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Gestion des écosystèmes forestiers

Efficacité et flexibilité sont les atouts du logiciel WIS.2 À la fois performant et convivial, le logiciel WIS.2 (waldbauliches Informationssystem)

est un système d’information et d’aide à la décision destiné à la gestion des écosystèmes forestiers. Cet instrument résulte d’un travail de doctorat de l’ancienne Chaire de sylviculture

de l’Ecole polytechnique fédérale de Zurich (EPFZ), intégré dans le programme Gestion forestière du WSL. Il fut réalisé dès le départ en lien avec la pratique.

Cet article donne un aperçu de la contribution du WIS.2 à une gestion forestière aussi efficace que flexible.

Par Christian Rosset, Michèle Kaennel Dobbertin et Beat Kunz*

e WIS.2 est un outil de pilotage des écosystèmes forestiers. Il permet au

gestionnaire de faire face aux conditions changeantes des marchés tout en assurant une gestion durable, susceptible de répondre aux besoins des propriétaires forestiers et de la société. Les plans de gestion qui en résultent sont suffisamment flexibles pour être facilement adaptés à de nouvelles situations, par exemple après le passage d’un ouragan. De statiques, les plans de gestion deviennent dynamiques, ce qui diminue d’autant le risque de les voir dispa-raître au fond d’un tiroir.

Un outil de pilotage

Le WIS.2 sert à conduire le développement d’un écosystème forestier dans son ensem-ble et à long terme en agissant à court terme au niveau des peuplements. Pour ce faire, le gestionnaire dispose de «feuilles de route» qui regroupent, organisent et documentent les décisions prises de manière à influencer la dynamique forestière. L’écart avec l’état actuel et les implications de ces décisions y sont visualisés sous forme de tables, de graphiques et de cartes. Ces feuilles de route forment la partie sylvicole du plan de gestion (voir l’encadré).

La figure 1 illustre l’une d’entre elles, en l’occurrence l’objectif de composition en essences pour l’ensemble d’un périmètre forestier. L’écart avec l’état actuel met en évidence les orientations à prendre; dans ce cas, promouvoir les feuillus nobles au détriment, marqué, du hêtre. L’évolution de la composition en essences à moyen et long terme reflète la rapidité avec laquelle cet objectif est en mesure d’être atteint à l’échelle du périmètre, soit tout de même sept décennies dans le cadre d’une gestion durable (cf. graphique en bas à droite de la fig. 1). Les implications de la très lente croissance des arbres sont évidentes.

* Docteur en sciences de l’EPFZ, Christian Rosset enseigne et fait de la recherche à la hESA, à Zollikofen. Michèle Kaennel Dobbertin est collaboratrice scientifique au WSL. Beat Kunz est le chef du service forestier de la ville de Winterthour.

La mise en œuvre du but de composition est précisée dans une autre feuille de route sous la forme d’un guide pour le choix des essences selon les stations. A partir de ce guide, le mélange-cible est déterminé au niveau de chaque peuplement.

Le gestionnaire connaît ainsi l’effort à entreprendre pour atteindre son objectif, le temps

Quels services le WIS.2 offre-t-il aux gestionnaires?

Organisation des interventions:– Carte des interventions avec urgence et priorité (marge de manœuvre pour faire

face aux fluctuations du marché; mise en évidence des fronts de coupe présents et potentiels);

– calcul de la possibilité, qui reflète un renouvellement durable du périmètre forestier;– surface de rajeunissement globale par période de gestion comme régulateur

démographique (avec tendances à moyen et long terme par rapport au dépassement des périodes de production et au degré de réalisation d’une structure démographique à l’équilibre).

Orientation de la gestion:– Objectifs d’ensemble qui fixent l’orientation de la gestion (positionnement de l’entre-

prise pour assurer son succès): zones d’application des régimes sylvicoles, composition en essences, diamètres cibles et périodes de production, structures particulières;

– guide pour le choix des essences (recommandations sylvicoles, mise en valeur de la productivité des sols, réalisation du but de composition en essences de l’ensemble du périmètre);

– guide pour déterminer le moment opportun des interventions dans un peuplement, leur type et leur intensité (selon les objectifs de production);

– guide pour la conversion de futaie régulière en futaie irrégulière, mise en évidence de la faisabilité (en développement).

