est des États-Unis. Alors que les communautés autochtones de l’ouest ont historiquement allumé des feux contrôlés, les gestionnaires des terres au cours du siècle dernier ont essayé de supprimer rapidement les incendies de forêt par crainte de leur propagation destructrice, contribuant ainsi à un « déficit d’incendie ».
Cependant, avec l’augmentation du nombre de recherches indiquant les avantages des brûlages dirigés, cette pratique pourrait être amenée à changer. En août 2022, l’administration Biden a alloué près de 2 milliards de dollars dans le cadre de la loi sur la réduction de l’inflation (Inflation Reduction Act) pour réduire les combustibles dangereux utilisés dans les incendies de forêt par le biais de brûlages dirigés et de mesures de gestion des terres.
« Notre modélisation révèle que les brûlages dirigés devraient être ciblés sur les zones de végétation dense, en particulier à l’ouest des Sierras et des Cascades, au vent des zones peuplées », explique M. Kelp.
La modélisation informatique de l’équipe intègre des paramètres environnementaux, météorologiques, chimiques et physiques pour prédire comment la fumée des incendies de forêt se propage et a un impact sur les communautés. « Grâce à tous ces niveaux de données intégrés dans le modèle, nous avons amélioré notre compréhension de la manière dont il faut réduire l’exposition à la fumée des incendies de forêt et des endroits où il faut le faire », explique M. Kelp. « Bien que les brûlages dirigés comportent leurs propres risques, nous savons qu’ils peuvent être mieux contrôlés sur de petites parcelles de terrain, ce qui permet d’obtenir une combustion plus efficace générant moins de pollution en quelques heures ou quelques jours. En revanche, les incendies de forêt sont imprévisibles et peuvent se propager rapidement sur de vastes étendues, recouvrant les régions peuplées d’une fumée nocive. »
« Quiconque a passé du temps dans des zones sujettes aux incendies de forêt peut attester que la fumée des incendies de forêt peut parcourir de grandes distances et avoir un impact significatif sur la qualité de l’air », déclare Matthew Carroll, spécialiste de programme à la station de recherche des montagnes Rocheuses de l’USDA Forest Service. Carroll est coauteur de l’article et discute des résultats de l’équipe. « Ce qui nous a surpris, c’est notre capacité à utiliser des modèles hautement prédictifs de phénomènes physiques pour comprendre les impacts sur les paysages sociaux. Les responsables de la lutte contre les incendies peuvent utiliser cette recherche sur la façon dont la fumée des incendies de forêt et des brûlages dirigés peut affecter différemment les communautés et les centres de population pour aider à établir des priorités quant à l’endroit et au moment où il convient d’effectuer des traitements des combustibles afin d’être plus efficaces et plus équitables.
Des recherches antérieures indiquent que la fumée des incendies de forêt peut avoir un impact disproportionné sur les communautés majoritairement habitées par des personnes de couleur ou une forte proportion de personnes vivant sous le seuil de pauvreté. Alors que la surveillance de la fumée des incendies de forêt et de ses effets sur la santé publique s’est accrue dans les centres urbains, les chercheurs affirment que les effets de la fumée sur ces communautés rurales ont probablement été négligés.
Pour leur étude, l’équipe a examiné l’exposition à la fumée dans trois grandes communautés de justice environnementale de l’Ouest : les communautés agricoles de la vallée centrale de la Californie et du centre/est de l’État de Washington, et la nation Navajo dans le sud-ouest. Ils ont constaté que les brûlages dirigés dans des zones clés du nord de la Californie et du nord-ouest du Pacifique réduiraient le transport des fumées vers ces régions vulnérables.
« Faire face à la crise des incendies de forêt est extrêmement complexe. J’espère que cette recherche aidera le public à comprendre tous les facteurs physiques et sociaux que nous prenons en compte lors de la planification et de la mise en œuvre des brûlages dirigés pour faire face à la myriade de complexités qui existent dans la lutte contre les incendies de forêt et la fumée », déclare Carroll. « La puissance de cette recherche réside dans le fait qu’elle rassemble plusieurs disciplines scientifiques pour mener une modélisation qui examine les données d’une nouvelle manière, en analysant des phénomènes physiques tels que la fumée dans un paysage social de villes et de communautés, et en utilisant ces informations pour aider à soutenir les décisions et les actions dans le monde réel. »
Référence : « Prescribed Burns as a Tool to Mitigate Future Wildfire Smoke Exposure (Brûlages dirigés comme outil d’atténuation de l’exposition à la fumée des incendies de forêt) : Lessons for States and Rural Environmental Justice Communities » par Makoto M. Kelp, Matthew C. Carroll, Tianjia Liu, Robert M. Yantosca, Heath E. Hockenberry et Loretta J. Mickley, 14 juin 2023, Earth’s Future.
DOI : 10.1029/2022EF003468
Les autres auteurs sont Tianjia Liu de l’Université de Californie Irvine, Robert Yantosca de Harvard SEAS, et Heath Hockenberry de NOAA.
Le financement de cette recherche a été assuré par la NOAA.