Description du sujet de thèse

Impact combiné des incendies de forêt et des vagues de chaleur sur la santé humaine
Résumé:
Les vagues de chaleur et les incendies de forêt impactent la santé humaine et deviendront plus fréquents, intenses, et concomitants. Les analyses de ces événements combinés sur la santé humaine manquent. Nous proposons de mobiliser les compétences complémentaires entre l’UofA épidémiologie), et le CNRS (science du feu/climat), pour évaluer l’exposition et la vulnérabilité des
populations humaines à cet aléa combiné. En croisant les informations épidémiologiques, les indices climatiques d’événements extrêmes, et la télédétection des types de feu et de leur panache, nous investiguerons i) l’effet des différents types de feu sur la santé humaine, ii) le potentiel effet multiplicatif des vagues de chaleur et des incendies de forêt concomitants en considérant le scénario contrefactuel des brûlages dirigés, et iii) les vulnérabilités différentes des populations exposées à travers les continents. Nous assemblerons ainsi les bases scientifiques pour les efforts de mitigation des impacts des changements climatiques sur la santé humaine.

Description du projet:

Le changement climatique est à l’origine d’un climat plus chaud avec une augmentation des événements extrêmes (Dosio et al. 2018) et la dernière décennie a été la plus chaude de l’histoire, 2023 étant l’année la plus chaude jamais enregistrée (NOAA 2023). Entre 2023 et 2024, 76 vagues de chaleur extrême ont été enregistrées dans 90 pays (Arrighi et al. 2024), avec une augmentation estimée de 35 % du risque de mortalité pour chaque hausse de 1 °C de la température (Faurie et al. 2022). Des milliards de personnes sont à risque, avec un impact susceptible d’augmenter étant donné que 37 % des décès liés à la chaleur sont attribuables aux changements climatiques induits par l’homme (Vicedo-Cabrera et al. 2021; OMS CC 2023). Parallèlement, on s’attend également à ce que les conditions météorologiques extrêmes augmentent (Quilcaille et al., 2023), entraînant une augmentation de la fréquence, de la durée et de l’intensité/gravité des feux de forêt (Abatzoglou et al., 2016; Zhuang et al., 2021). Ces feux de forêt nuisent à la santé des populations directement exposées au feu par le biais de brûlures, de blessures, de santé mentale et de pertes de biens et produisent indirectement de multiples effets négatifs sur la santé par l'inhalation de fumées lors des incendies de forêt (voir Grant et Runkle et al. 2021). Les associations entre ces conditions atmospheriques et la santé sont bien établies sur des problèmes respiratoire et ainsi que des preuves croissantes pour des problemes cardiovasculaires (Reid et al., 2016; Casico et al., 2018; Finlay et al., 2012). Les composants dangereux rejetés lors de la combustion rendent la fumée des feux de forêt plus nocive que les activités industrielles et les émissions des voitures (Aguilera et al. 2021; Xu et al. 2020). Cela entraîne une charge importante pour les services de santé pendant les incendies, y compris dans la plupart des pays développés tels que les États-Unis et l’Europe (Ma et al. 2024, Chowdhury et al. 2024).
Nous nous interrogeons ici sur le double impact que ces événements auront sur la santé, en particulier lorsque les scénarios climatiques futurs prévoient une augmentation des grands incendies qui se produisent préferentiellement en même temps que les vagues de chaleur (Ruffault et al. 2020). À titre d’exemple frappant, l’été 2022 en Europe a entraîné une mortalité supplémentaire liée à la chaleur (Beck et al. 2024, Ballester et al. 2024, Salesse 2024) et a été associé à des incendies extrêmes (Rodrigues et al. 2023). Des travaux récents effectués dans les régions tropicales suggèrent que les vagues de chaleur et la fumée des feux de forêt sont plus nocives lorsqu’elles sont combinées que lorsqu’elles sont prises séparément (White et al. 2024, Utajug et al. 2024, Bansal et al. 2024, Coker et al. 2024). Étant donné que les zones brûlées ont augmenté malgré des dépenses accrues et des capacités de lutte contre les incendies (D’Evelyn et al. 2022), nous sommes à la croisée des chemins en ce qui concerne les effets sur la santé et la gestion des risques de feux de forêt dans le contexte actuel du changement climatique, et nous devons élaborer une nouvelle stratégie qui réduit de façon mesurable les menaces pour les collectivités. Cela a conduit notre équipe à réunir des spécialistes du feu, des climatologues et des épidémiologistes de l’UofA et du CNRS pour poser les questions suivantes : i) Est ce que la qualité du matériel végétal en combustion influe sur l’exposition à la fumée ? ) Les risques combinés induisent-ils des impacts multiplicatifs? iii) Les impacts sont-ils localement atténués par le comportement de la société ou de l’environnement?

