DESCRIPTION DU PROJET DE RECHERCHE

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2 DESCRIPTION DU PROJET DE RECHERCHE Chabot, Pomerleau & associés est une entreprise de services spécialisée dans les domaines du génie forestier, de l environnement et de la géomatique. Ses clients principaux sont les agences forestières, les ministères québécois et fédéraux et les propriétaires de boisés privés. Mise en contexte Actuellement les entreprises en génie forestier et les agences forestières, utilisent presque exclusivement le prisme pour mesurer la surface terrière. Cette méthode permet d évaluer la densité des arbres sur une surface donnée. Cette évaluation de la densité permet entre autres de qualifier les travaux de coupe sélective. Une nouvelle préoccupation, comme firme de génie conseil, consiste à vérifier la précision des résultats découlant de l utilisation du prisme en la comparant avec les résultats obtenus avec la méthode des placettes-échantillons circulaires, de 11,28 m de rayon. Au fil des ans, nous avons observé de très grandes variations dans nos surfaces terrières établies selon la méthode du prisme et les calculs de l agence forestière qui avait utilisé la même méthode. À la suite de ce constat, nous avons décidé de remettre en question l utilisation de la méthode du prisme et de faire davantage appel à la méthode des placettes-échantillons circulaires de 11,28 m de rayon, qui est très juste, mais par contre beaucoup plus onéreuse (moins rapide). Description de la méthode des placettes-échantillons circulaires de 11,28 m de rayon Cette méthode consiste à dénombrer et mesurer le diamètre de chaque arbre présent dans un rayon de 11,28 m. Les mesures du diamètre sont prises à hauteur de 1,3 m du sol, soit le diamètre à hauteur de poitrine, plus communément appelé DHP. Le temps moyen requis pour réaliser une placette-échantillon circulaire de 11,28 m est d environ 1 heure. Description de la méthode du prisme Cette méthode utilise une pièce optique, appelée prisme, que l on place au centre de la placette-échantillon et que l on pointe vers les arbres. On comptabilise alors les arbres dont les images réelles et décalées se touchent. La surface terrière est directement proportionnelle au nombre e recouvrements observés. Le coefficient de proportion dépend du prisme utilisé ainsi que des composantes de chaque peuplement. Cette méthode, beaucoup plus rapide, permet de déterminer une surface terrière en environ 10 minutes. Elle est donc la méthode la plus utilisée par tous les intervenants du domaine forestier, notamment les agences forestières. 2 de 6

3 Cependant, la méthode du prisme possède plusieurs limitations dont : 1. Le manque de précision dans la coïncidence; 2. Une variation lorsque l observateur se positionne différemment, ce qui influence les résultats; 3. Parfois la résolution optique ne permet pas de distinguer les arbres; 4. Des oublis et des répétitions peuvent avoir lieu; 5. Une «hypothèse d uniformité» de la répartition des arbres, ce qui peut occasionner des biais dans le calcul de la surface terrière; 6. Des variations significatives entre la vraie surface terrière, établie par la méthode des placettes-échantillons circulaires de 11,28 m de rayon et celle établie au prisme. OBJECTIFS TECHNOLOGIQUES L objectif technologique principal de notre projet de recherche consiste à quantifier les limitations de la méthode du prisme, connaître le degré de fiabilité de cette méthode en fonction de nos différents paramètres forestiers et établir les règles de décision qui permettront de choisir la méthode la plus appropriée. De façon plus spécifique, les objectifs technologiques sont les suivants : 1. Construire un tableau établissant une relation entre la surface terrière et l imprécision de la méthode du prisme, et ce, pour chaque paramètre du peuplement; 2. À partir des données de ce tableau, construire un arbre de prise de décision permettant de choisir la méthode la plus appropriée. BASE DE CONNAISSANCE Nous appliquons les méthodes de mesurage de la surface terrière, soit la méthode des placetteséchantillons circulaires de 11,28 m de rayon et la méthode du prisme. Cependant, compte tenu de la très grande variabilité observée au fil des ans, des doutes se sont installés sur le niveau de fiabilité de la méthode du prisme en comparaison à la méthode des placettes-échantillons circulaires de 11,28 m de rayon. Nous n avons pas et il n y a jamais eu à notre connaissance de comparaison entre les deux méthodes pour en valider la précision, la fiabilité et les corrélations. 3 de 6

