Tarifs de cubage et régénération naturelle de Cylicodiscus gabunensis (Okan) au sud Cameroun

© Julien Moselly Seka, 2019

Tarifs de cubage et régénération naturelle de

Cylicodiscus gabunensis

(Okan) au sud Cameroun

Thèse

Julien Moselly Seka

Doctorat en sciences forestières

Philosophiæ doctor (Ph. D.)

Tarifs de cubage et régénération naturelle de

Cylicodiscus gabunensis (Okan) au sud Cameroun

Thèse

Julien Moselly Seka

Sous la direction de :

Jean Bégin (directeur de recherche)

Jean-Claude Ruel (codirecteur de recherche)

ii

Résumé

La recherche des bois aux propriétés désirées soumet les forêts du bassin du Congo (BC) à une exploitation sélective. La pratique dans le BC est d’utiliser la possibilité et la rotation comme paramètres déterminants de la gestion durable. Cette exploitation se fait avec pour hypothèse que le respect des règles de gestion garantit le maintien en bon état de ces espaces forestiers.

L’Okan est une espèce commerciale de bois à haute valeur, endémique des forêts du BC. Il s’agit de la seule espèce du genre Cylicodiscus. Il y a quelques années, l’espèce était peu connue des marchés du bois.

L’objectif général de l’étude a été de contribuer à l’aménagement de l’Okan. Cette contribution est reflétée par de meilleures connaissances sur : (i) le prélèvement et (ii) la reconstitution du potentiel ligneux de l’espèce. Le prélèvement a porté sur l’estimation des volumes de bois bruts et commerciaux. La reconstitution a fait l’objet d’intérêt à travers la régénération naturelle au pied de ses semenciers, d’une part et dans ses trouées d’autre part. Des tiges d’Okan ont été mesurées pour produire des tarifs de cubage et des inventaires de régénération ont été effectués au pied des semenciers d’Okan et dans ses trouées.

Les résultats sont les suivants :

1) Les tarifs de cubage utilisés au Cameroun pour l’Okan devraient être révisés et complétés. Les tarifs à deux et trois entrées [V=f(DHP, H)], [V=f(DHP, Dx)], [V=f(DHP, H, Dx)] ont de meilleurs R2, AIC et RSE que ceux à une entrée. Ces tarifs fournissent un gain de précision même lorsque les méthodes et instruments utilisés sont sujets à des erreurs de mesure, normalement distribuées, de la longueur du fût (écart type ≤ 1,8 m) et du deuxième diamètre (écart type ≤ 3,25 cm).

2) La modélisation de la proportion des rebuts, bien qu’aboutissant à un faible R2, est mieux décrite en considérant la longueur du fût et la classe de qualité. En plus de la possibilité d’utiliser des paramètres quantitatifs mesurés sur les fûts, les volumes commerciaux d’Okan sont estimés par : (i) la proportion des rebuts, (ii) l’utilisation d’un classement de qualité (ONADEF, 1992) et (iii) la mesure des longueurs commerciales des fûts. Ces équations peuvent améliorer les estimations des volumes commerciaux de bois d’Okan dans la zone étudiée.

iii

3) Des densités de 5,5 et 2,3 Okan par hectare ont été dénombrées respectivement pour les plantules et la régénération acquise sous le couvert de semenciers d’Okan. La probabilité d’observer des plantules d’Okan est significativement influencée par la distance et son interaction avec l’azimut (par rapport au semencier) (p<0,0001 et p=0,0151), la surface terrière des végétaux autres que les héliophiles (sous-bois) (p=0,0150) et marginalement par la hauteur du semencier (p=0,061). Seules la distance (p < 0,0032) et la hauteur du semencier (p = 0,0416) influencent significativement la probabilité d’observer la régénération acquise. 4) Dans les trouées d’Okan, 74,9% des espèces arborées dénombrées appartiennent au groupe des espèces pionnières, 15% aux héliophiles, 9,3% aux sciaphiles et 0,8% à des groupes indéterminés. L’Okan compte pour moins de 0,03% du total de tiges inventoriées dans ses trouées (soit 6,1 Okan par hectare) et aucune nouvelle régénération d’Okan n’a été observée depuis la coupe. Les variables qui contribuent à expliquer de manière statistiquement significative la probabilité qu’une espèce située en bordure des trouées soit également retrouvée dans la régénération dénombrée à l’intérieur de celles-ci sont son tempérament (p = 6,6e-06), sa fréquence en bordure (p = 0,001) et son mode de dissémination (p = 0,01). Les observations effectuées sous le couvert de ses semenciers et dans les trouées classent l’espèce comme semi-héliophile. La rareté de l’Okan dans ses trouées s’explique, entre autres, par son tempérament, son mode de dissémination (anémochore) et le manque de semenciers aux abords des trouées.

En définitive, l’aménagement durable de l’Okan passe d’une part par une révision de ses tarifs de cubage au bois brut et par l’élaboration des tarifs de cubage au bois commercial. D’autre part, des variables expliquant la présence de l’espèce au pied des semenciers et dans les trouées ont été identifiées mais c’est surtout la faible densité de la régénération de l’Okan qui devrait orienter les actions des gestionnaires forestiers. Ces résultats peuvent améliorer la gestion de l’Okan dans les « forêts permanentes ».

iv

Abstract

The search for wood with desired properties submits the Congo Basin (CB) forests to a selective logging. The practice in the CB is to use the possibility and rotation as key determinants of sustainable management. The hypothesis of this logging is that, the respect of the rules of management guarantees the maintenance in good state of these forest areas.

Okan is a commercial timber species of high value, endemic to the CB forest. It is the only species of the genus Cylicodiscus. A few years ago, the species was not well known in the timber market.

The main objective of this study was to contribute to the sustainable management of Okan. This contribution is reflected by a better understanding of: (i) wood harvesting and (ii) the reconstitution of the woody potential. Wood harvesting was based on the estimation of gross and commercial volumes. The reconstitution was the subject of interest through the natural regeneration at the foot of the seed trees on the one hand, and in gaps on the other. Okan stems were measured to produce volume equations and inventories were carried out at the foot of the seed trees of Okan and in the gaps of the species.

The following results were obtained:

1) The volume equations used in Cameroon for Okan should be revised and completed. Volume equations with two and three entries [V = f (DBH, H)], [V = F (DBH, Dx)], [V = F (DBH, H, Dx)] have better R2, AIC, and RSE than those with a single entry. These estimates provide a gain of precision even when the methodology and instruments used are subject to measurement errors, normally distributed, to the length of the stem (standard deviation ≤1.8 m) and of the second diameter (standard deviation ≤ 3.25 cm).

2) The modeling of the proportion of rejects, although resulting in a low R2, is better described by considering the length of the stem and quality grade. In addition to the possibility of using quantitative parameters measured on stems, Okan’s commercial volumes are estimated by the: (i) proportion of rejects, (ii) use of a quality grade (ONADEF, 1992) and (iii) measurement of commercial length of stems. These equations can contribute to improve the estimation of commercial volumes of Okan wood in the study area.

v

3) Densities of 5.5 and 2.3 Okan per hectare were recorded for seedlings and established regeneration under the cover of Okan seed trees respectively. The probability of observing Okan seedlings is significantly influenced by distance and its interaction with direction (from the seed tree) (p < 0.0001 and p = 0.0151), basal area of plants (p = 0.0150) other than heliophilous (undergrowth) and marginally by the height of the seed tree (p = 0.061). Only the distance (p <0.0032) and the height of the seed tree (p = 0.0416) significantly influence the probability of observing established regeneration.

4) In the Okan gaps, 74.9% of tree species belong to the group of pioneer species, 15% to heliophilous, 9.3% to sciaphilous and 0.8% to indeterminate groups. Okan accounts for less than 0.03% of the total number of stems counted in its gaps (corresponding to 6.1 Okan per hectare) and no new Okan regeneration has been observed since its felling. Variables that contribute to a statistically significant explanation of the probability that a species located at the edge of the inventoried gaps is also found in the regeneration enumerated within are the guild of the species (p = 6.6e-06), its border frequency (p = 0.001) and its mode of dissemination (p = 0.01). Observations made under the cover of its seed trees and in the gaps classify the species as semi-heliophilous. The rarity of the Okan in its gaps is explained amongst other things by the guild of the species, its mode of dissemination (anemochore) and the lack of seed trees around the gaps.

