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Télédétection : cartographier les forêts pour mieux les gérer

Publié le 19/09/2014

Modélisation 3D d'une forêt de pins maritimes par scanner laser terrestre © S. Durrieu / Irstea

Pour mobiliser la forêt en tant que source d’énergie renouvelable et durable, il est nécessaire de bien connaître le fonctionnement de cet écosystème. Or, le manque de données gênait sa valorisation énergétique. Pour y répondre, les scientifiques ont développé de nouvelles méthodes de cartographie, utilisant la télédétection (Lidar, …). Focus sur ces travaux.

Evaluer la ressource forestière grâce à la télédétection

Pour la mise en place d’une filière biomasse forestière équilibrée, les gestionnaires ont besoin de données permettant d’évaluer la "ressource bois" disponible. Le risque étant que, dans certains territoires, la compétition d’accès à la "ressource bois" entre les différentes industries (papier, panneaux de particules, production de chaleur, biofuel, …) engendre des ruptures d’approvisionnement, voire des comportements industriels éloignés des objectifs du développement durable, en privilégiant par exemple, l’importation de bois pour assurer la pérennité du business model. Ainsi, avant de mobiliser la ressource forestière pour une valorisation énergétique, il est nécessaire d’avoir une vue d’ensemble du bassin d’approvisionnement.

Coûts de mobilisation, garanties sur la disponibilité en bois et pérennité de l’approvisionnement sont autant de données qui manquent aujourd’hui et sur lesquelles les chercheurs travaillent.

L’usage de la télédétection permettrait d’y répondre en offrant de :

  • suivre en continu la dynamique de la forêt à l’échelle de l’arbre et du massif forestier,
  • détecter les modes d’occupation du sol,
  • détecter l’état de santé des peuplements végétaux
  • fournir des données spatialisées précises sur la hauteur et la densité de la forêt.

Le projet de recherche FORESEE[1] ambitionne d’utiliser la télédétection afin de développer des outils d’évaluation pour la mise en place d’une filière biomasse forestière. Les résultats du projet sont expliqués par Jean-Matthieu Monnet, chercheur au centre Irstea de Grenoble.

Des forêts de montagne à fort potentiel

Travaux de coupe de pin noir, bois coupé laissé au sol © S. Vanpeene / IrsteaLes contraintes d’accès et de topographie rendent difficile la gestion des forêts de montagne. Or, ces forêts constituent un enjeu important, en rendant de nombreux services (production de bois d’œuvre ou combustible, protection contre les aléas naturels, …) et en représentant un potentiel important pour la filière bois-énergie. Leur valorisation reste cependant conditionnée aux contraintes technico-économiques. Une fois coupés, les arbres doivent être sortis de la forêt pour être acheminés vers les entreprises de transformation.

Le débardage peut s’effectuer par voie terrestre (tracteur forestier) ou aérienne (câbles). Ce dernier mode d’exploitation, particulièrement adapté au milieu montagnard, peine à s’implanter en France. Il pourrait pourtant contribuer à la mobilisation des bois de montagne tout en limitant la création d’infrastructures routières.

Nuage de points laser © JM Monnet / IrsteaPour ce faire, il est primordial de posséder une cartographie de l’exploitabilité des forêts de montagne. La télédétection par scanner laser aéroporté (Lidar) délivre des données d’entrées plus fines : un scanner embarqué dans un aéronef envoie vers le sol des flashs laser, réfléchis par les objets rencontrés. Les données brutes sont ensuite enregistrées sous la forme d’un nuage de points en 3D. Ces données facilitent l’identification des zones à fort enjeu de récolte, surtout dans les zones à topographie accidentée et où les peuplements forestiers sont très hétérogènes, comme en montagne.

L’enjeu est tel qu’un projet de recherche européen [2] a réuni 14 instituts de recherche issus de 6 pays de l’arc alpin. Son objectif : l’amélioration de la cartographie et de la mobilisation de la ressource forestière en montagne, en s’appuyant sur des technologies émergentes de télédétection et les systèmes d’information géographique (SIG).

Les scientifiques du centre Irstea de Grenoble ont étudié les régions Franche-Comté et Rhône-Alpes, à l’aide d’acquisitions Lidar. Des modélisations de ressource et d’accessibilité ont ainsi été réalisées : le modèle [3] identifie et qualifie les zones accessibles aux tracteurs forestiers et celles favorables au débardage par câble. Des cartes sont ensuite produites. Parallèlement, un modèle d’aide à l’implantation de lignes de câble [4] a également été développé et validé par des expérimentations terrains. Il permet de prédire précisément la trajectoire de la charge et la tension dans le câble porteur. Des outils d’aide à la décision précieux pour les gestionnaires et décideurs publics, pour le développement d’une filière biomasse forestière.

Quelles techniques de télédétection ?

Il existe différentes techniques de télédétection, à partir desquelles il est possible de dégager des estimations de la biomasse forestière :

  • La photogrammétrie permet de produire des modèles numériques de canopée en couplant images aériennes et satellitaires.
  • Les systèmes actifs Lidar (Light detection and randging) permettent, eux, de réaliser des relevés de la topographie et de la structure de la végétation. Des modèles de prédiction de l’évolution de la forêt et son usage peuvent ensuite être développés.
  • L’interférométrie et la tomographie radar permettent de restituer des informations très fines sur la hauteur de la canopée et sur les différentes strates.
En savoir plus

[1] FORESEE (Forest Resource Estimation For Energy), projet ANR BIOE-2010. Décembre 2010-décembre 2014. Partenariat Irstea, UMR TETIS de Montpellier. En savoir plus.

[2] NEWFOR, projet de recherche financé par le programme européen Espace Alpin (2007-2013) et cofinancé par le Fonds européen de développement régional. Débuté en 2011 pour 3 ans. 6 pays participants : Autriche, Suisse, France, Allemagne, Italie et Slovénie. En savoir plus.

[3] Sylvaccess : modèle de cartographie automatique de l’exploitabilité des forêts (S. Dupire, Irstea Grenoble). En savoir plus. Regarder en ligne la présentation du modèle par le chercheur Sylvain Dupire.

[4] Modèle Cable Help (S. Dupire, Irstea Grenoble). En savoir plus.