La chute d'arbres lors de vents violents mesurée pour la première fois - Institut Européen de la Forêt Cultivée
Articles La chute d’arbres lors de vents violents mesurée pour la première fois

La chute d’arbres lors de vents violents mesurée pour la première fois

La chute d’arbres lors de vents violents mesurée pour la première fois

Figure 1: L’activité des cyclones tropicaux en 2018 montre une augmentation de l’activité dans l’Atlantique Nord. Source (Blunden and Arndt, 2019)

Les dégâts causés par le vent aux forêts constituent une menace importante et croissante dans de nombreuses régions du monde. En particulier avec le changement climatique, on prévoit une intensification des cyclones tropicaux avec une migration vers le nord à des latitudes plus élevées (figure 1). Cela signifie que les vents intenses provenant des restes d’ouragans sont susceptibles de devenir plus fréquents en automne dans les pays situés le long de la côte atlantique et autour de la mer du Nord. En outre, il existe de plus en plus de signes de dommages causés aux forêts et aux arbres urbains par des orages intenses et lignes de bourrasques orageuses pendant l’été en Europe centrale et orientale. (https://www.bbc.com/news/world-europe-40959863).

Cependant, à ce jour, personne n’a mesuré le processus de chute des arbres pendant une tempête intense. Cela signifie que le mécanisme de la rupture réelle a fait l’objet de conjectures basées sur des expériences d’arrachage d’arbres, des observations après la tempête et des preuves vidéo. Le 1er octobre 2018, le super-typhon Trami a dévasté l’île principale du Japon. (https://www.ouest-france.fr/monde/japon/trami-un-nouveau-super-typhon-frappe-le-japon-et-fait-des-blesses-5992961). Par chance, un collègue japonais, le Dr Kana Kamimura de l’Université Shinshu, au Japon, surveillait les mouvements et les charges du vent sur un certain nombre d’arbres cryptomeria japonica génétiquement similaires dans une parcelle non éclaircie et une parcelle éclaircie. Un certain nombre d’arbres se sont brisés pendant la tempête, mais seulement dans la parcelle récemment éclaircie (éclaircie l’année précédente) et, étonnamment, malgré les vents intenses et les dommages causés aux arbres, des données ont été disponibles pour 20 arbres dans la parcelle non éclaircie et 9 arbres dans la parcelle éclaircie.

Aujourd’hui, après une analyse approfondie et la résolution de problèmes dus à la perte de données pendant la tempête, un article documentant le comportement des arbres pendant le typhon et le mécanisme exact de défaillance a été publié dans la prestigieuse revue Science Advances avec des auteurs japonais (Kana Kamimura, Kazuki Nanko, Asako Matsumoto, Saneyoshi Ueno), français (Barry Gardiner) et britanniques (James Gardiner) (Kamimura et al., 2022).

Le message clé de cet article est que les arbres sont vulnérables immédiatement après une éclaircie en raison de la suppression de ses voisins. Ces voisins augmentent la “rigidité” et l’amortissement de l’arbre concerné en raison du choc presque continu des couronnes dans la parcelle non éclaircie (https://youtu.be/pW9oMKlmcG8), qui réduit la force du vent transmise par la tige dans le système racine/sol. Cependant, dans la parcelle éclaircie, où tous les voisins immédiats ont été supprimés, les arbres sont plus libres de se déplacer et l’amortissement des collisions est considérablement réduit. Nous avons observé que ces arbres se déplaçaient de manière erratique et, suite à une augmentation rapide de la vitesse du vent à mesure que la tempête s’intensifiait, ces arbres ont commencé à s’incliner de plus en plus loin de leur position initiale.