Finally, the achievement of Okan’s sustainable management requires on one hand a revision of its volume equations for gross volume estimates and the elaboration of volume equation to estimate its commercial timber. On the other hand, variables explaining the presence of the species at the foot of the seed trees and in the gaps have been identified but it is the low density of Okan regeneration that should guide the actions of forest managers. These results can improve the management of Okan and other species in permanent forests.

vi

Table des matières

Résumé ... ii

Abstract ... ii

Table des matières ... vi

Liste des tableaux ... ix

Liste des figures ... xi

Liste des sigles et abréviations ... xiii

Dédicaces ... xiv

Remerciements ... xv

Avant-propos ... xvii

Introduction générale ... 1

Contexte et problématique générale... 1

Objectifs et hypothèses ... 6

Objectifs ... 6

Hypothèses ... 6

Chapitre 1 : Tarifs de cubage et recollement de l’Okan (Cylicodiscus gabunensis Harms) au sud Cameroun ... 8 Résumé ... 8 Abstract ... 9 1.1 Introduction ... 10 1.2 Matériel et méthode ... 12 1.2.1 Zone de l’étude ... 12

1.2.2 Collecte des données ... 13

1.2.3 Analyse des données ... 17

1.3 Résultats ... 21

1.3.1 Tarif à une entrée Vb=f(DHP) et comparaison au tarif administratif ... 21

1.3.2 Tarifs de cubage à plusieurs entrées ... 23

1.3.3 Sensibilité des équations proposées aux erreurs de mesure ... 26

1.3.4 Description du recollement et estimation du volume des rebuts ... 27

1.3.5 Tarifs de cubage estimant les volumes commerciaux en fonction des classes de qualité ... 31

1.3.6 Tarif de cubage estimant le volume commercial en fonction de la longueur commerciale (longueur réelle utilisable) ... 34

1.4 Discussion ... 35

1.4.1 Échantillonnage et validité des tarifs proposés ... 35

1.4.2 Qualité du tarif administratif utilisé pour l’Okan au Cameroun (dans la phase 1) et possibilités d’améliorations ... 36

1.4.3 Implications dans l’estimation des stocks de bois brut... 37

vii

1.4.5 Estimation des volumes commerciaux ... 40

1.5 Conclusion ... 41

Chapitre 2 : Régénération naturelle de l’Okan (Cylicodiscus gabunensis Harms) et facteurs influençant la probabilité d’observation des semis... 43

Résumé ... 43

Abstract ... 44

2.1 Introduction ... 45

2.2 Matériel et méthode ... 46

2.2.1 Zone d’étude ... 46

2.2.2 Collecte des données ... 47

2.2.3 Stades d’observation de l’Okan ... 48

2.2.4 Analyse des données ... 49

2.3 Résultats ... 53

2.3.1 Diamètre et hauteur des semenciers potentiels échantillonnés ... 53

2.3.2 État de la régénération naturelle d’Okan autour des semenciers ... 54

2.3.3 Facteurs influençant la probabilité de trouver de la régénération ... 56

2.4 Discussion ... 61

2.4.1 Généralités sur la régénération de l’Okan ... 61

2.4.2 Facteurs influençant la présence d’une plantule d’Okan ... 62

2.4.3 Régénération acquise : indicateur de survie des plantules ... 64

2.5 Conclusion ... 64

Chapitre 3 : Caractéristiques de la régénération d’Okan (Cylicodiscus gabunensis Harms) et composition de ses trouées au Sud Cameroun ... 67

Résumé ... 67

Abstract ... 68

3.1 Introduction ... 69

3.2 Matériel et méthode ... 71

3.2.1 Zone de l’étude ... 71

3.2.2 Collecte des données ... 72

3.2.3 Analyse des données ... 74

3.3 Résultats ... 77

3.3.1 Caractéristique des placettes et de la régénération d’Okan inventoriée ... 77

3.3.2 Proportion des placettes ayant une régénération d’Okan ... 77

3.3.3 Densité et hauteur moyennes d’Okan dans les placettes avec et sans trouée . 78 3.3.4 Effectif d’Okan inventorié et diversité floristique dans les trouées ... 81

3.3.5 Espèces de bordures et composition de la régénération dans les trouées ... 84

3.4 Discussion ... 86

3.4.1 Caractéristiques des espaces étudiés et de leur régénération ... 86

3.4.2 Rareté de l’Okan dans ses trouées, impact de l’ouverture de la trouée et des opérations sylvicoles sur sa régénération ... 87

viii

3.4.3 Espèces recolonisant les trouées d’Okan et l’influence des espèces de

bordures des trouées ... 89

3.4.4 Tempérament de l’Okan ... 90

3.5 Conclusion ... 91

Conclusion générale ... 93

Bibliographie ... 98

ix

Liste des tableaux

Tableau 1.1 : Modèle de base et caractéristiques statistiques de l’équation du volume brut sur écorce, proposée pour l’Okan, en fonction du DHP. ... 22 Tableau 1.2 : Modèle et caractéristiques statistiques de l’équation du volume brut sur

écorce en fonction du DHP et de la longueur du fût (Lf)... 23 Tableau 1.3 : Modèles de base et caractéristiques statistiques des équations du volume brut

sur écorce en fonction du DHP et d’un second diamètre (Dx) pris à 5 ou à 7 mètres du sol. ... 24 Tableau 1.4 : Modèle et caractéristiques statistiques de l’équation du volume brut sur

écorce en fonction du DHP, de la longueur du fût (Lf) et d’un second diamètre (Dx) pris à 7 m du sol. ... 25 Tableau 1.5 : Écarts types (ET) obtenus en comparant les équations 2, 3 et 4 au modèle de

base [V=f(DHP)] à partir de 1000 itérations simulant une erreur de mesure sur les paramètres additionnels au DHP ... 26 Tableau 1.6 : Modèle et caractéristiques statistiques de l’équation estimant la proportion

des rebuts par tige (Pr[%]) en fonction de la longueur du fût d’Okan (Lf) et des classes de qualité (Cq). ... 31 Tableau 1.7 : Modèles de base et caractéristiques statistiques des équations du volume

commercial en fonction du DHP (uniquement), en fonction du DHP et des différentes classes de qualité et en plus d’un second diamètre pris à 7 mètres du sol (D7) ou de la longueur du fût (Lf). ... 32 Tableau 1.7 (suite) : Modèles de base et caractéristiques statistiques des équations du

volume commercial en fonction du DHP (uniquement), en fonction du DHP et des différentes classes de qualité et en plus d’un second diamètre pris à 7 mètres du sol (D7) ou de la longueur du fût (Lf). ... 33 Tableau 1.8 : Caractéristiques statistiques de l’équation du volume commercial sur écorce

(Vc) en fonction du DHP, de la longueur commerciale (Lc) et d’un second diamètre pris à 7 mètres du sol (D7). ... 35 Tableau 2.1 : Variables évaluées pour expliquer la probabilité d’observer des plantules ou

une régénération acquise dans les 54 placettes. ... 50 Tableau 2.2: Effectifs de placettes avec et sans régénération dans les 54 placettes analysées. ... 54 Tableau 2.3 : Densité de tiges dénombrées dans les 54 placettes inventoriées par type de

sous-placettes et par type de plants inventoriés (arbre central exclu). ... 55 Tableau 2.4 : Fréquence (Fréq), densité (D), surface terrière (ST), fréquence dans les 54

placettes (NP/54) de 20 m de rayon et tempérament des espèces les plus

rencontrées autour de l’Okan. ... 56 Tableau 2.5 : Coefficients, nombres de degrés de liberté (DL), valeurs du test t et

probabilités associées pour les variables influençant la probabilité d’observer des plantules... 57 Tableau 2.6 : Coefficients, nombres de degrés de liberté (DL), valeurs du test t et

probabilités associées pour les variables influençant la probabilité d’observer la régénération acquise. ... 60

x

Tableau 3.1 : Distribution des superficies des trouées échantillonnées et rayons des

quadrants1 de placettes sans trouée de superficies équivalentes. ... 75 Tableau 3.2 : Superficie des différents types de placettes inventoriées et densités et hauteurs

moyennes des Okan dénombrés... 77 Tableau 3.3 : Effectifs des placettes et des trouées avec/sans régénération d’Okan (0,2 m ≤