Analyse de la situation:– Cartographie détaillée des fonctions forestières (produits, plus-value de la gestion);– visualisation de la marge de manœuvre sylvicole (régimes, essences);– indicateurs sur l’état actuel: conditions stationnelles, mélange, stades de dévelop-

pement...

Fonctionnalités:– Actualisation de la carte des peuplements facilitée et mise à jour automatique des

feuilles de route (gestion dynamique);– fonction cockpit pour contrôler l’évolution d’un périmètre forestier par rapport

aux objectifs;– possibilité d’adapter facilement les objectifs d’ensemble et les guides pour faire face

à de nouvelles situations en testant différentes alternatives à la gestion en cours.

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nécessaire pour y parvenir et la manière de procéder pour le concrétiser localement. Les feuilles de route sont mises à jour automatiquement lors d’une actualisation, facilitée par le WIS.2, de la carte des peu-plements. Le gestionnaire contrôle ainsi le succès de sa gestion et peut prendre rapidement les mesures correctives qui s’imposent. De même, il a la possibilité de changer de cap en adaptant le contenu de ses feuilles de route. Le WIS.2 lui four-nit les informations utiles pour analyser la situation actuelle et reconnaître sa marge de manœuvre. Le gestionnaire testera dif-férentes variantes afin de reconnaître leurs implications à court, moyen et long terme, au niveau des peuplements et du périmètre forestier. Sur cette base, il prendra sa déci-sion et la documentera.

Ainsi le gestionnaire dispose-t-il d’un véritable «cockpit» pour la conduite des massifs forestiers à sa charge. Face au WIS.2, il reste seul maître à bord dans la prise de décisions et la conduite des opérations.

Intervenir au bon moment, au bon endroit, de manière coordonnée et en phase avec les marchés

De par la très lente croissance des arbres, les interventions n’ont généralement pas besoin d’être déterminées à l’année près, ce qui laisse une certaine souplesse pour faire face à la demande des marchés. Le WIS.2 valorise cet atout en formulant des priorités d’intervention. Trois niveaux sont définis: nécessaire lorsque toute marge de manœuvre est épuisée, souhaitable lorsqu’une intervention peut être repous-sée et possible lorsque la période oppor- tune pour intervenir n’est pas encore atteinte – mais qu’il est possible d’avancer l’intervention. Ces priorités sont principa-lement déterminées sur la base de la dyna-mique de croissance des peuplements et de facteurs susceptibles de déprécier la valeur des produits d’exploitation, tels que la pourriture. Le rajeunissement de merisiers offre par exemple une marge de manœuvre beaucoup plus faible que celle du sapin, vu le danger de pourriture et leur croissance plus rapide. La carte des interventions issue du WIS.2 illustre ces priorités d’intervention (figure 2).En outre, le gestionnaire peut constater la surface totale des interventions selon leur niveau de priorité. Sur cette base, il évaluera la flexibilité dont il dispose au niveau du périmètre forestier. Dans l’exemple illustré par la figure 2, cette flexibilité est grande en raison de la relative faible proportion de surfaces «nécessaires». La marge de manœuvre pour l’organisation des coupes en rythme annuel est donc triple:

– Au niveau de la définition des périodes opportunes d’intervention, qui se limite rarement à une seule année et qui peut atteindre facilement une décennie pour l’engagement du rajeunissement;

– sur le plan de la définition des priorités selon qu’il est possible de repousser ou d’avancer une intervention;

– au niveau de l’ensemble du périmètre forestier.

Au moyen du WIS.2, le gestionnaire con-trôle l’évolution de sa marge de manœuvre après chaque actualisation de la carte des peuplements. S’il devait trop négliger les surfaces nécessaires, le manque de flexibi-

lité qui en résulterait pour ces actions futures deviendrait manifeste dans le prisme du WIS.2.

Vision globale, action locale

Ce logiciel se particularise notamment par la déduction de la carte des interventions et de la possibilité à partir des orientations de gestion.

