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Des forêts de montagne scannées, modélisées… et mieux gérées ?

par assistant com’ - 26 mai 2015 ( maj : 10 juin 2015 )

La forêt est une ressource renouvelable clé pour les zones de montagne. Grâce à des technologies émergentes, il est désormais possible de considérer la chaîne d’approvisionnement dans son ensemble et ainsi d’envisager une gestion durable. Irstea travaille plus particulièrement sur la cartographie et l’accessibilité de la ressource. Zoom sur les dernières avancées.

Portrait : Frédéric Berger, centre Irstea de Grenoble
- Spécialité  : Sciences forestières
- Domaine d’activité : Connaissance et gestion des forêts de protection vis-à-vis des risques naturels générés par les aléas gravitaires.
- Unité de recherche Ecosystèmes montagnards, Centre de Grenoble
Depuis 1991, Frédéric Berger travaille à la compréhension des interactions entre les peuplements forestiers et les mouvements gravitaires rapides. Il a développé un axe de recherche spécifique dédié à l’acquisition d’une mitigation durable du risque généré par les chutes de blocs rocheux par la végétation forestière. Il dirige l’équipe de recherche PIER dont l’une des missions est de développer des modèles et des outils géomatiques pour l’aide à la gestion forestière en zone de montagne.

Production de bois d’œuvre ou combustible, protection contre les aléas naturels, réserve de biodiversité… La forêt en zone de montagne endosse de multiples rôles, mais les contraintes topographiques compliquent son exploitation. Aujourd’hui, pour mobiliser cette ressource renouvelable et durable, et ainsi développer une filière forêt-bois performante, il est nécessaire de repenser la chaîne d’approvisionnement dans son ensemble, de la récolte à la desserte jusqu’au transport. Pierre angulaire de ces différentes étapes : la cartographie.

Le projet NEWFOR [1] vise ainsi l’amélioration de la cartographie et de la mobilisation de la ressource forestière en montagne, en s’appuyant sur des technologies émergentes de télédétection (Lidar) et des Systèmes d’information géographique (SIG). Les axes de recherches se sont concentrés sur :

  • la cartographie de la ressource,
  • la problématique de l’accessibilité,
  • la connectivité forêt-industrie,
  • et l’analyse des coûts-bénéfices.

Objectif : définir des pistes pour l’aide à l’élaboration d’un plan d’action forestier européen qui prenne en compte des spécificités liées aux problématiques de montagne. Et ainsi (re)penser la forêt comme un patrimoine commun à gérer durablement.

 

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© Projet NEWFOR

Le projet en chiffres :
- 6 pays alpins mobilisés (Autriche, France, Allemagne, Italie, Slovénie, Suisse),
- soit 70 millions d’habitants sur 450 000 km2
- et 180 000 km2 de forêts (40 % de l’espace alpin).

 

 

 

 

 

 
Un benchmark, réalisé sur l’ensemble de l’espace alpin, a permis d’établir une inter-comparaison des différentes méthodologies développées par chaque partenaire pour extraire l’information sur les arbres à partir de données Lidar. Et cocorico, Irstea présente les méthodologies les plus robustes ! Coordinateur du projet, l’institut a pu développer son expertise en cartographie et accessibilité de la ressource, en testant ses modèles et en prospectant de nouveaux outils.

Lidar sur drone

"Aujourd’hui le Lidar, c’est la panacée en termes d’acquisition de données", souligne Frédéric Berger, chercheur au centre Irstea de Grenoble et coordinateur du projet. Mais le Lidar reste onéreux. La question de la mise à jour des données se pose alors... Frédéric Berger et son équipe [2] se sont interrogés : quels sont les moyens pour suivre l’évolution du toit de la canopée (frondaison des arbres) ? "Le procédé de photogrammétrie (photographie aérienne) fonctionne plutôt bien, alors on a commencé à prospecter l’utilisation des drones."

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Drone © Irstea / F. Berger

A Grenoble, l’équipe étudie plus particulièrement les forêts à fonction de protection. Dans le domaine du risque, il est nécessaire d’avoir un outil fonctionnel et réactif : "le drone est justement simple d’utilisation (mais pas simple à piloter !) : je pars avec l’engin, je vole, je fais une acquisition, je récupère la machine et j’ai tout de suite les données. C’est très souple d’utilisation sur le terrain pour aller survoler nos placettes de référence." Idéal aussi pour réagir à un événement de type chute de blocs et récupérer des données rapidement, sans perturbations anthropiques (déplacement des blocs, etc.).

