de nous attacher dans un premier temps à l'étude de la structure spatiale des chablis sans prendre

Goreaud François

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1Réponse à l'appel à proposition "Forêt, Vent, Risques" du GIP ECOFORProjet de recherche :Construction d'un modèle de mortalité "Tempête",basé sur la répartition spatiale des chablis en peuplement.Application à la réserve intégrale de la Tillaie.Responsable du projet :Dr GOREAUD FrançoisIGREF, Chercheur au LISC - Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes ComplexesCEMAGREF24 avenue des Landais - BP 50085 - 63172 AUBIERE CEDEX 1 - FranceTél : 04.73.44.06.80 Fax : [phone] e-mail : [e-mail] gestionnaire de la demande : CEMAGREF - LISC24 avenue des Landais - BP 50085 - 63172 AUBIERE CEDEX 1 - FranceLaboratoires et partenaires associés au projet :Max BédéneauINRA - Coopérative de DonnéesArdon 45160 OlivetTél : 02 38 41 78 36 Fax: [phone] e-mail : [e-mail]çois de ColignyUMR CIRAD - CNRS - INRA - Université Montpellier IIBotAnique et BioinforMatique de l'Architecture des Plantes (AMAP)TA 40 / PS2 Boulevard de la Lironde 34398 Montpellier Cedex 5Tél : [phone] e-mail : [e-mail]-Yves PontaillerEcologie, Systématique et Evolution (ESE) - UPR ESA 8079Bâtiment 362 - Université Paris-Sud - 91405 Orsay cedexTél : 01 69 15 71 37 Fax : [phone] e-mail : [e-mail]1. Projet :11. Contexte du projet (objet et état de l'art) :111. Les événements de décembre 1999 nous ont tristement rappelé que les tempêtespouvaient être à l'origine de ...

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Réponse à l'appel à proposition "Forêt, Vent, Risques" du GIP ECOFOR Projet de recherche : Construction d'un modèle de mortalité "Tempête", basé sur la répartition spatiale des chablis en peuplement. Application à la réserve intégrale de la Tillaie.

Responsable du projet : Dr GOREAUD François IGREF, Chercheur au LISC - Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes Complexes CEMAGREF 24 avenue des Landais - BP 50085 - 63172 AUBIERE CEDEX 1 - France Tél : [phone] Fax : [phone] e-mail : [e-mail]

Organisme gestionnaire de la demande : CEMAGREF - LISC 24 avenue des Landais - BP 50085 - 63172 AUBIERE CEDEX 1 - France

Laboratoires et partenaires associés au projet : Max Bédéneau INRA - Coopérative de Données Ardon 45160 Olivet Tél : [phone] Fax: [phone] e-mail : [e-mail] François de Coligny UMR CIRAD - CNRS - INRA - Université Montpellier II BotAnique et BioinforMatique de l'Architecture des Plantes (AMAP) TA 40 / PS2 Boulevard de la Lironde 34398 Montpellier Cedex 5 Tél : [phone] e-mail : [e-mail] Jean-Yves Pontailler Ecologie, Systématique et Evolution (ESE) - UPR ESA 8079 Bâtiment 362 - Université Paris-Sud - 91405 Orsay cedex Tél : [phone] Fax : [phone] e-mail : [e-mail]

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1. Projet : 11. Contexte du projet (objet et état de l'art) : 111. Les événements de décembre 1999 nous ont tristement rappelé que les tempêtes pouvaient être à l'origine de dégâts importants en forêt (Anonyme, 2000). Pour pouvoir limiter dans l'avenir l'effet de ces aléas, il est indispensable de mieux comprendre ces phénomènes, puis de pouvoir les simuler et éventuellement les prédire.

projet de recherche : Construction d'un modèle de mortalité "Tempête".

