COURS DE DENDROMÉTRIE, 2ÈME ANNÉE, OPTION AGRI-FORESTERIE

Edition 2025 / Enseignement primaire, secondaire et technique en RDC.

Préliminaires

0.1. Introduction Générale au Cours

Ce cours est consacré à la dendrométrie, la science de la mesure des arbres et des peuplements forestiers. Son objectif est de former des techniciens supérieurs capables de quantifier avec précision la ressource ligneuse, une compétence fondamentale pour l’aménagement durable des forêts, la planification de l’exploitation, l’évaluation économique des peuplements et le suivi de leur croissance en République Démocratique du Congo.

0.2. Compétences Visées

Au terme de cette formation, l’apprenant maîtrisera les techniques d’inventaire par échantillonnage, l’utilisation des instruments de mesure forestière de précision, le calcul du volume des arbres sur pied et des bois abattus, et l’interprétation des tables de production. La capacité à concevoir un plan d’inventaire simple et à analyser statistiquement les données collectées pour estimer les ressources d’un massif forestier est une compétence centrale.

0.3. Approche Pédagogique

Le programme combine l’apprentissage des fondements théoriques et statistiques avec une pratique intensive sur le terrain. Les apprenants réaliseront des inventaires complets sur des parcelles dédiées, en appliquant différentes méthodes d’échantillonnage. Des études de cas concrets, comme l’inventaire d’aménagement d’une plantation de teck au Kongo Central ou l’inventaire d’exploitation d’une coupe artisanale près de Kisangani, serviront de support à l’enseignement.

0.4. Matrice d’Évaluation

L’évaluation portera sur la capacité de l’apprenant à planifier, exécuter et analyser un inventaire forestier. Elle inclura des épreuves pratiques de mesures de précision sur le terrain (hauteur, diamètre, surface terrière), la production de fiches d’inventaire complètes, le traitement et l’analyse statistique des données collectées, et la rédaction d’un rapport d’inventaire synthétique présentant les résultats (volume à l’hectare, distribution des diamètres).

Partie 1. Fondements de la Mesure Forestière 📏

Cette section initiale vise à maîtriser la mesure de l’unité de base de la forêt : l’arbre individuel. Une mesure précise et rigoureuse des caractéristiques de l’arbre est le prérequis indispensable à toute estimation fiable à l’échelle du peuplement.

Chapitre 1. Introduction à la Dendrométrie

Ce chapitre définit le champ de la discipline et introduit les grandeurs fondamentales qui permettent de décrire un arbre et un peuplement.

1.1. Définition, Objets et Importance de la Dendrométrie

La dendrométrie est présentée comme la discipline qui a pour objet la mesure des dimensions des arbres et des peuplements. Son importance est soulignée dans tous les domaines de la gestion forestière : sylviculture, exploitation, conservation et évaluation économique.

1.2. Les Grandeurs Caractéristiques d’un Arbre

Les principales variables mesurées sur un arbre sont définies : le diamètre (ou la circonférence) à hauteur de poitrine, la hauteur (totale, commerciale), la surface terrière, la forme (décroissance) et le volume.

1.3. Les Grandeurs Caractéristiques d’un Peuplement

Les grandeurs qui décrivent un peuplement sont introduites par agrégation des mesures individuelles : la densité (nombre de tiges/ha), la surface terrière à l’hectare, le diamètre moyen, la hauteur dominante et le volume à l’hectare.

1.4. Précision et Sources d’Erreurs en Mesure Forestière

L’apprenant est sensibilisé à la recherche de la précision. Les différentes sources d’erreurs (instrumentales, humaines, liées à la complexité de l’objet mesuré) sont analysées, et des méthodes pour les minimiser sont proposées.

Chapitre 2. La Mesure des Diamètres et des Circonférences

Le diamètre est la mesure la plus simple et la plus importante en dendrométrie. Ce chapitre est consacré à sa mesure précise et aux conventions associées.

2.1. Le Diamètre à Hauteur de Poitrine (DHP) : Conventions de Mesure

La convention internationale de mesure du DHP à 1,30 m du sol est expliquée. Les cas particuliers qui nécessitent une adaptation de la hauteur de mesure (contreforts, fourches, difformités) sont étudiés en détail.

2.2. Les Instruments de Mesure des Diamètres (Compas Forestier)

L’utilisation du compas forestier est approfondie, en insistant sur la bonne position de l’instrument (perpendiculaire à l’axe de l’arbre) et la procédure de double mesure croisée pour moyenner l’excentricité éventuelle du tronc.

