SYLVICULTURE ET PRODUCTION DU CHÊNE

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1 SYLVICULTURE ET PRODUCTION DU CHÊNE J. BOUCHON - J. TRENCIA Note préliminaire : l'article présenté ici est pour une bonne part issu de la thèse de J. Trencia (1989). La sylviculture du Chêne de tranchage fait partie de la mythologie des forestiers : c'est donc un sujet qu'on se doit d'aborder avec prudence et respect, toute proposition de changement trop iconoclaste ayant peu de chances d'aboutir. On peut, prudemment donc, rappeler quelques faits récents qui pourraient être à l'origine de quelques changements : En 1962, J. Pardé publie une table de production, outil de gestion extensif par excellence, pour le Chêne de tranchage, qui ne serait pourtant justiciable que d'une sylviculture intensive. En 1968, J. Bouchon démontre que, dans une forêt mythique elle-même, comme la forêt de Bercé, la production annuelle moyenne maximale peut varier de 2 à 8,5 m 3 /ha/an, montrant ainsi qu'il y a «du bon Bercé» et «du moins bon». On observe d'ailleurs des différences du même ordre à Tronçais. En 1970, J. Bouchon, partant de l'objectif déclaré impératif d'accroissements annuels moyens de 2 mm montre qu'on aboutit à une sylviculture totalement opposée à ce qui se fait habituellement pour les autres espèces ; comme les arbres occupent moins rapidement l'espace sur les stations pauvres, on recommande normalement d'y faire des éclaircies plus faibles que dans les stations riches : toutes les tables de production classiques vont dans ce sens. L'objectif de 2 mm aboutit évidemment au contraire à pratiquer des éclaircies plus fortes dans les stations les plus pauvres. 246

2 Sylviculture et production du Chêne En 1973, pour la seule forêt de Tronçais puis en 1984 pour plusieurs autres forêts, H. Polge et R. Keller montrent que si entre peuplements différents il y a une assez bonne relation entre largeur des cernes et dureté, on peut par contre à l'intérieur de chaque peuplement trouver des individus à forts accroissements et faible dureté ; il serait donc théoriquement possible par une sélection adaptée de concilier ces deux caractères. Polge et Keller ont montré également l'influence néfaste des à-coups dans la croissance, la dureté des cernes formés après une éclaircie étant particulièrement forte. Les résultats de Polge et Keller n'interdisent pas d'envisager à moyen terme une sylviculture plus dynamique pour le Chêne de qualité. La mise au point de tables de production à sylvicultures variables a pour objectif de fournir au gestionnaire un outil d'aide à la décision lui permettant de choisir une sylviculture adaptée à ses buts et à la qualité des produits qu'il recherche. TABLES DE PRODUCTION ET NORMES DE SYLVICULTURE Les tables de production sont des tableaux chiffrés basés sur des états observés et décrivant le développement des peuplements forestiers équiennes, classés par essence et d'après la fertilité des stations. Une norme de sylviculture est une loi rendant compte de l'évolution du nombre de tiges en fonction de la hauteur ; pour les sylvicultures classiques on observe souvent une relation linéaire entre le logarithme du nombre de tiges par hectare et la hauteur dominante, les différentes normes d'une même espèce sont alors représentées par des droites parallèles (figure 1). Par convention, on caractérise la norme par le nombre de tiges à 35 m précédé d'un «N» ; par exemple, N70 indique une récolte finale voisine de 70 tiges par hectare. Nombre de tiges Figure 1 NOMBRE DE TIGES APRÈS ÉCLAIRCIE EN FONCTION DE LA HAUTEUR DOMINANTE ET DE LA NORME DE SYLVICULTURE APPLIQUÉE. La figure montre, de haut en bas, les normes N 140, N 100 et N m Hauteur dominante L'introduction de la notion de «norme» est rendue nécessaire par le fait que pour les peuplements issus de régénérations naturelles l'âge est souvent mal défini ; on sait que, dans ce cas par exemple, l'âge moyen varie au moment des éclaircies et qu'il croît plus vite que le temps. Les tables de production à sylvicultures variables ont comme but de fournir plusieurs modèles de sylvicultures, le choix restant évidemment du ressort du gestionnaire en fonction de ses objectifs de production. 247 Rev. For. Fr. XLII