H ≤ 12 m). ... 78 Tableau 3.4 : Analyse de variance des densités dénombrées dans les placettes avec et sans

trouées ... 79 Tableau 3.5: Résultats du test lsmeans comparant les densités de régénération acquise

d’Okan dans les différentes sections des placettes avec et sans trouée. ... 79 Tableau 3.6: Analyse de variance des densités dénombrées dans les placettes avec et sans

trouées. ... 80 Tableau 3.7: Résultats du test lsmeans comparant les hauteurs moyennes des jeunes tiges

d’Okan dans les différentes sections des placettes avec et sans trouée. ... 80 Tableau 3.8: Liste des 40 espèces les plus fréquentes dans les trouées classées par groupe

de tempérament et en fonction des effectifs inventoriés, de leur densité (ti/ha) décroissante et de l’effectif de trouées (en %) dans lesquelles chacune a été inventoriée. ... 83 Tableau 3.9 : Modèle et caractéristiques statistiques de l’équation estimant la probabilité

qu’une espèce de bordure soit inventoriée à l’intérieur de la trouée, en fonction de son tempérament, sa fréquence en bordure de la trouée et son mode de dissémination. ... 84 Tableau 3.10 : Probabilités d’observation de l’espèce moyenne d’un tempérament et d’un

mode de dissémination donné lorsqu’il y a un seul individu en bordure. ... 85 Tableau 3.11 : Espèces parmi les plus fréquemment retrouvées en bordure des trouées

accompagnées du nombre de trouées en bordure desquelles elles ont été

retrouvées, de la probabilité de les observer à l’intérieur de celles-ci lorsqu’elles se trouvent en bordure, de leur tempérament et mode de dissémination. ... 86

xi

Liste des figures

Figure 1.1 : Localisation de l’UFA 09 004b et des tiges de C. gabunensis cubées... 13 Figure 1.2 : Distribution des tiges cubées dans les différentes classes de DHP (a) et de

qualité (b). ... 15 Figure 1.3 : Distribution des tiges cubées dans les différentes classes de longueur de fût (a), et de longueur commerciale (b). ... 16 Figure 1.4 : Nuage de points formé par le volume brut des 205 tiges cubées et les variables

indépendantes ayant été utilisées pour construire les tarifs de cubage que sont le DHP (a), le diamètre à 7 m du sol (b) et la longueur du fût (c). ... 19 Figure 1.5 : Estimations du volume brut sur écorce faites par l’équation proposée au cours

de l’étude (équation 1) et celles de l’administration forestière pour les

différentes phases d’inventaire au Cameroun (phases 1, 2, 3 et 4)... 22 Figure 1.6 : Longueur moyenne des rebuts en fonction du lieu (souche ou parc), du

façonnage des tiges (a) et de la partie façonnée (bille de pied ou bille de haut) par classe de qualité (b). ... 27 Figure 1.7 : Proportion moyenne des rebuts dégagés par classe de qualité au niveau des

souches puis des parcs en forêt. ... 28 Figure 1.8 : Variation de la proportion des rebuts d’Okan (par rapport au volume brut) en

fonction de la longueur du fût (a) et du DHP (b) pour les différentes classes de qualité. ... 29 Figure 1.9 :Variation de la proportion des rebuts d’Okan (par rapport au volume brut) en

fonction du volume brut des tiges pour les différentes classes de qualité. ... 30 Figure 2.1 : Localisation de la zone d’étude (UFA 09 004B) dans le sud Cameroun

(FIPCAM, 2016). ... 47 Figure 2.2 : Subdivision de chaque unité d’échantillonnage (placette) en 224 sections pour

l’analyse des données de régénération. ... 52 Figure 2.3: Répartition en diamètre (a) et en hauteur (b) des 54 semenciers potentiels

d’Okan échantillonnés. ... 53 Figure 2.4 : Distribution de la densité de régénération par classes de hauteurs autour des 54 semenciers potentiels d’Okan (arbre central exclu). ... 54 Figure 2.5 : Probabilités d’observer des plantules d’Okan en fonction de la distance par

rapport au semencier, pour différentes hauteurs de l’arbre central (20, 30, 35, 40, 45 m). ... 57 Figure 2.6 : Probabilités d’observer des plantules d’Okan en fonction de la surface terrière

des végétaux (arbres) en dessous des héliophiles. ... 58 Figure 2.7 : Probabilités d’observer des plantules d’Okan en fonction de l’azimut pour

différentes surfaces terrières des végétaux (arbres) en dessous des héliophiles (5, 10, 15, 25, 35 m2_{/ha). ... 59} Figure 2.8 : Probabilité d’observer la régénération acquise d’Okan pour diverses hauteurs

xii

Figure 3.1 : Localisation de la zone d’étude (UFA 09 004b) et du site de collecte des données (AAC 3-1) dans le sud Cameroun (FIPCAM, 2016). ... 71 Figure 3.2 : Représentation d’une placette de 50 m de diamètre, sa division en sections, une trouée et sa division en carrés d’inventaire. ... 73 Figure 3.3 : Évolution de la densité d’Okan (0,2 m ≤ H ≤ 12 m) dans différentes sections

allant du centre (1) de la placette à son extrémité (5). ... 79 Figure 3.4 : Hauteurs moyennes d’Okan (0,2 m ≤ H ≤ 12 m) observées dans les différentes

xiii

Liste des sigles et abréviations

AAC : Assiette Annuelle de Coupe

BC : Bassin du Congo

DHP : Diamètre à Hauteur de Poitrine

FIPCAM : Fabrique Internationale des Parquets du Cameroun

OIBT : Organisation Internationale des Bois Tropicaux

xiv

Dédicaces

À

Mes parents (Esther et Khobie Moselly) qui m’ont appris à lire et à compter ; Mes grands-parents (Zacharie et Élisabeth) qui m’ont appris à prospecter et décrire ; Deux femmes (Nège et Emmanuelle Seka) qui m’ont donné et redonné d’espérer.

xv

Remerciements

Cette thèse a été possible grâce à diverses contributions et soutiens multiformes (matériels, intellectuels, spirituels et affectifs). Ils ne sauraient être hiérarchisés, car tous ont été importants.

Un grand merci au Programme élargi de formation en gestion des ressources naturelles dans le Bassin du Congo (PEFOGRN-BC) de l’Université Laval et au Réseau des Institutions de la Formation Forestière et Environnementale en Afrique Centrale (RIFFEAC) qui ont accepté ma candidature comme doctorant, financé mes études ainsi que la grande partie des activités de terrain.

Des remerciements à mon directeur Jean Bégin dont les contributions sont nombreuses ; la plus marquante a été celle de m’ouvrir les portes du laboratoire de dendrométrie, et de m’y accepter pendant 6 années. J’ai beaucoup appris.

Des remerciements à Jean-Claude Ruel (mon codirecteur) qui a accepté de m’encadrer. Ma reconnaissance s’adresse également aux autorités du Ministère des Forêts et de la Faune (MINFOF) à travers l’École Nationale des Eaux et Forêts (ENEF) du Cameroun. Spécifiquement à Marie-Rose Ndedi, Ibrahim Linjouom, Prospère Magloire Seme qui ont pris des décisions favorables à la poursuite de mes travaux ; aux plus hautes instances du MINFOF-MINFOPRA du Cameroun qui ont donné leurs quitus afin que mon temps pendant ces années soit essentiellement consacré à la recherche.

Un grand merci aux dirigeants de FIPCAM et à sa cellule d’aménagement qui m’ont donné accès à l’UFA 09 004B, apporté une aide financière et rendu accessible certains documents d’exploitation.

Un grand merci également aux deux merveilleuses équipes (cubage et régénération) qui m’ont accompagné et ont surmonté de nombreuses difficultés en forêt pour obtenir des données de la meilleure qualité, un immense merci.

Merci à Marie Louise Tientcheu Avana et Martin Riopel dont les points de vue ont construit les manuscrits.

xvi

Merci également à Marc Lyonga, David Barika et Linnetrichwe Anwi qui ont accepté de relire les versions traduites de mes résumés.

Sincères remerciements à vous qui publiquement ou discrètement me portez dans vos pensées, me défendez ou me soutenez.

Aux Heles (famille Heles) et à Yves Toguem qui ont été là dans les moments de doute, merci.

xvii

Avant-propos

Cette thèse de doctorat est rédigée en français avec insertion d’articles. Elle comprend : une introduction générale, le corps de la thèse et une conclusion générale. Le corps de la thèse est constitué de 3 chapitres.

