Projet ANR-12-AGRO-0007 – FOR-WIND : Adaptation sylvicole et économique de l’aménagement forestier au risque vent
Programme : Viabilité et adaptation des écosystèmes productifs, territoires et ressources face aux changements globaux (Agrobiosphere)
Année de financement : 2012
Coordinateur du projet : Madame Meriem FOURNIER (Laboratoire d'Etudes des Ressources Forêt Bois)
Partenaires : Botanique et Modélisation de l'Architecture des Plantes et des Végétations; Institut national de la recherche agronomique; Laboratoire d'Économie Forestière; Laboratoire d'Études des Ressources Forêt-Bois; Laboratoire de Physique et Physiologie Intégratives de l'Arbre Fruitier et Forestier; Office National des Forêts; Biodiversité, Gènes et Communautés
Montant : 617664.0 euros
Date de début : 2013
Durée : 48 mois
Résumé : Gérer des forêts dans le vent : biomécanique, économie et croissance des arbres pour simuler l'aménagement de massifLe vent est à la fois un risque de perte en forêt, un facteur du milieu qui impacte la croissance des arbres et un aléa climatique qui influe sur la décision du gestionnaire. Le projet FOR-WIND assemble ces points de vue dans des modèles de simulation de la valeur d'une forêt pour mieux les gérer.
Comprendre le système forestier «vent - arbre - massif - aménagiste«L'enjeu est de mieux comprendre comment le vent impacte un massif forestier aménagé. La mécanique environnementale formalise des changements d’échelle dans la simulation du risque vent, de l’arbre au paysage fragmenté. Pour la mécanobiologie, les processus de réponse des plantes aux sollicitations mécaniques sont modélisés depuis peu à l’échelle cellulaire puis plante entière ; il reste à passer un nouveau cap vers le peuplement et l’écosystème. L'économie développe des modèles innovants d’économie du risque et de l’assurance, tenant compte des politiques publiques. La modélisation de la croissance des forêts prendra mieux en compte le risque et la prise en compte des incertitudes. Surtout, l'intégration de tous ces modèles dans un outil de simulation de l’aménagement produit une vision globale d'un système forestier utilisable par la R&D des gestionnaires de forêts et la formation des ingénieurs. Les systèmes abordés vont de la plantation de pin maritime à la hétraie mélangée.
Intégrer la biomécanique et l'économie du risque dans les modèles sylvicoles.La mécanique environnementale et la biomécanique végétale permettent de comprendre comment le paysage façonne les profils de vent et comment les propriétés du sol et de l'arbre affectent le risque de déracinement. Un point très innovant incluant des expérimentations pionnières est de modéliser comment les arbres répondent à la perception des vents chroniques, pour comprendre pourquoi certains arbres très exposés semblent moins fragiles, ou pourquoi les arbres de lisières ou trouées récentes, initialement plus fragiles deviennent ensuite plus résistants. Un dernier enjeu est enfin d’améliorer la prise en compte du risque dans les modèles économiques en travaillant sur l’optimisation des contrats d’assurance, le lien entre l’assurance et l’auto-assurance, l’impact des politiques publiques. Le couplage avec les simulations sylvicoles et écologiques permettra d’améliorer le réalisme des modèles économiques, en stimulant l’utilisation des modèles de simulations par les cadres forestiers.
