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La méthodologie de l'IFL

Vers le niveau supérieur

La méthodologie de l'IFL2

Méthode de l'Inventaire Forestier National du Luxembourg

Caractéristiques de la méthode
Le contexte naturel spécifique des forêts du Grand-Duché de Luxembourg et les principaux objectifs assignés à l'inventaire forestier ont guidé le choix du type d'échantillonnage, du taux de sondage et des variables à prendre en considération, des techniques de collecte de l'information et du caractère permanent de l'inventaire. Le tableau suivant présente les principales caractéristiques de l'Inventaire Forestier National permanent du Grand-Duché de Luxembourg.

Caractéristiques de l'inventaire

Description de l'inventaire

Type d'inventaire

Inventaire forestier à caractère permanent

Echelle

Nationale

Objet de l'inventaire

Les zones forestières telles que définies dans le document TBFRA-2000(1).

Les zones non forestières sont malgré tout sommairement identifiées.

Les propriétés privées et publiques sont inventoriées.

Type d'échantillonnage

Echantillonnage systématique simple (monophase).

Chaque point de sondage représente un nœud de la maille de dimension [1.000 m * 500 m] dont le grand côté est orienté selon l'axe Ouest-Est.

Chaque point est ainsi " l'image" de 50 hectares.

Unité d'échantillonnage

de base

L’unité d’échantillonnage, encore appelée point de sondage, est une portion du territoire à échantillonner dont les dimensions et la localisation précises sont fixées par la méthode et le type d’échantillonnage mis en œuvre. Dans le cadre de l’Inventaire Forestier Luxembourgeois, les unités d’échantillonnage, dont le centre est localisé en chacun des nœuds de la maille, sont principalement composées de trois placettes concentriques circulaires (respectivement de 4,5 m, 9 m et 18 m de rayons) et au sein desquels les mesures sont réalisées.

Taux moyen d'échantillonnage

Le taux d'échantillonnage est de 0,2 %. Il se calcule a priori à partir de la surface de la plus grande placette circulaire inventoriée (0,1 ha) et de la représentativité d'un point de sondage (50 ha)..

Durée du cycle de mesures et intervalle

La durée du cycle de mesures est 2 à 3 ans. L’intervalle entre deux cycles successifs est d’environ 10 ans.

Photographie aérienne

La photo-interprétation est utilisée pour la typologie des points de sondage et en tant que support à la préparation et à l'organisation des travaux de terrain et de récolte des données.

Les photos utilisées dans le cadre de cet inventaire sont des photographies aériennes panchromatiques sous forme brute du survol réalisé pour le compte de l’Administration du Cadastre et de la Topographie du Grand-Duché de Luxembourg (couverture intégrale) de mars 2006 (résolution 28x28 cm au sol) ainsi que les orthophotos 2007 de l’Administration du Cadastre et de la Topographie (couverture intégrale) d’octobre 2007 sous forme numérique (résolution 50x50 cm au sol).

(1) Temperate and Boreal Forest Resources Assessment 2000 (UN-ECE - FAO)

L’Inventaire Forestier Luxembourgeois se base sur un échantillonnage systématique simple monophase. Il s'appuie sur une grille à mailles rectangulaires de 1.000 m sur 500 m orientée selon le grand côté dans le sens Ouest-Est (1 point de sondage par 50 ha) et aux sommets desquels on installe une «unité d'échantillonnage» aussi appelé «point de sondage» qui est «l'image» d'une surface de 50 hectares. Le nombre total de points pour l’ensemble du Grand-Duché de Luxembourg s'élève à environ 5.200. Le premier cycle de mesure a duré environ deux ans et demi (de mai 1998 à décembre 2000, phase de validation comprise).

