CHAPITRE II. Une démarche de modélisation permettant de prendre en compte
I. Le modèle de ressource forestière de l’IGN : projection de la ressource et des
Afin de simuler l’évolution de la forêt française et de calculer les disponibilités en bois, le modèle MARGOT répartit en « domaines d’étude » les 15,86 millions d’hectares de forêts disponibles pour la production de bois. Chacun d’eux fait l’objet d’une projection régie par des hypothèses spécifiques. Un domaine d’étude regroupe des peuplements comparables en termes d’essence, de propriété, de conditions de milieu et de sylviculture. Ainsi, tous les peuplements d’un même domaine peuvent se voir appliquer les mêmes hypothèses de croissance biologique, de mortalité, et de prélèvement, à conditions de développement données (classe d’âge ou de diamètre).
Forêts hors peupleraies
La ressource forestière nationale a été stratifiée en 116 domaines d’étude (cf. Annexe 12, p. 33) issus d’une combinaison à dires d’experts des quatre facteurs suivants déterminés à partir
des données IFN :
1. Le type de couverture boisée, avec la distinction entre les forêts fermées et les forêts ouvertes1. Les forêts fermées temporairement déboisées comme les coupes rases, ou les parcelles en régénération, restent des forêts fermées.
2. L’essence objectif pour le gestionnaire. Elle est définie à dire d’expert. Une vingtaine de groupes d’essences feuillues et résineuses sont distingués en raison des objectifs sylvicoles qui leurs sont assignés et/ou de leur autécologie. Une essence est dite « objectif » quand sa présence est supposée orienter les opérations sylvicoles : c’est souvent l’essence de plus grand intérêt économique.
3. La catégorie de propriété, en distinguant les forêts domaniales, les forêts des collectivités et les forêts privées (sans distinction de taille).
4. Les régions biogéographiques forestières. Les 11 Grandes Régions Ecologiques (GRECO2) permettent de distinguer les types de sols, de reliefs et de climats en France, soit des facteurs stationnels qui ont un impact sur la productivité des peuplements forestiers (les GRECO sont représentées sur la carte ci-dessous).
Figure 2.1 : Les 11 grandes régions écologiques (GRECO) forestières françaises
Chaque placette d’inventaire a été affectée à un domaine d’étude. Un domaine d’étude compte au moins 50 placettes différentes afin de décrire la ressource avec une précision statistique suffisante.
1Les forêts ouvertes sont des boisements lâches dont le couvert forestier est compris entre 10 et 40 % en raison d’un sol superficiel, de la présence de
rochers ou du fait de facteurs climatiques limitants.
2 IFN 2011. Une nouvelle partition écologique et forestière du territoire métropolitain : les sylvoécorégions (SER). L’IF numéro 26, premier trimestre 2011.
Les données IFN ont permis finalement de calculer :
● Pour chaque domaine d’étude: surface et ressource en 2011 (nombre d’arbres et volume sur pied ventilés par classe de diamètre).
● Pour chaque domaine d’étude : les paramètres de dynamique forestière sur la période 2005-2013, lesquels sont nécessaires pour simuler l’évolution de la ressource (production biologique, mortalité naturelle, et recrutement en effectif par classe de diamètre).
Cas particulier des peupleraies cultivées
Deux domaines d’études ont été constitués, distinguant deux grands bassins de production avec des conditions de croissance différentes : le “Nord” (GRECO B, C, D et E) et le “Sud et Ouest” (GRECO A, F, G, H, I et J). Ces deux domaines ont donc leurs propres paramètres de production et de mortalité.
I.1. Principe et fonctionnement : Simulateur de l’évolution de la ressource
forestière
Les disponibilités en bois sont calculées avec un simulateur décrivant l’évolution de la ressource forestière française (Colin, 2014). Il est développé par l’IGN et le FCBA depuis les années 1980.