3 J. BOUCHON - J. TRENCIA LA LOI DE EICHORN ET LA CONSTRUCTION DES TABLES DE PRODUCTION La loi de Eichorn stipule que, pour une essence et une région de croissance données, la production totale ne dépend que de la hauteur du peuplement, et ceci quelle que soit la fertilité de la station ; autrement dit, deux peuplements de fertilités différentes mais de même hauteur auront produit la même quantité de bois, mais, évidemment cette quantité aura été produite plus précocement sur la station la plus fertile. La hauteur à un âge donné est utilisée comme indice de fertilité, la hauteur dont il est question ici est la hauteur dominante. Cette loi s'applique dans une large gamme de sylvicultures, la hauteur dominante étant peu affectée par les éclaircies (ce qui n'est pas le cas pour la hauteur moyenne). Cette loi est basée sur des observations fréquentes (Pardé et Bouchon, 1988). Cependant, il y a déjà longtemps, Bartet (1891) affirmait que l'isolement des cimes de Chênes de taillis-sousfutaies provoquait une réduction de la croissance en hauteur. On observe également sur des Frênes de taillis-sous-futaies une certaine coïncidence entre les accélérations de la croissance radiale et les ralentissements de la croissance en hauteur (Le Goff, 1982); la croissance en hauteur ne redevient normale qu'avec la fermeture du couvert. Enfin des pertes de croissance en hauteur ont été observées dans des jeunes peuplements à larges espacements de Pin noir d'autriche (Dreyfus, 1988), ou de Peuplier (Décourt et Lemoine, 1974). Pour le Chêne, la table de production de Pardé (1962) ne permet pas d'infirmer la loi de Eichorn puisque l'auteur ne retient qu'une classe de fertilité. Cependant Le Goff et Lévy (1984) montrent que le traitement en taillis-sous-futaie peut conduire, toutes choses égales par ailleurs, à des différences de hauteurs allant de 5 à 8 m entre les réserves et des arbres de futaie. Oswald (1981) observe également des pertes de croissance en hauteur dans des chênaies soumises à des éclaircies très fortes. On peut d'ailleurs remarquer que ces remises en cause touchent principalement l'effet de la sylviculture ; on peut en effet parfaitement imaginer que des éclaircies fortes réduisent simultanément la croissance en hauteur et la production sans que la loi de Eichorn n'en soit affectée. Par la prise en compte de l'intensité des éclaircies, les tables de production à sylvicultures variables permettent d'intégrer leur éventuel effet sur la croissance. La figure 2 illustre les trois systèmes de relations mathématiques nécessaires à la construction d'une table de production : [M] la hauteur dominante estimée par l'âge et l'indice de fertilité, [S] les grandeurs dendrométriques de peuplement calculées à partir de la hauteur dominante et d'une valeur initiale du nombre de tiges, ensuite, la sylviculture spécifie le nombre de tiges pour une hauteur dominante quelconque. Ces fonctions ne font pas intervenir l'âge et la fertilité. [M] Ho {Age, [E] la sylviculture en fonction de la hauteur dominante, mais indépendamment de la fertilité. Figure 2 SCHÉMA DE CONSTRUCTION DES TABLES DE PRODUCTION SELON DÉCOURT (1974) Les codes des systèmes de relations figurent à gauche ; les variables expliquées sont à droite ; les variables explicatives sont entre accolades. [E] Cg {H, N} G {Cg, N} V{H, G, N} H {Ho, N} Co {Cg, N, H( N{Ho} P. {Ho} K{Ho} 248

4 Sylviculture et production du Chêne Les symboles et les variables suivants sont utilisés :, é av et ap In Co Ho 1 N R K Cg H H L G V éclaircie avant et après éclaircie base des logarithmes népériens circonférence dominante en cm hauteur dominante en m indice de fertilité nombre de tiges par hectare rotation (intervalle entre les éclaircies) nature de l'éclaircie (rapport entre v é le volume moyen de l'arbre enlevé en éclaircie et v av le volume moyen avant éclaircie) circonférence de l'arbre de surface terrière moyenne en cm hauteur de l'arbre de circonférence moyenne Cg en m hauteur moyenne de Lorey en m surface terrière du peuplement en m 2 /ha volume du peuplement en m 3 /ha. Futaie régulière à affectations permanentes ; deuxième coupe secondaire. Forêt domaniale de Grosbois (Allier). 249 Rev. For. Fr. XLII