Le chapitre 1 a été divisé en 2 manuscrits avant la soumission. Le premier est intitulé « Estimation des volumes bruts d’Okan au sud Cameroun et sera soumis incessamment. Le second a été soumis, en anglais sous le titre « Volume recovery and estimation of commercial volumes of Okan (Cylicodiscus gabunensis Harms) in southern Cameroon ». Pour ces deux manuscrits, je suis le premier auteur et Jean Bégin en est le second. J’ai collecté les données, effectué la revue de littérature, les analyses et rédigé lesdits manuscrits. Jean Bégin a fourni l’expertise statistique et assuré leur relecture. Gaétan Daigle y a également contribué ponctuellement, sur demande à travers son expertise statistique.

Le chapitre 2 a été publié en octobre 2018. [Seka M.J., Bégin J., Avana T.M.L., Riopel M., & Ruel J.C. (2018). Régénération naturelle de l'Okan (Cylicodiscus gabunensis Harms) et facteurs influençant la probabilité d'observation des semis. Revue scientifique et technique forêt et environnement du bassin du Congo, 11, 26–38]. J’ai collecté les données, effectué la revue de littérature, le traitement des données et rédigé le manuscrit. Jean Bégin et Martin Riopel ont fourni l’expertise statistique. Jean Bégin, Marie Louise Tientcheu Avana et Jean-Claude Ruel ont relu le manuscrit.

Le chapitre 3 sera soumis ultérieurement. Il est intitulé : Caractéristiques de la régénération d’Okan (Cylicodiscus gabunensis Harms) et composition de ses trouées au Sud Cameroun. J’ai collecté les données, effectué la revue de littérature, le traitement des données et rédigé le manuscrit. Marie Louise Tientcheu Avana et Jean Bégin ont prodigué des conseils pratiques pendant la collecte des données. L’expertise statistique a été fournie par Jean Bégin et Gaétan Daigle.

Les aspects théoriques préalables à la collecte des données ont été validés dans le cadre d’un comité de doctorat constitué de Jean Bégin, Jean-Claude Ruel, Marie Louise Tientcheu Avana et Louis Bélanger.

1

Introduction générale

Contexte et problématique générale

La forêt du Bassin du Congo (BC) est l’un des deux plus grands massifs de forêt tropicale dense humide au monde. Elle est caractérisée par un fort taux d’endémisme, les espèces qui y sont rencontrées ne se retrouvant nulle part ailleurs dans le monde. On y dénombrerait au moins 10 000 espèces de plantes dont 3 000 environ seraient endémiques (PFBC, 2005).

Certains pays de la sous-région tirent, de l’exploitation de la forêt, une part non négligeable de leur PIB. Il s’agit par exemple de la République Centrafricaine (13%), du Cameroun (6%), du Congo (5,6%) et du Gabon (3,5%). De plus, le secteur forestier dans le BC a la capacité de fournir un grand nombre d’emplois directs et indirects, en s’appuyant sur une ressource qui peut se renouveler dans des bonnes conditions de gestion (Bayol et al., 2010). Au Cameroun, sur 55 industries recensées, ont été comptés environ 8000 emplois permanents et 21 000 informels ou temporaires (CIFOR, 2013). La durabilité de ce secteur revêt donc une importance à la fois écologique et économique.

L’exploitation de certains bois tropicaux se justifie par leurs propriétés qui ont fait l’objet d’un intérêt depuis au moins les années 70s (Detelf, 1972; CIRAD, 2012; Louppe et al., 2008; Bergerault et Rougier, 2012). La recherche des bois tropicaux aux propriétés désirées soumet la forêt à une exploitation sélective (Dirou et Priser, 2017) qui met une pression sur quelques espèces en ciblant leurs plus beaux spécimens. Elle peut aboutir (de manière directe) à : (i) une dégradation des espaces forestiers (Dkamela, 2011) et (ii) une modification de la structure diamétrique des espèces concernées au fil des rotations (Karsenty et Gourlet-Fleury, 2006). De manière indirecte, les routes peuvent potentiellement contribuer à la dégradation du couvert en facilitant l’accès à la forêt et en gênant sa reconstitution si elles sont très larges (Kleinschroth et al., 2016 ; Kleinschroth, 2016).

Plusieurs approches d’aménagement ont été discutées : (i) la prohibition de l’exploitation des forêts naturelles tropical pour la production du bois d’œuvre FAO (2001, Terborgh, 1999); (ii) une exploitation des bois précieux suivie d’une mise en cloche (Rice et

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al., 1997 ; Niesten et Rice, 2004a, Niesten et Rice, 2004b) et (iii) l’exploitation forestière sous condition du respect de règles strictes basées sur les connaissances existantes (Karsenty et al., 2016; Medjibe et al., 2011; Putz et al., 2001). La pratique dans le bassin du Congo est de mettre des superficies forestières sous exploitation industrielle pour la collecte du bois d’œuvre. La possibilité et la durée de rotation, qui y sont les deux principaux paramètres d’aménagement, y déterminent le caractère durable de la gestion (Eba’a, 2014). Cette exploitation se fait avec pour hypothèse que le respect des règles de gestion garantit le maintien en bon état de ces espaces forestiers. Bien que cette approche soit commune à tous les pays de la sous-région, son application revêt des particularités en fonction des pays (FAO, 1985). La taille des concessions, par exemple, varie d’un pays à l’autre.

L’exploitation forestière est présente dans tous les pays du BC avec des rotations comprises entre 25 et 30 ans. Dans la perspective du maintien du potentiel de ces forêts, l’Exploitation Forestière à Faible Impact (EFI) et l’aménagement durable ont, dans un premier temps, été envisagés comme des options pouvant induire une gestion durable desdites forêts (Nasi et Forni, 2006). Ensuite ce fut l’aménagement forestier et la certification de sa « bonne qualité » qui ont été envisagés comme parades aux potentiels effets négatifs de l’exploitation forestière (OIBT, 2016 ; Tadjuidje, 2009 ; Kouna et al., 2008 ; Carret, 2002). Le dénominateur commun reste l’aménagement forestier qui a toujours été perçu comme « la discipline de la foresterie qui permet de garder en ligne de mire l’idéal de gestion durable » (Eba’a, 2014). Il met en avant :

(i) le maintien de la biodiversité et du bon fonctionnement de l’ensemble de l’écosystème forestier (ATIBT, 2007; Fargeot et al., 2004);

(ii) la prise en compte des obligations sociales, intérêts et exigences économiques ainsi que les réalités des sociétés rurales riveraines (Rainforest, 2007; ATIBT, 2005a)

(iii) les obligations des entreprises en matière de gestion de la faune (ATIBT, 2005b).

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Les exigences associées à une gestion soutenue des espaces forestiers ont été en constante augmentation (Eba’a, 2014), mais les résultats sur l’écosystème forestier restent sujet à controverses. L’implémentation des exigences de l’aménagement ne garantirait pas d’inverser la tendance à la déforestation (Brandt et al., 2016), bien que cette observation soit discutée (Karsenty et al., 2016). Le concept d’« aménagement écosystémique » commence à être substitué à celui d’« aménagement forestier ». L’aménagement écosystémique vise à réduire les écarts entre les forêts naturelles et les forêts aménagées. Il est défini comme permettant le maintien de la biodiversité et la viabilité de l'ensemble des écosystèmes forestiers (Samyn et al., 2011).

Les questions d’aménagement sont de plus en plus prises en compte en zone tropicale, mais les systèmes complets développés dans l’objectif d’une gestion durable sont rares (Fredericksen, 2011). Il se pose donc la nécessité de mettre l’emphase sur les systèmes qui réduisent l’impact sur le peuplement, mais aussi qui stimulent la régénération en espèces recherchées. La minimisation des impacts néfastes de l'exploitation forestière sur l'environnement et l’application de traitements sylvicoles adaptés sont à cet effet recommandés. Elles sont nécessaires pour le maintien du potentiel de production en bois de ces forêts, et ceci particulièrement pour les espèces commerciales (Fredericksen et Putz, 2003).

Cylicodiscus gabunensis (Okan) fait partie, depuis 2008, des cinq espèces du BC les plus exploitées pour la production du bois (Bayol et al., 2010). Quelques années auparavant, l’espèce était peu connue des marchés du bois (Ruiz-Pérez et Ezzine de Blas, 2006). En 2010, au Cameroun, l’espèce était la plus exportée (ATIBT, 2012). Sur plus de 600 espèces d’arbres trouvées au Cameroun dont 300 sont assez répandues dans les forêts ombrophiles, seules 30 d’entre elles sont actuellement utilisées en volumes significatifs pour le bois. De ces 30 espèces, une douzaine constitue 80% du volume de bois utilisé et commercialisé du pays. L’Okan fait partie de cette douzaine d’espèces (OIBT, 2011). L’aménagement de l’espèce doit ainsi pouvoir répondre à la pression qu’elle subit, tout au moins pour son bois (Carret, 2002).