2.3. La Mesure de la Circonférence (Ruban) et la Relation Diamètre-Circonférence

La mesure de la circonférence avec un ruban gradué est présentée comme une alternative précise. La relation mathématique fondamentale qui lie le diamètre et la circonférence () est utilisée pour les conversions.

2.4. La Mesure de l’Écorce et son Influence

L’épaisseur de l’écorce peut être une source d’erreur importante si l’on s’intéresse au volume de bois fort. Les techniques de mesure de l’épaisseur de l’écorce (avec une tarière de Pressler ou un pénétromètre) sont introduites.

Chapitre 3. La Mesure des Hauteurs et des Formes

La mesure de la hauteur est plus complexe que celle du diamètre. Ce chapitre présente les instruments et les méthodes de la hypsométrie.

3.1. Les Différentes Définitions de la Hauteur

Une distinction claire est faite entre la hauteur totale (du sol à la cime), la hauteur du fût (jusqu’à la première branche vivante) et la hauteur commerciale (jusqu’à un diamètre limite d’exploitabilité), qui sont utilisées pour des objectifs différents.

3.2. Les Principes Trigonométriques de la Mesure de Hauteur

La méthode de mesure de la hauteur est basée sur la trigonométrie (relation de Thalès). Elle nécessite la mesure d’un angle de visée (vers la cime et vers le pied) et d’une distance horizontale par rapport à l’arbre.

3.3. Les Instruments de Mesure de Hauteur (Hypsomètres)

Les différents types de hypsomètres (ou dendromètres) sont présentés, du plus simple (Croix du bûcheron) aux plus précis comme le clinomètre (type Suunto ou Blume-Leiss). Leur utilisation correcte est pratiquée sur le terrain.

3.4. La Notion de Décroissance et le Coefficient de Forme

La décroissance métrique du tronc (la diminution du diamètre avec la hauteur) est analysée. Le coefficient de forme, qui compare la forme réelle de l’arbre à un cylindre parfait, est introduit comme un premier indicateur pour l’estimation du volume.

Partie 2. L’Inventaire des Peuplements Forestiers 📊

Cette partie fait passer l’apprenant de la mesure de l’arbre à l’évaluation du peuplement. Elle aborde les fondements statistiques de l’inventaire par échantillonnage et les différentes méthodes pour le mettre en œuvre sur le terrain.

Chapitre 4. Les Fondements de l’Échantillonnage Forestier

Ce chapitre introduit les concepts statistiques qui permettent d’estimer les caractéristiques d’une grande forêt à partir de mesures sur un petit nombre de placettes.

4.1. Population, Échantillon, Inférence Statistique

Les concepts de base de la statistique sont définis dans le contexte forestier : la population (tous les arbres de la forêt), l’échantillon (les arbres mesurés dans les placettes) et l’inférence (le processus qui permet de généraliser les résultats de l’échantillon à toute la population).

4.2. Les estimateurs et la Notion de Biais

L’apprenant apprend que les valeurs calculées sur l’échantillon (ex: le volume moyen des placettes) sont des estimateurs des vraies valeurs de la population. La notion de biais (erreur systématique) est introduite.

4.3. La Précision d’un Inventaire (Erreur d’Échantillonnage)

La précision d’une estimation est quantifiée par son erreur d’échantillonnage, qui dépend de la variabilité du peuplement et de l’intensité de l’échantillonnage. Le calcul de l’intervalle de confiance est introduit.

4.4. La Détermination de la Taille de l’Échantillon (Taux de Sondage)

Une méthode pour calculer le nombre de placettes nécessaires pour atteindre un niveau de précision désiré est présentée. Ce calcul permet de dimensionner l’effort d’inventaire en fonction des objectifs et des contraintes budgétaires.

Chapitre 5. Les Méthodes d’Échantillonnage

Ce chapitre présente les différentes manières de sélectionner et de localiser les unités d’échantillonnage (placettes) sur le terrain.

5.1. L’Inventaire à 100% (Recensement)

L’inventaire exhaustif, où tous les arbres d’une parcelle sont mesurés, est présenté. Il est utilisé pour les inventaires d’exploitation dans les assiettes de coupe annuelles ou pour des parcelles de recherche de petite taille.

5.2. L’Échantillonnage Aléatoire Simple

Cette méthode consiste à tirer au hasard les coordonnées des placettes sur la carte de la forêt. Bien que statistiquement pure, elle est souvent difficile à mettre en œuvre en pratique en raison de la difficulté à localiser les placettes.