La démarche suivie pour construire la méthode d’inventaire a largement tenu compte des termes de référence du document TBFRA-2000 et a permis grâce à la récolte et au traitement de données dendrométriques, pédologiques, phytosociologiques, écologiques et sylvicoles de décrire le plus complètement possible le domaine forestier et ses différentes fonctions de production, de protection des sols et de l’eau, de récréation en liaison avec les objectifs de pluri-fonctionnalité largement mis en exergue aujourd’hui. L'Inventaire Forestier Luxembourgeois est à « géométrie variable », c'est-à-dire qu'en fonction du type ou du « statut » du point de sondage étudié les informations récoltées sur le terrain varient. Cette flexibilité part du principe que plus le point échantillonné est à caractère forestier marqué, plus le nombre d’informations récoltées est important et complet. Le tableau suivant présente la typologie du point de sondage (unité d'échantillonnage statistique de base) adoptée lors de l'application de l'inventaire.

TYPOLOGIE DU POINT

OBJET D’INVENTAIRE

TYPE D’UNITE

Hors-Forêt

Autres terres

(*)

Forestier

Terres boisées

Forêt

Placettes circulaires (dendrométrie, biodiversité, etc.)

Satellites (interface, régénération)

Transects (lisière)

Autre terre boisée (*)
Bosquet (*)
Autres terres en milieu forestier (*)

(*) Les relevés effectués au sein de ces types de point ne nécessitent pas l'installation d'unité.

Type de données récoltées: La liste des variables à récolter au cours de l'exécution de cet inventaire est présentée de façon exhaustive dans un guide méthodologique destiné au équipes de terrain. Ces variables couvrent différents domaines: dendrométrique, sylvicole, écologique, économique, récréatif et administratif.

Deux principaux types d'occupation de sol sont donc potentiellement identifiables: «Hors-forêt» ou «Forestier». Dans ce dernier cas, on peut distinguer, d'une part, les «Terres boisées» comportant les sous-types suivants : «Forêt» (avec les variantes : peuplement, voirie forestière, friche, étang,...), «Autres terres boisées» ainsi que «Bosquets» et, d'autre part, les «Autres terres en milieu forestier» qui correspondent à une typologie inspirée des définitions et termes de références du document TBFRA-2000.

De plus, des situations particulières rencontrées au Grand-Duché de Luxembourg ont abouti à l'établissement de protocoles adaptés et à des approches méthodologiques spécifiques. Pour citer quelques exemples : les végétations pionnières des carrières et/ou des exploitations à ciel ouvert, les zones impénétrables pour différentes variantes de point forestier, des peuplements constituant des bandes allongées successives de faible largeur, mais aussi des milieux à haute valeur biologique que sont des interfaces et des lisières en zone forestière. L’objectif principal de cet inventaire est de récolter les informations permettant de traduire les réalités de terrain de la manière la plus pertinente possible.

Sur le terrain proprement dit, les mesures et observations sont récoltées au sein de placettes circulaires concentriques ou d'autrSur le terrain proprement dit, les mesures et observations sont récoltées au sein de placettes circulaires concentriques ou d'autres modalités (transects, satellites) en fonction du type de point rencontré.

De part sa vocation première, l'inventaire est donc essentiellement forestier et recueille des informations au sein des différents types et structures de forêts multi-fonctionnelles du Grand-Duché de Luxembourg. Il concerne tant les propriétés privées que les propriétés publiques.

Récolte de l’information

La technique d'inventaire repose sur une méthode d'échantillonnage systématique monophase réalisée sur le terrain mais complétée par une caractérisation et une classification préalables des points de sondage, au bureau, par photo-interprétation.

L'application de cette grille d'échantillonnage sur les cartes topographiques au 1/5.000 permet de fixer la localisation des points de sondage (coordonnées X et Y selon le référentiel Gauss Krueger de Luxembourg). Les premiers travaux permettant une meilleure organisation du travail de terrain se réalisent au bureau. L'objectif principal de cette étape est de classer les points de sondage en type de point forestier ou hors-forêt, de déterminer la structure spatiale d’une zone de 50 ha entourant ces points et de recueillir des renseignements d'ordre administratif.