L’Okan est la seule espèce du genre Cylicodiscus. L’aire de répartition de l’espèce se limite à quelques pays d’Afrique (Louppe et al., 2008). L’Okan possède un bois très dur et

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très lourd, résistant aux efforts mécaniques. Il ne nécessite pas de traitement de préservation contre les insectes du bois sec en cas d’humidification temporaire ou permanente (CIRAD, 2012 ; et CIRAD, 2008). L’espèce est également sollicitée par des utilisateurs autres que l’industrie du bois. Elle est utilisée comme fourrage, dans la pharmacopée contre de nombreuses maladies (Louppe et al., 2008; Soladoye et al., 2012). Certaines de ses propriétés ont été confirmées pour des utilisations pharmaceutiques (Kouitcheu et al., 2007; Kouitcheu et al., 2006; Okokon et al., 2006). À l’opposé des sollicitations diverses, très peu d’études semblent avoir été menées sur l’espèce, afin d’assurer son maintien en milieu naturel.

Au Cameroun, les tarifs de cubage constituent une contrainte à la mise en œuvre d’une gestion durable des forêts, notamment au niveau des Unités Forestières d’Aménagement (UFA). D’après l’OIBT (2009) « les tarifs en cours sont dépassés », et ils n’ont jusqu’ici pas été modifiés. Ceci est perceptible sur le terrain à travers les discordances entre le volume et le nombre de tiges autorisés par le Permis Annuel d’Opération (PAO) pour certaines essences. Tantôt le nombre de tiges est atteint et le volume pas, et vice versa. Cette discordance entre les prévisions et la réalité est attribuée à l’application de tarifs de cubage non adaptés à ces stations (Youmbi, 2011 ; Beutchou, 2010 ; Nitcheu, 2010 ; Seka, 2010).

Les premiers tarifs de cubage utilisés au Cameroun datent des années 80s et ont été réalisés lors des différentes phases d’inventaires. Ils ont très vite montré leurs limites. Une première tentative d’amélioration, pendant laquelle de nouveaux tarifs ont été calculés, est celle du projet API (Projet API, 1995). Malgré cette tentative, limitée à des tiges exploitées, le problème n’a pas été résolu (Tchatat et al., 2008).

Des efforts sont actuellement déployés par des sociétés forestières pour produire des tarifs locaux plus adaptés, au niveau des forêts que celles-ci aménagent. Cependant ces tarifs spécifiques proviennent d’arbres cubés sur parc, donc essentiellement orientés vers de gros diamètres (Beutchou, 2010 ; Nitcheu, 2010), soit produits avec de nombreuses classes de diamètres manquantes (Youmbi, 2011). Des tarifs ont été également produits dans des plantations forestières (Owona, 2006), mais sont peu appropriés pour les forêts naturelles.

Le problème de l’estimation des volumes de bois va au-delà de la seule question des tarifs de cubage au volume brut. La nécessité d’estimer les volumes de bois transformés

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(façonnés) ou à commercialiser, lors des inventaires d’exploitation, est également une préoccupation (ATIBT, 2006 ; Fournier-Djimbi et Fouquet, 1998). Dans la pratique, elle est résolue à travers le coefficient d’exploitation et le coefficient de commercialisation. Le coefficient d’exploitation est la quantité de pieds exploitables d’une essence donnée dans un contexte donné. Il peut être exprimé en pourcentage, par rapport aux effectifs escomptés d’après l’inventaire d’aménagement (ATIBT, 2006). Les tarifs de cubage permettent de transformer les effectifs en volume brut. Toutefois, ce volume brut est une surestimation du volume des grumes réellement utilisées. Par ailleurs, une des pistes non explorées pourrait être de proposer des tarifs de cubage estimant directement les volumes commerciaux de grume, pour tenir compte de la valeur économique à considérer dans les études de préinvestissement (Projet API, 1995; FAO, 1981).

En harmonie avec les exigences de gestion durable, la loi camerounaise exige, des exploitants des forêts, de conduire des travaux sylvicoles pour s’assurer de la reconstitution de la forêt au terme de chaque rotation (Arrêté N°222/A/MINEF/25 Mai 2001). La capacité de régénération en milieu naturel après coupe, pour une espèce commerciale doit pour cela être connue. L’Okan est une espèce anémochore pour laquelle le tempérament ne fait pas l’unanimité. L’Okan a déjà été classé comme pionnière (Doucet et al., 2016), héliophile/héliophile stricte (Tchouto, 2004; Doucet, 2003) et sciaphile (Thorsten, 2011; Barend, 2004 ; Atta-Boateng et Moser, 1999).

La pérennisation des populations d’espèces exploitées doit passer par une sylviculture adaptée prenant en compte leur écologie et les facteurs influençant leur régénération (Karsenty et Gourlet-Fleury, 2006 ; Doucet, 2003 ; Debroux et Delvingt, 2002). Pour les espèces commerciales en particulier, la nécessité d’une sylviculture adaptée est un problème récurrent en zone tropicale (Fredericksen, 2011; Nasi et Forni, 2006; Sist et Brown, 2004; Fargeot et al., 2004; Fredericksen et Putz, 2003). Elle rencontre, pour le cas spécifique de l’Okan, un besoin d’informations sur le comportement de l’espèce.

Une des orientations futures que suggère de prendre l’OIBT (2011) est de privilégier davantage la gestion des essences à hautes valeurs (cas de l’Okan). L’organisation soutient ce point de vue par le fait qu’une gamme plus étendue d’essences, et/ou une production accrue à valeur ajoutée pourrait aider à accroître la profitabilité de la gestion des forêts

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naturelles. D’autre part, l’effort de prélèvement, centré sur les quelques essences qui produisent la grande partie des bois exportées, devrait être associé à des mesures sylvicoles adaptées afin de tendre vers un aménagement durable (Fredericksen, 2011).

Objectifs et hypothèses

Objectifs

L’objectif général de l’étude est de contribuer à l’aménagement d’une espèce commerciale de bois à haute valeur des forêts du BC. L’aménagement est reflété par : (i) le prélèvement (tarifs de cubage) et (ii) la reconstitution du potentiel ligneux. Le prélèvement portera sur l’estimation des volumes bruts de bois sur pied et des volumes commerciaux. La reconstitution fera l’objet d’intérêt à travers la régénération naturelle au pied de ses semenciers d’une part et dans ses trouées d’autre part. L’espèce choisie pour l’étude est l’Okan (Cylicodiscus gabunensis), une espèce, endémique au BC, très sollicitée pour son bois. La controverse autour du tempérament de l’espèce illustre clairement le besoin d’informations additionnelles pour une gestion durable de son potentiel sur pied. Plus spécifiquement, il s’agira de :

- proposer des méthodes d’estimation des volumes bruts sur pied et des volumes commerciaux de l’Okan adaptées au contexte local des UFAs;

- décrire la régénération naturelle de l’Okan au pied de ses semenciers et identifier les facteurs l’influençant;

- décrire la régénération naturelle de l’Okan et d’autres espèces dans ses trouées. Hypothèses

L’hypothèse générale de l’étude est la suivante : si les volumes de bois (brut et commerciaux) de C. gabunensis sont estimés avec précision et la régénération naturelle (sous ses semenciers/en forêt naturelle et dans les trouées) maîtrisée, le potentiel de l’espèce peut être maintenu durablement dans les « forêts de production ». Les hypothèses secondaires à vérifier sont les suivantes :

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Hypothèse 1. Le mesurage des arbres sur site (UFA/AAC) et l’utilisation des méthodes de cubage adaptées résorbent les imprécisions des estimations des volumes de bois brut sur pied dues à l’utilisation des tarifs nationaux/régionaux.

Hypothèse 2. Les volumes commerciaux de C. gabunensis peuvent être estimés, a priori, à partir des paramètres quantitatifs et d’une cotation de qualité faisant le lien avec les études de recollement provenant du suivi de ses grumes.

Hypothèse 3. Si le développement des semis de C. gabunensis est dépendant de la lumière, très peu de jeunes plants de l’espèce survivent aux pieds des semenciers et leur présence est affectée par l’ombrage (surface terrière/densité des plants) autour du pied mère.

