T ENEUR EN EAU DE RÉFÉRENCE

Nous avons précisé dans le chapitre 2 de la thèse les différents protocoles pour mesurer la teneur en eau des feuilles de la végétation méditerranéenne. Nous utilisons l’indice FMC basé sur la moyenne de plusieurs prélèvements de feuilles de l’année d’une même espèce. Les prélèvements de terrain sont réalisés une à deux fois par semaine pendant les étés 2001, 2002 et 2003, à travers une trentaine de sites distribués sur la zone méditerranéenne française (environ 80.000 km²) pour laquelle les feux de forêt représentent des dégâts majeurs (0,5% des zones sensibles au feu sont brûlées chaque année). Deux protocoles d’échantillonnage se distinguent à travers le réseau opérationnel de l’ONF et deux sites à vocation de recherche dans l’Hérault et le Var.

2.1. RÉSEAU OPÉRATIONNEL DE L’OFFICE

NATIONAL DES

FORÊTS

Une des premières sources de données de référence réside dans le réseau opérationnel de suivi géré par l’Office National des Forêts. On compte 30 sites différents répartis dans les 15 départements du sud-est de la France, distants de 20 à 80 km les uns des autres (Figure 79).

Figure 79. Localisation des sites du réseau ONF

Chaque prélèvement représente la moyenne de l’indice FMC d’une zone de moins d’un demi-hectare. En chaque station de mesure, deux espèces sont suivies et un total de 20 espèces différentes est représenté par le réseau.

2.2. DEUX SITES À VOCATION DE RECHERCHE

Dans le cadre d’un projet commun de recherche du Groupement d’Intérêt Scientifique (GIS) « incendie de forêt », l’INRA d’Avignon et le CEMAGREF de Montpellier ont mis en place deux sites d’étude pour suivre à différentes échelles spatiales et temporelles l’évolution de l’état hydrique de quelques espèces :

le Causse d’Aumelas près de Montpellier suivi par le CEMAGREF ; le sommet du bœuf du massif des Maures suivi par l’INRA.

Les prélèvements ont été réalisés en plusieurs sites à des échelles décamétriques et hectométriques (de 10 à 500 mètres selon les sites et les années) (cf. chapitre 2).

Pour faciliter l’usage des images de télédétection, ces sites ont été choisis sur des zones connues a priori ayant un relief aussi plat que possible, pour éviter trop d’effets d’illumination, avec une couverture végétale monospécifique uniforme, d’une hauteur inférieure à 4 mètres pour faciliter les prélèvements. L’échantillonnage aux échelles hectométriques permet de calculer un indice FMC moyen adéquat à la taille d’un pixel satellitaire (de 500 à 1000 m).

2.3. QUALITÉ DES DONNÉES

La notion de qualité des mesures de FMC est tout à fait subjective et difficile à quantifier. Le meilleur moyen est souvent le calcul de l’écart-type des valeurs de FMC pour plusieurs prélèvements. Pour l’ensemble des sites considérés (ONF, INRA et CEMAGREF), chaque FMC d’un site correspond à la moyenne de 3 à 9 échantillons, eux-mêmes pouvant représenter des prélèvements de feuilles sur plus de 10 arbustes différents.

Une première étape de traitement des données est d’enlever les valeurs de FMC aberrantes provoquant un écart-type élevé. Ce premier tri a été réalisé pour l’ensemble des données. Une autre source d’erreur ou d’imprécision provient directement du laboratoire qui pèse, étuve et repèse chaque échantillon. 21 laboratoires différents et proches des sites d’étude, au sein d’EPIC, d’EPST, de grandes écoles ou de régies ONF, ont été mis à contribution pour couvrir les besoins. Même si chaque étape de l’analyse suit un protocole précis, il réside des différences entre les matériels utilisés (étuve ventilée ou non, réglage des balances). De la même manière, le prélèvement sur le terrain dépend de la rigueur des opérateurs. De 2001 à 2003, on recense 30 à 35 opérateurs différents pour l’ONF, 4 pour l’INRA et 6 pour le CEMAGREF. Les différences ne sont pas négligeables et d’après Yvon Duché, directeur régional PACA à l’ONF et responsable du réseau, « un bon nombre de mesures n’est pas représentatif de la réalité » ! La principale cause vient de la motivation des équipes de terrain qui effectuent le prélèvement pendant l’été et les heures les plus chaudes de la journée. Il est primordial d’expliquer l’intérêt des prélèvements et de montrer les projets qui en découlent. Le retour d’expérience est selon moi encore trop restreint.