Ce travail terminé, l’équipe d’inventaire formée d'un ingénieur et d'un technicien, se rend sur le terrain pour effectuer les mesures et relevés à l’endroit de tous les points de sondage identifiés comme points forestiers ainsi que sur tous les points indéterminés (cas litigieux, cas susceptibles d'avoir changé d'affectation, etc.). Pour atteindre le point de sondage caractérisé par ses coordonnées théoriques, l'équipe effectue un cheminement en voiture et à pied. L’approche du point de sondage, matérialisé lors de l’IFL1 à l’aide d’un piquet métallique, se réalise en utilisant différentes données récoltées lors de l’IFL1 (GPS, photos, fiche 4, cheminement,…). La description de la zone à inventorier en termes de nature du couvert, de sa configuration, de sa surface, etc. aboutit à déterminer et à classer le type de point de sondage. La récolte d’informations est ensuite réalisée de manière plus ou moins exhaustive selon le type de point identifié.

Lorsqu’un point de sondage doit être installé dans un peuplement forestier, le centre de l’unité d’échantillonnage peut être déplacé (suivant un protocole bien déterminé) uniquement dans des cas particuliers (chevauchements de peuplements, bords de chemin,…) en vue d'éviter une trop grande complexité de traitements de données. Des déplacements sont aussi opérés dans le cas d'interfaces et de lisières pour lesquelles des protocoles spécifiques ont été élaborés afin d'assurer une collecte plus appropriée et plus fouillée de données utiles à l'évaluation de leur diversité biologique.

Afin de faciliter un éventuel retour sur l'unité d'échantillonnage, le centre de celle-ci a été discrètement matérialisé à l’aide d'un piquet métallique. Aucune autre marque visible n'a été laissée de manière volontaire au niveau de la zone inventoriée.

Exemple concret : cas d'un point de sondage situé dans un peuplement

Lorsque le piquet métallique représentant le centre du point de sondage est retrouvé, éventuellement après déplacement, l’équipe de terrain identifie en premier lieu les deux composantes spatiales concernées, à savoir les peuplements déterminant et environnant(s). Un déplacement du piquet par rapport au premier cycle peut être nécessaire suite à des opérations sylvicoles après le passage du premier inventaire. Le peuplement déterminant est celui au sein duquel sont installées les unités d'échantillonnage de base (= ensemble de placettes propres au relevé dendrométriques). La disposition de ces placettes se fait de telle manière qu’elles se situent toujours complètement à l'intérieur de ce peuplement, et ce dans le but d’en décrire les caractéristiques sans devoir prendre en compte les différences (en termes de structure et/ou de type de peuplement, de stade de développement, etc.) liées à la présence d’un ou de plusieurs peuplement(s) environnant(s). En d’autres termes, la localisation du point de sondage détermine le peuplement dans lequel les mesures dendrométriques vont être effectuées, les éventuels autres peuplements bien distincts présents à proximité étant alors qualifiés de peuplements environnants. Ceux-ci feront également l’objet d’une description (phytosociologie, biodiversité, etc.) s’ils sont présents dans un rayon de 30 m autour du centre de l'unité d'échantillonnage.

Dans le cadre d'un point de type «peuplement», les principaux aspects abordés par l’inventaire vont de la description des arbres du peuplement déterminant à celle d'éléments relatifs à la cynégétiques et à la récréation, en passant par les caractéristiques du milieu, la biodiversité, etc.

La figure suivante illustre, dans le cas d'un point «peuplement», les modalités d'échantillonnage (placettes concentriques, satellites, transects) susceptibles pour décrire les différents éléments rencontrés.

metho1

Le peuplement déterminant

La première étape consiste à identifier la nature du peuplement déterminant (type de composition et type de structure) sur base de l’appréciation visuelle des opérateurs de terrain qui estiment (dans un cercle de 30 m de rayon) la composition en espèces, l'étagement et les structures horizontale et verticale de ce peuplement.

En plus de la détermination de son type, de sa structure et du caractère équienne ou inéquienne, le peuplement déterminant fait l'objet d'une description reprenant les opérations sylvicoles appliquées, l'état actuel du peuplement (régularité, densité, présence de trouées), les opérations de débardage et la présence, le type et l’intensité des éventuels dégâts de toute nature. La régénération fait également l’objet d’une description rigoureuse. Des informations complémentaires sont récoltées pour estimer le mode de régénération ainsi que les éventuels problèmes d'exploitabilité.