4 AVANCEMENT TECHNOLOGIQUE RECHERCHÉ ET INCERTITUDES TECHNOLOGIQUES La méthode du prisme avait été développée au début des années 60 et se présentait comme une amélioration aux techniques de mesure plus fastidieuses, telle que la méthode des placettes-échantillons circulaire de 11,28 m de rayon. Cependant, pour être acceptable, cette méthode, dont les limites sont évidentes, aurait dû nous être mieux documentée afin d en expliquer les erreurs et les conditions d utilisation. (Cette caractérisation n existe pas, ou du moins elle n est pas connue du milieu du génie forestier). Notre projet vise donc à combler cette lacune, en répondant à l incertitude technologique constante concernant la variabilité de cette méthode, c est-à-dire en répondant aux interrogations suivantes : Existe-t-il une relation entre la mesure de la surface terrière donnée par la méthode de placettes-échantillons circulaires de 11,28 m de rayon et la méthode du prisme? Si oui, quelles sont les limites qualitatives et quantitatives de cette corrélation. C est l incertitude technologique de notre projet. Dans le domaine du génie forestier, il s agit d une remise en question d une méthode reconnue et fondamentale et c est pourquoi notre projet relève de la recherche appliquée en visant un avancement scientifique. Nous visons à mieux connaître les limites de la méthode du prisme en fonction d une application pratique dans le calcul de la surface terrière dans le domaine du génie forestier. Afin de permettre d effectuer la comparaison entre la méthode des placettes-échantillons circulaires de 11,28 m de rayon et la méthode du prisme, plusieurs étapes ont été nécessaires : 1. Localiser les peuplements les plus intéressants et les plus faciles, par un système de localisation géographique GIS en fonction des critères suivants : couverture (feuillage), nombre de tiges à l hectare, diamètre moyen des arbres, hauteur ou défilement des arbres, densité du peuplement estimé à l œil (A, B, C ou D), type d essence; 2. Établir des plans de sondage (définir le quadrillage par les méthodes courantes GIS); 3. Former et calibrer les techniciens aux prises de mesure; 4. Évaluer l erreur inhérente de chacun des techniciens; 5. Développer un module de saisie informatisée pour les inventaires sur les sites; 6. Inventorier les cinquante-quatre (54) types de peuplement avec les deux méthodes de mesure de la surface terrière; Les cinquante-quatre (54) types de peuplements ont été inventoriés entre juillet 2004 et janvier Le nombre de sites inventoriés fournit dans une première étape l échantillonnage statistique minimum dont nous avons besoin pour quantifier les limites de la méthode du prisme. Dans l éventualité où l information ne suffirait pas, nous pouvons étendre notre échantillonnage en conséquence. Ce point sera discuté avec les analystes qui interpréteront nos données pour en dégager des corrélations entre les deux méthodes de calcul de la surface terrière. 4 de 6

5 Le tableau des données sur les inventaires (joint en annexe) nous indique les informations suivantes : 1. Le groupe d essences; 2. La densité (hauteur); 3. L âge; 4. Le nombre de placettes-échantillons; 5. La surface terrière (calculée selon la méthode du prisme et le 11,28 m); 6. Nombre de tiges à l hectare (calculée selon la méthode du prisme et le 11,28 m); 7. Le DHP moyen (calculée au prisme et le 11,28 m); 8. L écart entre le 11,28 m et le prisme. RÉSULTATS DE L ANALYSE Les résultats préliminaires de l analyse des données nous indiquent une variance très élevée entre les différents inventaires. Nous nous questionnons à savoir si nous serons en mesure d établir une corrélation nous permettant de comprendre nos données et mieux définir les limites de la méthode de calcul par le prisme en comparaison à la méthode des placetteséchantillons circulaires de 11,28 m de rayon. L analyse détaillée des résultats obtenus s est poursuivie en regroupant des données forestières par peuplement de caractéristiques forestières semblables. Pour cela, nous avons bénéficié de l aide d un statisticien reconnu dans le milieu de l industrie forestière. Il s agit de M. Jacques Bélanger, Ph.D., de la firme Statisticiens Conseils J.B. Inc. Ensemble nous avons formulé de nouvelles hypothèses sur les regroupements les plus appropriés à l analyse statistique par peuplement et il s est avéré que notre classification n était pas exploitable à ces fins. En particulier, ce premier modèle de regroupement donnait lieu à des écarts trop importants entre la méthode du prisme et la méthode 11,28 m, en plus de fournir un échantillonnage trop restreint. Nous avons convenu que les regroupements devaient comporter un minimum de 30 échantillons. Nous avons identifié et retenu 662 placettes pertinentes parmi le millier d échantillons mesurés. Nous avons identifié que les 4 paramètres de regroupement pertinents étaient le groupement d essences, la densité, la hauteur et l âge. Nous avons jugé que le diamètre n était pas un facteur pertinent (par définition inclus dans les autres paramètres). 5 de 6

6 Pour chacun des modèles de regroupements analysés, nous avons fait une analyse statistique complète incluant le calcul du facteur de corrélation, l intervalle de confiance, la précision et la variance. Un regroupement était considéré valable lorsque la précision était supérieure ou égale à 85 %, ce qui constitue un critère raisonnable dans le milieu forestier. CONCLUSION L analyse a permis de trouver un regroupement satisfaisant pour lequel le facteur de corrélation a été déduit. Nous avons donc construit la table de corrélation permettant d établir la relation entre la méthode du prisme et la méthode 11,28 m. Grâce à ce tableau, nous avons établi le processus de prise de décision qui permettra de choisir la méthode la plus appropriée en fonction des paramètres mesurables du terrain inventorié. Tous droits réservés Chabot, Pomerleau & associés M. Claude Chabot, ing. f., M. Env. et M. Stéphane Lacroix, ing. f. 6 de 6