Hypothèse 4. Si le développement des semis de C. gabunensis est dépendant de la lumière, l’espèce se régénère mieux dans les trouées d’abattage que sous couvert.

Le premier chapitre répond aux hypothèses 1 et 2. En s’appuyant sur des régressions pondérées, des tarifs de cubage au volume brut et au volume commercial sont proposés pour l’Okan. Des équations à une, deux et trois entrées sont proposées d’une part pour estimer les volumes de bois à récolter, d’autres part pour estimer les volumes des rebuts qui pourraient être dégagés. Celles-ci sont développées en fonction de paramètres qualitatifs et/ou quantitatifs mesurés sur les tiges.

Le second chapitre traite de la quantification de l’abondance de la régénération de l’Okan en dessous des semenciers de l’espèce et identifie les facteurs pouvant l’influencer. Deux types de régénération y sont distingués : les plantules (hauteur ≤ 19 cm) et la régénération acquise (20 cm ≤ hauteur ≤ 11,9 m) de l’Okan. Les valeurs de présence/absence de chacun de ces types de régénération sont analysées au moyen de régressions logistiques.

Le dernier chapitre décrit la régénération ligneuse dénombrée dans les trouées, un an environ après abattage d’un pied mature d’Okan. La fréquence de l’Okan et d’autres groupes de plantes y est quantifiée. Les facteurs pouvant expliquer la présence ou non d’une espèce dans ces trouées y sont analysés au moyen d’une régression logistique. Ce dernier chapitre complète les observations permettant de proposer un tempérament pour l’Okan.

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Chapitre 1 : Tarifs de cubage et recollement de l’Okan (Cylicodiscus

gabunensis Harms) au sud Cameroun

Résumé

L’objectif de l’étude a été d’élaborer des tarifs de cubage pour l’estimation des volumes (bruts et commerciaux) sur écorce d’Okan et de décrire son recollement. Au total, 205 tiges de DHP compris entre 65 et 167 cm ont été cubées (par billons successifs) et suivies à l’UFA 09 004b située au sud Cameroun. Les relations entre les volumes calculés et les variables indépendantes relevées (DHP, Dx, H) ont été établies au moyen de régressions pondérées. Le tarif à une entrée [V=f(DHP)] produit lors de l’étude, lorsqu’il est comparé au tarif administratif en vigueur dans la zone, montre que ce dernier sous-estime significativement les volumes d’Okan. Les tarifs de cubage utilisés au Cameroun pour l’Okan devraient donc être révisés et complétés. Les tarifs à deux et trois entrées [V=f(DHP, H)], [V=f(DHP, Dx)], [V=f(DHP, H, Dx)] ont de meilleurs R2, AIC et RSE que celui à une entrée. Ces tarifs fournissent un gain de précision même lorsque les méthodes et instruments utilisés sont sujets à des erreurs de mesure, normalement distribuées, de la longueur du fût (écart type ≤ 1,8 m) et du deuxième diamètre (écart type ≤ 3,25 cm). La modélisation de la proportion des rebuts, bien qu’aboutissant à un faible R2_{, est mieux décrite en considérant la longueur du fût et la} classe de qualité. En plus de la possibilité d’utiliser des paramètres quantitatifs mesurés sur les fûts, les volumes commerciaux sont estimés de trois autres manières : par la proportion des rebuts, par l’utilisation du classement de qualité ONADEF et par la mesure des longueurs commerciales des fûts. Ces équations peuvent contribuer à améliorer les estimations des volumes de bois d’Okan dans la zone d’étude.

Mots clés

Okan (Cylicodiscus gabunensis Harms), tarif de cubage, recollement, volume brut, volume commercial, sud Cameroun

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Abstract

The objective of this study was to elaborate volume equations to estimate volumes (raw and commercial) over bark of Okan and describe its recovery. Two hundred and five stems with a diameter at breast height (DBH) varying between 65 and 167 cm, were cut and scaled (by successive logs) and followed at forest management unit (FMU) 09 004b in South Cameroon. The relationship between the scaled volumes and the measured independent variables (DBH, Dx, H) were established using weighted regressions. The volume equation with one entry [V=f(DBH)] produced during the study, when compared to the administrative volume equation used in the area concerned, showed that the latter equation significantly underestimates Okan’s volumes. The volume equations used in Cameroon for Okan should therefore be revised and completed. The volume equations with two and three entries [V=f(DHP, H)], [V=f(DHP, Dx)], [V=f(DHP, H, Dx)] have better R2, AIC and RSE than that with a single entry. These volume equations provide a gain in precision even when the methods and instruments used are susceptible to measurement errors, normally distributed, on the stem’s length (standard deviation ≤ 1,8 m) and on the second diameter (standard deviation ≤ 3,25 cm). Modeling the proportion of stem residues, although resulting in a low R2, was best described by considering log length and quality class. In addition to the possibility of using quantitative parameters measured on stems, commercial volumes were estimated in three other ways: by the proportion of rejects, by the use of the ONADEF quality grading and by the measurement of the commercial lengths of the stems. These equations can help improve estimates of Okan wood volumes in the study area.

Keywords

Okan (Cylicodiscus gabunensis Harms), volume equation, volume recovery, gross volume, commercial volume, South Cameroon

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1.1 Introduction

Les tarifs de cubage sont des outils d’estimation du volume des arbres sur pied. Ils sont utilisés, entre autres, pour le calcul des volumes bruts (Vb) exploitables (ATIBT, 2006). Au Cameroun, les tarifs au volume brut utilisés sont sujets à controverses (Tchatat et al., 2008). Ils causent des différends entre les sociétés forestières et l’État. Ces sociétés font face à des incohérences entre le volume et le nombre de tiges autorisés dans les Permis Annuel d’Opération (PAO) pour certaines essences. Dans certains cas, le nombre de tiges est atteint et le volume pas, tandis que dans d’autres cas, le volume est atteint et le nombre de tiges pas. Cette discordance entre les prévisions de volume brut et la réalité est attribuable à l’application de tarifs de cubage non adaptés à ces stations (Beutchou, 2010 ; Nitcheu, 2010) et possiblement aux méthodes utilisées pour estimer ces volumes (Dubart et al., 2017).

Cette étude porte sur Cylicodiscus gabunensis qui, depuis 2008, fait partie des cinq espèces les plus exploitées du bassin du Congo pour la production du bois (Bayol et al., 2010). Au Cameroun, les volumes exploités de l’espèce ont été constamment croissants entre 1998 et 2014 (MINFOF, 2014). Les tarifs de cubage de C. gabunensis, comme tous ceux proposés par l’administration forestière du Cameroun, sont de la forme [Vb = f(DHP)]. Vb représente le volume brut (en m3_{), situé entre la hauteur d’abattage et la base des grosses} branches (ONADEF, 1992) où passe le trait de scie qui permet l’étêtage de la grume. Le Diamètre à Hauteur de Poitrine (DHP) est le diamètre de référence (en cm), généralement mesuré à hauteur de poitrine par les prospecteurs ; cette hauteur est située à 1,3 m environ du sol. Les autres caractéristiques des tarifs proposés par l’administration sont les suivantes :

- ils sont plus adaptés pour une utilisation au niveau des phases qu’à une utilisation au niveau des Unités Forestières d’Aménagement (UFA);

- dans certains cas, ils ont été proposés pour des groupes d’essences; - les tiges échantillons étaient cubées au relascope;

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- des arbres en dessous du Diamètre Minimum d’Exploitablité (DME) ont été inclus dans les échantillons (ONADEF, 1992).

La première piste envisagée pour améliorer la qualité des tarifs utilisés pour C. gabunensis est de cuber les arbres localement, dans les forêts exploitées, en utilisant une méthode adéquate (Paget et al., 2005a). Une seconde approche est de cuber les arbres en nombre suffisant pour l’espèce étudiée (C. gabunensis). La troisième amélioration est de se concentrer sur les classes d’arbres exploitables, supérieures ou égales au Diamètre Minimum d’Exploitation (DME) de C. gabunensis dans lesquelles le tarif sera utilisé (Rondeux, 1999). Les autres pistes envisagées procèdent par le développement des tarifs de cubage qui utilisent, en plus du (DHP), d’autres entrées. Elles pourraient être la longueur / hauteur du fût (Lf) ou un second diamètre (Dx) pris sur l’arbre [Vb = f(DHP, Dx), Vb = f (DHP, Lf), Vb = f(DHP, Dx, Lf)] (Rondeux, 1999; CTFT, 1989).