112. La modélisation est un outils particulièrement pertinent pour comprendre, simuler et prédire les phénomènes biologiques (Legay, 1973; Pavé, 1994). En science forestière, elle est couramment utilisée pour étudier la croissance des arbres et des peuplements (voir par exemple Houllier et al., 1991), mais aussi dans une moindre mesure la mortalité naturelle , la régénération ou la qualité du bois. Depuis quelques années, les modèles forestiers sont également utilisés pour comparer ou évaluer différents scénarios sylvicoles (Courbaud et al., 2001). Malheureusement, il existe pour l'instant très peu de modèles pour rendre compte de la mortalité lors de fortes tempêtes 1 . Pour combler cette lacune, la recherche forestière doit maintenant envisager plusieurs approches pour concevoir de tels modèles de "mortalité par tempête" qui puissent répondre aux besoins des gestionnaires. 113. Ainsi, à l'intérieur d'un peuplement, on aimerait pouvoir modéliser quels arbres sont susceptibles d'être touchés par une tempête. La construction d'un tel modèle est en soi un premier pas vers une meilleur compréhension de l'impact des tempêtes en forêt. De plus, son utilisation en simulation serait particulièrement utile pour comparer l'impact de tempêtes (virtuelles, donc paramétrables) sur différents types de peuplements (virtuels eux aussi, cf. annexe 2) et différents scénarios sylvicoles (voir 24). A terme, un tel outil faciliterait la construction de stratégies pour limiter les risques de dégâts. Pour construire de tels modèles, une première approche possible est l'approche mécaniste, qui consiste à construire le modèle à partir de la connaissance des processus qui sont à l'origine des chablis (figure 1a). Par exemple, certaines caractéristiques individuelles (élancement, taille du houppier, densité du voisinage, etc...) peuvent entraîner une plus forte probabilité de chablis 2 (Otto, 1998). On s'attend également à ce que le régime des vents, et en particulier les variations locales des vitesses et des tourbillons, influence fortement le risque de chute 3 . (a) Modèle mécaniste  (b) Modèle statistique observation des charactéristiques des arbres morts

impact des caracteristiques propres de l'arbre (a i m m b p i a a c n t  c de f s vois i i è n r s e) par exemple : e orest la structure spatiale Figure 1 : Représentation schématique des approches mécanistes (à gauche) et empiristes (à droite) pour construire un modèle de mortalité par tempête. Une autre approche plus empirique consiste à observer les caractéristiques des phénomènes passés (ici en particulier les dégâts des tempêtes de 1999), et à construire les modèles directement à partir de ces observations (figure 1b). Par exemple, un modèle pour rendre compte de corrélations entre le taux de mortalité mesuré et différentes variables comme l'âge,                                                  1 En forêt tropicale les chablis sont un élément moteur de la dynamique forestière, ce qui a d'ailleurs amené les modélisateur à construire la famille des "Gap models" (Oldeman, 1979; Moravie, 1995). 2 Cet aspect fait l'objet de plusieurs projets de recherche, par exemple le projet européen ECO-SLOPES. 3 Cet aspect est traité par les projets "ForestGales / Capsis : Prédiction de la résistance mécanique de l'arbre au vent" (responsables : A. Stokes, C. Méredieu) et "Relations physiques arbre-vent" (responsables Y. Brunet & T. Fourcaud).

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l'espèce, le type de sylviculture, etc. C'est ce type d'approche empirique, d'ailleurs largement utilisée dans les modèles de croissance (Pardé & Bouchon, 1988), que nous nous proposons d'adopter dans ce projet. 114. Parmi les caractéristiques observables à l'intérieur d'un peuplement, la structure spatiale, et en particulier la structure spatiale des arbres morts par chablis, joue un rôle particulièrement important : - D'une part, elle est intégratrice des différents processus spatialisés à l'origine des chablis, et peut donc servir de critère d'évaluation pour les modèles mécanistes (Goreaud et al., 1999), et être utilisée pour faciliter le changement d'échelle. - D'autre part, elle décrit assez bien ce que seront les trouées, et est donc susceptible de jouer un rôle important en terme de régénération ou de plantation (Brucciamachie et al., 1994), puis dans la structure verticale - et donc la stabilité - du peuplement futur. Plusieurs études montrent que la structure spatiale des arbres morts, ou encore des clairières ouvertes par les chablis, n'est pas aléatoire (Kenkel, 1988; Zobi, 1998). Ainsi, dans la réserve de la Tillaie, nous avons pu mettre en évidence deux échelles d'agrégation des arbres morts lors des tempêtes de 1967 et 1990 (Goreaud et al., 2000; voir 1332). La nouvelle cartographie de la réserve effectuée par l'INRA d'Orléans (voir 132) est l'occasion de poursuivre ce travail sur les données de tempête de 1999, et de construire, valider et transférer un modèle de mortalité par tempête qui rende bien compte de la répartition spatiale des chablis.

