Préconisations Sylvicoles

La capacité d'un peuplement forestier à arrêter des blocs est fortement dépendante du volume des blocs [Dorren et al., 2007]. Plusieurs études préconisent d'adapter la gestion d'une forêt en augmentant la densité de tiges à l'hectare dans le cas de la propagation de blocs de petits volumes an d'augmenter la probabilité de rencontre d'un bloc avec une tige [Cattiau et al., 1995,Dorren et al., 2005] ou, au contraire, en augmentant le diamètre moyen des tiges du peuplement dans le cas de la propagation de blocs de gros volumes [Dorren et al., 2005, Wehrli et al., 2006, Dorren et al., 2007]. La capacité d'un peuplement forestier à arrêter les blocs n'est pas seulement liée aux impacts sur des arbres mais aussi au type de sol présent sur le versant et à la façon dont le peuplement forestier inuence la rugosité et la stabilité de celui-ci.

Les forêts de taillis sont en majorité composées de cépées pouvant représenter de 50 à 90% de la totalité des tiges du peuplement (cf. Chapitre 2). Du fait de la forte densité des tiges, ces forêts sont jugées ecaces pour arrêter des blocs de petits volumes [Gerber, 1998].

Certaines études présentent des analyses de l'ecacité de diérents taillis à l'aide de modèles d'analyse trajectographique 2D ou 3D [Ciabocco et al., 2009, Jancke et al., 2009, Radtke et al.,

2013] et préconisent, à partir des résultats de simulations, diérentes gestions sylvicoles visant à optimiser le rôle de protection des forêts de taillis :

 Gestion en taillis avec sélection des cépées [Ciabocco et al., 2009]  Gestion en taillis sous futaie [Ciabocco et al., 2009,Radtke et al., 2013]

Le premier type de gestion privilégie le développement des cépées et permet, en fonction de la rotation des coupes, de contrôler la densité ainsi que le diamètre moyen des tiges du taillis. Le deuxième type de gestion permet le développement de tiges de gros diamètres au sein du peuplement et semble plus adapté lors de la propagation de blocs de gros volumes. [Radtke et al., 2013] privilégie la gestion du peuplement forestier en taillis sous futaie mais indique qu'un nombre de tiges plus élevé permet de stabiliser le sol, de réduire l'érosion et empêche les blocs présents sur la pente de repartir. Des études similaires montrent qu'un peuplement plus dense augmente la rugosité du sol [Dorren et al., 2007].

Les gestions sylvicoles préconisées par ces études sont dépendantes des simulations de pro-pagation de blocs à l'échelle du versant. Or, les modèles d'analyse trajectographique utilisés ne permettent pas de prédire de façon susamment rigoureuse (en particulier, pas de prise en compte de "l'eet collectif" des tiges de cépée) l'énergie perdue par le bloc suite à l'impact sur une cépée. Même si les cépées semblent moins ecaces pour arrêter les blocs que les franc pieds (à surface terrière équivalente), un troisième type de gestion peut être envisagé pour augmenter signicativement la capacité des cépées à arrêter les blocs. Dans le cadre de la gestion d'une forêt à fonction de protection, une gestion en taillis fureté est envisageable. Cette méthode consisterait à couper certaines tiges de la cépée (alignées dans l'axe de la pente (Figure 5.29)) de façon à con-server la capacité d'interception des cépées et à augmenter leur capacité à réduire l'énergie d'un bloc (le diamètre des tiges non-coupées augmenteraient à la suite de cette intervention sylvicole).

LCPTot RBloc DCP X Y 0% 100% Excentricité -100% LCPTot⁺ RBloc DCP⁺ 0% 100% Excentricité -100% RBloc Bloc Intervention Sylvicole LCPTot RBloc Bloc

Figure 5.29  Illustration de l'intervention sylvicole en taillis fureté. RBlocest le rayon du bloc. DCP est

le diamètre d'une tige de cépée. D+

CP est le diamètre d'une tige de cépée après l'intervention sylvicole.