Au cours de l’été 2001, dans le département de l’Hérault deux sites de prélèvements (ONF et CEMAGREF), distants de 7 km seulement, suivent l’évolution de l’indice FMC du chêne kermès. En cours de saison, nous avons doublé le protocole sur le site de l’ONF afin d’évaluer l’influence de la méthode d’échantillonnage sur la mesure :

5 échantillons mélangés représentant une dizaine de prélèvements dans une zone de 20 mètres de rayon (protocole ONF-INRA) ;

8 échantillons sur des pieds identifiés dans une zone de 20 mètres de rayon (nouveau protocole CEMAGREF).

Les résultats devraient être identiques et pourtant les mesures du premier protocole varient beaucoup sans raison apparente en fin de saison (Figure 80).

Figure 80. Évolution de la teneur en eau (FMC) du chêne kermès sur le site de Cournonterral (34) pendant l’été 2001 pour deux méthodes d’échantillonnage

La courbe obtenue avec le second protocole est assez proche des mesures effectuées sur un autre site à 7 km et semble donc plus représentative de la réalité.

Ce petit exemple, non généralisable, montre comment il est difficile d’apprécier la qualité d’une mesure. Au final, le prélèvement dépend toujours de l’interprétation de l’Homme face au végétal à prélever. Les consignes de prélèvement aussi bien définies soient-elles ne peuvent empêcher les erreurs mais seulement les minimiser.

La principale différence entre les sites de prélèvement réside dans l’échelle des protocoles. Chaque site du réseau ONF est ponctuel et représente un état hydrique à une échelle décamétrique. Pour les sites suivis par l’INRA et le CEMAGREF la même espèce est prélevée à deux niveaux : à une échelle décamétrique en plusieurs sites, distants de 70 à 600 mètres, permettant de calculer un indice FMC à une échelle hectométrique ou kilométrique.

Dans la suite des traitements statistiques, nous distinguerons toujours deux groupes de données de référence de FMC :

Un groupe « global » représentant les valeurs mesurées pour tous les sites ;

Un groupe « recherche » représentant les seuls sites suivis par les deux organismes de recherche de l’INRA et du CEMAGREF, pour lesquels l’état hydrique mesuré représente la moyenne de plusieurs sites.

2.4. PRÉ-TRAITEMENT DES DONNÉES DE RÉFÉRENCE

Les valeurs de FMC absentes (pour les jours non échantillonnés) sont interpolées linéairement. Aucune estimation n’est faite si le délai entre deux missions excède cinq jours ou si le jour est pluvieux. Pour la plupart des sites suivis par l’ONF et l’INRA, deux espèces sont prélevées et l’information sur la proportion de couverture de chaque espèce n’est pas connue. Des tests préliminaires montrent une meilleure corrélation des données satellitaires à la moyenne des FMC des deux espèces plutôt que d’une seule espèce. Cette moyenne des deux indices FMC semble mieux représenter l’état hydrique du couvert végétal en place et donc du pixel satellitaire. L’utilisation de données à basse résolution ne permet pas d’analyse spécifique (par espèce) pour la plupart des situations. Un pixel englobe en général un mélange de plusieurs espèces (Ceccato et al., 2001).

Certains produits satellitaires utilisés sont des synthèses de plusieurs jours (8 jours et 16 pour MODIS, 10 jours pour VEGETATION). Dans un but d’homogénéité, on calculera la moyenne des FMC sur ces mêmes périodes. Dans la mesure où pour la plupart des sites la variabilité temporelle de la FMC n’excède pas la semaine, il est clair que le calcul d’un état hydrique moyen sur 10 ou 16 jours enlève une partie de la variabilité réelle observée.