Titre
du projet |
Sylviculture
des forêts de protection : "stabilité et
fonction de protection des forêts de montagne dans les
Alpes du Nord : l'exemple de la forêt domaniale de Rioupéroux" |
Type
d'aléa |
Mouvements de terrain - éboulements - chutes de blocs |
Mots-clés |
Forêt
de montagne - Fonction de protection - Caractérisation
des peuplements - Structures sylvicoles - Système d’information
géographique - Interventions prioritaires |
Champs
disciplinaires |
Foresterie,
géomatique, statistiques |
1) Organismes et auteurs
Organisme
pilote |
Cemagref (PE) / RTM |
Organisme(s)
associé(s) |
(RTM) |
Coordonnateur |
A
: F. BERGER, B : J.P. RENAUD |
Participants |
A
: F. BERGER, J.P. RENAUD (Cemagref PE)
B : J.P. RENAUD, C. RUPE (Cemagref) et D. LECLERC (ONF - STIR
Alpes) |
2) Contexte du projet
Site(s)
d'étude |
Forêt
domaniale du Rioupéroux (versant Nord - Nord-Est
du massif du Taillefer, dominant la rive gauche de la Romanche
entre Séchilienne et Rochetaillée) |
Contexte
de l'étude |
La
forêt de montagne, dans les trois départements
Nord alpins français (Savoie, Haute-Savoie, Isère)
couvre à peu près 400 000 ha dont on peut estimer
que le quart, environ, joue un rôle effectif de protection
vis-à-vis d’aléas naturels potentiels
ou déclarés. Or l’évolution générale
constatée pour ces forêts indique un vieillissement
généralisé, corrélé à
une fragilisation croissante des peuplements, mis en évidence
par la part relative des volumes prélevés en
chablis, en progression constante depuis le début des
années 1950. Cette double évolution –
vieillissement et fragilisation progressive – est encore
accentuée par la perte régulière de rentabilité
économique de nombreuses forêts montagnardes
insuffisamment desservies et par l’effet d’une
érosion quasi constante du prix des bois sur pied.
Reprenant ce constat pour la plupart des pays européens,
la conférence ministérielle pour la protection
des forêts en Europe organisée en décembre
1990 à Strasbourg a préconisé une adaptation
de la gestion des forêts de montagne aux nouvelles conditions
d’environnement. Parmi les divers projets identifiés,
la résolution insistait sur i) une meilleure appréciation
et une meilleure prise en compte des problèmes de stabilité
; ii) l’approfondissement des différentes fonctions,
en particulier de la fonction de protection contre les risques
naturels ; et iii) une cartographie des différentes
données du milieu grâce, en particulier, à
l’utilisation des systèmes d’information
géographique permettant l’élaboration
de différentes scénarii d’évolution,
en fonction des choix de gestion retenus.
A la suite de cette conférence
et grâce à un appui soutenu du Ministère
de l’Agriculture et du Développement Rural (Direction
de l’Espace Rural et de la Forêt), le Cemagref
PE a pu engager un important travail de recherche sur la caractérisation
et la stabilité des forêts de protection dans
les Alpes du Nord, en collaboration avec les services de l’ONF
(gestion RTM) et particulièrement la section technique
inter-régionale pour les Alpes (STIR). Cette étude
a retenu 12 sites échantillons, représentatifs
de la diversité écologique et sylvicole rencontrée
dans les Alpes du Nord. Parmi ces sites, la forêt domaniale
du Rioupéroux paraît particulièrment exemplaire
des multiples contraintes rencontrées dans la gestion
des forêts à fonction de protection. C’est
pourquoi une étude particulière a été
réalisée sur cette forêt et financée
en partie par le PGRN, concernant A) la caractérisation
et la cartographie des secteurs à fonction de protection
et B) l’analyse et le traitement sylvicole des peuplements
instables.
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Programme
plus vaste |
Recherche
du Cemagref sur la caractérisation et la stabilité
des forêts de protection dans les Alpes du Nord / Convention
MAP |
Initiation
du projet |
Participation
du PGRN |
Montant
du financement
(k€) |
20,58
k€ (35 kF en 1991 + 40 kF en 1992) |
Part
du CG38 - PGRN |
?