Le simulateur comprend deux modèles démographiques qui simulent la croissance, la mortalité et la sylviculture à l’échelle des domaines d’étude (cf. Annexe 12, pp. 34-35). Ils permettent ainsi d’estimer l’état futur de la ressource selon des pas de temps de 5 ans, et de simuler les prélèvements futurs en bois, ou disponibilités brutes.
La description de la ressource et la calibration des dynamiques de croissance et de mortalité naturelle sont réalisées exclusivement avec les mesures faites sur des placettes de l’IFN. Les modèles sont génériques, c’est-à-dire qu’ils sont paramétrables et applicables quel que soit le type de peuplement (à l’inverse des modèles spécifiques qui ne peuvent être utilisés que pour une seule situation donnée et, le plus souvent, que pour une seule essence).
Le simulateur de l’évolution de la ressource comprend :
1) Un modèle démographique de dynamique de la ressource par classe de diamètre mis en œuvre dans les forêts, à l’exception des peupleraies.
La description de la ressource par classe de diamètre est adaptée dans le cas de peuplements hétérogènes en âges, en diamètres ou en essences, ou quand l’âge n’est pas disponible. Le modèle est également applicable dans les peuplements équiennes (peuplements où tous les arbres ont le même âge). Cette approche présente l’avantage de modéliser directement le diamètre qui est le paramètre conditionnant l’exploitation forestière, en plus d’être une des variables clés de la croissance des arbres (avec la hauteur).
Dans l’étude, la ressource forestière est décrite par un effectif d’arbres par classe de diamètre (amplitude de 5 cm, jusqu’à la classe 90 cm et plus), et un volume moyen correspondant. Les dynamiques forestières sont représentées pour chaque classe de diamètre par un taux de passage des arbres dans la classe de diamètre suivante (croissance), un taux de mortalité, un taux de prélèvement en effectif et un taux de recrutement dans la première classe de diamètre (Wernsdörfer et al., 2012).
2) Un modèle démographique de dynamique de la ressource par classe d’âge mis en œuvre dans les peupleraies cultivées.
La description des peuplements par classe d’âge est particulièrement bien adaptée aux peuplements équiennes comme les plantations, c’est-à-dire là où les arbres ont le même âge et présentent des caractéristiques de croissance homogènes. Les interventions sylvicoles peuvent y être déclenchées en fonction de l’âge qui constitue alors un bon proxy du diamètre d’exploitabilité. Le renouvellement de ces peuplements s’effectue en général par coupe rase, directement ou progressivement. La modélisation par classe d’âge n’est pas applicable dans les peuplements trop hétérogènes en âge, diamètre ou essences, lesquels constituent la majeure partie de la ressource française.
La ressource forestière est décrite par une surface et un volume moyen à l’hectare par classe d’âge. Les dynamiques forestières sont représentées pour chaque classe d’âge par une production biologique à l’hectare, nette de la mortalité, un taux de prélèvement de la production en éclaircie, un taux de surface passée en coupe rase et une surface annuelle boisée ou reboisée.
I.2. Des modèles représentatifs de la forêt française et robustes en projection
Grâce au caractère systématique et national du dispositif d’inventaire de l’IGN, ces deux modèles construits avec les données IFN tiennent compte de la diversité des conditions de fertilité que l’on rencontre dans la forêt française. Ils prennent également en compte les perturbations de fond comme des chablis et les mortalités ordinaires. Ces modèles incluent aussi implicitement les comportements passés et actuels des gestionnaires, qui s’expriment au travers des essences rencontrées dans la ressource et des sylvicultures mises en œuvre. En outre, les modèles sont ajustés sur un grand nombre d’observations de terrain. Or, plus il y a d’observations, plus la description de la ressource et la valeur de ses paramètres de dynamique sont précis.Les modèles implémentés dans l’étude représentent donc bien la forêt française et son évolution récente. Dans le contexte de la temporalité forestière marquée par des évolutions lentes et progressives, ce type de modèle statistique est particulièrement robuste en projection à court et moyen terme.