Résumé de la soumission : Les forêts sont soumises à différents risques naturels dont les tempêtes, risque qui occasionne actuellement le plus de pertes dans les forêts d’Europe. Ces pertes pourraient doubler voire quadrupler d’ici la fin du siècle, du fait du vieillissement des forêts et du changement climatique avec la prédiction d’une augmentation de la fréquence des tempêtes hivernales à l’échelle européenne (avec des scenarii régionalisés en construction).  L’aménagement d’une forêt par son propriétaire consiste à planifier les décisions (récolte, renouvellement, conversion) dans l’espace et le temps pour une durée de 15 à 20 ans. On demande à la forêt de produire globalement plus de matériaux et d’énergie, de stocker plus de carbone tout en accueillant le public et en préservant mieux la biodiversité, modifiant ainsi l’estimation de la valeur des forêts (et donc des pertes). Evaluer comment les décisions locales d’aménagement peuvent contribuer globalement à diminuer le risque tout en assurant les services attendus et en répondant aux objectifs du propriétaire est donc un enjeu majeur. Le projet FOR-WIND a pour objectif de développer des outils d’aide à la décision fondés sur la simulation informatique de forêts virtuelles, représentatives de différents systèmes – plantations de pins et forêts feuillues mélangées de chêne et de hêtre -. Ces outils représenteront l’effet d’innovations, sylvicoles (changer d’espèce, récolter plus vite, différemment dans l’espace), et économiques (investir pour réduire le risque ou s’assurer),  sur la valeur de la forêt incluant l’incertitude liée au risque tempête. Le projet développera et intègrera des connaissances nouvelles en mécanique environnementale, mécanobiologie, statistiques et économie du risque en abordant :i)	comment la fragmentation du paysage, de la nature du sol, de l’espèce et de la dimension des arbres détermine le risque. En effet les lisières et les trouées changent le régime des vents en aval et donc modifient l’exposition des arbres au risque dans l’espace. La nature du sol (profondeur, texture argileuse ou sableuse,  humidité) modifie également la résistance de l’ancrage. Enfin la dimension des arbres et l’espèce influence  fortement la vulnérabilité des peuplements, avec très peu de connaissances jusqu’ici formalisées sur les forêts feuillues.ii)	le degré d’acclimatation naturelle des arbres au risque tempête grâce à leur capacité à « se mesurer » quotidiennement aux vents chroniques pour adapter leur croissance. Ainsi, il est connu mais pas formalisé que les arbres situées dans des trouées ou des lisières récentes sont transitoirement plus fragiles mais qu’ils deviennent rapidement plus résistants dès qu’ils ont pu croître dans le vent pour se renforcer. Cet effet pourrait plaider en faveur de sylvicultures irrégulières pour limiter le risque.iii)	L’intégration des connaissances précédentes dans les modèles de croissance utilisés par la R&D pour simuler les sylvicultures.iv)	Le développement de modèles informatiques d’aménagement simulant la croissance simultanée de plusieurs parcelles intégrées dans un paysage structuré, avec les probabilités de pertes dues à l’aléa climatique et à la vulnérabilité des forêts.v)	L‘’intérêt (et de la possibilité) d’assurer les forêts contre le risque, en tenant compte de leur vulnérabilité et de leur valeur –production de bois et autres aménités.vi)	La question  de savoir si sur le long terme compte tenu des probabilités de risque, il vaut mieux s’assurer ou changer les pratiques sylvicoles., et de  l’impact des instruments de politiques publiques (exonérations fiscales, subvention des changements sylvicoles) sur ce pointLes outils d’aide à la décision développés seront appliqués à des scénarios de d’aménagement construits avec des experts de la gestion forestière. , et utilisés pour débattre avec la profession des intérêts comparatifs de différents systèmes sylvicoles Ils seront aussi  utilisés dans la formation initiale des ingénieurs forestiers.
Résultats : Les premiers résultats portent sur l'implémentation de modules de modélisation sous CAPSIS, une collaboration internationale active avec la Forestry Commission (UK) et l'Université de Valladolid (échanges de méthodes et données), la mise en place d'expérimentations concertées lors des comités de thèses.
Perspectives : Très généralement, nous espérons au travers de ce projet améliorer la compréhension générique d'un ensemble de processus physiques, biologiques et économiques impliqués dans la vulnérabilité des forêts au risque vent . D'un point de vue appliqué, l'objectif est le développement d'un système d'aide à la décision utilisé par les gestionnaires forestiers qui fasse la promotion des démarches de modélisation et stimule la prospective et l'innovation en matière de gestion des massifs forestiers.
Publications et brevets : Le projet a été présenté dans différentes réunions nationales et internationales (WSB du COST STREeSS, réseau national CAQ).