En montagne, l’exploitation forestière est fortement conditionnée par la desserte. En pratique, seules les zones desservies par des routes et des pistes sont exploitées. De ce fait, la moitié de la ressource ligneuse des Alpes du nord est actuellement inexploitable par le tracteur débusqueur. L’office national des forêts et le Cemagref de Grenoble ont démarré un projet ayant pour finalité la mise en place d’une cartographie des secteurs débardables. Un modèle sous S.I.G. a été envisagé pour cartographier l’accessibilité du tracteur forestier, à l’échelle du massif. La méthode développée permettra de connaître les surfaces exploitables et débardables par le tracteur et de recenser tous les points noirs nécessitant une intervention sur la desserte forestière ou le développement d’autres techniques de débardage.

Défini comme une démarche d’aménagement du territoire, l’objectif principal d’un schéma de desserte est la mobilisation optimale des bois. Pour sa réalisation, Millot (2001) préconise, à partir du réseau de desserte existant et du relief, de cartographier les surfaces forestières accessibles en distinguant les différents modes de débardage. Une cartographie manuelle des surfaces accessibles par le tracteur a été proposée par Nicot (1999) sur la forêt communale d’Oz en Oisans et de Saint Laurent en Beaumont (38). Une première approche de cartographie des surfaces accessibles au tracteur avec un système d’information géographique (S.I.G.) a été réalisée par Millot (2001) et Doutau (2007). Cette réflexion ne s’est faite qu’à l’échelle d’une forêt et la démarche n’était pas reparamétrable car non automatisée. L’intérêt d’un modèle sous SIG applicable à n’importe quel massif a été envisagé par Rollet (2007). Ce modèle serait un important support pour le gestionnaire car l’analyse de grandes surfaces forestières nécessiterait peu de temps : en effet, il bénéficiera de nombreuses informations comme la surface forestière débardable par le tracteur classée en fonction de la longueur de traînage des bois ou encore la surface actuellement non débardable.

Apparu vers les années 1970, le tracteur débardeur (ou tracteur débusqueur) a révolutionné le débardage des bois en montagne grâce à sa grande maniabilité. Le tracteur peut travailler dans une multitude de situations, des pistes jusque dans les peuplements (cf. figure 1).

Au-delà d’une pente en travers souvent estimée à 20 %, le tracteur doit se déplacer sur le réseau de desserte. Une largeur de piste d’environ 4 m lui suffit pour se déplacer (Cemagref, CRPF, ONF, 2006). La pente en long, quant à elle, peut avoisiner les 100 %. Dans certains cas où la pente du terrain ne dépasse pas la valeur usuelle de 20 %, le tracteur peut entrer directement dans les parcelles forestières, ce qui présente l’avantage de rendre exploitables des zones qui ne sont pas desservies par un réseau de pistes ou de routes (cf. figure 2).

Ce mode de déplacement doit être limité, ou réalisé avec un maximum de précaution,  car il peut accentuer les dégâts causés aux arbres et au sol.
Les arbres abattus (ou grumes), laissés dans le peuplement après abattage par les bûcherons, sont donc treuillés pour les ramener sur le réseau de desserte, à l’arrière du tracteur. La largeur de prospection généralement admise pour le treuillage est de 50 m à l’amont d’une voie de desserte et de 150 m à son aval (cf. figure 3).

Une fois treuillés, les bois, d’un volume allant jusque 10 m³, sont traînés jusqu’à la place de dépôt ou la route la plus proche. Ces longueurs de traîne ont une influence sur le coût du débardage : des pistes de plus de 2500 m entraînent un surcoût élevé.
Les ordres de grandeur des coûts d’exploitation pour le tracteur varient entre 20 € / m³ et 30 € / m³ (Descroix L. ; 2008).

Le modèle CARTUVI a aujourd’hui la capacité de cartographier toutes les zones accessibles au tracteur débusqueur du site considéré.

* Matériel et données nécessaires au modèle

L’environnement utilisé pour la mise au point des cartes d’accessibilité est ArcInfo 9.2. Les scripts du modèle ont été écrits en Arc Macro Language (aml).
Les données nécessaires à l’exécution des Arcscripts sont, sur une zone considérée :
   —    le modèle numérique de terrain (M.N.T.) de l’Institut géographique national (I.G.N.) au pas de 50 m pour appréhender le relief, l’altitude et les pentes,
   —    la couche d’information sur la desserte, comprenant l’ensemble des routes, pistes et sentiers,
   —    et la couche d’information sur les forêts.