Ces orientations sont définies par les objectifs à atteindre et, dans les grandes lignes, la manière d’y parvenir. Ces derniers donnent des informations sur l’état sou-haité du périmètre forestier. Ils répondent

Figure 2: Grâce au WIS.2, le gestionnaire reconnaît l’effort global à entreprendre et les priorités d’action sur le terrain.

Efficacité et flexibilité de la gestion des écosystèmes forestiers au moyen du WIS.2

Abréviation des essences: épicéa (EP), sapin (SA), pin (PI), mélèze (ME), autres résineux (AR), hêtre (HE), chêne (CH), frêne (FR), érable (ER), autres feuillus (AF). Le code couleur de chaque essence reste le même pour tous les graphiques des feuilles de route.

Les données se réfèrent au périmètre forestier de Wülflingen (220 ha), qui fait partie de l’entreprise forestière de Winterthour (cf. encadré 2). Seule la partie sud est représentée sur la carte. À noter que la surface totale de rajeunissement planifiée pour les dix prochaines années est de 19 ha. La surface totale nécessaire à rajeunir représente environ 50% de cette surface et la surface sou- haitable 100%. Le gestionnaire dispose ainsi d’une grande marge de manœuvre à moyen terme.Les priorités prennent en compte le mélange des peuplements (cf. les hachures et les motifs de la carte qui ne sont pas spécifiés dans la légende afin de ne pas surcharger la figure).

Figure 1: Cette feuille de route représente l’objectif de composition en essences pour l’en-semble d’un périmètre forestier. Les orientations à prendre sont mises en évidence. Dans ce cas, il s’agira de promouvoir les feuillus nobles au détriment du hêtre. Le temps pour réaliser ce changement de cap est aussi visualisé.

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aux attentes des propriétaires forestiers et tiennent compte des besoins de la société. Ils sont concrétisés au niveau des peuple-ments au moyen de guides d’intervention. Un exemple a déjà été donné pour les essences.

Un autre exemple de guide est celui concernant les soins et les éclaircies. Il a pour fonction d’indiquer, selon les essences, quand et comment intervenir dans la vie d’un peuplement afin d’atteindre les objectifs de production avec un minimum d’effort (dimension-cible, qualité, stabi-lité…). En d’autres termes, il fixe les jalons à ne pas manquer dans le développement d’un peuplement, ainsi que le type et l’in- tensité des interventions correspondantes. Pour les essences rares, par exemple, le fait de fixer le premier jalon juste après l’établissement du rajeunissement permettra d’éviter que ces essences ne disparaissent rapidement du mélange. Au moyen des fonctions de croissance intégrées dans le WIS.2, il est possible de déterminer, pour chaque peuplement, les jalons à atteindre à court et moyen terme. Le résultat ainsi obtenu contribue à l’élaboration de la carte des interventions et au calcul de la possi-bilité (fig. 2).

Les guides sont donc une charnière essen-tielle entre la stratégie globale et les me-sures à l’échelle des peuplements. Ils ser-vent aussi de référence sur le terrain, non pas pour imposer une approche sylvicole particulière, mais pour confirmer sa perti-nence en la confrontant constamment à la réalité. Si les écarts constatés sur le terrain entre les interventions pratiquées et les indi-cations que fournit un guide sont évidents et fréquents, le gestionnaire a la possibilité d’adapter ce guide et de documenter les raisons de ces modifications dans sa feuille de route. Il peut ainsi mettre en valeur ses expériences et son savoir-faire de manière systématique. Il lui sera aussi possible d’en faire profiter ses collègues, puisque le WIS.2 permet d’échanger ces guides.

Le WIS.2 invite ainsi le gestionnaire à considérer l’écosystème forestier globale-ment et à optimiser les interventions sur l’ensemble de la vie d’un peuplement.

Marge de manœuvre et valorisation d’un périmètre forestier

L’utilisateur du WIS.2 se familiarise rapi-dement avec un périmètre forestier, aussi bien dans son ensemble que dans ses parties, et il reconnaît les possibilités sylvicoles et de valorisation de l’éco- système forestier.

