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Le désastre environnemental et économique des tempêtes de décembre 1999 remet en cause les pratiques de la gestion sylvicole. Depuis plusieurs années, les chercheurs du projet Storms auscultent les pertes forestières européennes, estimées à plusieurs centaines de millions d'euros chaque année, causées par le vent, la neige et le feu. Ils ont développé, à l'intention des spécialistes, des outils d'évaluation des risques et des pratiques sylvicoles pour les minimiser.

"Depuis les grandes tempêtes des années 80, beaucoup d'études avaient été entreprises sur les processus en cause dans les catastrophes forestières", souligne le Dr Alexandros Arabatzis, responsable scientifique à la DG Recherche. "Mais rien n'avait été tenté pour modéliser les résultats de ces recherches. L'originalité de l'approche du projet Storms (1) a été de proposer la mise au point d'un outil utilisable à une large échelle pour la prédiction et la prévention des risques naturels pesant sur les forêts." Durant quatre ans (1994-1998), huit équipes européennes (Finlande, Royaume-Uni, Irlande, Suède, Portugal) se sont concentrées sur un même objectif : créer des outils permettant aux forestiers d'adopter les pratiques sylvicoles les plus appropriées aux espèces d'arbres et aux caractéristiques climatiques et géographiques de leur région.

Il fallait, pour ce faire, mettre au point des modèles capables à la fois d'estimer les risques d'arbres brisés ou arrachés selon la vitesse du vent et la charge de neige et, d'autre part, d'évaluer les risques d'incendies selon le type de végétation et la direction des vents (voir encadré). Restait ensuite à les intégrer aux bases de données existantes sur les climats et la végétation à grande échelle, dans un même système d'aide à la décision standardisé (2).

Trois modèles d'évaluation des risques
Comment prendre une mesure des facteurs amplifiant les dégâts causés par le vent? Les chercheurs ont commencé par recueillir de très nombreuses données d'expérience et de terrain établies lors de catastrophes et permettant d'évaluer les facteurs de vulnérabilité des arbres. Cela va du dénombrement et des caractéristiques de ceux qui furent touchés - afin d'élaborer un modèle statistique des risques - à des études approfondies des variables physiques en cause dans les forêts atteintes, ce qui permet de mettre au point une approche de type "empirique-mécanique".

Après les tempêtes, les données "de terrain" collectées par les chercheurs leur permettent d'évaluer les facteurs de vulnérabilité qui ont amplifié les dégâts causés par le vent.

Plus précisément, les scientifiques ont collecté les données sur les propriétés des bois (densité, zones de compression, etc.) obtenues en analysant des échantillons des arbres brisés ou arrachés et en les comparant à ceux qui sont restés indemnes. Ils ont également incorporé les analyses des caractéristiques des sols (nature, degré d'humidité, etc.), les mesures des fréquences d'oscillation de diverses espèces, etc. Ils ont testé, sur le terrain, la résistance des pins sylvestre, de l'épinette de Norvège et des bouleaux en les soumettant à diverses formes de flexion et d'arrachage et ont également opéré des simulations de tempêtes sur des maquettes de forêts.

Ces diverses données, fournissant des indications sur les facteurs à l'origine de la destruction des arbres, ont permis d'élaborer deux modèles distincts d'évaluation de leur seuil de vulnérabilité. Baptisés Hwind et Gales, ceux-ci ont été construits à partir de calculs des contraintes que les arbres ont à supporter et de leur résistance à l'arrachage.

De l'importance du houppier
"L'avantage d'un projet comme Storms est de pouvoir utiliser plusieurs approches du problème et de les confronter pour les valider. Une telle méthode serait impossible au niveau national", explique Barry Gardiner, chercheur à la Forestry Commission (Ecosse). "De ce point de vue, c'est un succès. Les trois modèles que nous avons développés - celui de l'approche statistique, puis Hwind et Gales - donnent des prédictions très similaires, malgré les différentes méthodologies sur lesquelles ils reposent."