Objectif 1: Est ce que le matériel vegetation en combustion est important pour les impacts sur la santé humaine? L’équipe de l’UofA a récemment terminé une revue systématique de 16 études portant sur 80 résultats cardiovasculaires et l’exposition aux feux de forêt. D’après les mesures de la qualité de l’air (p. ex., Rapport sur les indicateurs de l’air pour la sensibilisation du public et le suivi des collectivités (AIRPACT-4); Système de contrôle de la qualité de l’air (AQS) de l’Environmental Protection Agency des États-Unis), l’UofA a constaté que le type de combustible végétal plutôt que les particules PM2,5 ou la densité de fumée peuvent élucider des associations auparavant non reconnues entre les feux de forêt et des phénomènes complexes comme la santé cardiovasculaire. Cependant, il n’existe pas d’information uniforme et cohérente sur les feux de forêt, y compris la durée, l’étendue, la gravité et le type de combustible, ce qui empêche une analyse plus approfondie. L’équipe du CNRS a toutefois élaboré l’ensemble de données mondial sur les incendies FRY (Laurent et al. 2018) à partir duquel on peut décrire de façon exhaustive ce qui a brûlé dans un incendie, ainsi que les conditions de combustion comme l’intensité du feu, les jours de propagation et de végétation affectés par la résolution à grande échelle obtenus par télédétection depuis 2000. Le but 1 de cette proposition sera d’assembler les événements d’incendie concomitants à l’examen systématique précédent, en fonction des données FRYv20 mis à jour, y compris la biomasse brûlée, la propagation du feu, l’intensité/la gravité et la durée/le moment et le panache de fumée tel qu’il a été effectué dans Vallet et al. (2025), pour réanalyser l’association avec la maladie cardiovasculaire.

objectif 2: Le double risque est-il multiplicatif? Le risque d’exposition humaine aux feux de forêt et à la chaleur extrême augmente (Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat 2022 : RE6 Changement climatique 2021 : impacts, adaptation et vulnérabilité. Contribution du Groupe de travail II au sixième rapport d’évaluation du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat). Cependant, malgré le fait que ces facteurs de stress combinés sont plus graves qu’individuellement et que la fréquence de ces deux expositions augmentera en raison du changement climatique, il n'existe encore que peu ou pas de travail pour étudier simultanément les dangers multiples. En mettant l’accent sur les écosystèmes méditerranéens du sud de la France et de l’Afrique du Nord, y compris les vents chauds/secs du Sahara qui ont provoqué d’importants feux de forêt (Belhadj-Khedher et al. 2020), et le sud-ouest des États-Unis, nous comparerons les résultats de santé associés au feu et à la chaleur en combinaison par rapport à un seul facteur pris indépendamment. Nous différencierons les types de temps d’incendie (pilotés par les vagues de chaleur par rapport au incendies piloté par le vent) comme identifié dans Ruffault et al. (2020) en utilisant les données climatiques quotidiennes ERA5-Land pour la caractérisation des vagues de chaleur (Perkins et Lewis 2020, Xu et al. 2018). Nous étudierons également les incendies d’hiver causés par des brûlages prescrites comme un type de feu « froid » contrefactuel proposé en tant que stratégie de gestion des incendies pour atténuer les décès liés à la santé pendant les feux « chauds » de l’été.

objectif 3: Comment les réponses locales peuvent-elles attenuer les impacts? L’exposition humaine à des événements extrêmes pourrait avoir un impact différentiel sur certaines communautés, avec des segments de la société devenant plus impactés. Toutefois, les messages ciblés uniquement sur un danger, lorsqu’ils se chevauchent, peuvent créer par inadvertance des messages contradictoires (Keegan et al., 2021). Il est nécessaire d’élaborer des approches fondées sur les sciences sociales pour comprendre la perception du public à l’égard des risques de feux de forêt/chaleur et des efforts d’atténuation, y compris comment influencer le comportement humain afin de réduire la vulnérabilité des populations. De plus, il existe des lignes directrices limitées sur la façon d’atteindre les collectivités isolées (Heaney et al. 2021, Rowitt & Brown, 2022). En utilisant les données du projet 2, nous décrirons, avec des approches participatives, les communautés où le risque simple/double est le plus élevé, identifierons les communautés les plus vulnérables aux risques doubles, les rendre plus résistants aux incendies de forêt/au risque thermique et les intégrer directement dans les recommandations politiques, en tenant compte des normes sociales au sein des groupes démographiques ou sociaux (Santana et al. 2021). L’ensemble du projet réunira des décideurs et des parties prenantes afin d’identifier les informations clés sur les impacts du feu/de la chaleur sur les questions de santé humaine, et de réunir les bases scientifiques pour l’acceptation sociale du brûlage dirigé comme stratégie alternative à la stratégie actuelle de lutte contre les incendies qui atteint ses limites dans le contexte actuel d’augmentation des événements climatiques de sécheresse/chaleur.

Contexte de travail

La personne, sera co-supervisée par Florent Mouillot (Fire Scientist, UMR CEFE Montpellier), Adam Ali (Fire Scientist, UMR ISEM Montpellier) et Heidi Brown (Human Health Epidemiologist, Univ. Of Arizona, USA), avec des périodes partagées entre les deux universités. Le projet est financé sur 3 ans et couvre les frais de déplacement.
Les activités de recherche et les compétences requièrent des connaissances majeures en informatique et en statistique, afin de couvrir les domaines de i) sciences de l'atmosphérique comme la climatologie (analyse de séries climatiques et identification d’événements extrêmes) la modélisation de la circulation atmosphérique et la télédétection des panaches de fumée, ii) les sciences de la terre pour l’estimation des émissions de feu à partir de la télédétection des zones brûlées et de la couverture terrestre, et iii) l’analyse épidémiologique des informations sur la santé humaine. Un bon niveau en programmation R et/ou en python est requise, avec une prédisposition pour les approches et concepts transdisciplinaires, ainsi qu’un niveau significatif d’anglais écrit et parlé.

Contraintes et risques

La plupart des activités consisteront en programmation et analyse de données, mais nécessiteront des déplacements entre l’Arizona et Montpellier. Le projet est transdisciplinaire avec des outils, compétences et concepts contrastés, mais couvert par les 3 superviseurs pour assurer la faisabilité du projet.