5 J. BOUCHON - J. TRENCIA MATERIEL EXPERIMENTAL Les placettes expérimentales de Chêne rouvre utilisées dans cette étude ont déjà été présentées dans une précédente publication (Oswald, 1981) ; rappelons simplement qu'il s'agit de dispositifs permanents installés dans les forêts de Bellême et Réno-Valdieu (Orne), Blois (Loir-et-Cher), Tronçais (Allier) et Champenoux (Meurthe-et-Moselle). Trencia (1989) présente une comparaison des stations étudiées. On peut en retenir les principaux éléments suivants : la température moyenne annuelle à Champenoux est inférieure d'environ 1,5 C à celle des autres forêts ; le nombre de jours où la température peut baisser au dessous de 0 C est de 80 à Champenoux et Tronçais et seulement de 50 ailleurs ; les pluviosités sont comparables, mais le nombre d'heures d'insolation est plus faible à Bellême et à Champenoux ; les pentes sont négligeables dans tous les cas et le relief est relativement faible ; l'absence de Chêne pédoncule dans les placettes du réseau a été contrôlée lors de l'abattage des éclaircies. CALCUL DE LA HAUTEUR DOMINANTE EN FONCTION DE L'ÂGE Les hauteurs dominantes par forêt sont présentées à la figure 3. Les différences de hauteur dominante entre la forêt de Tronçais et celles de Blois et Bellême dépassent 3m à 100 ans mais cette différence n'est pas significative au seuil de probabilité de 5 %. Seule la forêt de Champenoux a une hauteur à 100 ans significativement inférieure à celle de la forêt de Tronçais. La supériorité de la forêt de Tronçais ne peut être expliquée par la Figure 3 MOYENNE DES HAUTEURS DOMINANTES OBTENUES DANS LES QUATRE FORÊTS. Forêts : 100 Champenoux Bellême / Réno-Valdieu Age (ans) Tronçais 150 BlOiS 250

6 Sylviculture et production du Chêne comparaison des climats car, a priori, ceux de Blois et de Bellême sont plus favorables à la croissance du Chêne que celui de Tronçais. Cependant si la différence maximale entre forêts n'est que de 6 m, entre parcelles d'une même forêt, elle peut être de plus de 10 m ; on observe par conséquent une forte variabilité intra-forêt. L'âge de référence auquel on mesure les hauteurs dominantes qui servent d'indice de fertilité est habituellement de 50 ans. Les ajustements réalisés sur les données disponibles dans le cas du Chêne ont montré qu'un âge de référence de 100 ans était préférable, les prévisions de croissance obtenues à partir de l'indice calculé à 50 ans étant mauvaises. Ce résultat conduirait à proposer un âge de référence voisin de la moitié de la durée de renouvellement (révolution). CONSTRUCTION DE LA TABLE DE PRODUCTION La table correspondant à chaque sylviculture est définie par une classe de fertilité et une norme de sylviculture : on a défini quatre classes correspondant à des indices de fertilité de 21 à 30 mètres à 100 ans recouvrant la gamme de hauteurs dominantes observée à cet âge ; on propose trois normes de sylviculture: 140, 100 et 70 tiges par hectare à 35 m de hauteur dominante (voir p. 247). La hauteur dominante est définie par la fonction de Chapman-Richards. Ho = A (I - e k ') c (1) Tableau I Estimations de A, k et c en fonction de la hauteur dominante à 100 ans (indice de fertilité) Hauteur dominante A k c 21 m 24 m 27 m 30 m 28,1 33,3 38,5 43,7 0,0204 0,0172 0,0147 0,0128 2,0743 1,6597 1,3634 1,1434 La production totale en volume est exprimée par la relation : In (Vt) = 21, ,389 In(Ho) - 8,981 ln(l) + 0,328 I + 0,30 Ho (2) La circonférence moyenne Cg est exprimée en fonction de la hauteur dominante par une expression de la forme Cg = M-IHO/(1 - JJL 2 HO) dans laquelle (x, et x 2 sont des coefficients qui dépendent de la densité du peuplement. Les autres grandeurs répondent aux équations du système [S] présenté à la figure 2 ; on distingue habituellement 2 jeux d'équations [S av ] et [S ap ], respectivement avant et après éclaircies. Les surfaces terrières et les volumes éclaircis (G é et V é ) sont obtenus par différences. La table de production à sylvicultures variables correspondant à ces relations est publiée dans la thèse de Trencia (1989). 251 Rev. For. Fr. XLII