Hwind et Gales s'accordent en tout cas sur un constat majeur: les arbres possédant les plus petits houppiers sont les plus vulnérables. Ils sont rapidement arrachés ou cassés, contrairement aux arbres de plein vent qui développent largement leur sommet, possèdent un tronc solide et un puissant système racinaire. C'est ainsi que les lisières de peuplements fraîchement coupés, disposées sur le faîte d'une colline - même peu exposée - courent de grands risques. Quant aux éclaircies en ligne - une pratique courante dans les forêts plantées en Angleterre et en Irlande -, elles augmentent le pouvoir de pénétration du vent dans les parcelles. La fertilisation répétée est également à proscrire car elle favorise le développement du houppier au détriment des racines.

Grâce aux outils d'aide à la décision élaborés à partir de ces modèles, les responsables de la gestion forestière peuvent explorer les conséquences de différentes stratégies sylvicoles. Moyennant une modification des paramètres du climat, et en introduisant les caractéristiques spécifiques des espèces et des sols locaux, ils seront capables d'opter pour le traitement le plus approprié aux conditions éco-géographiques qui les concernent. Gales est déjà disponible en Grande-Bretagne et sera bientôt présenté en France.

Précaution n'égale pas miracle
Pourra-t-on désormais éviter des ravages tels que ceux qui ont frappé la France, l'Allemagne et la Suisse en décembre dernier? Pour Seppo Kellomaki, coordinateur du projet et chercheur à la Faculty of Forestry de l'Université de Joensuu (Finlande), "quelles que soient les espèces et les pratiques culturales, une tempête d'une telle puissance cause des dégâts. Mais il est désormais de plus en plus important de prendre un maximum de précautions pour limiter l'impact des coups de vent car le climat tend à devenir plus chaud et plus humide. Les risques d'arrachage augmentent en conséquence, surtout dans les pays du Nord de l'Europe, car la période de gel, qui facilite l'ancrage au sol pendant la mauvaise saison, diminue. Il est donc préférable de planter des arbres à fort système racinaire, surtout lorsqu'on pratique des éclaircies régulières."

Si le projet Storms est terminé, les chercheurs n'en continuent pas moins de travailler à l'amélioration de leurs modèles. "La clé de la qualité d'un modèle est celle des données", souligne Barry Gardiner. Dans cette optique, les chercheurs écossais ont commencé des mesures aériennes par lidar (radar laser) destinées à affiner la description des peuplements - à savoir la hauteur et le diamètre des arbres - dans le but de compléter les données, trop éparses, obtenues sur le terrain. Quant aux chercheurs finlandais, ils poursuivent leurs travaux sur la résistance des espèces en s'intéressant plus particulièrement aux propriétés du bois.

Le feu, fléau forestier du Sud
Si le vent et la neige sont les deux fléaux majeurs des forêts européennes septentrionales, les régions méditerranéennes sont, quant à elles, décimées par le feu. La gestion sylvicole préventive contre les incendies - étudiée principalement par les chercheurs portugais - a été complètement intégrée au projet Storms. Les équipes portugaises ont notamment mis au point des modèles d'estimation du risque d'incendie à partir de mesures de la quantité de matières susceptibles de permettre au feu de se déclarer, puis de s'entretenir. Un autre facteur essentiel - commun à la problématique des tempêtes - est la prise en compte de l'effet décisif des vents.
Storms a également développé des méthodes originales d'évaluation de la végétation fondées sur le calcul d'un indice spectral (Spectral Vegetation Index) d'après les images obtenues par Lansat TM, et sur la détermination d'un indice de surface folliaire (Leaf Area Index-LAI) caractérisant la structure de la végétation. Par ailleurs, l'évaluation des risques de propagation à un niveau régional a donné lieu au développement d'un logiciel spécifique, FireMap, qui a été testé par les services forestiers portugais.

(1) Silvicultural Techniques Offering Risk Minimising Strategies.
(2) Une version de ce système est accessible aujourd'hui sur l'Internet http://bamboo.mluri.sari.ac.uk/aair-home.html/

RDT Info26 © Communautés européennes, 1995-2000

A lire (Source : © Communautés européennes, 1995-2000)

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