% |
(Co)-Financements |
|
Appréciation
du rôle du financement CG38 - PGRN |
Ce
financement a permis de réaliser l’étude. |
3)
Objectifs, méthodes et résultats
Objectifs |
A)
Caractérisation et cartographie des peuplements forestiers
à fonction de protection par l’utilisation du
SIG Arc-Info et la réalisation d’un modèle
numérique de terrain
Définir, pour
des unités territoriales homogènes, une cotation,
en valeur relative, la plus objective possible du degré
de protection rempli, afin de permettre une hiérarchisation
de ces limites en terme d’urgence d’intervention
sylvicole (détermination des zones d’interventions
forestières prioritaires ZIFP).
B) Analyse des structures et diagnostic sylvicole dans une
forêt à fonction de protection – Modes
de gestion et stabilité
Mener une analyse pertinente
des conditions de stabilité de peuplements à
fonction de protection par une description fine des structures
présentes sur le site étudié (typologie
des peuplements).
Objectif à terme
: apporter à l’aménageur et au gestionnaire
forestier un outil de diagnostic et d’aide à
la décision et contribuer à une meilleure appréhension
de la complexité et de la multifonctionnalité
des forêts.
|
Méthodologie |
A)
Caractérisation et cartographie des peuplements forestiers
à fonction de protection par l’utilisation du
SIG Arc-Info et la réalisation d’un modèle
numérique de terrain
Utilisation du SIG Arc-Info pour l’analyse
et la cartographie des zones à fonction de protection
:
- Cotation du risque,
défini comme le produit entre aléa (3 niveaux
d’activité et/ou fréquence) et vulnérabilité
(calculée à partir d’un barème
qui fixe l’importance relative des activités
socio-économiques menacées dans chaque cas :
urbanisation, artisanat-industrie, voies de communication
? longueur, infrastructures publiques, agriculture ? superficie,
tourisme, forêt ? superficie et desserte sylvo-pastorale),
et attribution d’une « note » à chacun
des sites où a lieu un phénomène naturel
(méthode développée par le service RTM
et le bureau d’études Alp’Géorisques).
- Caractérisation
et localisation des zones forestières à fonction
de protection par une analyse intégrant, d’une
part des données concernant l’état de
la forêt et sa capacité de protection, d’autre
part des croisements de fichiers thématiques (aléas,
enjeux, peuplements forestiers, données topographiques)
et des cartes synthétiques sur le secteur étudié
(une partie de la forêt couvrant 1100 ha). Un MNT a
permis de réaliser des vues 3D.
B) Analyse des structures et diagnostic sylvicole dans une
forêt à fonction de protection – Modes
de gestion et stabilité
1) Description
des caractéristiques stationnelles et sylvicoles du
site, et de l’historique des peuplements.
2) Analyse typologique
des structures sylvicoles élémentaires :
• Définition
de la taille de l’unité structurale élémentaire
(25 ares), adaptée pour une description synthétique
à l’œil de la juxtaposition des unités
structurales homogènes (structure horizontale) et de
la stratification des peuplements (structure verticale). L’adoption
d’une taille constante permet l’utilisation de
méthodes d’échantillonnage systématiques
et de description reproductibles sur des sites et des structures
variés.
• Méthode
d’échantillonnage : compromis entre une approche
quantitative (inventaire statistique ou pied par pied) et
une approche plus qualitative de nature descriptive, en prélevant
les données à 3 niveaux différents, matérialisés
par 3 types de placettes :
- placettes de structure
A : unités élémentaires de description
et de cartographie implantées systématiquement
selon un quadrillage à maille carrée de 50x50m
sur la totalité de la maille de 25 ares, avec 3 types
de critères renseignés : stationnels, qualitatifs
(existence ou non de trouées, stratification…)
et quantitatifs.
- placettes de structure
B, circulaires et de surface constante (5 ares), renseignées
i) par un inventaire exhaustif de toutes les tiges présentes
par catégorie de diamètre et par strate, et
ii) par la mesure des principales caractéristiques
d’un échantillon dominant censé constitué
la charpente du peuplement vis-à-vis de ses conditions
générales de stabilité.
- placettes de structure
C, pour une approche plus fine de certaines caractéristiques
mesurées sur des arbres constituant un échantillon
moyen, à la fois sur le plan spatial grâce
à des mesures complémentaires sur les formes
du houppier et du tronc notamment, et sur le plan dynamique
par des mesures d’âge et d’accroissement.
3) Caractérisation
des groupes structuraux par analyse statistique multivariée
:
• Analyse en composantes
principales (ACP) sur l’ensemble des variables (54 variables
estimées, mesurées ou calculées) et sur
l’ensemble des individus (57 placettes A et B).
