Rencontre Thèses des bois - Bordeaux - 30/01/2009 Page 1 Jérôme MOREAU - FCBA Impact de pratiques sylvicoles intensives sur les propriétés technologiques.

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1 Rencontre Thèses des bois - Bordeaux - 30/01/2009 Page 1 Jérôme MOREAU - FCBA Impact de pratiques sylvicoles intensives sur les propriétés technologiques des sciages de pin maritime

2 Rencontre Thèses des bois - Bordeaux - 30/01/2009 Page 2 Contexte En Aquitaine, à partir des années 1960, changements importants des techniques sylvicoles A côté de peuplements anciens issus de régénération naturelle, de nouveaux types de peuplements se sont succédés = la « ligniculture » Peu de données technologiques sur cette ressource, sachant que les caractéristiques du bois sont profondément affectées par les méthodes de culture de la forêt

3 Rencontre Thèses des bois - Bordeaux - 30/01/2009 Page 3

4 Rencontre Thèses des bois - Bordeaux - 30/01/2009 Page 4 Contexte 35 % 36 % 51% 66 % Récolte annuelle de bois rond en Aquitaine : évolution prévisionnelle de la proportion de bois issus de ligniculture (contexte avant tempête du 24/01/2009)

5 Rencontre Thèses des bois - Bordeaux - 30/01/2009 Page 5 Objectifs Modéliser limpact de la ligniculture sur les propriétés technologiques du pin maritime Créer un outil de simulation des caractéristiques du matériau bois produit en ligniculture Prédire limpact technico-économique de différentes modalités de croissance et dobjectifs de production

6 Rencontre Thèses des bois - Bordeaux - 30/01/2009 Page 6 Définition des itinéraires sylvicoles retenus pour létude Sélection des parcelles, Identification arbres échantillonnés Exploitation, caractérisation morphologique et prélèvements Modélisation Croissance- Qualité Application à la ressource régionale Déroulement du projet Mars 07 Avril 07 / Juillet 07 Juin 07 / Août 08 Sept 08 / … Mars 09

7 Rencontre Thèses des bois - Bordeaux - 30/01/2009 Page 7 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 102030405060 Age Vu(m3) F+ F- Scénarios sylvicoles étudiés Scénarios sylvicoles étudiés et parcelles sélectionnées pour létude

8 Rencontre Thèses des bois - Bordeaux - 30/01/2009 Page 8 Données dendrométriques des arbres sélectionnés Accroissement en circonférence en fonction du volume unitaire pour les 168 arbres sélectionnés

9 Rencontre Thèses des bois - Bordeaux - 30/01/2009 Page 9 Sélection des arbres et prélèvements Sélection de 12 arbres sans défaut majeur par parcelle Réalisation de mesures dendrométriques 4 arbres par parcelle découpés en disques (56 arbres abattus, 1212 disques prélevés) 8 arbres billonnés par parcelle (112 arbres abattus, 653 billons façonnés, 1200 disques prélevés)

10 Rencontre Thèses des bois - Bordeaux - 30/01/2009 Page 10 Mesures réalisées et objectifs Surface de duramen durabilité Nature des nœuds classement daspect des sciages Angle du fil déformations au séchage (gauchissement) Micro densité, module délasticité et contrainte à la rupture résistance mécanique

11 Rencontre Thèses des bois - Bordeaux - 30/01/2009 Page 11 Méthode de mesure de langle du fil Méthode de mesure de la densité intra-cerne Méthode de sciage des billons Méthodes de mesure

12 Rencontre Thèses des bois - Bordeaux - 30/01/2009 Page 12 Élaboration des modèles Établissement de modèles de la famille des modèles mixtes Modèles constitués dune partie déterministe commune à lensemble des arbres (effets fixes) et dune partie aléatoire qui structure et quantifie les écarts propres aux arbres par rapport à la partie déterministe Permet la décomposition de la variation totale du paramètre modélisé : - variations expliquées par les effets fixes - variations expliquées par les effets parcelles - variations expliquées par les effets arbres dans parcelles

13 Rencontre Thèses des bois - Bordeaux - 30/01/2009 Page 13 Duramen Profil de surface de Duramen intra-arbre et modèle réalisé Effets fixes du modèle Hauteur dans larbre, Age, Hauteur de la première branche verte S_Duramen = a*(b*AGE)*exp(-exp(a*(t0-HREL)))*exp(a*(t0- HREL)) Décomposition de la variation dans le modèle Variations expliquées par effets fixes : 73 % Variations dues aux effets arbres : 22 % Variations résiduelles : 5 %

14 Rencontre Thèses des bois - Bordeaux - 30/01/2009 Page 14 Modélisation taux surfacique de duramen : Illustration de leffet arbre Hauteur relative Surface de Duramen Duramen

