Lumière sur les apports d’une technologie devenue incontournable pour appréhender la forêt dans toutes ses dimensions et ainsi mieux la connaître, la gérer et la préserver.
Le LiDAR (Light Detection And Ranging) est une technique de mesure de distance (télémétrie) qui exploite les propriétés de la lumière, comme le radar exploite celles des ondes électromagnétiques ou le sonar celles des ondes acoustiques.
En topographie, on utilise les données acquises par LiDAR (sous forme de nuages de points) pour produire des modèles numériques 3D représentatifs à la fois du sol et des éléments à la surface du sol tels que les bâtiments, les ouvrages d’art ou la végétation.
S’il est un enjeu qui justifie le déploiement d’une cartographie 3D haute résolution à grande échelle, c’est bien celui d’une meilleure connaissance des ressources forestières.
Alors que la forêt subit des pressions de plus en plus fortes, la modélisation 3D par LiDAR vient enrichir la palette des outils contribuant à une gestion plus durable de cet écosystème clé dans l’atténuation des effets du changement climatique.
Modéliser la forêt française en utilisant des données LiDAR, c’est produire une description précise d’un milieu riche, complexe et fragile qui s’étend sur plus d’un tiers de la surface française (métropole et territoires ultra-marins). C’est aussi se doter des moyens d’intervenir efficacement pour soutenir la capacité de résilience de cet écosystème face aux risques. C’est enfin produire une nouvelle donnée spatialisée exhaustive pour préserver les services économiques, sociaux et écologiques qu’il nous rend.
Ces impératifs et les attentes des acteurs de la forêt, l'Office national des forêts en tête, ont conduit l’IGN à mettre en œuvre un chantier titanesque de modélisation 3D par LiDAR de l’ensemble du territoire métropolitain et des départements et régions d'outre-mer (hors Guyane*) sur 5 ans. D’ici à fin 2025, les faisceaux d’un LiDAR balaieront ainsi chaque parcelle, chaque massif boisé avec une précision inédite à l’échelle nationale.
*La Guyane fera l’objet de mesures spécifiques.
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Ces cinq enjeux majeurs auxquels répondent les données LiDAR
Suivre l’état de santé des forêts
Entre l’augmentation des températures, l'intensification des sécheresses, les maladies et la prolifération des insectes ravageurs, nos forêts sont soumises à des pressions de plus en plus fortes qui affectent leur état de santé.
Observer la structuration des peuplements à partir des données LiDAR HD renseigne sur la porosité du couvert végétal, l'un des indicateurs clé de la santé des forêts et de leur capacité à se régénérer. Cela contribuera à renforcer la surveillance des forêts afin de disposer d’une carte de leur vulnérabilité au changement climatique.
Évaluer la capacité de la forêt à stocker du carbone
La forêt et les produits à base de bois sont d’importants réservoirs de carbone. En séquestrant une partie du CO2 atmosphérique sur de longues périodes, ils contribuent à atténuer l’augmentation de l’effet de serre. Au-delà de la stratégie d’exploitation sylvicole, le potentiel de stockage de carbone des forêts prend un essor important dans la lutte contre le réchauffement climatique.
Dans ce contexte, les modèles 3D dérivés du LiDAR sont utiles pour établir des cartes de structure décrivant la répartition des arbres selon leur diamètre. Cet indicateur permet de mesurer le volume de bois et d’extrapoler la quantité de carbone stockée.
Prévenir le risque d’incendies
En livrant une description verticale de l'étagement de la végétation, le LiDAR apporte des informations sur la capacité d’un feu à se propager du sol à la canopée. La qualité des cartes de combustibilité réalisées pour la défense des forêts contre les incendies s’en trouve améliorée. De plus, connaître précisément l’étalement et les interruptions du couvert forestier permet de cibler précisément les zones de pare-feu et de s’organiser en conséquence.
Localiser précisément les pistes et accès à la forêt
La cartographie 3D révèle l’emplacement précis de toutes les pistes et routes accessibles aux engins forestiers. L’accès de ces véhicules est une condition sine qua non de l’exploitabilité forestière : sans accès aux terrains, pas de collecte ni de transport de bois. Les données LiDAR renseignent également sur l’inclinaison des pentes, autre critère important à prendre en compte dans l'exploitabilité des peuplements. On s’appuie aussi sur les données issues du LiDAR pour la création de nouvelles pistes.
L’enjeu est donc majeur pour les exploitants forestiers. Il l’est tout autant pour les acteurs de la sécurité civile susceptibles de devoir intervenir rapidement en milieu forestier. Dans une moindre mesure, la localisation précise des chemins forestiers, dans le respect des règles de propriété, est aussi utile pour les randonneurs.
Gérer durablement les ressources
Les données LiDAR donnent des indications sur la hauteur des arbres, sur la structuration des peuplements et leur capacité de régénération. On peut alors facilement faire une corrélation entre la hauteur des arbres et leur volume. Une dernière caractéristique elle-même liée à la fertilité du sol (disponibilité en eau, en nutriments, etc.). Ces informations sont, là encore, essentielles pour orienter correctement les choix de coupe et exploiter la forêt durablement.
Une petite « révolution » dans les méthodes de travail des acteurs de la forêt
La technique du LiDAR a l’avantageuse particularité de scanner les moindres détails de l’environnement. Elle permet notamment, en adaptant les conditions d'acquisition, d'apporter un éclairage nouveau sur la forêt. Elle en révèle les contours et la structure dans toute sa verticalité, des étages inférieurs à la canopée en passant par les strates de végétation intermédiaires.
Cette spécificité en fait un outil de premier ordre pour les gestionnaires de forêts publiques et privées. Elle ouvre aussi de nouvelles perspectives pour l'IGN qui réfléchit à la future exploitation des modèles 3D pour sa mission d'inventaire forestier. Le LiDAR élargit le bouquet des technologies à disposition des acteurs de la filière forêt-bois et vient utilement compléter les informations délivrées par les prises des vues aériennes, les images satellites ou le travail de collecte sur le terrain. Le croisement de différentes sources de données couplé à des calculs numériques et à une modélisation statistique permet ainsi de préciser les données d’inventaire.
Concrètement, l’utilisation des données LiDAR apporte diverses informations sur l’état de la forêt à un instant donné. Couplée à la connaissance des massifs et à des inventaires de terrain, la représentation 3D de la forêt fournit des données dendrométriques (stock de bois disponible par zone et par essence) qui sont nécessaires pour appuyer la politique de gestion forestière.
Comment l'ONF exploite la technique du LiDAR pour le suivi des forêts
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Le saviez-vous ? Le LiDAR est aussi très prisé des archéologues auxquels il réserve occasionnellement de surprenantes découvertes en révélant des vestiges indétectables au moyen de solutions de télédétection plus « traditionnelles ».