7 J. BOUCHON - J. TRENCIA CONCLUSIONS Sous l'impulsion de forestiers comme Cochet (1958), Lorne (1956, 1959, 1961), Martinot-Lagarde (1968, 1970) et Bourgenot (1970), d'enseignants comme Venet (1967, 1968, 1969) et Lanier (1988) et des chercheurs, les connaissances sur la croissance et la qualité du bois de Chêne ont fait de grands progrès au cours de dernières décades. La sylviculture de cette espèce peut être considérablement améliorée, ce qui conduira à des durées de renouvellement (révolution) plus courtes sans modifier la qualité des produits ; on pourrait retenir deux règles simples : éclaircir avec une relative vigueur dans le jeune âge (voir les normes au paragraphe «Tables de production et normes de sylviculture», p. 247). dans les éclaircies, éviter les à-coups, qui sont plus générateurs de bois de mauvaise qualité que les accroissements forts. J. BOUCHON - J. TRENCIA Station de Sylviculture et de Production CENTRE DE RECHERCHES FORESTIÈRES (INRA) CHAMPENOUX SEICHAMPS BIBLIOGRAPHIE BARTET (E.). Recherches sur les modes d'accroissement des Chênes de taillis-sous-futaie. Revue des Eaux et Forêts, n 11, septembre 1891, pp BOUCHON (J.). Norme provisoire pour le Chêne de qualité du secteur ligérien. Nancy : Centre de Recherches forestières - INRA, p (Document 70-1). BOURGENOT (L). Le Traitement des futaies feuillues productrices de bois d'oeuvre et de qualité. Revue forestière française, vol. XXII, n 1, 1970, pp COCHET (P.). Contributions à l'étude d'une sylviculture du Chêne de qualité. Revue forestière française, vol. X, n 5, 1958, pp DÉCOURT (N.), LEMOINE (M.). Premiers résultats d'une expérience clinale d'espacement avec Populus thchocarpa. Annales des Sciences forestières, vol. 31, 1974, pp DREYFUS (Ph.). Compétition et croissance dans de jeunes peuplements résineux : aspects biologiques, écologiques et sylvicoles. Marseille : Faculté des Sciences et Techniques de Saint-Jérôme, Université d'aix-en-provence, p. (Thèse). LANIER (L.). Précis de Sylviculture (pp ). Nancy : École nationale du Génie rural, des Eaux et des Forêts, VIM-468 p. LE GOFF (N.). Productivité du Frêne en région Nord-Picardie : A - Courbes de croissance en hauteur. Annales des Sciences forestières, vol. 39, n 3, 1982, pp LE GOFF (N.), LÉVY (G.). Productivité du Frêne en région Nord-Picardie : B - Etude des relations entre la productivité et les conditions du milieu. Annales des Sciences forestières, vol. 41, n 2, 1984, pp LORNE (R.). À la recherche de la qualité et des gros diamètres dans les futaies de Chêne. Revue forestière française, vol. VIII, n 11, 1956, pp LORNE (R.). Étude quantitative sur les éclaircies dans les peuplements de Chêne de qualité. Revue forestière française, vol. XI, n 11, 1959, pp LORNE (R.). La Sylviculture de l'avenir (toujours à propos du Chêne de qualité). Revue forestière française, vol. XIII, n 7, 1961, pp MARTINOT-LAGARDE (P.). Traitement du Chêne rouvre de qualité en Allemagne de l'ouest. Revue forestière française, vol. XXII, n 2, 1970, pp MARTINOT-LAGARDE (P.). Traitement des peuplements. Revue forestière française, vol. XX, n spécial 1968, p OSWALD (H.). Résultats principaux des places d'expérience de Chêne du Centre national de Recherches forestières. Revue forestière française, vol. XXXIII, n spécial «Sylvicultures en futaies feuillues» 1981, pp

8 Sylviculture et production du Chêne PARDÉ (J.). Réflexion sur l'éclaircie dans les futaies de Chêne. Bulletin de la Société forestière de France-Comté et des Provinces de l'est, n 8, 1957, pp PARDÉ (J.). Table de production pour les forêts de Chêne rouvre qualité tranchage du secteur ligérien. Nancy: 1 re section de la Station de Recherches et Expériences forestières, mars p. (Notes techniques forestières ; n 1). PARDÉ (J.), BOUCHON (J.). Dendrométrie. Nancy : École nationale du Génie rural, des Eaux et des Forêts, p. POLGE (H.). Production de Chênes de qualité en France. Revue forestière française, vol. XXXVI, n spécial < Dialogue forestier par dessus le Rhin», 1984, pp POLGE (H.), KELLER (R.). Qualité du bois et largeur d'accroissements en forêt de Tronçais. Annales des Sciences forestières, vol. 30, n 2, 1973, pp TRENCIA (J.). Table de production à sylvicultures variables pour le Chêne sessile en France. Nancy : Faculté des Sciences - Université de Nancy I, p. (Thèse). VENET (J.). Note sur le Chêne de tranchage. Notes de cours. Nancy : École nationale du Génie rural, des Eaux et des Forêts, p. VENET (J.). Pratique de la prédésignation des arbres de place. Revue forestière française, vol. XX, n 3, 1968, pp VENET (J.). Sylviculture des forêts de chêne de tranchage. Revue forestière française, vol. XIX, n 12, 1967, pp Futaie de Chêne rouvre âgée de 180 ans avec sous-étage de Hêtre. Forêt domaniale de Blois (Loir-et-Cher). 253 Rev. For. Fr. XLII