• Analyse factorielle
discriminante (AFD) portant successivement sur le type de
stratification puis sur l’importance relative des trouées
pour discriminer des groupes d’individus homogènes
vis-à-vis des critères structurels fondamentaux
mis en évidence par l’ACP
• Classification
ascendante hiérarchique (CAH) sur les variables quantitatives
mesurées ou calculées de chacun des groupes
constitués par l’AFD (lorsqu’il comprenait
un effectif résiduel suffisant), pour compléter
l’analyse typologique par l’intégration
des variables dendrométriques les plus significatives.
4) Analyse des
fonctions et contraintes, diagnostic sylvicole et propositions
d’intervention.
|
Résultats |
A)
Caractérisation et cartographie des peuplements forestiers
à fonction de protection par l’utilisation du
SIG Arc-Info et la réalisation d’un modèle
numérique de terrain
Cartes de synthèse
:
- Cartographie de l’indice
théorique de protection (ITP) déterminé
par le croisement des aléas définis par leur
nature et leur importance avec le degré de protection
potentiel (sans considération d’enjeu protégé)
et actuel (sans présager de l’avenir des peuplements).
- Cartographie des ZIFP
par croisement de l’ITP avec l’importance des
enjeux menacés et la stabilité des peuplements
forestiers, permettant de caractériser l’urgence
et la nature des interventions (génie civil, génie
biologique, travaux d’amélioration, gestion sylvicole)
et leur caractère plus ou moins prioritaire.
La carte des ZIP réalisée
en 2D et 3D a permis d’identifier, tout en les hiérarchisant,
des secteurs homogènes vis-à-vis de leur rôle
de protection et des interventions jugées nécessaires.
L’analyse générale à l’échelle
de la forêt confirme la place éminente du rôle
effectif ou potentiel du manteau forestier dans le contrôle
des phénomènes naturels et la protection des
enjeux menacés.Il apparaît néanmoins que
l’état actuel de la forêt, fortement déstabilisée
par la conjonction d’événements accidentels
ou répétitifs (tempête, ravageurs, pollution,
chutes de blocs, etc.) ne lui permet pas actuellement d’assurer
à l’échelle du versant un niveau de protection
jugé suffisant (ITP < 3 sur X% de la surface étudiée).
Une reconstitution progressive
du couvert forestier, passive grâce en particulier à
la diminution des facteurs d’instabilité (contrôle
des émissions polluantes, stabilisation du substrat
géologique dans les secteurs exposés) ou active
par des actions de reboisement à l’aide d’espèces
résineuses ou feuillues voire arbustives, doit donc
constituer une priorité sur le long terme pour les
services gestionnaires de la forêt et des risques naturels.
B) Analyse des structures et diagnostic sylvicole dans une
forêt à fonction de protection – Modes
de gestion et stabilité
Dans la partie précédente
de l’étude relative au zonage des fonctions de
protection pour l’ensemble de la forêt, le site
retenu pour aborder la notion de stabilité de la forêt
(trois parcelles de la forêt domaniale du Rioupéroux,
canton de la Queue du Chien) s’est vu attribuer un indice
théorique de protection (ITP) de 4 (sur une échelle
de 0 à 5). Cette note, combinée à l’existence
à l’aval d’enjeux menacés importants
et au caractère dépérissant d’une
partie des peuplements lui confère un classement en
zone d’interventions forestières prioritaires
(ZIFP), justifiant donc une étude plus fine des structures
sylvicoles afin de préciser la nature des interventions
jugées nécessaires pour améliorer ou
restaurer leur stabilité.
1) Connaissance
du contexte biogéographique historique.
2) Production
de données sylvicoles qualitatives et quantitatives.
3) Caractérisation
des groupes structuraux de la typologie :
L’ACP permet d’identifier
2 premiers axes : le 1er (contribuant pour 22,5% à
l’inertie totale) oppose les formations ouvertes à
gros bois et les structures denses dominées par les
petits bois ; le second (11% de l’inertie) traduit un
gradient dans le matériel sur pied.
