Contraintes
Pour optimiser le passage des machines en amont des opérations forestières, il est important :
- de connaître les seuils opérationnels des machines utilisées ;
- de cartographier les zones de terrain qui dépassent ces seuils;
- d’évaluer le nombre de contraintes opérationnelles s’accumulant dans les zones à risque.
Des méthodes existent pour évaluer la présence de contraintes opérationnelles [Atlas des contraintes], mais, pour le moment, aucune ne répond à tous les besoins et n’est disponible à une échelle opérationnelle. FPInnovations et le CERFO travaillent conjointement pour développer une méthode d’analyse « multicontraintes » afin d’outiller les opérateurs dans leur planification. Cependant, comment repérer efficacement les contraintes opérationnelles? L’imagerie satellitaire de haute résolution, l’imagerie aérienne ou encore les connaissances actuelles du terrain : quelles ressources permettent de détecter ces contraintes?
L’objectif de ce travail est de trouver le meilleur équilibre entre le coût des données, sur lesquelles se basent les analyses, le niveau de résolution de l’information fournie (taille du pixel) et la fiabilité des résultats (validation terrain).
Vous trouverez ci-dessous un ensemble de fiches vulgarisées des contraintes opérationnelles sur lesquelles nous concentrons nos efforts, ainsi que des exemples de carte. La résolution des cartes est pour le moment de 10 m × 10 m.
Pierrosité potentielle
La pierrosité du sol correspond au volume de sol (%) qui est constitué de particules rocheuses de plus de 2 mm de diamètre. La pierrosité elle-même n’a pas forcément d’impact sur le déplacement des machines, mais elle peut nuire considérablement aux opérations de remise en production.
Un niveau de pierrosité trop élevé peut interférer avec le scarifiage du sol ou la plantation des arbres, limitant ainsi la qualité de la remise en production d’un site. La cartographie de la pierrosité permet d’identifier les secteurs où les machines risquent d’éprouver des difficultés d’opération. Plus largement, cela permettrait d’orienter le choix de type de reboisement pour un site donné (reboisement manuel, planteuse mécanique, drones d’ensemencement).
l est présentement difficile de mesurer ou détecter à large échelle la pierrosité d’un sol. La méthode de détection présentée ici se base sur des données empiriques récoltées au cours des dernières décennies.
La carte produite est issue d’une analyse géomorphologique et de trois sources de données : la carte écoforestière, les points d’observation écologique et les régions écologiques. La base de l’analyse repose essentiellement sur les données de dépôts de surface de la carte écoforestière. Ceux-ci ont été photo-interprétés pour l’ensemble du Québec méridional et donnent une bonne indication du niveau général de pierrosité des sols. Pour un dépôt de surface donné, il peut y avoir différents niveaux de pierrosité en fonction de la région écologique dans laquelle on se trouve. À partir des 28 000 points d’observation écologique, une moyenne de pierrosité a été calculée par type de dépôt de surface et par région écologique. Les peuplements écoforestiers ont ainsi été classés selon leur niveau moyen de pierrosité. La carte finale est issue d’un rééchantillonnage à une résolution spatiale de 10 m.
Voici les classes utilisées dans cette cartographie :
Indice |
Classe |
Description |
|---|---|---|
| 1 | Pierrosité nulle (0 % à 10 %) | Principalement les dépôts marins, lacustres et autres dépôts sédimentaires |
| 3 | Pierrosité faible (10 % à 30 %) | Dépôts alluviaux et deltaïques |
| 4 à 9 | Pierrosité modérée à élevée (30 % à 50 %) | Dépôts glaciaires et fluvioglaciaires avec pondération selon la région écologique |
| 10 | Pierrosité très élevée (>50 %) | Substrat rocheux et autres formations rocheuses |
Dépôts de surface
(Carte écoforestière)
Faible
Modérée
Modérée
Limites
La pierrosité moyenne par dépôt de surface pour chaque région écologique repose sur une interprétation de données empiriques. Il est donc possible que le niveau de pierrosité observé sur le terrain diffère des prédictions de notre cartographie
Sols minces et rugosité
Un sol mince est, selon la définition forestière, un sol avec une épaisseur de dépôt de moins de 25 cm ou de moins de 50 cm avec des affleurements rocheux fréquents. Les sols minces sont généralement reconnaissables sur un modèle numérique de terrain dérivé des données lidar grâce à leur rugosité apparente. Les sols minces peuvent empêcher la circulation des machines lors des opérations forestières s’il y a présence d’escarpements (changement abrupt de la topographie) ou de champs de blocs erratiques (gros blocs rocheux).