Les arbres et les relevés dendrométriques

Le relevé dendrométrique s'opère exclusivement au sein de placLe relevé dendrométrique s'opère exclusivement au sein de placettes concentriques circulaires. L'objectif est de permettre la description quantitative et qualitative de la composition et de la structure du peuplement déterminant, ainsi que la caractérisation du peuplement vivant et mort sur pied pour le stade de développement atteint par les arbres du peuplement appartenant à la futaie et/ou au taillis.

Les mesures de la grosseur des arbres sont réalisées à l'aide d'un compas forestier à une hauteur de 1,3 m au-dessus du niveau du sol. Le seuil d'inventaire pour les arbres vivants de la futaie ou du taillis est de 7 cm de diamètre à 1,3 m au-dessus du sol. Cette valeur de diamètre est également celle qui sépare les tiges de la régénération (< 7 cm de diamètre) de celles constituant le peuplement dit adulte.

Arbres vivants et morts sur pied

L'unité d'échantillonnage de base dédiée aux mesures dendrométriques effectuées sur les arbres vivants et morts de la futaie ou du taillis est composée de trois placettes circulaires concentriques :

· une petite centrale de 4,5 mètres de rayon où sont relevés tous les brins du taillis quelles que soient leurs dimensions et tous les arbres de la futaie présentant un diamètre compris entre 7 cm et 20 cm non compris ;

· une intermédiaire d'un rayon de 9 mètres où tous les arbres de la futaie de diamètre compris entre 20 et 40 cm non compris sont relevés ;

· une grande de 18 mètres de rayon où tous les arbres d'un diamètre supérieur à 40 cm sont relevés.

Ces placettes sont installées au sein d'une entité forestière homogène identifiable et correspondant au « peuplement déterminant ».

La figure suivante présente une unité d'échantillonnage de base constituée des placettes circulaires utilisées pour réaliser les relevés au sein du peuplement déterminant et concernant les arbres adultes vivants ou morts sur pied ainsi que la régénération éventuellement présente.

Au sein de cette unité d'échantillonnage, les observations réalisées concernant les arbres vivants de la futaie sont l'essence, l'étage, la position sociale, le positionnement de chaque arbre, le diamètre à 1,3 m au-dessus du niveau du sol, la hauteur totale individuelle mesurée ou estimée, la présence de dégâts de gibier ou de débardage, la présence de défauts. Les observations recueillies sur le taillis concernent les cépées (nombre de cépées et nombre de brins par cépée) et les brins pour lesquels on ne relève que l'essence et le diamètre. Dans la majorité des situations, peuplement inéquienne exclu, l'information sur l'âge du peuplement ou de ses composantes est prise ou estimée par les équipes de terrain.

metho2

Une attention particulière est portée à la détermination de la composition du peuplement par la réalisation d'un relevé visuel des essences présentes en distinguant les individus du taillis et ceux de la futaie et en prenant en considération l’étage et le stade de développement. Le relevé des arbres vivants de la futaie et du taillis, effectué au sein des placettes cUne attention particulière est portée à la détermination de la composition du peuplement par la réalisation d'un relevé visuel des essences présentes en distinguant les individus du taillis et ceux de la futaie et en prenant en considération l’étage et le stade de développement. Le relevé des arbres vivants de la futaie et du taillis, effectué au sein des placettes circulaires concentriques concerne aussi, et selon des critères de sélection identiques, les arbres morts sur pied en notant pour chacun d’eux l'essence, la localisation (azimut et distance), ainsi que le diamètre à 1,3 m au-dessus du niveau du sol.

Régénération

Les observations portant sur la « régénération » s'appuient sur un dispositif d'échantillonnage en forme de croix, constitué de 2 axes perpendiculaires se croisant au centre de la placette et dirigés vers les quatre points cardinaux. Le recensement de la régénération ne concerne que les individus dont la hauteur est supérieure à 0,3 m mais dont le diamètre à 1,3 m est inférieur à 7 cm. Sur un plan pratique on installe 4 sous-placettes d'un rayon de 1 mètre («satellites») aux quatre extrémités de la croix, et une cinquième sous-placette de 2 mètres de rayon est installée au centre de la croix. Au sein de ces sous-placettes, le nombre d'individus est noté séparément pour chaque essence ligneuse arborée, les autres essences n’étant pas prises en considération.

