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Auteur(s): Fabian H. Härtl, Peter Langhammer, Thomas Knoke (auteur externe Autoren)
Rédaction: WSL, Suisse
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Stratégies de minimisation des coûts d’opportunité de la gestion du bois mort

L’importance des prestations environnementales et sociales de l’écosystème forestier, qui viennent compléter la production de bois, est de plus en plus claire. En raison de ses longs délais de production, l’économie forestière est confrontée à des risques naturels et financiers accrus dans leur planification. Sur la base de différents scénarios de gestion du bois mort, le présent article montre comment des approches modernes d’optimisation permettent d’intégrer d’autres prestations de la forêt dans la planification économique d’une exploitation.

Wald
Fig. 1 –  Forêt vierge de hêtres, feuillus nobles et sapins dans les Carpates.
Photo: Peter Langhammer

Pour ceci, plusieurs objectifs pour le bois mort ont été combinés avec différentes stratégies d’enrichissement pour une exploitation forestière privée en Bavière (Allemagne), et intégrés comme restriction dans le modèle d’optimisation économique. La comparaison des solutions permet de déduire les stratégies les moins coûteuses pour les différents objectifs. Les coûts varient fortement avec l’objectif adopté et dépendent de la variante de conservation (arbre entier, gros bois, branches), du type d’essence (conifères ou feuillus) et des délais fixés pour atteindre l’objectif.

Les bois mort

Le bois mort est une composante très importante de l’écosystème forestier. Il constitue un habitat pour une faune et une flore rare, et un maillon essentiel du cycle des nutriments et du carbone.

La recherche sur le bois mort

Un large secteur de la recherche sur le bois mort se penche sur l’influence de différentes quantités de bois mort sur la biodiversité. Les études ont montré des différences sensibles entre les forêts naturelles et les forêts exploitées. Les quantités de bois mort dans les forêts naturelles sont en moyenne le double de celles des forêts exploitées.

Apports de bois mort

Les apports de bois mort sont le fait d’événements aléatoires comme les coups de vent, les feux de forêt, les insectes, les agents pathogènes et la concurrence entre les individus. Parallèlement, divers mécanismes de décomposition contribuent en permanence à réduire la quantité de bois mort.

Totholzmanagement
Fig. 2 –  Gestion active du bois mort : hêtre quatre ans après l’annelage.
Photo: Peter Langhammer

De nombreuses approches ont été développées pour modéliser les processus biophysiques. En dehors des recherches approfondies sur les mécanismes d’évolution du bois mort, il y a peu de recherches sur la gestion du bois mort. Un module a été créé pour démontrer les effets des décisions de gestion sur l’évolution du bois mort (« Der WaldPlaner »). Cependant, il n’existe aucun modèle qui permettrait de déterminer la stratégie la plus rentable pour atteindre certains objectifs en matière de bois mort. Avec les approches modernes d’optimisation, cette lacune peut désormais être comblée.

Planification

L’objectif économique de la maximisation du profit est étendu aux aspects d’une offre continue de bois (objectif produit) et d’une réserve permanente de liquidités et de bois (objectif sécurité). Le concept de durabilité conduit aussi, en fin de compte, à la nécessité d’une planification en fonction des risques.

d’une planification en fonction des risques.

L’avantage de toutes les modélisations mathématiques est qu’elles peuvent en principe être étendues à volonté. Par exemple, des modules peuvent être intégrés pour représenter les services écosystémiques qui sont importants en foresterie, à condition qu’ils soient quantifiables. Cela permet de lier l’économie et l’écologie via le modèle et de répondre aux questions sur l’offre optimale avec des coûts d’opportunité minimaux dans ce domaine.