Prochaine étape ? Associer drone et Lidar, jusqu’à présent embarqué dans un aéronef. L’équipe étudie de près la possibilité d’utiliser le drone comme vecteur aérien, en discutant avec des collègues autrichiens et en développant depuis 2014 un pôle de compétence drones à Grenoble. "Nous avons formé 5 pilotes", indique Frédéric Berger. Le drone coûte certes moins cher, mais supporte un poids limité. Des systèmes Lidar plus petits et plus légers commencent déjà à être développés… Imaginez des acquisitions de données haute qualité même en zones abruptes !

Bon à savoir
- La photogrammétrie permet de produire des modèles numériques de canopée en couplant images aériennes ou satellitaires.
- Les systèmes actifs Lidar (Light detection and randging) ou télédétection par scanner laser aéroporté permettent de réaliser des relevés de la topographie et de la structure de la végétation. Des modèles d’estimation de l’état de la forêt et son usage peuvent ensuite être développés.

Accessibilité & exploitabilité des forêts

De la cartographie des gisements et schémas de desserte à l’accessibilité, le Lidar mène à tout… Et justement en montagne, le principal problème est l’accès à la ressource. "Le câble peut aller partout, mais pour être rentable, il faut sortir un minimum de bois. Comment alors implanter le câble ? Plus c’est pentu, plus le travail va être délicat : où placer les machines (en haut, en bas), le treuil, etc."

En 2013, un modèle [3] de cartographie automatique de l’exploitabilité des forêts a été développé, permettant d’identifier et de qualifier les zones accessibles au tracteur forestier ou encore celles plus favorables au débardage par câble. A terme, ce modèle permettra de cartographier également le coût technique des opérations d’abattage et de débardage des arbres à l’échelle du massif forestier.

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© Irstea / F.Berger
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© Irstea / F.Berger

Après avoir analysé le territoire dans son ensemble, les chercheurs étudient de près les lignes de câble, leur comportement et adaptation à l’échelle locale du chantier. Un modèle d’aide à l’implantation [4] permet de prédire précisément la trajectoire de la charge et la tension dans le câble porteur. "Bien souvent, dans ce type de modèles, il y a un volet mécanique pour étudier le comportement du câble (à partir de données de téléphériques par exemple), mais jamais de mesures réelles de force sur les câbles", précise Frédéric Berger. La question était donc de savoir quelle serait la tension maximale supportée et la distance entre le câble et sol (sachant que le morceau de bois ne doit pas toucher le sol). Au cours du projet, les chercheurs ont pu tester leurs capteurs de force et obtenir des données directement sur un chantier instrumenté. Résultat : "un taux d’erreur de moins de 2 % !" De bon augure pour les gestionnaires !

Plus d’informations sur le site du projet ou sur la vidéo officielle.

Consulter le HandBook - Synthèse du projet

En savoir plus
- Projet FORESEE. Télédétection : la forêt à la verticale
- Innovation. Camion de fagotage et de façonnage au câble en montagne
- Consulter les pages de l’unité de recherche Ecosystèmes montagnards (EMGR) et du centre de Grenoble

Cette actualité était initialement publiée par :
- L’Institut National de Recherche en Sciences et Technologies pour l’Environnement et l’Agriculture - Irstea


[1NEWFOR : NEW technologies for a better mountain FORest timber mobilization. Projet Interreg (2007-2014), financé par le programme européen Espace Alpin : 14 organismes-partenaires issus de 6 pays alpins (Autriche, France, Allemagne, Italie, Slovénie, Suisse). Coordination : Irstea. En savoir plus.

[2Agents Irstea mobilisés : Frédéric Berger (coordinateur), Jean-Matthieu Monnet, Sylvain Dupire, Laurent Borgniet, Eric Mermin et Pascal Tardif.

[3Sylvaccess : modèle de cartographie automatique de l’exploitabilité des forêts (S. Dupire, Irstea Grenoble). En savoir plus.

[4Modèle Cable Help (S. Dupire, Irstea Grenoble). Vidéo de présentation.


       

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