Pour chaque essence et chaque stade de développement, on estime le recouvrement au sein des sous-placettes circulaires, c’est-à-dire l'importance en terme d’occupation au sol rapportée à la surface totale de la sous-placette circulaire associée.

Milieu

Une typologie du relief permet de déterminer la situation topographique du point de sondage dans la toposéquence locale. L'exposition et la pente locales ainsi que l'altitude viennent compléter l'information relative à la topographie de la zone inventoriée.

On réalise un relevé phytosociologique uniquement des espèces ligneuses et semi-ligneuses au sein d'une surface de référence de 18 mètres de rayon dont le centre est le point de sondage. Un relevé des espèces ligneuses qui n'ont pas déjà été rencontrées dans le cercle de 18 m de rayon (grande placette) est également effectué dans la partie non encore explorée d'un cercle complémentaire de 30 m de rayon.

Bois mort

Pour les points de type «peuplement», on effectue des mesures sur le bois mort à terre. Par convention, on ne mesure et comptabilise que le bois mort présent à terre depuis au moins 3 ans et à condition qu'il mesure au moins un mètre de long pour un diamètre fin bout minimum de 7 cm. Le relevé du bois mort à terre se réalise sur une surface de référence de 9 mètres de rayon. Pour ces éléments, les informations récoltées sont l'essence, l’ancienneté estimée, le diamètre au milieu et la longueur totale.

Interface et lisière

Lorsque le point de sondage correspondant à un point de type «peuplement», mais que la surface de la placette circulaire de 18 mètres de rayon recouvre une zone d'une nature différente de celle associée au point de sondage, on effectue un déplacement du centre de l'unité d'échantillonnage.

Si la cause de déplacement provient du fait que coexistent un peuplement déterminant et un autre type de point forestier au sein de la surface du cercle concentrique de 18 mètres de rayon, on considère que l'on est en présence d'une interface.

Interface

Pour décrire une interface, on installe Pour décrire une interface, on installe deux placettes circulaires satellites de 10 mètres de rayon. La figure suivante présente un cas d'interface située entre un peuplement déterminant feuillu et un peuplement environnant résineux, ainsi que la localisation spatiale des deux placettes circulaires satellites installées pour caractériser l'interface.

Les centres de ces deux «satellites» de 10 m de rayon sont situés à 20 m de part et d’autre d’un point de repère. Ce dernier correspond au point de tangence entre la grande placette (rayon de 18 mètres) et la ligne de l’interface, une fois que la grande placette a été déplacée.

Dans la figure, la placette circulaire de 18 mètres de rayon devrait théoriquement être installée au nœud de la maille située au sein d'un point de type «Terres boisées – Forêt – variante peuplement feuillu» (XY initial du point d’échantillonnage) – mais elle déborde sur une zone de type «Terres boisées – Forêt – mais variante peuplement résineux». Cette situation justifie le déplacement du centre de la placette de telle manière que la surface de la placette circulaire de 18 mètres de rayon s’inscrive entièrement et uniquement dans le peuplement feuillu.

Le nouveau centre de la placette déplacée est symbolisé par ses coordonnées X’Y’.

L'objectif des relevés effectués au sein de ces satellites est de déterminer pour un type d'interface les espèces ligneuses présentes afin d’évaluer la biodiversité. A chaque satellite on associe le type d’interface rencontré. Au sein de chaque satellite on répertorie les espèces rencontrées dans les différentes strates.

metho3

Lisière

Dans le cas d’un point de type « peuplement », une lisière est identifiée dès lors qu’une zone hors-forêt est interceptée par le cercle de 18 m de rayon. Pour décrire une lisière on utilise une technique basée sur l’installation d’un double transect.

