Projet ANR-13-JS06-0006 – TWIST : Réponse de l'arbre aux vents forts
Programme : JCJC - SIMI 6 - Système Terre, environnement, risques (JCJC SIMI 6) 2013
Année de financement : 2013
Coordinateur du projet : Madame Pauline DEFOSSEZ (INRA UR 1263 EPHYSE)
Partenaires : Interaction Sol Plante Atmosphère
Montant : 224981.0 euros
Date de début : 2013
Durée : 42 mois
Résumé : Les dégradations liées au vent s’élèvent actuellement à 50% du volume des dégâts dans les forêts européennes. On s’attend à ce qu’elles doublent et même quadruplent avant la fin du siècle en raison du changement climatique.  Ces dommages ont un impact considérable sur la filière bois et sur le fonctionnement écologique et la survie des forêts en Europe. La majorité des arbres est détruite par arrachement lors des tempêtes. D’importants efforts ont été consentis cette dernière décennie pour modéliser la réponse des parties aériennes à des sollicitations turbulentes. En revanche, l’interaction mécanique racines-sol et le rôle de l’humidité et de la fatigue du sol sont encore mal connus. 
C’est pourquoi le premier objectif du projet TWIST est d’estimer les effets des conditions de sol sur la stabilité des arbres, notamment le niveau de saturation en eau du sol lors des épisodes de tempêtes. On utilisera des techniques récentes développées pour étudier la résistance mécanique de structures végétales architecturées.
Le deuxième objectif est d’établir à l’échelle de l’arbre une méthode pour prévoir l’occurrence de ruine de l’arbre par arrachage (chablis) en fonction des conditions microclimatiques (conditions de turbulence, humidités du sol contrastées). Pour cela P. Défossez et ses collègues de l’UR EPHYSE (INRA, Bordeaux) développeront un modèle d’interaction vent-arbre qui, pour la première fois, tiendra compte de l’ancrage de l’arbre dans le sol et de ses mouvements sous un vent de tempête en intégrant les dernières avancées sur la modélisation de l’interaction vent-plante. C’est particulièrement ambitieux sachant que le sol et le système racinaire évolue au cours des tempêtes.
Le troisième objectif de TWIST est de fournir un modèle simplifié de déracinement sous le vent  incluant les connaissances acquises par notre approche mécaniste. Ce modèle simple pourra alors être utilisé pour estimer les risques au vent à une échelle régionale dans le cadre du programme coordonné par B. Gardiner (EPHYSE, Package scientifique INRA, 2012-2015). Ainsi nous contribuerons à établir des recommandations pour limiter les risques liés au vent par une gestion des forêts adaptée (méthodes d’implantation, hauteurs des peuplements…) et des pratiques d’usage des sols spécifiques (drainage, travail du sol…). 
TWIST se focalise sur le pin maritime cultivé en sol sableux, représentatif de la forêt des Landes en région Aquitaine qui a été fortement endommagée par les tempêtes ces 15 dernières années. Ce massif forestier joue un rôle économique, social et écologique majeur. 
EPHYSE a développé une expertise reconnue internationalement sur les écoulements turbulents et leurs interactions avec les plantes. TWIST permettra de soutenir une nouvelle thématique à EPHYSE sur l’ancrage des arbres dans le sol menée par P. Défossez. Cette aide inclut (i) le développement de modèles de biomécanique de l’arbre dans le sol (collaboration avec T. Fourcaud, CIRAD, UMR AMAP, Montpellier), (ii) la réalisation d’essais de laboratoire pour mesurer la résistance du système sol-racines, (iii) la mise en place d’expérimentations de terrain pour étudier les effets des conditions d’humidité du sol et des sollicitations dynamiques sur la résistance globale du système sol-arbre (collaboration avec F. Danjon, INRA, UMR BIOGECO, Bordeaux), et (iv) le développement d’un modèle simplifié de déracinement d’arbre en fonction de facteurs microclimatiques qui pourra être incorporé dans des modèles de risque au vent à l’échelle du paysage. Dans cet environnement de recherche porteur, TWIST est une opportunité unique de collaboration entre des scientifiques spécialistes des écoulements atmosphériques, de la physique du sol, de l’architecture des plantes, des écosystèmes forestiers et de la prévision des risques pour proposer un modèle mécaniste de l’ensemble des composantes sol-arbre-vent.