12. Objectif du projet et stratégie choisie :

L'objectif de ce projet de recherche est de construire, valider et transférer vers la communauté forestière, un modèle de mortalité pour les fortes tempêtes, qui respecte la répartition spatiale des chablis dans le peuplement. Pour cela : - Nous avons choisi de modéliser directement la répartition spatiale des chablis, sans expliciter les mécanismes à l'origine de cette structure spatiale. - Nous utiliserons le formalisme des processus ponctuels (voir 133), qui a déjà été utilisé avec succès sur un projet similaire (voir 1332). - Nous construirons notre modèle sur la réserve intégrale de la Tillaie (voir 132), en forêt de Fontainebleau, pour laquelle les tempêtes de 1967 et 1990 ont déjà été étudiées, et sur laquelle une nouvelle cartographie est en cours (voir 132). - Nous intégrerons le modèle dans la plate-forme CAPSIS 4 (voir 134), de façon à le mettre facilement à disposition de la communauté forestière, et à faciliter son paramétrage sur d'autres sites et son utilisation en simulation. Ce projet est donc complémentaire des projets qui cherchent à modéliser cette même mortalité par des approches plus mécanistes, en caractérisant la stabilité individuelle des arbres ou en modélisant les variations locales du régime des vents. A terme, nous souhaitons coupler ces approches de façon à obtenir un modèle pour prédire cette mortalité en tenant compte à la fois de la stabilité individuelle des arbres et de la structuration spatiale des chablis liée au régime des vents. Ce couplage fera l'objet d'un projet de recherche ultérieur, que nous souhaitons mettre en place avec les intéresses lors du dernier semestre de ce projet (voir 3).

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13. Méthodologies et approches envisagées :

131. Hypothèses de travail - Nous supposons qu'il est pertinent d'étudier directement la répartition spatiale des arbres morts, en considérant comme une boite noire les mécanismes à l'origine des chablis. - Nous supposons que la structure des chablis observés dans la réserve intégrale de la Tillaie est assez générale, et que notre modèle pourra être reparamétré sur d'autres sites 4 . - Nous considérerons que le peuplement peut être représenté par une liste d'arbres (identifiables à 1.30 m), caractérisés par leur position (x i , y i ) dans un plan horizontal. - Enfin, nous faisons l'hypothèse que la structure des chablis est homogène, ce qui est nécessaire pour la construction du modèle avec le formalisme des processus ponctuels 5 .

132. Site d'étude et données : la réserve de la Tillaie. La réserve intégrale 6 de la Tillaie est une portion de 36 ha de la forêt de Fontainebleau qui a subi très peu d'actions sylvicoles depuis au moins 400 ans (Guinier, 1950), et dont la dynamique s'approche donc d'une dynamique naturelle (Faille et al. , 1984; Lemée, 1990). Elle a été cartographiée une première fois en 1968 (Bouchon et al., 1973). Pontailler et al.  (1997) ont mis en évidence que, si la mortalité naturelle "hors tempête" est relativement faible (en moyenne 1.7 arbres par an), la mortalité due aux tempêtes concerne un grand nombre d'arbres (de 100 à 150 arbres à chaque grosse tempête), et semble jouer un rôle important dans la régénération et l'évolution des peuplements. Les deux grosses tempêtes de 1967 et 1990 ont pu être précisément observées et étudiées. Les cartographies des positions des arbres morts par chablis ou volis (voir figure de l'annexe 3) illustrent le caractère agrégé de cette mortalité, qui a entraîné l'ouverture de nombreuses clairières. L'INRA d'Orléans réalise actuellement une campagne de mesure pour obtenir une cartographie précise des arbres de la réserve (Bedeneau, com.pers.). Un réseau à mailles carrées de 40m sur 40m a été mis en place (comme lors de la cartographie de 1968), les noeuds étant matérialisés sur le terrain par des piquets en fer, ce qui permet d'assurer la pérennité du maillage (Griese, 1991). Les arbres d'un diamètre supérieur à 30 cm à 1,30m (2138 arbres) ont été repérés et positionnés à l'aide d'un tachéomètre à visée laser, puis mesurés. Les chablis et volis ont été positionnés, et classés selon leur âge. La cartographie de l'encombrement des houppiers est en cours, selon 3 strates : moyenne-haute futaie, bas et haut perchis, fourré et gaulis. Cette campagne de mesure arrive à son terme, et il est donc maintenant possible d'analyser ces données pour étudier les tempêtes de 1999 et construire un modèle des dégâts de chablis.

