Forêts-21 est un service web de pilotage stratégique des forêts de productions métropolitaines développé par le CNPF, l’INRAE, l’ONF et l’IGN. Il a bénéficié des soutiens financiers du Ministère de l’Agriculture et de l’Alimentation via le Programme Investissement pour l’amont forestier et de l’ADEME via le programme Graine.
Présentation de l’outil
Forêts-21 est un service web de pilotage stratégique des forêts de productions métropolitaines développé par le CNPF, l’INRAE, l’ONF et l’IGN. Il a bénéficié des soutiens financiers du Ministère de l’Agriculture et de l’Alimentation via le Programme Investissement pour l’amont forestier et de l’ADEME via le programme Graine.
Chaînes de modèles
Forêts-21 est composé d’une chaîne de quatre modèles permettant la production des simulations (Fig. 1).
Le modèle GO+ (modèle mécaniste) représente les principaux processus biophysiques et biogéochimiques d’une forêt gérée. Il décrit, pour une végétation forestière homogène, le fonctionnement et la dynamique de croissance du peuplement (régénération, mortalité, ...) pour l’ensemble du cycle de vie de l’écosystème forestier. Il détermine le bilan d’énergie du couvert végétal ainsi que les cycles de l’eau et du carbone. Les effets des principales opérations incluses dans un itinéraire technique sylvicole (ITS) sont pris en compte (préparation du sol, dégagements et contrôle du sous-étage, dépressages, éclaircies, récoltes et exportations …).
Le modèle CAT permet d’estimer et de comparer le stock de carbone des produits forestiers et son évolution au cours du temps. Forêts-21 utilise une composante appelée « gestionnaire de flux » permettant de construire une filière bois, de transformer des biomasses récoltées en produits finis et d’actualiser ces produits finis ainsi que de gérer leur devenir en fin de vie.
Le modèle ForestGALES fournit un outil qui estimer les seuils critiques de vitesse de vent et la probabilité des dégâts de type chablis ou volis.
Le modèle FWI décrit le risque météorologique d’incendie.
Itinéraires techniques
Forêts-21 propose des simulations réalisées pour chaque essence selon différents scénarios de gestion sylvicole. Forêts-21 prend en compte quatre essences ou groupes d’essences : le Pin maritime, le Douglas, le Hêtre ainsi que les Chênes (sessile et pédonculé). D’autres essences sont en cours de développement (Pin taeda, Eucalyptus).
Les scénarios représentent différents itinéraires techniques sylvicoles (ITS) à l’échelle du peuplement, co-construits avec les experts nationaux de l’essence et de sa gestion sylvicole. Les ITS retenus couvrent un panel de modes de gestions actuels et prospectifs. Ces itinéraires comprennent à l’heure actuelle les modes de gestion en taillis et futaie régulière monospécifique. Sept itinéraires techniques (Fig. 2) sont actuellement disponibles pour le Pin maritime et le Douglas, six sont disponibles pour le Hêtre et huit sont disponible pour les Chênes (sessile et pédonculé).
Scénarios climatiques
Le modèle climatique utilisé est le modèle dynamique CNRM ALADIN à la maille 8kmx8km sur la France entière. Les données de scénario climatique utilisées ont été fournies par le portail DRIAS de Météo-France.
Trois séries temporelles sont simulées sur la période 2006 à 2100 à partir des scénarios RCP 2.6, 4.5 et 8.5.
Agrégation spatiale
Les simulations sont réalisées pour chaque maille 32 km x32 km du territoire métropolitain. Ces résultats sont ensuite spatialisés au niveau des sylvoécorégions (SER), des grandes régions écologiques (GRECO) et à l’échelle nationale grâce aux données produites par l’IGN.
Les valeurs de superficie occupée par les types d’essence, classes d’âge, selon 4 classes de sol, et par maille SAFRAN sont issues du croisement de l’IFN et de la BD FORET v2 ® à partir de prises de vues datant de 2004 et 2015 selon les départements. Les sols sont uniquement caractérisés par leur réserve utile (RU). Les simulations sont initialisées en 2006 à partir des classes de RU initiales : 25, 75 et 125 mm pour le Pin maritime et 40, 80, 120, 160 mm pour le Douglas, le Hêtre et les Chênes. La fertilité minérale et les caractéristiques physiques sont actuellement fixées et constantes.
Résultats
Les résultats sont disponibles selon trois formats :
- Des tableaux de données téléchargeables aux formats .csv et .xlxls (Fig. 3) ;
- Des graphiques permettant de comparer les scénarios climatiques, les caractéristiques du sol ou les itinéraires sylvicoles pour une variable d’une essence donnée (Fig. 4) ;
- Des cartes permettant de visualiser une variable à l’échelle du territoire géographique (point, SER, GRECO, région et département) en fonction de l’essence retenue, de l’itinéraire sylvicole et des paramètres du sol choisis ainsi que du scénario climatique envisagé (Fig. 5).
Actuellement, ces cartes ne sont disponibles que par points de grille.
Intérêts spécifiques
Forêts-21 est un outil permettant de comparer les différentes options de sylviculture pour les forêts de production métropolitaines. Il permet aussi d’apprécier les effets de l’évolution de l’atmosphère et du climat sur les forêts. Enfin, il sert à analyser les interactions entre l’évolution du climat et la sylviculture. L’outil web met à disposition des simulations de différents modes de gestion représentant le fonctionnement, la production et la croissance des écosystèmes forestiers. Un ensemble de 70 variables permet de caractériser l'évolution du bilan d'énergie, de l'hydrologie, de l’écophysiologie des arbres, du cycle du carbone et des récoltes et utilisations des produits forestiers de 2006 à 2100. Les risques de chablis, de volis et d’incendies peuvent également être pris en compte.
Limites et incertitudes
Une partie des simulations du portail Forêts-21 n’a pas de correspondance avec les valeurs observables en forêts car :
- Elles sont issues de projections sous des scénarios futurs ne correspondant pas au climat passé et actuel ;
- Les essences forêts ne sont pas présentes sur tous les types de sols ainsi que sur l’ensemble du territoire métropolitain ;
- Les règles sylvicoles prescrites ne s’appliquent pas sur tous les types de sols ou climats.
Comme tous les modèles, ceux utilisés par Forêts-21 simplifient et tronquent la réalité et génèrent donc des erreurs épistémiques non-quantifiables. De plus, des erreurs de paramétrage des modèles peuvent être observées. Les valeurs des paramètres utilisés par ces modèles sont issues d’expérimentations ou de réseaux d’observation pouvant être empreintes d’erreurs. Les erreurs générées ont été estimées et sont le plus souvent non systématiques.
Enfin, il ne s’agit pas d’un outil d’aide à la décision à l’échelle du peuplement forestier. Même à l’échelle la plus fine certains effets stationnels sont mal pris en compte tel que la topographie, la nature du sol ou encore le climat en zone de relief. Les données présentées doivent donc être comprises comme des projections scénarisées et non des guides opérationnels de sylviculture.
Publics cibles
Les données proposées par le portail Forêts-21 sont des données techniques s’adressant aux ingénieurs, enseignants, chercheurs s’intéressant aux effets des changements climatiques et de la sylviculture sur le fonctionnement des forêts en France. L’utilisation de Forêts‑21 concerne principalement la planification stratégique des forêts pour les opérateurs et décideurs en matière de gestion forestière en France métropolitaine.