Ce logiciel fournit les caractéristiques principales du périmètre telles que les conditions stationnelles, le mélange et les stades de développement. Il permet

d’estimer les possibilités et les limites de l’action sylvicole en intégrant le savoir dis-ponible (p.ex. les recommandations pour le choix des essences). La figure 3 illustre la différence entre la proportion de résineux maximale recommandée et la proportion de résineux actuelle. Grâce au WIS.2, il est aussi aisé de reconnaître la marge de manœuvre technique en recensant les possibilités d’engagement de différentes machines d’exploitation, notamment celles de la récolteuse (figure 3).

Entre autres spécificités, le WIS.2 permet de cartographier systématiquement les possibilités de réalisation à court, moyen et long terme de fonctions forestières. Des fonctions susceptibles de représenter une plus-value pour l’entreprise (production de bois, protection de la nature, délasse-ment…). La figure 3 présente l’exemple de l’adéquation des peuplements comme habitat pour le pic noir.

Ainsi le gestionnaire dispose-t-il des bases sylvicoles pour l’élaboration d’une stratégie capable d’assurer durablement le succès de l’entreprise.

Facilité d’adaptation, simplicité de la planification

Pour résumer, le WIS.2 a trois fonctions principales en rapport avec la planification d’entreprise:– il fournit les bases sylvicoles pour l’élabo-

ration de la stratégie d’entreprise;– il concrétise cette stratégie au moyen des

orientations de gestion sylvicole;– il met en place ces orientations de

gestion par la déduction des mesures

à entreprendre à court et moyen terme au niveau des peuplements, mesures qui serviront de base à la planification annuelle.Pour ce faire, le WIS.2 met en place

une planification fine en se focalisant sur un nombre relativement faible de décisions de grande portée. Le guide consacré aux soins et aux éclaircies en est un exemple. Face à une nouvelle situa-tion, il est possible de l’adapter pour en déduire ensuite l’effort global en termes de surfaces à traiter et de volumes à exploi-ter, ainsi que les priorités d’action au niveau des peuplements, les détails étant réglés lors du martelage.

La grande flexibilité d’adaptation qu’offre cet outil de gestion est à contrebalancer par la nécessité d’assurer une certaine conti-nuité en raison de la très lente croissance des arbres. À certains égards, la conduite des écosystèmes forestiers peut être com-parée à celle d’un «tanker». Les change-ments de cap prennent beaucoup de temps. S’ils sont trop fréquents, le danger est grand de dissiper beaucoup d’énergie, voire de ne jamais arriver à bon port. Le WIS.2 met en évidence cette inertie, plus particulièrement le fait que les changements de cap consé-quents ne peuvent être réalisés que très lentement dans le cadre d’une gestion du- rable. La figure 1 en donne un exemple avec la très lente évolution de la composition en essences. Un autre exemple est celui de la mise en œuvre d’une diminution impor-tante des périodes de production. Avec le WIS.2, il est possible de montrer que celle-ci prend beaucoup de temps puisqu’elle se chiffre facilement en décennies.

Le point de vue du praticien Beat Kunz en est convaincu: «Grâce au WIS.2, mon travail a gagné en temps, en ob- jectivité et en qualité.» Le chef du service forestier de la ville de Winterthour est surtout séduit par le fait que cet outil intègre les données issues de documents aussi divers que la carte des peuplements, les cartes stationnelles, les plans de desserte, les inventaires de sites naturels ou les modèles topographiques. Ainsi Beat Kunz peut-il réellement prendre en compte toutes ces informations, ce qui est presque impossible avec des méthodes conventionnelles de gestion.

Une forêt périurbaine comme celle de Winterthour doit par ailleurs assurer de nombreuses fonctions, et le WIS.2 permet de les définir pour chaque peuplement et d’en garder une vue d’ensemble.

Une fois toutes les données saisies ou importées (automatiquement ou semi-auto-matiquement), quelques clics de souris suffisent à simuler les conséquences à court, moyen ou long terme de différentes options de gestion. Les attentes de la société envers les prestations forestières évoluent plus vite que ne poussent les arbres. La gestion doit donc gagner en dynamisme. Avec le WIS.2, il sera possible d’ajuster au coup par coup les plans de gestion pour les adapter à de nouvelles contraintes.