                                                 4  Cette hypothèse est assez forte, car la réserve de la Tillaie n'est pas une forêt gérée. Il faudra donc, pour la validation du modèle, récupérer des données en provenance d'autres parcelles du massif de Fontainebleau, en collaboration avec l'ONF, ce qui permettra également de caractériser l'impact moyen de la gestion sur la structure spatiale des chablis. 5  Cette hypothèse devra être vérifiée, en testant en particulier le comportement du modèle paramétré séparément sur deux zones distinctes correspondant par exemple à une hétérogénéité de sol de la réserve de la Tillaie. 6 La Tillaie a été classée réserve naturelle intégrale en 1953. Depuis, plus aucune éclaircie n'y est pratiquée.

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133. Modèle spatial et processus ponctuel. 1331. Processus ponctuels & analyse de la structure spatiale. Nous avons choisi de représenter les arbres par des points positionnés dans la parcelle . Le formalisme des processus ponctuels donne des outils pour analyser, modéliser et simuler la structure spatiale de tels ensembles de points (Ripley, 1981; Diggle, 1983; Cressie, 1993). Les modèles que nous construirons seront précisément des processus ponctuels (figure 2) .

semis rée l

P Processus Ponctuel sous-jacent

réalisations du processus STRUCTURE Figure 2 : Un processus ponctuel P est un processus aléatoire (un objet mathématique similaire à une variable aléatoire) dont les réalisations sont des semis de points. Les propriétés du processus définissent des contraintes sur ses réalisations (densité, voisinage, structure...). Un seul processus ponctuel P peut générer une infinité de semis de points, tous différents, mais qui partagent certaines propriétés communes, et en particulier la structure . Pour analyser la structure spatiale en forêt, et pour ajuster nos modèles, nous utiliserons les fonctions K(r) et L(r) proposées par Ripley 7  (1977) et Besag (1977), qui ont été utilisées récemment pour un grand nombre d'études en forêt (voir une synthèse dans Goreaud, 2000). 1332. Exemple des modèles construits pour les tempêtes de 1967 et 1990 : L'analyse de la structure spatiale des arbres morts pendant les deux tempêtes de 1967 et 1990 (Goreaud et al., 2000) nous a permis de confirmer le caractère agrégé de la mortalité (voir figure en annexe 3). A partir de ces observations, nous avons pu construire des modèles simples de mortalité par tempête, correspondant à cette structure spatiale, en utilisant des processus ponctuels. Pour la tempête de 1967, nous avons utilisé un processus de Neyman- Scott simple (Tomppo, 1986), et pour la tempête de 1990, nous avons construit un processus ponctuel doublement agrégé (figure 3), en composant deux processus de Neyman-Scott.

a g r é g a t s d 'a r b r e s m o r t s

z o n e s d e f o r t e m o r t a l i t é Figure 3 : Principe du modèle de mortalité par tempête doublement agrégé, construit pour rendre compte des dégâts dus à la tempête de 1990.                                                  7 Pour un processus ponctuel homogène et isotrope de densité λ , la fonction K(r) est définie telle que λ K(r) est l'espérance du nombre de voisins à distance r d'un point quelconque du semis.

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1333. Quel modèle pour la tempête de 1999 ? Lors du travail sur les données de 1967 et 1990, nous n'avions que la position des arbres morts, ce qui a limité les type de modèles possibles. Les modèles construits permettaient d'étudier les dégâts de tempête, mais pas de simuler une tempête sur un peuplement vivant. Dans le cadre de ce projet, nous souhaitons construire un modèle plus perfectionné, qui tienne compte cette fois de la position des arbres vivants. Il s'agira donc d'un autre type de processus ponctuel, un "thinning process" (Tomppo, 1986), qui permettra de choisir, parmi une population d'arbres debout, lesquels seront frappés par la tempête modélisée. Un tel modèle pourra donc cette fois être utilisé pour simuler l'effet d'une tempête sur différents peuplements. Nous ajusterons donc ce nouveau modèle sur les données de 1999, mais nous pourrons ensuite également reconstruire les données complètes de la Tillaie en 1967 et 1990, et paramétrer le même modèle sur ces deux évènements. Ceci permettra d'avoir une gamme de variation des paramètres sur un même peuplement forestier.