Exploitation forestière choisie pour l’étude

Tous les calculs et modélisations (pour plus de détails, voir l’article original) ont été réalisés pour l’exploitation forestière privée Eichelberg en Allemagne, gérée principalement depuis plus de 70 ans de manière naturelle et aujourd’hui orientée vers des structures et processus forestiers naturels.

hêtre,  épinette
Tab. 1 – Synthèse des paramètres des concepts de bois mort. La superficie maximale par peuplement correspond au degré de ségrégation.

Les caractéristiques de cette forêt sont:

  • Surface au sol : 220 ha
  • Altitude : 400 m
  • Température moyenne annuelle : 8,3 °C
  • Précipitations : 850-950 mm/an
  • Sol : argileux souvent recouvert de lœss
  • Principales essences : épicéa (26 %, en baisse), hêtre, sapin (25 % sapin pectiné ; en hausse), chêne ; association forestière naturelle d’origine : hêtraie-sapinière à aspérule avec luzule
  • Croissance annuelle : 10,7 m3/ha

La gestion du bois mort est réglementée par le concept « BioHolz ». Elle comprend notamment l’apport en bois mort, l’amélioration de la biodiversité, la mise à disposition de bois mort de la manière la plus rentable possible, mais aussi efficace en termes de sécurité au travail, etc. L’expérience pratique actuelle et les nouvelles découvertes scientifiques sont continuellement intégrées. L’article original contient davantage de détails ainsi que les calculs exacts.

Questions

L’hypothèse suivante a été examinée sur la base d’une exploitation type:

« La poursuite d’un objectif particulier pour le bois mort en termes de sélection des essences, d’assortiment et d’échéance n’a aucune incidence sur les résultats financiers d’exploitation. »

Cette hypothèse comporte deux volets:

1.  Quelle stratégie optimale mène à un objectif donné de bois mort ?

2.  Comment les stratégies optimales pour différents objectifs se distinguent-elles les unes des autres ?

Afin de couvrir un large éventail d’objectifs possibles, divers concepts de bois mort ont été développés en combinant les variables de contrôle suivantes 

1) Objectif de bois mort

2) Essence

3) Échéance

4) Assortiment

5) Proportion maximale de superficie

par peuplement (voir tab. 1).

On obtient ainsi 480 scénarios possibles. Après 5 ou 20 ans, l’objectif fixé pour le bois mort ne doit être atteint que dans les peuplements où le hêtre ou l’épicéa sont les principales essences, mais alors de façon permanente.

Trois différentes stratégies d’enrichissement en bois mort ont été étudiées pour la mise à disposition de bois pour cet objectif.

1. Variante « Arbre entier »: tous les assortiments sont pris en compte dans le calcul de l’objectif en bois mort

2.  Variante « Gros bois »: seuls les assortiments de la troisième classe et des classes supérieures sont pris en compte

3. Variante « Couronnes »: elle diffère suivant la prépondérance des conifères (a) et des feuillus (b)

3a) Epicéa: uniquement les assortiments dont le diamètre moyen est inférieur à 19 cm et qui appartiennent à la couronne

3b)  Hêtre: uniquement les assortiments dont le diamètre moyen est inférieur à 24 cm et qui appartiennent à la couronne

La variable « proportion maximale de superficie » indique quelle doit être la part de chaque peuplement pour une période de simulation afin d’atteindre l’objectif de bois mort. Ainsi, il est possible de simuler pour l’enrichissement en bois mort la mise hors exploitation de peuplements entiers, ou bien encore la protection et l’utilisation au sein d’un même peuplement. Les coûts d’opportunité de l’apport de bois mort peuvent être interprétés comme des pertes annuelles moyennes liées au concept de bois mort.

Comparaison des stratégies de bois mort
Fig. 3 –  Comparaison des stratégies de bois mort avec un horizon cible de 20 ans (à gauche) et de 5 ans (à droite). Coûts d’opportunité (pertes) par rapport à la rente maximale réalisable. Cliquer pour agrandir! uste) relativ zur maximal erreichbaren Annuität. Anklicken zum Vergrössern!