L’AFD sur le type de stratification (sur l’ensemble
des individus répartis en 5 groupes) a permis d’individualiser
3 familles sur le 1er plan factoriel (81,9% de l’inertie
totale) : un groupe nettement caractérisé par
un fort pourcentage en petits bois et un élancement
important des tiges, et les deux autres groupes exprimant
une importance des gros bois et l’ouverture du peuplement,
séparés par leur position sur l’axe 2,
exprimant une forte régénération de la
strate 3 pour le premier, un matériel sur pied et une
importance relative des bois moyens plus grands pour le second.
4) Analyse des
fonctions et contrainte :
Confirmation du rôle
protecteur de la forêt vis-à-vis des phénomènes
naturels diffus (traces de chocs, jeunes arbres fortement
crossés dans les parties ouvertes, taux de recouvrement
des strates de 5,7/10…). Mise en évidence de
la menace qui pèse sur la stabilité dans le
temps de ces peuplements (durée de survie des strates
dominantes évaluée à moins de 50 ans
sur près de 57% de la surface inventoriée).
Identification des contraintes (conditions de vidange du bois,
desserte…).
• Diagnostic de
la dynamique des peuplements :
Le site est constitué
pour l’essentiel de jeunes peuplements issus du renversement
de 1928 (tempête catastrophique). Mise en évidence
d’une forte proportion de petits bois (69%), d’un
déficit important en bois moyens (18%) et d’un
effectif résiduel satisfaisant en gros bois. Les structures
sont globalement régulières et l’on peut
parler schématiquement d’une futaie irrégulière
par bouquets, déficitaire en bois moyens. Au plan mécanique,
les peuplements peuvent être considérés
comme encore peu fragiles. La productivité est forte
(4,9 m3/ha/an). On peut craindre un retour rapide vers des
peuplements régularisés et instables (jeune
futaie peu stratifiée et dense) en l’absence
d’une intervention sylvicole rigoureuse.
• Propositions
d’interventions sylvicoles à l’échelle
du site :
Préserver une
hétérogénéité structurale
des peuplements, récolter les vieux bois, améliorer
la stabilité des jeunes sujets, favoriser un mélange
des essences…
|
4)
Débouchés du projet
Utilisateurs
finaux potentiels |
Gestionnaires
de la forêt et des risques naturels (ONF - RTM…) |
Production
scientifique |
-
Méthodologie innovante
- Production de connaissances locales / régionales
- Production de connaissances pratiques / opérationnelles |
Produits
délivrables |
(Production
de données sylvicoles qualitatives et quantitatives) |
Partenariats |
-
Préexistant
- Qui se poursuit |
Retombées
du projet |
Poursuite
du projet :
- 1993 : "Stabilité et fonction de protection des forêts de montagne dans les Alpes du Nord"
- 1994 : "Appréciation des potentialités d'avalanche et du risque de chutes de blocs sous couvert forestier"
Perspectives
: recensement des ZIP à l’échelle d’un
département (étude sur la Savoie commencée
en 1991) ; intégration sous SIG de la plurifonctionnalité
de la forêt : données économiques (quantification
des possibilités de desserte, des contraintes d’exploitation,
des améliorations nécessaires aux infrastructures
existantes, cartes d’exploitabilité économique…),
paysagères (visualisation sur MNT) et environnementales
(cartes des ZNIEFF, des réserves naturelles, sites
inscrits ou classés, etc. dans la perspective d’une
gestion patrimoniale) ; analyse par échelles emboîtées
et simulation des mécanismes et paramètres intervenant
dans la définition de la fonction de protection (perspective
de réalisation d’un système expert dédié
à l’aide à la décision dans le
cadre de la gestion des forêts et des risques naturels
en montagne). |
5)
Valorisation du projet
Publications
et communications |
Article de revue scientifique à comité de lecture :
BERGER, F., RENAUD, J.P. - 1994. Stabilité et fonction de protection des forêts de montagne dans les Alpes du Nord. L'exemple de la forêt domaniale de Rioupéroux (Isère) : caractérisation et cartographie des peuplements forestiers à fonction de protection par l'utilisation du système d'information géographique ARC-INFO et la réalisation d'un modèle numérique de terrain. Revue forestière française, n° 4, p. 359 - 374 [ 94/0070 (PUB). ]
Communication à un congrès :
BERGER, F., RENAUD, J.P. - 1992. Utilisation du SIG Arc-info dans l'étude de la forêt à fonction de protection de Rioupéroux. Réalisation et utilisation d'un MNT. Journée MNT, Montpellier, 9 décembre 1992. 17 p. [ 92/0480 (PUB). ] |
Pages
Web |
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