5.3. L’Échantillonnage Systématique

C’est la méthode la plus utilisée en pratique. Les placettes sont réparties sur une grille régulière (ex: tous les 200m le long de layons espacés de 500m). Cette méthode assure une bonne couverture spatiale de la forêt et est facile à mettre en œuvre.

5.4. L’Échantillonnage Stratifié

Cette méthode consiste à diviser la forêt en zones homogènes (« strates ») à l’aide d’une carte de végétation, puis à réaliser un inventaire dans chaque strate. Elle permet d’améliorer la précision des estimations pour une même intensité d’échantillonnage.

Chapitre 6. La Conduite d’un Inventaire de Terrain

Ce chapitre détaille l’organisation pratique et la mise en œuvre d’une campagne d’inventaire sur le terrain.

6.1. La Planification de la Campagne d’Inventaire

Les étapes de la préparation sont listées : la définition des objectifs, le choix de la méthode d’échantillonnage, la préparation du matériel (cartes, GPS, instruments, fiches), et l’organisation logistique de la mission, cruciale dans des zones isolées comme le parc de la Lomami.

6.2. La Matérialisation des Placettes d’Échantillonnage

Les techniques pour installer une placette sur le terrain sont détaillées. Les placettes sont le plus souvent circulaires ou carrées. L’utilisation du GPS et de la boussole pour localiser le centre et la matérialisation précise de leurs limites sont des compétences clés.

6.3. La Fiche d’Inventaire : Conception et Remplissage

La conception d’une fiche de terrain claire et complète est abordée. L’apprenant s’exerce au remplissage rigoureux des fiches, en y notant pour chaque arbre mesuré son espèce, son diamètre, sa hauteur et sa qualité.

6.4. Le Contrôle de la Qualité des Mesures

Des procédures de contrôle sont mises en place pour assurer la fiabilité des données : la vérification régulière des instruments, le contrôle par un chef d’équipe d’une partie des mesures, et l’identification des erreurs de saisie sur les fiches.

Chapitre 7. L’Analyse et la Présentation des Résultats

Ce chapitre est consacré à l’exploitation des données collectées pour produire les résultats finaux de l’inventaire.

7.1. La Saisie et la Gestion des Données

Les méthodes de saisie des données des fiches de terrain dans un tableur (comme Excel) sont enseignées. Les procédures de vérification et de nettoyage de la base de données sont une étape préalable indispensable à toute analyse.

7.2. Les Calculs Statistiques de Base (Moyenne, Écart-type)

L’apprenant apprend à calculer les statistiques descriptives de base pour chaque variable mesurée : la moyenne, la variance, l’écart-type. Ces calculs sont réalisés à l’échelle de la placette, puis de la strate.

7.3. L’Extrapolation des Résultats et le Calcul de la Précision

Les résultats moyens par placette sont extrapolés à la surface totale de la forêt (ou de la strate) pour obtenir l’estimation globale (ex: volume total). Le calcul de l’erreur d’échantillonnage finale permet de quantifier la précision de cette estimation.

7.4. La Rédaction d’un Rapport d’Inventaire

La structure d’un rapport d’inventaire est présentée : l’introduction (objectifs, contexte), la méthodologie (méthode d’échantillonnage, instruments utilisés), les résultats (tableaux, graphiques de distribution des diamètres) et la conclusion (synthèse et discussion).

Partie 3. Cubage et Estimation des Volumes 🌳

Cette partie se focalise sur l’estimation du volume, qui est souvent le résultat final le plus important d’un inventaire. Elle aborde les méthodes de calcul du volume pour les arbres sur pied, les bois abattus et les peuplements.

Chapitre 8. Le Cubage des Arbres sur Pied

Ce chapitre présente les différentes méthodes pour estimer le volume d’un arbre à partir de mesures simples comme le diamètre et la hauteur.

8.1. Le Cubage par la Formule de Huber

La méthode de cubage par billons successifs est expliquée. La formule de Huber, qui assimile chaque billon à un cylindre dont le diamètre est mesuré à mi-longueur, est la plus précise et est utilisée comme méthode de référence.

8.2. L’Utilisation des Tarifs de Cubage (Tables de Volume)

Les tarifs de cubage sont des tables ou des équations qui donnent directement le volume d’un arbre en fonction de son diamètre (tarif à une entrée) ou de son diamètre et de sa hauteur (tarif à deux entrées). L’utilisation de tarifs locaux, comme ceux développés pour les forêts du Mayombe, est privilégiée.