* Paramètres du modèle

Les chiffres avancés par la suite sont considérés comme valables aujourd’hui et ne servent qu’à illustrer l’article. Le modèle étant paramétrable, les valeurs peuvent être modulées en fonction des acteurs, du site et de l’évolution des machines. Dans le modèle, tous les chiffres sont stockés dans des variables restant valables jusqu’à la fin du processus.
 
Afin d’expliciter ce que le modèle est capable de cartographier, il est indispensable de recenser toutes les possibilités qu’a le tracteur pour aller débarder les bois.
Le premier paramètre à prendre en compte est un critère de pente. En effet, on considère qu’au dessus de 110 % de pente, l’exploitation est impossible pour des raisons de coût et de sécurité.
Viennent ensuite les paramètres propres au tracteur :
   — le débusquage (transport des bois hors de la parcelle), correspondant aux zones exploitables à partir des voies de vidange (pistes et routes). Cette première situation est le treuillage, qui s’étend aujourd’hui sur 50 m à l’amont de la voie et sur 150 m à son aval (cf. figure 3). Ces deux valeurs sont les extrêmes et ne sont valables qu’à partir de 75 % et - 20 % de pente adjacente à la voie, respectivement. Entre ces deux valeurs de pente, les longueurs de treuillage s’ajustent, pour arriver à une longueur de treuillage de 100 m lorsque la pente est nulle. L’équation de l’algorithme donnant la longueur de treuillage est :

Où p est la pente en pourcents et dh la longueur de treuillage horizontale.
 
Le débusquage est également possible dans des parcelles peu pentues directement parcourables par le tracteur (cf. figure 2). Ici, le treuillage est nul car le tracteur se déplace dans le peuplement. On admet que ce sont les parcelles forestières ayant une pente inférieure à 20 %, traversées par au moins une voie de desserte. Pour cet aspect, une distance maximale est paramétrée afin de limiter l’expansion des zones parcourables au tracteur.
   — le débardage, correspondant au traînage des bois sur les pistes jusqu’à la place de dépôt après le débusquage.
 
La distance effectuée par le tracteur étant un facteur influençant le coût global d’une exploitation forestière, le débusquage et le débardage font l’objet de calculs de distance. Ces calculs s’exercent, d’une part, entre tout point d’une piste et la route à laquelle la piste est reliée : c’est la distance de débardage ou distance de traînage à proprement parlé. D’autre part, la distance est également calculée entre tout point d’un peuplement parcourable au tracteur (parcelle de moins de 20% de pente) et la piste ou route reliée à ce peuplement. Ces distances sont rangées en classes de 500 m.
   — les distances maximales entre la desserte et le début des forêts, car une voie accessible au tracteur peut se trouver en dehors du périmètre d’une forêt. La distance de treuillage (50 – 150m) étant restreinte, la limite de la forêt doit se trouver à une distance raisonnable de la desserte.
 
* Processus

54 scripts A.M.L. s’exécutant les uns à la suite des autres ont été élaborés. Ils s’appuient sur les trois couches d'information source pour réaliser la cartographie. Le processus se concentre en premier lieu sur le tri de la desserte. En effet, la couche d'information sur la desserte contient toutes les données du réseau routier et de randonnée. Un tri à l’aide du module ArcEdit est donc nécessaire pour exclure du réseau les portions inaccessibles aux engins forestiers, tels les autoroutes et les sentiers pédestres. La couche correspondante est ensuite analysée pour individualiser les routes et les pistes. La distinction et séparation des routes et pistes est nécessaire pour pouvoir calculer la distance de traînage notamment.
            Un travail sur le M.N.T. est ensuite exécuté pour délimiter les zones trop pentues pour être exploitées (supérieures à 110 %), et pour calculer le débusquage. Pour rappel, le débusquage est de deux sortes : treuillage et parcelles accessibles au tracteur.
Ces dernières sont délimitées en croisant les zones de moins de 20 % de pente, issues du M.N.T., et le réseau de desserte. Une zone forestière peu pentue et traversée par au moins une voie est considérée comme parcourable, donc accessible au tracteur.
Le calcul des longueurs de treuillage nécessite la conversion du M.N.T. en triangulated irregular network (T.I.N.). Il faut considérer la voirie comme une succession de segments que l'on doit caler sur le réseau de triangles pour récupérer les valeurs de pente. Il reste à calculer les longueurs de treuillage en appliquant les formules présentées au paragraphe précédent.
Les longueurs de traînage, uniquement sur les pistes, sont calculées grâce à une approche raster, pixel par pixel : à partir des points de départ des pistes - considérés comme les intersections des routes et des pistes -, le modèle cherche le pixel de piste le plus proche et calcule la distance entre ces deux pixels. Le programme travaille ainsi de proche en proche, jusqu'à la fin de la piste, en cumulant les distances qu'il calcule. De cette façon on obtient les longueurs réelles des pistes, donc les distances de traînage, qui prennent en compte les lacets.
Á ce stade, la cartographie est le fruit de traitements informatiques bruts. Une quinzaine de couches sont créées et la dernière étape du modèle consiste à améliorer le rendu par un lissage et par une compilation des couches en une seule de type raster.