134. Implémentation dans la plate-forme CAPSIS 4. La plate-forme CAPSIS (Croissance d'Arbres en Peuplement avec Simulation d'Itinéraires Sylvicoles) est un simulateur de croissance d'arbres en peuplements, avec élaboration d'itinéraires sylvicoles (Dreyfus & Bonnet, 1996) conçu par l'INRA et utilisé par un nombre croissant de modélisateurs forestiers. Elle est principalement destiné à faciliter les choix en matière de gestion des peuplements forestiers, mais constitue aussi un instrument précieux pour la recherche et l'enseignement (Courbaud et al., 2001). La nouvelle version en cours d'élaboration, CAPSIS 4, peut traiter les modèles de croissance de type "Arbre Indépendant des Distances" (MAID) et "Arbre Dépendant des Distances" (MADD). Disponible depuis janvier 2001, elle est accompagnée de plusieurs modèles, développés par des chercheurs du CEMAGREF, de l'INRA et du CIRAD 8 (figure 4).

   Figure 4 : Quelques exemples de copies d'écran de CAPSIS 4 (http://www.multimania.com/coligny/). CAPSIS 4 se veut une plate-forme générique : elle comporte un noyau commun (croissance, éclaircie, scénarios sylvicoles) sur lequel peuvent se greffer plusieurs modules correspondant à différents modèles de croissance. Dans un premier temps, le modèle de mortalité "tempête"                                                  8   La plateforme CAPSIS est également utilisée comme support pour d'autres projets dans le cadre de cet appel à proposition.

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sera testé à l'aide d'un module ad hoc . Les fonctionnalités de CAPSIS nous seront utiles pour mettre au point, tester, valider le modèle. Dans un deuxième temps, nous pourrons intégrer le modèle de mortalité "tempête" en tant qu'outils du noyau (un "interveneur", au même titre que les fonctionnalités permettant de faire des éclaircies), ce qui le rendra disponible et utilisable par tous les modules, donc dans toutes les simulations de scénarios sylvicoles. La plate-forme CAPSIS sera donc un vecteur important de la diffusion de notre modèle (voir 3.).

14. Collaboration et répartition des tâches :

Les différentes tâches principales du projet seront réparties comme suit : - Gestion des données 2001 : M. Bedeneau - Calage des données 1967 et 1990 : F. Goreaud + M. Bedeneau + J.Y. Pontailler - Construction du modèle : F. Goreaud - Implementation dans capsis : F. Goreaud + F. de Coligny - Validation : F. Goreaud + M. Bedeneau + J.Y. Pontailler - Diffusion & Valorisation : tous les partenaires.  

15. Calendrier :

Ce projet est proposé pour une durée de 2 ans, à compter de septembre 2001. Les principales phases du travail se décomposent comme suit : - Travail sur les données : de septembre à décembre 2001 - Construction du modèle : 1er semestre 2002 - Implémentation du module dans CAPSIS : 2ème semestre 2002 - Test, Validation, Amélioration : 1er semestre 2003 Diffusion et Valorisation : 2003 -

16. Bibliographie :

Figurent ici les références des articles écrits par les participants à ce projet, les autres références bibliographiques citées dans cette proposition figurent en annexe 1. Courbaud B., Goreaud F., Dreyfus PH., Bonnet F.R. - 2001  : Evaluating thinning strategies using a Tree Distance Dependent Growth Model : some examples based on the CAPSIS software "Uneven-Aged Spruce Forests" module. Forest Ecology and Management, 145 : 15-28. Courbaud B., Goreaud F., Dreyfus PH., Bonnet F.R. - 2000 : Sylviculture et modèle de croissance dépendant des distances : mise en oeuvre du logiciel CAPSIS 3.0 sur des pessières irrégulières de montagne. Revue Forestière Française, LII (5) : 425-440. de Coligny F. - 1999  : CAPSIS : Etude générale, Croissance d'Arbres en Peuplement et Simulation d'Interventions Sylvicoles. Unité CIRAD / INRA de Modélisation des Plantes, document interne. 37 p. Faille A., Lemée G., Pontailler J.Y. - 1984  : Dynamique des clairières d'une forêt inexploitée (réserves biologiques de la forêt de Fontainebleau). I : Origine et état actuel des ouvertures. Acta Oecologica, Oecologia Generalis, 5 (1) : 35-51. Goreaud F. - 2000 : Apports de l'analyse de la structure spatiale en forêt tempérée à l'étude et la modélisation des peuplements complexes. Thèse, ENGREF. 524 pp.