La présence de sols minces peut rendre difficiles, voire impossibles, la plantation et la préparation du sol, et peut mener à un échec de reboisement.
Les sols minces se détectent principalement à partir du modèle numérique de terrain issu du lidar. En se
servant de ce modèle, des analyses de rugosité sont faites à plusieurs échelles spatiales. Une valeur
moyenne de rugosité est calculée à partir des résultats obtenus aux différentes échelles spatiales. Cet indice
de rugosité est ensuite séparé en plusieurs classes en se basant sur des seuils établis par photointerprétation fine. Les données sont ensuite rééchantillonnées à 10 m selon la valeur du 75e percentile. En
procédant de cette façon, les valeurs extrêmes sont retirées et les résultats sont plus représentatifs des
valeurs dominantes.
Voici les classes utilisées dans cette cartographie :
Indice |
Classe |
Description |
|---|---|---|
| 0 – 3 | Rugosité nulle | Pas de sols minces |
| 3 – 4 | Rugosité faible | Légère variation de topographie, pas de sols minces |
| 4 – 6 | Rugosité modérée | Variations topographiques et/ou présence de sol mince |
| 6 – 8 | Rugosité élevée | Sols minces et/ou affleurements rocheux et/ou variations topographiques |
| 8 – 10 | Rugosité très élevée | Sols minces et/ou affleurements rocheux et/ou variations topographiques |
Faible
Modérée
Modérée
Limites
La topographie contribue à la rugosité. À cet effet, les routes, les chemins, les escarpements et la microtopographie sont considérés comme ayant une rugosité élevée en raison des changements rapides d’élévation. Cette anomalie peut se résoudre en superposant une couche du réseau routier.
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Autoformation complète et gratuite sur l’utilisation des produits dérivés du lidar (CERFO)
Capacité portante du sol : humidité
La capacité portante représente la capacité d’un sol à supporter le passage de la machinerie. Dans les opérations forestières, la capacité portante est généralement corrélée avec l’humidité du sol. Un sol trop humide aura peu de portance et risque de ralentir ou empêcher les opérations. Les ornières créées lors des opérations sur des sols non portants provoquent un compactage du sol, une érosion accrue et une modification des processus hydrologiques naturels. À long terme, l’orniérage peut également provoquer une diminution de la productivité forestière.
Bien planifier ses opérations dans des zones moins portantes permet d’atténuer les impacts environnementaux et économiques liés à l’orniérage
L’humidité du sol est principalement liée à deux paramètres : la topographie locale et le type de dépôt de surface. Grâce à l’indice d’humidité topographique (TWI : topographic wetness index), il est possible d’évaluer la tendance du sol à accumuler de l’eau en fonction de sa topographie. Comme le TWI ne tient pas compte de la perméabilité du sol, la classe de drainage issue de l’inventaire écoforestier est utilisée pour le pondérer, afin d’obtenir des résultats plus représentatifs des conditions réelles du terrain. La classe de drainage est habituellement calculée à l’aide d’analyse géomatique de plusieurs paramètres (le dépôt de surface, la géologie, la pluviométrie et l’épaisseur du dépôt) et de photo-interprétation. Une fois le TWI et la classe de drainage combinés, le résultat est reclassifié et rééchantillonné à 10 m de résolution.
Voici les classes utilisées dans cette cartographie :
Indice |
Classe |
Description |
|---|---|---|
| 0 – 1 | Bonne portance du sol | Très faible humidité du sol et drainage 1 à 2 |
| 2 – 9 | Zone de transition graduelle < | Augmentation graduelle de l’humidité du sol, diminution graduelle de la portance, drainage 3 à 5. La machinerie peut s’enliser dans certaines circonstances. |
| 9 – 10 | Très faible portance du sol | Humidité du sol très élevée et drainage 5 à 6. Risque élevé d’enlisement pour la machinerie |
Faible
Modérée
Modérée
Limites
L’utilisation des classes de drainage issues des polygones écoforestiers augmente globalement la
pertinence des prédictions, il est cependant possible que des incohérences locales apparaissent dans la
transition entre deux polygones
Cours d’eau : lits d’écoulements potentiels
Le lit d’écoulement potentiel représente le trajet qu’un cours d’eau devrait emprunter selon la topographie.