Le modèle a été testé et validé grâce à une campagne de terrain dans le Vercors (38). Le modèle ayant donné ses premiers résultats sur ce massif, les pentes, les distances de traînage et de treuillage ont été testées. Les pentes restent dans la même gamme de valeur, les longueurs de traînage sont justes à plus ou moins 20 m et le treuillage admet une imprécision maximale de 3 m. Ces imprécisions sont à relativiser en fonction de la précision du GPS sur le terrain et du M.N.T. qui a une résolution de 50 m. Le nombre d’erreurs étant restreint, cette méthode est directement opérationnelle.
 
La figure 4 illustre un exemple de résultat cartographique sur la commune de Mâcot la Plagne, en Tarentaise (73). Le premier avantage du modèle est qu’il peut s’appliquer à n’importe quelle zone, du moment que l’on est en montagne et que l’on dispose des trois données sources.

L’intérêt du modèle SIG CARTUVI réside dans le couplage de données cartographiques et numériques. Ainsi, parallèlement aux cartes, des calculs d’aires ont été réalisés pour avoir une idée des surfaces forestières débardables, par classe de traînage : on connait donc, sur une zone d’étude, la surface forestière débardable au tracteur se situant à plus de 1000 m de traînage par exemple (cf. tableau 1).

Une attention particulière est demandée sur ces calculs : le travail ne se concentre que sur les aires, et non sur les volumes, faute de données numérisées. Une surface accessible importante n’induit pas forcément un volume débardable conséquent. À l’avenir, les volumes devront être pris en compte dans les S.I.G. avec une précision permettant une analyse fine.

- Cemagref, CRPF, ONF ; 2006 ; Guide des Sylvicultures de Montagne, Alpes du Nord françaises ; 289 pages ; ISBN : 2-84207-306-1 ; ISSN : 1772-6212.
 
- Descroix L. ; 2007 ; Cartographie automatique des modes de débardage avec l’aide de l’outil SIG en zone de montagne, préparation du cahier des charges du projet ; document interne ONF DT Rhône-Alpes ; 3 pages.
 
- Descroix L. ; 2008 ; Exploitation par câble, Référentiel de mise en œuvre des coupes dans le cadre de l’action de redynamisation du câble en Rhône-Alpes 2006 / 2008 ; document provisoire interne ONF DT Rhône-Alpes ; 14 pages.
 
- Doutau B. ; 2007 ; Utilisation des SIG en exploitation forestière : Développement d’une méthode de cartographie automatisée des surfaces exploitables en montagne ; rapport de fin d’études Université Joseph Fournier, Institut de géographie alpine ; 63 pages + annexes.
 
- Marcinkowski, J. ; 2008 ; Évaluation des potentialités de récoltes de bois, segmentées en fonction de l’accessibilité, dans les forêts publiques du département de la Savoie (73) ; mémoire de fin d’études Agroparistech Engref, 117 pages.
 
- Millot, M. ; 2001 ; Évaluation à l’aide du SIG des flux de bois transitant sur la voirie forestière, application à l’entretien des routes forestières et à l’évaluation des coûts d’exploitation sur un massif forestier ; Rapport Cemagref ; 34 pages + annexes.
 
- Millot, M. ; 2001 ; Conception de schéma de desserte forestière ; Cemagref édition ; 71 pages + annexes ; ISBN : 2-85362-584-2.
 
- Nicot, F. ; 1999 ; Intégration de l’exploitation dans les aménagements des forêts de montagne, proposition d’une méthode de comparaison des techniques d’exploitation forestière en fonction de leur rentabilité et de leurs impacts ; mémoire de fin d’études FIF-ENGREF ; Office National des Forêts Isère ; 81 pages.
 
- Office national des forêts ; 2007 ; étude d’un schéma de desserte sur la commune de Champagny - en - Vanoise ; document interne O.N.F. ; 31 pages.