Résultats

  • Les coûts d’opportunité de l’enrichissement en bois mort augmentent considérablement avec la hauteur de l’objectif de bois mort.
  • L’atteinte du même objectif de bois mort est beaucoup plus coûteuse avec le bois résineux (épicéa) qu’avec le bois de feuillu (hêtre).
  • L’échéance, c’est-à-dire le temps imparti pour atteindre l’objectif, est un facteur de coût décisif à considérer dans un concept de bois mort.
  • L’enrichissement en bois mort avec du « bois de couronne » est la variante la plus coûteuse. Les concepts les moins chers sont « arbre entier », suivis des variantes « gros bois ».
  • Le bois de couronne à lui seul ne suffit pas pour obtenir de grandes quantités de bois mort.
  • Dans la plupart des cas, l’impact du degré de ségrégation n’est pas extrêmement marqué, mais il peut être utilisé pour présenter plus avantageusement la variante préférée pour des raisons écologiques dans ses effets financiers par rapport aux alternatives.

L’augmentation des coûts avec des objectifs plus élevés pour le bois mort est un résultat attendu, car de grandes quantités de bois ne sont plus disponibles à la vente. Les hiérarchies : Résineux > Bois de feuillu ainsi que Gros bois > Arbre entier s’expliquent par la structure des prix du bois, car les prix des assortiments de gros bois et le bois de résineux sont plus élevés que le bois tendre et le bois de feuillu.

L’influence de la gestion du temps sur les coûts est en revanche un facteur souvent négligé. Toutefois, les résultats disponibles montrent qu’un objectif à plus long terme permet de réaliser d’importantes économies et qu’il convient donc d’inclure dans un concept de gestion du bois mort un calcul plus précis de l’échéance choisie.

Il est évident que des quantités plus importantes de bois mort ne peuvent pas être obtenues exclusivement à partir de bois de couronne, car au-delà d’une certaine quantité cible, la biomasse ne peut plus être fournie en quantité suffisante par les peuplements. Il peut être surprenant de constater que la variante bois de couronne entraîne les coûts d’opportunité les plus élevés, alors que seuls les assortiments ayant le prix du marché le plus bas sont utilisés ici. Mais pour cette variante, un nombre relativement important d’arbres doit être mis à disposition afin de répondre aux quantités requises à partir du matériau de la couronne de petite dimension. Même si la partie la plus précieuse économiquement du tronc peut être commercialisée, la stratégie conduit à devoir abattre uniquement à cause de la gestion du bois mort un plus grand nombre d’arbres qui n’atteindront pas leur maturité économique de coupe. Ces pertes l’emportent sur l’avantage apparent d’utiliser des assortiments « bon marché » pour les objectifs de bois mort.

En résumé, l’hypothèse doit donc être rejetée.

Le choix des essences, le type d’utilisation et l’échéance ont tous une influence significative sur l’impact économique d’un service écosystémique comme celui apporté par le bois mort.

  • D’un point de vue économique, les stratégies de bois mort devraient être menées à long terme.
  • En outre, les concepts de bois de feuillu et d’arbres entiers devraient être utilisés dans la mesure du possible pour la mise en œuvre.
  • Le bois de la couronne ne devrait être utilisé que s’il est issu d’une coupe nécessaire.
  • L’utilisation de bois de feuillus et la mise à disposition de bois de grande dimension contribuent de manière optimale à créer des structures d’habitat appropriées pour les espèces indigènes.

Cela permet d’exploiter les synergies et d’atteindre les objectifs écologiques et économiques.

Quelles conséquences pour la pratique ?

En conclusion pour la pratique, on peut en déduire que les objectifs économiques et écologiques peuvent être conciliés de manière optimale si l’entreprise poursuit une stratégie d’enrichissement en bois mort qui se concentre davantage sur une mise à disposition à partir d’arbres feuillus entiers et ne cherche pas à atteindre cet objectif à court terme.

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