Les tarifs cités précédemment sont focalisés sur l’estimation du volume de bois brut et ne considèrent pas l’influence de la qualité des tiges (ATIBT, 2006 ; Fournier-Djimbi et Fouquet, 1998). Les études de recollement pourraient bonifier les tarifs suscités en offrant la possibilité d’estimer les volumes commerciaux (Vc). Au Cameroun, les études de recollement procèdent par un regroupement des tiges par classes de qualité (Cq). Ce regroupement améliore l’estimation du volume de bois qui peut être tiré de la forêt en le calculant par classe de qualité (Fournier-Djimbi et Fouquet, 1998 ; Lanly et Lepitre, 1970) [Vc = f(DHP, Cq), Vc = f(DHP, Dx, Cq), Vc = f(DHP, Lf, Cq) ou Vc = f(DHP, Dx, Lf, Cq)]. La cotation de qualité utilisée est celle proposée par l’Office National de Développement des Forêts (ONADEF) en 1992. Utilisée par l’administration forestière camerounaise, elle a été intégrée aux équations estimant le volume brut (au cours de cette étude) afin d’estimer des volumes commerciaux. Une autre possibilité est l’utilisation d’une longueur commerciale (Lc). Elle a été étudiée afin de proposer une alternative à l’utilisation des classes de qualité.

L’objectif principal de l’étude a été d’élaborer des tarifs de cubage pour l’estimation des volumes bruts, commerciaux, sur écorce d’Okan et de décrire son recollement. Six hypothèses ont été formulées pour être vérifiées.

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Hypothèse 1.1. Les tarifs nationaux (Vb=f[DHP]) présentent, dans le cas de l’Okan, des divergences par rapport à un tarif élaboré en sélectionnant les arbres à une échelle locale.

Hypothèse 1.2. La longueur du fût apporte un gain de précision aux tarifs de cubage au volume brut, cependant, en raison des difficultés à la mesurer en zone tropicale (Samba et al., 2011 ; Chave et al., 2005), l’utilisation d’une seconde mesure de diamètre offre une alternative à son utilisation pour bonifier les tarifs comportant pour seule entrée le DHP.

Hypothèse 1.3. Le gain de précision recherché à travers les tarifs à 2 ou 3 entrées n’est effectif que si l’erreur de mesure tolérable (sur la hauteur ou le second diamètre) est maîtrisée. Hypothèse 1.4. Les tiges de faible qualité, lorsqu’elles sont abattues, génèrent une plus grande proportion de rebuts, dégagés en majorité au pied de leurs souches.

Hypothèse 1.5. Le pourcentage de rebut varie, en plus de la classe de qualité, en fonction du DHP et de la longueur des fûts.

Hypothèse 1.6. L’utilisation de la longueur commerciale, si on peut l’estimer sans biais, améliore l’estimation du volume commercial comparativement à l’utilisation des classes de qualité.

1.2 Matériel et méthode

1.2.1 Zone de l’étude

Les travaux ont porté sur des pieds d’Okan localisés dans l’Unité Forestière d’Aménagement (UFA) 09 004b située au sud Cameroun. Elle est située entre 2°03’ et 2°26’de latitude Nord et entre 6°42’ et 6°48’ de longitude Est (figure 1.1). Le climat est de type guinéen et les formations végétales caractéristiques des forêts denses humides de type caducifolié (FIPCAM, 2016).

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Figure 1.1 : Localisation de l’UFA 09 004b et des tiges de C. gabunensis cubées.

1.2.2 Collecte des données

La collecte des données s’est déroulée en trois étapes : l’utilisation des données d’inventaire d’exploitation ; le mesurage des tiges abattues (diamètres et longueurs) et leur cotation ; le suivi des grumes aux fins de quantification des rebuts.

Utilisation des données d’inventaire d’exploitation

Les données d’inventaire utilisées sont de deux types : les archives d’exploitation de l’Okan des 5 dernières années (2009 – 2013) et les données d’exploitation de l’année en cours (2014). Les archives d’exploitation ont permis, sur la base des tiges inventoriées dans les précédentes Assiettes Annuelles de Coupe (AAC), d’estimer un coefficient d’exploitation. Les données d’inventaire des AAC en cours ont été couplées aux plans journaliers de travail pour localiser les tiges de C. gabunensis à mesurer parmi les nombreuses tiges prévues au plan de coupe.

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Prise de mesures, cotation de qualité et suivi des grumes

Au total, 205 tiges de C. gabunensis atteignant au moins le Diamètre Minimum d’Exploitabilité (DMEadm) fixé par l’administration forestière (60 cm) ont été cubées et suivies. Les tiges ont été mesurés sur écorce, au pied des souches, en utilisant la méthode de cubage par billons successifs. Les diamètres ont été mesurés sur chacune des tiges, à chaque mètre sur les 3 premiers mètres, puis à tous les deux mètres jusqu’au fin bout. Deux mesures perpendiculaires de diamètre ont été effectuées à chaque hauteur.

Pour ce qui est de la qualité, les tiges ont été cotées en s’appuyant sur la grille proposée par l’Office National de Développement des Forêts (ONADEF) du Cameroun en 1992 (Annexe A). Celle-ci répartit les grumes en 4 classes de qualité. La classe 1 regroupe les tiges les plus recherchées tandis que la classe 4 est faite de bois ne pouvant être utilisés commercialement. La distribution de tiges étudiées, par classe de diamètre et de qualité, est présentée à la figure 1.2.

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Figure 1.2 : Distribution des tiges cubées dans les différentes classes de DHP (a) et de

qualité (b).

Deux longueurs ont été évaluées : la longueur du fût (Lf) et la longueur commerciale (Lc) des tiges. La longueur du fût (en m) est la longueur comprise entre la hauteur d’abattage et la section située à la base des grosses branches où est effectuée la coupe d’étêtage. La longueur commerciale correspond à la longueur du fût diminuée de celle des rebuts de tige. La longueur du fût a été évaluée immédiatement après abattage et la longueur commerciale

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à l’issue du suivi. La répartition des tiges étudiées dans les diverses classes de longueur est présentée à la figure 1.3.

Figure 1.3 : Distribution des tiges cubées dans les différentes classes de longueur de fût (a)

et de longueur commerciale (b).

Les rebuts de chaque grume étaient mesurés au pied des souches et dans les parcs. Chacune des grumes / rebuts était retracée grâce à son numéro d’inventaire. Leurs diamètres étaient mesurés à tous les mètres lorsque leur longueur était supérieure à 1 m.

En ce qui concerne le second diamètre, deux niveaux par rapport au sol ont été considérés, 5 et 7 m. Ces niveaux ont été choisis en tenant compte du fait qu’ils devraient

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être plus aisément mesurables que la longueur du fût, pour contourner l’obstruction visuelle parfois constatée en forêt tropicale. Les statistiques détaillées sur les variables mesurées apparaissent à l’annexe B.

1.2.3 Analyse des données

L’analyse des données a consisté en l’utilisation des données collectées pour : (i) construire différents tarifs de cubage pour l’estimation des volumes bruts de C. gabunensis ; (ii) comparer le tarif [Vb=f(DHP)] élaboré à celui de l’administration ; (iii) effectuer une analyse de sensibilité des équations produites à l’erreur de mesure ; (iv) décrire le recollement et estimer le volume des rebuts de l’espèce et (v) élaborer des tarifs de cubage pour l’estimation de ses volumes commerciaux.

Calcul des volumes, construction des tarifs de cubage et comparaison au tarif administratif

Les volumes bruts des billons ont été calculés sur écorce en utilisant la formule de Smalian (Samba et al., 2011, Rondeux, 1999). Les tarifs de cubage estimant les volumes bruts ont été obtenus en trouvant les équations s’ajustant le mieux aux observations (figure 1.4) ; en effectuant des régressions linéaires entre le volume (Vb) et les variables indépendantes relevées sur les fûts (DHP, Dx et Lf). Diverses transformations de variables ont été utilisées afin d’identifier celles s'ajustant le mieux aux données.

L’équation utilisée pour le cubage de C. gabunensis dans la zone de l’étude est celle de la phase 1 qui est la suivante : V=-0,00676+0,0008579(DHP2_{). La comparaison entre ce tarif} et celui à une entrée proposé a été faite par une régression des écarts de volume en fonction du DHP.