LCP T otest la largeur d'interception d'une cépée et L+

CP T otest la largeur d'interception d'une cépée après

5.5. Conclusion 113 Cependant, cette préconisation de gestion ne prend pas en compte les autres fonctions des forêts de taillis (production, biodiversité) ni la résistance du peuplement face à d'autres aléas (chablis, avalanches). Le choix d'une gestion sylvicole n'est pas directe et ne peut se baser seule-ment sur les méthodes d'analyses utilisées dans ce chapitre car elles négligent l'inuence (positive ou négative) de la répartition spatiale des franc pieds et des cépées sur le versant (cf. Chapitre 2). La réalisation de simulations de propagation à l'échelle du versant est essentielle.

5.5 Conclusion

Dans ce chapitre, un modèle MED permettant de simuler l'impact d'un bloc contre une cépée a été développé. Les avancées majeures de ce travail résident dans la modélisation du comportement des tiges de la cépée et dans la prise en compte des interactions complexes entre le bloc et les tiges de la cépée lors d'un impact. Au nal, le modèle développé permet de simuler l'impact d'un bloc avec plusieurs tiges en même temps et de prendre en compte les interactions entre les tiges lors de l'impact. La modélisation de ces diérents comportements conduit à un calcul plus pertinent de l'énergie perdue par le bloc après l'impact dans une cépée par rapport aux calculs actuellement réalisés dans les logiciels d'analyse trajectographique. Une campagne de simulations d'impacts de blocs sur des cépées a été réalisée et a permis d'identier que le diamètre moyen des tiges d'une cépée et la surface terrière de la cépée inuencent majoritairement sa capacité à réduire l'énergie des blocs lors d'un impact. Les longueurs d'interception des cépées sont principalement inuencées par la distance moyenne des tiges au barycentre d'une cépée, le nombre de tiges par cépée et dans une moindre mesure par la surface terrière de la cépée.

La réduction de l'énergie d'un bloc après l'impact sur une cépée est inférieure à celle d'impacts successifs sur plusieurs franc pieds de diamètres équivalents aux diamètres moyens

des tiges de la cépée pour des volumes de bloc de 0,25 et 1 m3.

Les cépées s'avèrent être moins ecaces à réduire l'énergie cinétique d'un bloc par rapport à des franc pieds de même surface terrière. Cependant, celles-ci ont de plus grandes largeurs d'in-terception. La construction d'un modèle simplié de blocs se propageant dans des peuplements virtuels de franc pieds et de cépées a permis de déterminer que les cépées sont généralement moins ecaces que les franc pieds à arrêter les blocs. Leur largeur d'interception plus importante ne compense pas leur plus faible capacité à réduire l'énergie d'un bloc par rapport à des franc pieds de surfaces terrières équivalentes.

Cette étude pose les bases de la construction d'un modèle simplié d'impact sur une cépée intégrable à un modèle d'analyse trajectographique. Cependant, le développement de ce modèle nécessiterait de réaliser des simulations supplémentaires d'impacts de blocs sur des cépées. La calibration d'un tel modèle serait également nécessaire. Celle-ci pourrait être réalisée à l'aide d'un modèle basé sur la MED, comme celui présenté dans le chapitre suivant. Les résultats de cette étude permettent d'envisager une gestion sylvicole adaptée pour des forêts de taillis ayant une fonction de protection contre l'aléa chute de bloc (sylviculture en taillis fureté). Cette gestion sylvicole permettrait de conserver la capacité des cépées à intercepter les blocs tout en augmentant leur capacité à réduire l'énergie des blocs.

Chapitre 6

Intégration des forêts de taillis dans un

modèle trajectographique

6.1 Introduction

Dans ce chapitre, un modèle d'analyse trajectographique MED, intégrant les modèles d'im-pact sur franc pieds et cépées (cf. Chapitre 4 et 5), est développé et utilisé pour analyser l'ecacité de diérents taillis à arrêter des blocs. La modélisation de l'interaction entre un bloc et le sol est réalisée à l'aide d'une méthode de calcul du rebond initialement développée par [Thoeni et al., 2014]. An d'évaluer la pertinence de l'utilisation du modèle trajectographique MED pour quantier l'ecacité d'un taillis contre les chutes de blocs, une étude comparative entre des simu-lations de propagation de blocs dans des taillis à l'aide du modèle MED et du modèle d'analyse trajectographique Rockyfor3D (RF3D) [Dorren and Berger, 2006] est réalisée.