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Goreaud F., Courbaud B., Collinet F. - 1999  : Spatial structure analysis applied to modelling of forest dynamics : a few examples. In : Proceedings of the IUFRO  workshop, Empirical and process based models for forest tree and stand growth simulation, 20-26 September 1997, Oeiras, Portugal. AnaAmaro & Margarida Tomé (Ed.). Novas Tecnologias. 155-172. Goreaud F., Pélissier R. - 1999 : On explicit formulas of edge effect correction for Ripley's K-function. Journal of Vegetation Science, 10 (3) : 433-438. Goreaud F., Pontailler J.Y., Millier C. - 2000 : Use of spatial structure analysis to study the storm damage in Fontainebleau Forest. Présentation orale à la Rencontre franco-danoise en statistique spatiale, analyse d'image et biologie. Marseille-Luminy, du 7 au 10 mars 2000. Pélissier R., Goreaud F. - 2001  : A practical approach to the study of spatial structure in simple cases of heterogeneous vegetation. Journal of Vegetation Science, 12 : 99-108. Pontailler J.Y., Faille A. & Lemée G. - 1997 : Storms drive successionnal dynamics in natural forests : a case study in Fontainebleau forest (France). Forest Ecology & Management, 98 : 1-15.

2. Insertion du projet :

21. Adéquation avec les termes de l'appel à proposition :

211. Ce projet s'intéresse à la mortalité liée aux fortes tempêtes, une des composantes des risques liés au vent en forêt . Il porte essentiellement sur le premier volet "dégâts"  de l'appel à proposition. L'objectif de ce projet étant de construire un modèle qui rende compte de la répartition spatiale des chablis dans le peuplement (cf. 12), nous avons choisi dans un premier temps une démarche statistique (cf. 11), et non mécaniste. Nous ne cherchons donc pas à expliquer les interactions entre arbres et vent ou à quantifier la stabilité des arbres , mais plutôt à clarifier l'impact des interactions vent-peuplement (point 1a2 de l'appel à proposition)  et plus particulièrement les lois d'endommagement à l'échelle du peuplement (alinéat 4 du point 1a2) . A terme, nous souhaitons coupler ce modèle avec des modèles mécanistes (voir 3). 212. En construisant ce modèle simple, nous souhaitons fournir à la communauté forestière un outil efficace qui pourra être utilisé dans le cadre d'autres projets, pour : - C larifier l'influence de caractéristiques complexes  lors de la conception d'autres modèles (par exemple des modèles d'interaction vent-arbres, alinéa 1 du point 1a2 ), et évaluer ces modèles sur le critère de la structure spatiale. -Faciliter l'évaluation de différents scénarios sylvicoles face aux risques liés au vent en forêt, et contribuer à fournir des éléments de réflexion pour la mise en place d'itinéraires techniques (point 1a2) . - Etudier l'effet de tempêtes similaires sur différents peuplements et différentes éclaircies ( alinéa 3 du point 1a2 ). - Estimer ou caractériser les dégâts ( point 1b, "des dégâts aux pertes" ), en particulier en terme de dynamique du paysage (point 1b13)  et de régénération (plan environnemental du point 1b22) où la structure spatiale joue un rôle important. 213. En terme de gestion du risque (volet 2 de l'appel à proposition) , notre modèle pourra servir d' outil d'analyse (point 2a) . D'une part il permettra d' évaluer plus précisément les dégâts (point 2a1) , en caractérisant par exemple la densité et la surface des ouvertures. D'autre part, il sera utile pour étudier le potentiel de régénération (point 2a2) , qui dépend beaucoup de la forme des trouées et donc de la structure spatiale des chablis (cf. 11).