Analyse de sensibilité

Les équations à plusieurs entrées [Vb=f(DHP, Dx), Vb=f(DHP, L), Vb=f(DHP, Dx, Lf)] ont été comparées au modèle de base V=f(DHP) de façon à identifier la tolérance à l’erreur de mesure, sur les paramètres additionnels au DHP qui sont en général plus sujets à une erreur de mesure. Cela a été effectué grâce à 1000 itérations simulant des erreurs normalement

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distribuées autour de 0 (moyenne) et d’une variation croissante d’écarts types (S) sur le (ou les) paramètre(s) autre(s) que le DHP. La comparaison a été effectuée sur la base du rapport RSE équation à 2 ou 3 entrées

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Figure 1.4 : Nuage de points formé par le volume brut des 205 tiges cubées et les variables

indépendantes ayant été utilisées pour construire les tarifs de cubage que sont le DHP (a), le diamètre à 7 m du sol (b) et la longueur du fût (c).

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Les valeurs d’écarts types équivalentes à un rapport de 100% indiquent jusqu’à quel niveau d’erreurs de mesure un modèle à plusieurs entrées est supérieur au modèle de base. Multipliés par 2 (c’est-à-dire à ± 2S), elles définissent l’intervalle de probabilité de 95% des erreurs de mesure, centrées sur zéro, pouvant être commises lors de la mesure du/des paramètre(s) additionnel(s). En ce qui concerne l’équation à trois entrées, deux intervalles de valeurs ont été définis en considérant chaque fois l’erreur comme totalement due à un paramètre. En effet, l’erreur faite au niveau de cette équation est une combinaison des erreurs faites au niveau des paramètres mesurés individuellement. Le paramètre qui y contribue le plus peut être le second diamètre ou la longueur du fût. L’erreur faite sur un paramètre peut varier en fonction de la qualité de l’instrument utilisé pour le mesurer ; la maîtrise dudit instrument par l’opérateur ; les facilités qu’offre le terrain pour mesurer l’un ou l’autre des paramètres.

Recollement et estimation du volume des rebuts

Les pertes entre l’inventaire et l’exploitation ont été estimées par l’utilisation des archives d’inventaire d’exploitation. Elles ont permis de calculer la proportion des fûts exploités (Ce), par le rapport :

Ce= Nombre de tiges exploitées / Nombre de tiges exploitables (inventoriées).

Les pertes de bois ont été décrites en fonction des classes de qualité (1, 2 et 3), de la partie de la grume affectée (bille de pied ou bille de haut) et du lieu (souche ou parc). La bille de pied, pour la qualité 1, correspondait aux 10 premiers mètres à partir de la section d’abattage. Cette longueur correspond aux 3 premiers coursons qui pourraient être tirés d’une grume, chacun d’une longueur de 3,20 m. Un courson est une section de la grume de 3 m de longueur plus une surcote de 10 cm à chacune de ses extrémités. Pour les grumes de qualité 2 et 3, cette bille correspondait aux 2 premiers coursons soit 6,5 m.

Les différents niveaux de pertes ont été comparés par une ANOVA. Les volumes de rebuts dégagés ont été modélisés à travers une régression exprimant la proportion volumétrique des rebuts (Pr en %) en fonction : du DHP, de la longueur du fût et de la classe de qualité.

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Tarifs de cubage au volume commercial

Les volumes commerciaux de C. gabunensis ont été calculés à l’issue du suivi des grumes, en retranchant, du volume brut de chaque grume, les volumes des rebuts dégagés au niveau des souches et des parcs. La modélisation des volumes commerciaux s’est appuyée sur des régressions linéaires entre le volume commercial (Vc) et les variables indépendantes relevées sur les tiges. Diverses transformations de variables ont été utilisées afin d’identifier celles s'ajustant le mieux aux données. Les variables indépendantes changeaient selon que le tarif utilisait la classe de qualité (Cq, DHP, Dx et Lf) ou non (DHP, Dx et Lc).

Analyses statistiques, comparaisons des équations et gestion de l’hétéroscédasticité

Les analyses statistiques et les coefficients des équations produites ont été calculés grâce à la procédure « lm » du logiciel R Core Team (2016). La pertinence des variables retenues a été évaluée grâce à l’ANOVA du modèle, puis confirmée par leur valeur de p. Les meilleurs ajustements des équations aux données ont été distingués sur la base de trois critères que sont le coefficient de détermination (R2), l’écart type estimé des résidus (RSE) et le critère d’Akaike (AIC).

L'hétéroscédasticité a été gérée par : i) la recherche de la variable expliquant le mieux la distribution des résidus (observation graphique et régression de la valeur absolue des résidus) ; ii) la pondération inverse au moyen de l’instruction « weights » de R. Pour les tarifs de cubage au volume brut, en particulier, la pondération de toutes les équations a été effectuée en utilisant le même paramètre (weights = 1/DHP2). Seule l’équation permettant d’estimer le pourcentage des rebuts n’a pas été pondérée.

1.3 Résultats

1.3.1 Tarif à une entrée Vb=f(DHP) et comparaison au tarif administratif

L’équation 1 proposée au tableau 1.1 exprime le volume brut en fonction du DHP. Elle est présentée avec la valeur de ses coefficients, son R2, son RSE, son AIC et sa valeur de p. Les erreurs types et les valeurs de p de chacun des paramètres sont également présentées.

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Elle a un coefficient de détermination (R2_{) de 75,3%, un AIC de 919 et un écart type résiduel} (RSE) proche de 0,02 m3 _cm-1 _{* DHP (cm). L’équation 1 a été comparée, à la figure 1.5, à} celle utilisée pour le cubage de C. gabunensis dans la zone de l’étude (phase 1).

Tableau 1.1 : Modèle de base et caractéristiques statistiques de l’équation du volume brut1 sur écorce, proposée pour l’Okan, en fonction du DHP.

Équation 1 Vb=b0 + b1 DHP2 Sum Sq Df Pr(>F) DHP2 0,32 1 < 0,001 Résidus 0,104 203 Estimé Erreur-type Pr(>|t|) b0 6,36e-01 4,40e-01 0,15 b1 1,10e-03 4,41e-05 < 0,001 R2_{(%) RSE (m}3 _cm-1_{) AIC} 75,3 0,02 919,3

1 _{pondéré avec le poids 1/DHP}2

Figure 1.5 : Estimations du volume brut sur écorce faites par l’équation proposée au cours

de l’étude (équation 1) et celles de l’administration forestière pour les différentes phases (grandes zones) d’inventaire au Cameroun (phases 1, 2, 3 et 4).

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Cette figure montre que l’équation proposée par l’administration (phase 1) sous-estime systématiquement les volumes bruts par rapport à celle proposée dans cette étude. La régression effectuée sur les écarts de volume brut sur écorce en fonction du DHP (résultats non présentés) s’est révélée statistiquement significative (p = 2,258e-08). Des équations utilisées pour estimer les volumes bruts d’Okan au Cameroun, celle de la phase 1 aboutit aux plus faibles valeurs de volume, pour des DHP équivalents.

1.3.2 Tarifs de cubage à plusieurs entrées

Tarif utilisant la longueur du fût Vb=f(DHP, Lf)

La longueur du fût est le second paramètre utilisé après le DHP. Elle peut être mesurée avec une précision adéquate lorsque le couvert est ouvert. L’équation 2 l’utilisant et ses coefficients sont présentés au tableau 1.2.

Tableau 1.2 : Modèle et caractéristiques statistiques de l’équation du volume brut1 _sur écorce en fonction du DHP et de la longueur du fût (Lf).

Équation 2 Vb=b0 + b1 DHP2+ b2 DHP2.Lf Sum Sq Df Pr(>F) DHP2 0,32 1 < 0,001 DHP2_.L f 0,056 1 < 0,001 Résidus 0,048 202 Estimé Erreur-type Pr(>|t|) b0 3,50e-01 3,00e-01 0,25

b1 2,97e-04 6,03e-05 1,73e-06

b2 4,00e-05 2,61e-06 < 2e-16

R2_{(%) RSE (m}3 _cm-1_{) AIC}

88,6 0,015 763,2

1 _{pondéré avec le poids 1/DHP}2

L’utilisation de la longueur du fût [modèle Vb=f(DHP, Lf) vs Vb=f(DHP)] améliore

l’ajustement de la courbe aux données. Cette observation est confirmée par les valeurs du R2 (89% vs 75%) et de l’AIC (763 vs 919). La pondération effectuée aboutit à des valeurs de RSE faibles, inférieures à 0,015 m3 cm-1 * DHP (cm).