Certains arbres ont été déracinés et sont tombés, mais même les arbres non endommagés de la parcelle éclaircie sont restés légèrement penchés après le passage du typhon. En revanche, tous les arbres de la parcelle non éclaircie sont revenus à leur position initiale. Le renversement des arbres endommagés n’a pas été immédiat et s’est déroulé sur une période d’une à deux heures. Certains arbres étaient endommagés par de multiples petites racines et le processus d’endommagement a été relativement lent. Pour d’autres arbres, il y a des preuves évidentes de dommages importants à la racine dès le début de la période de vents intenses et le processus de rupture a été plus rapide.

The lesson for forest management from this study is that the interaction of tree crowns in the forest canopy is crucial for the stability of trees during strong winds. Any disturbance to the forest that reduces this crown interaction, such as thinning, immediately reduces the stability of the trees. With time the crown will grow and the trees will adjust to their new wind environment by increasing their root size and stem diameter (Dèfossez et al., 2021; Nicoll et al., 2019). After this adjustment these thinned trees will

La leçon à tirer de cette étude pour la gestion forestière est que l’interaction des couronnes des arbres dans la canopée de la forêt est cruciale pour leur stabilité en cas de vents forts. Toute perturbation de la forêt qui réduit cette interaction des couronnes, comme les éclaircies, réduit immédiatement la stabilité des arbres. Avec le temps, la couronne va croître et les arbres vont s’adapter à leur nouvel environnement éolien en augmentant la taille de leurs racines et le diamètre de leur tige (Dèfossez et al., 2021 ; Nicoll et al., 2019). Après cet ajustement, ces arbres éclaircis deviendront plus stables que les arbres non éclaircis (Mason et Valinger, 2013). L’importance de l’interaction entre les couronnes peut également être la raison pour laquelle les peuplements irréguliers sont plus stables (Mason, 2002 ; Pukkala et al., 2016) et pourquoi l’éclaircie sélective est une option plus judicieuse dans les régions au climat venteux ou pour les peuplements forestiers dont les arbres sont suffisamment grands pour être vulnérables aux dommages causés par le vent (Kerr et Haufe, 2011 ; Pommerening et Murphy, 2004).

Barry Gardiner

IEFC, Pierroton17 February 2022

Références

Blunden, J., Arndt, D.S., 2019. State of the Climate in 2018. Bull. Am. Meteorol. Soc. 100. https://doi.org/doi:10.1175/2019BAMSStateoftheClimate.1.

Dèfossez, P., Rajaonalison, F., Bosc, A., 2021. How wind acclimation impacts Pinus pinaster growth in comparison to resource availability. For. An Int. J. For. Res. 1–12. https://doi.org/10.1093/forestry/cpab028

Kamimura, K., Nanko, K., Matsumoto, A., Ueno, S., Gardiner, J., Gardiner, B., 2022. Tree dynamic response and survival in a category-5 tropical cyclone : The case of super typhoon Trami. Sci. Adv. 8, 1–11.

Kerr, G., Haufe, J., 2011. Thinning Practice: A Silvicultural Guide. Forestry Commission, Edinburgh.

Mason, B., Valinger, E., 2013. Managing forests to reduce storm damage, in: Gardiner, B., Schuck, A., Schelhaas, M.-J., Orazio, C., Blennow, K., Nicoll, B. (Eds.), Living with Storm Damage to Forests: What Science Can Tell Us. European Forest Institute, pp. 89–98.

Mason, W.L., 2002. Are irregular stands more windfirm ? 75.

Nicoll, B.C., Connolly, T., Gardiner, B.A., 2019. Changes in spruce growth and biomass allocation following thinning and guying treatments. Forests 10, 253. https://doi.org/10.3390/f10030253

Pommerening, A., Murphy, S.T., 2004. A review of the history, definitions and methods of continuous cover forestry with special attention to afforestation and restocking. Forestry. https://doi.org/10.1093/forestry/77.1.27

Pukkala, T., Laiho, O., Lähde, E., 2016. Continuous cover management reduces wind damage. For. Ecol. Manage. 372, 120–127. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2016.04.014