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22. Autres projets ou collaborations conduits par les partenaires du projet sur le même sujet

221. F. Goreaud & F. de Coligny participent, en collaboration avec B. Courbaud (CEMAGREF), au projet " Structure spatiale, distribution de la ressource lumineuse et dynamique des pessières de montagne. " soumis à la DERF. 222. F. de Coligny participe également au projet " ForestGales / Capsis : Prédiction de la résistance mécanique de l'arbre au vent : développement d'un système d'expertise destiné aux forestiers " proposé par Alexia Stokes et Céline Meredieu (INRA) à l'appel à proposition "Forêt, vent et risques" du GIP ECOFOR. 223. M. Bedeneau dirige le projet " Cartographie de la Tillaie " réalisé en collaboration avec l ONF. '

23 contribution du projet à l'amélioration des connaissances

231. La construction de ce modèle permettra une meilleure compréhension des phénomènes de mortalités lors de tempête, et en particulier de la structuration spatiale des chablis. 232. A moyen terme, ce modèle pourra également être utilisé pour évaluer d'autres modèles plus mécanistes (relation vent-arbres ou stabilité individuelle des arbres), sur le critère de la structure spatiale.

24. contribution du projet à l'amélioration de la gestion de la forêt

Ce projet fournira à la communauté forestière un outil pour simuler des tempêtes "réalistes" en terme de structure spatiale des arbres morts, ce qui sera utile pour : - Tester l'impact de différentes tempêtes (virtuelles) sur différents types de peuplement; - Tester l'impact de différentes tempêtes (virtuelles) sur différents scénarios sylvicoles; - Tester l'impact de différentes tempêtes (virtuelles) sur la régénération et la stabilité ultérieure des peuplements. Les résultats de telles simulations pourront fournir des éléments de réflexion pour la mise en place d'itinéraires techniques.

3. Valorisation du projet :

31. Nous obtiendrons un modèle de mortalité par tempête basé sur la structure spatiale des chablis, paramétré et validé sur la réserve de la Tillaie. Ce modèle relativement souple pourra être réutilisé sur d'autres sites.

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32. Le modèle sera mis à disposition de la communauté forestière sous forme d'un outil ("interveneur") inclus dans la plate-forme CAPSIS 4, permettant de simuler des tempêtes avec différents modèles de croissances et pour différents peuplements. 33. Ce travail fera l'objet de publications. Nous envisageons en particulier un article scientifique sur le modèle proprement dit, a priori dans la revue Forest ecology and management, et un article plus appliqué pour illustrer son utilisation, a priori dans la Revue Forestière Française. 34. A l'issue du projet, nous proposerons un nouveau projet pour coupler ce modèle statistique aux modèles plus mécanistes (relation vent-arbres et instabilité individuelle des arbres).

4. Financement : 41. Budget du projet (en euro) : Le budget total du projet est d'environ 150000 euros , répartis comme suit : prix unitaire LISC INRA Coop. INRA AMAP ESE Coût total HT Main d'oeuvre permanente mois scientifique confirmé (I 8803.02 4 1 2 1 70424.13 mois scientifique (IE, IT) 6519.94 0.00 mois technicien 4236.86 1 1 8473.73 Main d'oeuvre occasionnelle mois stagiaire 324.72 4 2 2 2597.73 Fonctionnement général mois scientifique confirmé (I 3161.18 4 1 2 1 25289.46 mois scientifique (IE, IT) 2129.41 0.00 mois technicien 1053.73 1 1 2107.46 Fonctionnement spécifique frais de déplacement 3200.00 1600.00 1600.00 1600.00 8000.00 documentation 600.00 300.00 300.00 300.00 1500.00 informatique 1600.00 800.00 800.00 800.00 4000.00 Equipement materiel informatique Total HT TVA 19.6% Total TTC

3000.00

42. Plan de financement : - demandé au GIP ECOFOR : 40000 euros (environ 27%) - autofinancement par les organismes : 110000 euros (73%)

3000.00 125392.50 24576.93 149969.43

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Annexes :

Annexe 1 : Références bibliographiques citées dans cette proposition.

Annexe 2 : Document de présentation des peuplements virtuels.

Annexe 3 : Poster correspondant à la présentation de Goreaud et al., 2000.

Annexes