La figure suivante présente un cas de lisière située entre un peuplement déterminant résineux et une zone hors-forêt, ainsi que la localisation spatiale des deux transects installés pour caractériser cette lisière forestière.

La surface de la placette circulaire de 18 mètres de rayon est théoriquement installée au sein d'un point type «Terres boisées - Forêt – variante peuplement résineux» (XY initial du point d’échantillonnage), mais dans le cas esquissé, elle déborde sur une zone de type point de sondage « hors-forêt ». Cette situation justifie le déplacement du centre de la placette de telle manière que la surface de la placette de 18 mètres de rayon s’inscrive entièrement et uniquement dans le peuplement résineux. Le nouveau centre de la placette déplacée est symbolisé par X’Y’. Le cercle de la placette de 18 mètres est tangent à la limite du peuplement résineux.

De part et d’autre de ce point de tangence, on installe deux transects qui sont localisés sur la limite entre la zone forestière et la zone non forestière. Ces transects sont longs de 25 mètres au maximum. Pour chaque transect, on détermine le type deDe part et d’autre de ce point de tangence, on installe deux transects qui sont localisés sur la limite entre la zone forestière et la zone non forestière. Ces transects sont longs de 25 mètres au maximum. Pour chaque transect, on détermine le type de lisière, l’exposition, la structure, la densité, le tracé de la lisière, … On y relève également la composition de la lisière en espèces ligneuses et semi-ligneuses, en faisant référence à la strate à laquelle elle appartient et à son recouvrement. Chaque espèce ligneuse composant le couvert du transect est décrite par la proportion de surface qu’elle recouvre dans la projection verticale de la lisière. La topographie, la pénétrabilité et la nature des actions anthropiques influençant la lisière sont également prises en compte.

A la suite de cette caractérisation globale des transects, on réalise une description plus spécifique. Cette description concerne la structure dite «dominante» de la lisière, identifiée au niveau de chaque transect. Pour chaque structure dominante associée à chacun des transects on relève des informations sur la nature, la séquence d’apparition et les dimensions moyennes des éléments constitutifs de la lisière (ourlet d'herbe, cordon de buissons et manteau forestier).

metho4

Cercle spécial

L’objectif principal des observations réalisées au sein de ce cercle spécial de 30 mètres de rayon est de fournir des informations sur l’occurrence de certains phénomènes ou la présence de certaines entités particulières (mares, talus, etc.) en milieu forestier, ceci en vue d’apporter des renseignements en matière de gestion durable et de biodiversité. Il s’agit aussi de caractériser la zone forestière entourant les placettes d’inventaire de manière à apprécier dans quelle mesure les conditions rencontrées sur l’unité d’échantillonnage diffèrent de son environnement immédiat.

Des informations sont ainsi récoltées sur la biodiversité (arbres dépérissants, signes de la présence de pics, etc.), sur la fonction cynégétique (estimation du potentiel d’accueil, présence de remises, etc.) et la fonction de récréation (aménagements et infrastructures). Enfin, la caractérisation des peuplements environnants interceptés dans le cercle spécial des 30 m est réalisée de manière détaillée.

Précision des résultats

La méthodologie qui vient d’être présentée conduit à la récolte d’un grand nombre de données sur le terrain, à leur traitement ultérieur, puis à l’analyse et à la présentation des résultats, ce dernier maillon étant l’objectif final attendu d’un tel inventaire. Néanmoins, cet objectif n’est pleinement rencontré que s’il est accompagné du calcul de la précision tant sur l’estimation des superficies par comptage de points que sur l’estimation des diverses variables dendrométriques.

La précision de l'estimation des superficies par comptage de points prend en considération le nombre de points de sondage comptabilisés, mais également la forme du domaine défini par ces points. En d’autres termes, la formule utilisée tient compte des notions de forme géométrique et d’espacement géographique.

Quant au calcul de l’erreur sur l’estimation d'une variable dendrométrique (par exemple le volume), il suppose, outre la connaissance de l'erreur sur l'estimation par comptage de points, celle affectant l'estimation de la variable considérée.



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