Selon les besoins du moment, Beat Kunz affiche les résultats des simulations à l’écran, ou sous forme de feuilles de route qu’il peut imprimer, notamment pour les consulter sur le terrain (voir www.foretinfo.net). Christian Rosset l’accompagne dans cette démarche à la manière d’un coach. D’autres exploitations préfèrent confier l’ensemble de leurs données au jeune chercheur, qui leur remet des feuilles de route «clé en main». quelle que soit la formule, le WIS.2 assiste les gestionnaires, mais il ne les remplace pas.

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Collaboration fructueuse entre recherche et pratique

Le WIS.2 est mis en pratique à trois niveaux: par l’enseignement de base (futurs prati-ciens), la formation continue (praticiens intéressés) et les entreprises tests (porteurs d’innovation). Enseigné à l’EPFZ et à la haute école suisse d’agronomie de Zollikofen (hESA), il fait aussi l’objet de présentations dans les deux écoles de gardes forestiers et de cours de formation continue. Ces cours permettent de dialoguer concrètement avec les utilisateurs potentiels et de recueillir leurs propositions d’amélioration.

Les praticiens ont été régulièrement informés au travers de nombreux articles dans des revues forestières ainsi que dans www.foretinfo.net. Trois entreprises-tests servent à ajuster le prototype issu de la thèse aux contingences de la pratique. Les développements se font en collaboration avec la hESA et le bureau d’ingénieurs Phili- pona & Brügger.

À signaler la contribution du WIS.2 à l’élaboration de deux projets particuliers: ForestMap pour la consultation et l’actuali-sation facilitée de la carte des peuplements et des interventions, conçu dans le cadre du bureau Philipona & Brügger, pour le canton de Fribourg, ainsi que la WVK (Waldholzverfügbarkeitskarte, ou carte

dynamique de la disponibilité en bois) pour estimer au niveau des peuplements la disponibilité en bois d’énergie, d’industrie et de sciage compte tenu des possibilités sylvicoles et techniques et de l’efficience économique. La WVK est un projet du WSL.

Le projet WIS.2 ne s’est donc pas arrêté avec la fin du travail de thèse en 2005: les nombreuses activités qui ont suivi l’attes-tent. Afin d’assurer la pérennité de celui-ci, il convient cependant de passer à la vitesse supérieure en assurant l’apport de ressour-ces suffisantes pour continuer à faire évoluer le logiciel et simplifier sa diffusion.

Utilisation du WIS.2: deux formules au choix

En fonction de la taille de son entreprise, le gestionnaire peut acquérir le WIS.2 selon deux formules:

Prestations: les documents de planifi-cation sont élaborés par un spécialiste en étroite collaboration avec le gestionnaire (trois à cinq demi-journées). Si celui-ci le souhaite, les plans de gestion seront adap-tés lorsque de nouvelles situations se pré-sentent. Cette formule est idéale pour les petites entreprises.

Logiciel: l’acquisition du logiciel néces-site d’installer Access et au moins la version

Figure 3: Avec le WIS.2, le gestionnaire se familiarise rapidement avec un périmètre forestier, reconnaît sa marge de manœuvre et les possibilités de valorisation de ce périmètre.

Informations supplémentaires

Etes-vous intéressé par ce logiciel? Aimeriez-vous en savoir davantage?

Contact: Christian Rosset, Professeur en planification forestière et SIG à la hESA, Zollikofenchristian.rosset@shl.bfh.ch

Engine d’ArcGIS (compter environ Fr. 2500.– pour ces deux applications); en revanche, il n’est pas indispensable de maîtriser ces deux applications pour utiliser la par-tie planification du WIS.2, dont l’inter-face est intuitive et d’une utilisation aisée. Cette formule comporte trois à cinq journées de formation; son coût varie en fonction de la surface planifiée (min. Fr. 4000.–).

Les prestations («feuilles de route») du WIS.2 sont en outre facilement modu-lables selon les besoins. À l’heure actuelle, le WIS.2 n’est disponible qu’avec une interface en allemand, mais une version française sera développée si l’intérêt pour cet outil devait se confirmer dans les cantons romands.

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