15 Rencontre Thèses des bois - Bordeaux - 30/01/2009 Page 15 Profils de Duramen intra-arbre simulés à la coupe rase pour les 6 scénarios (effets fixes uniquement) Duramen Scénario croissance forte (F+) Scénario croissance faible (F-) 0,6 m 3 0,9 m 3 1.2 m 3 0,6 m 3 0,8 m 3 1.1 m 3

16 Rencontre Thèses des bois - Bordeaux - 30/01/2009 Page 16 Nature des noeuds Ligniculture sans élagage Profil de nature des nœuds intra-arbre et modèle réalisé Effets fixes du modèle Hauteur dans larbre, Age, circonférence à 1,30 m, rapport hauteur / diamètre Décomposition de la variation totale pour la surface de nœuds adhérents Variations expliquées par effets fixes : 82 % Partie mixte du modèle en cours de construction Zone nœuds adhérents Zone nœuds sautants

17 Rencontre Thèses des bois - Bordeaux - 30/01/2009 Page 17 Profils simulés pour les scénarios identifiés (effets fixes uniquement) Nature des nœuds : Ligniculture sans élagage 0,6 m 3 0,9 m 3 1.2 m 3 0,6 m 3 0,8 m 3 1 m 3 Scénario croissance forte (F+) Scénario croissance faible (F-)

18 Rencontre Thèses des bois - Bordeaux - 30/01/2009 Page 18 Profils simulés pour des parcelles de régénération naturelle (données dun projet précèdent, effets fixes uniquement) Influence de la Hauteur de Couronne Morte pour une Circonférence à 1,30 m de 120 cm HCM : 20% 40% 60% Nature des nœuds : Régénération naturelle

19 Rencontre Thèses des bois - Bordeaux - 30/01/2009 Page 19 Angle du fil (Daprès Säll, 2002) Variations radiales de langle du fil et modèle réalisé Effets fixes du modèle N° de cerne, Hauteur dans larbre Décomposition de la variation totale Variations expliquées par effets fixes : 42 % Partie mixte du modèle en cours de construction Hauteur dans larbre (m)

20 Rencontre Thèses des bois - Bordeaux - 30/01/2009 Page 20 Exemple dapplication du modèle pour les scénarios identifiés Angle du fil à une hauteur de 1,30 m (effets fixes uniquement) Angle du fil -7 -6 -5 -4 -3 -2 0 1 0510152025303540 Distance de la moelle (cm) Angle du fil (°) Scénario croissance forte Scénario croissance faible

21 Rencontre Thèses des bois - Bordeaux - 30/01/2009 Page 21 Relation Angle du fil / Gauchissement des sciages Gauchissement moyen mesuré après séchage pour les avivés sciés dans des billons prélevés entre 0 et 2,40 m (423 avivés), en fonction de la position radiale 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 03070110150190 Distance de la moelle (mm) Gauchissement (mm)

22 Rencontre Thèses des bois - Bordeaux - 30/01/2009 Page 22 Module délasticité Module délasticité moyen en fonction de la position radiale et de la hauteur dans larbre (moyenne 1050 avivés testés, provenant de 112 arbres) ( MPa ) Distance de la moelle (mm) (m) Effets fixes du modèle Distance de la moelle, Hauteur dans larbre, vitesse de croissance arbre, hauteur branche morte Décomposition de la variation totale Variations expliquées par effets fixes : 30 % Partie mixte du modèle en cours de construction Hauteur dans larbre (m)

23 Rencontre Thèses des bois - Bordeaux - 30/01/2009 Page 23 MOE simulés pour les scénarios identifiés 0,6 m 3 0,8 m 3 1 m 3 Scénario croissance forte (F+) Scénario croissance faible (F-) Module délasticité 0,6 m 3 0,9 m 3 1.2 m 3

24 Rencontre Thèses des bois - Bordeaux - 30/01/2009 Page 24 Masse volumique à 12% dhumidité Mv12 en fonction de la position radiale et de la hauteur dans larbre (moyenne 1050 avivés testés, provenant de 112 arbres) (m) Distance de la moelle (mm) Effets fixes du modèle Distance de la moelle, Hauteur dans larbre, vitesse de croissance arbre, hauteur branche verte Décomposition de la variation totale Variations expliquées par effets fixes : 36 % Partie mixte du modèle en cours de construction Hauteur dans larbre (m)

25 Rencontre Thèses des bois - Bordeaux - 30/01/2009 Page 25 Biens livrables, retour attendu pour la profession Modèles de variation des propriétés de base du matériau, données qualitatives et technologiques de la ressource Sylviculteurs Évaluation de linfluence des pratiques sylvicoles sur les propriétés du matériau bois Exploitants / Exploitants-scieurs Grilles destimation de la qualité des peuplements Nature des nœuds Performance technologique (stabilité dimensionnelle, résistance mécanique,…)