Les lits d’écoulements potentiels peuvent être permanents ou intermittents (asséchés une partie de l’année). Le règlement sur l’aménagement durable des forêts du domaine de l’État interdit de circuler avec de la machinerie forestière dans une zone tampon de 20 m aux abords d’un cours d’eau permanent et de 6 m aux abords d’un cours d’eau intermittent. La protection des cours d’eau permet de limiter l’impact des opérations forestières sur les milieux hydriques et humides en milieu forestier. En utilisant les données sur les lits d’écoulements potentiels issues des données lidar, une cartographie des zones de cours d’eau à éviter est réalisée
Les données de lits d’écoulements potentiels sont représentées sous forme de lignes. La première étape est d’appliquer une zone tampon selon les distances prévues par la loi (6 et 20 m). Bien que la loi ne stipule rien sur les zones d’intermittences, certaines de ces zones d’intermittences peuvent en réalité s’avérer être
des cours d’eau intermittents. Pour considérer cette réalité, les zones d’intermittences ont été utilisées. La cartographie finale a une résolution spatiale de 10 m.
Voici les classes utilisées dans cette cartographie :
Indice |
Classe |
Description |
|---|---|---|
| 1 | Pas de cours d’eau | Aucune restriction aux opérations liées aux cours d’eau permanents et intermittents. |
| 5 | Zone d’intermittence | Secteur se trouvant dans un rayon de 6 m d’une zone d’intermittence. |
| 10 | Zones de cours d’eau | Secteurs se trouvant dans un rayon de 20 m d’un cours d’eau permanent ou d’une zone de permanence. Secteurs se trouvant dans un rayon de 6 m d’un cours d’eau intermittent. |
Faible
Fiable
Élevée
En savoir +
Vidéo d’introduction: Les produits dérivés de base du LIDAR (MRNF)
Autoformation complète et gratuite sur l’utilisation des produits dérivés du LIDAR (CERFO)
Limites
Les lits d’écoulements potentiels (LEP) issus du lidar sont calculés à partir du Modèle Numérique de Terrain (MNT). Ce MNT a été modifié pour prendre en compte les ponts et les ponceaux permettant le passage de l’eau sous les routes et chemins forestiers. La base de données des ponts et ponceaux est néanmoins incomplète, ce qui peut engendrer des erreurs dans le sens d’écoulement de l’eau et donc dans les lits d’écoulements potentiels. Les LEP se basent également sur l’aire de drainage et le contexte physiographique, toutefois, ces éléments présentent aussi certaines incertitudes qui peuvent se reporter dans les LEP. Il est possible que des LEP identifiés dans la base de données ne soient pas visibles sur le terrain.
Les données fournies dans ces cartes ont une valeur indicative et visent à signaler la présence potentielle de contraintes sur le terrain. Cet outil ne permet en aucun cas de démontrer la conformité à la règlementation applicable aux cours d’eau et aux lisières boisées riveraines. Le respect des exigences règlementaires doit être validé par une expertise humaine et par des vérifications terrain.
Pentes
Les pentes représentent l’inclinaison du terrain par rapport à l’horizontale. Les opérations forestières peuvent être grandement affectées par la présence de fortes pentes, celles-ci limitant ou empêchant le passage des machines.
Les pentes sont calculées à partir du modèle numérique de terrain (MNT), issu des produits lidar. La résolution du MNT est de 1 m. Une fois les pentes calculées, les données sont rééchantillonnées à une résolution de 10 m selon le 75e percentile. En procédant de cette façon, les valeurs extrêmes sont retirées et les résultats sont plus représentatifs des valeurs dominantes. La valeur dominante permet d’évaluer si la machine peut opérer dans la majorité du pixel sans être influencée par des valeurs ponctuelles élevées.
Voici les classes utilisées dans cette cartographie :
Indice |
Classe |
Description |
|---|---|---|
| 1 | Pentes de 0 à 16 % | Aucune restriction aux opérations |
| 5 | Pentes de 17 % à 31 % | Opérations légèrement ralenties. |
| 8 | Pentes de 31 à 41 % | Opérations grandement ralenties. |
| 10 | Pentes supérieures à 42 % | Très difficile d’opérer la machinerie. |
Faible
Fiable
Élevée
Limites
Par souci d’homogénéité avec les autres cartes de contraintes produites, cette carte a été rééchantillonnée à une résolution de 10 m, bien plus grossière que l’originale.
En savoir +
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