8.3. La Construction d’un Tarif de Cubage Local

La méthode pour construire son propre tarif de cubage est présentée. Elle consiste à abattre un échantillon d’arbres, à mesurer précisément leur volume (par la méthode de Huber) et à établir une relation statistique (régression) entre ce volume réel et leurs dimensions (DHP, hauteur).

8.4. L’Estimation du Volume des Houppiers et des Branches

Le cubage du bois de feu ou de la biomasse totale nécessite d’estimer le volume du houppier. Des méthodes d’estimation basées sur des ratios ou des équations spécifiques sont introduites.

Chapitre 9. Le Cubage des Bois Abattus et Façonnés

Ce chapitre est consacré à la mesure du volume des produits issus de l’exploitation (grumes, billons, bois de feu).

9.1. Les Méthodes de Cubage des Grumes

Les conventions de mesure du volume commercial des grumes sont détaillées. La mesure du diamètre au fin bout et au gros bout, de la longueur, et l’application de formules standards (comme celle de Smalian) sont pratiquées.

9.2. Le Cubage des Bois Empilés (Stérage)

Le volume des bois de feu ou des billons empilés est mesuré en stères. Le stère est défini comme un mètre cube apparent (incluant les vides entre les bois). Les facteurs de conversion pour passer du volume apparent (stères) au volume solide (m³) sont discutés.

9.3. L’Utilisation des Codes à Barres et de la Saisie Électronique

Les technologies modernes pour le suivi des bois sont présentées. L’étiquetage des grumes avec des codes à barres et l’utilisation de terminaux de saisie électronique pour enregistrer les données de cubage permettent d’améliorer la fiabilité et la rapidité de la collecte d’information.

9.4. Le Bilan Matière et les Rendements en Transformation

La notion de bilan matière, qui compare les volumes estimés sur pied, les volumes cubés en forêt et les volumes à l’entrée de la scierie, est introduite. Elle permet de calculer les rendements et de détecter les pertes ou les vols éventuels.

Chapitre 10. L’Estimation du Volume d’un Peuplement

Ce chapitre fait la synthèse en expliquant comment passer de la mesure des arbres individuels à l’estimation du volume total d’un peuplement.

10.1. L’Estimation par la Méthode des Placettes

C’est la méthode la plus directe. Elle consiste à calculer le volume de tous les arbres dans chaque placette (en utilisant un tarif de cubage), à calculer le volume moyen par placette, puis à l’extrapoler à la surface totale du peuplement.

10.2. L’Estimation à partir de la Surface Terrière

Une relation très forte existe entre le volume d’un peuplement et sa surface terrière. L’estimation du volume peut donc se faire en deux étapes : l’estimation de la surface terrière à l’hectare, puis sa conversion en volume à l’aide d’un facteur de conversion.

10.3. La Méthode de la Tige de Volume Moyen

Cette méthode consiste à trouver l’arbre dont la surface terrière est égale à la surface terrière moyenne du peuplement, à mesurer précisément son volume, puis à multiplier ce volume par le nombre total de tiges à l’hectare.

10.4. L’Estimation du Volume par Classes de Diamètre

Cette méthode, plus fine, consiste à répartir tous les arbres du peuplement en classes de diamètre, à estimer le volume de l’arbre moyen de chaque classe, puis à sommer les volumes de toutes les classes.

Chapitre 11. La Mesure de la Surface Terrière

La surface terrière est une grandeur fondamentale en gestion forestière. Ce chapitre est consacré aux méthodes rapides pour l’estimer.

11.1. Définition et Intérêt de la Surface Terrière

La surface terrière d’un peuplement est définie comme la somme des sections des troncs à 1,30 m, exprimée en m²/ha. Elle est un excellent indicateur de la densité du peuplement et de la compétition entre les arbres.

11.2. Le Relascope de Bitterlich

Le relascope est un instrument ingénieux qui permet d’estimer la surface terrière à l’hectare très rapidement, sans avoir à mesurer de diamètres ni à délimiter de placette. Son principe de fonctionnement, basé sur un angle de visée constant, est expliqué.

11.3. La Pratique de l’Échantillonnage Angulaire

L’apprenant s’exerce à réaliser des mesures de surface terrière par la méthode de l’échantillonnage angulaire ponctuel (comptage des arbres « plus gros que ») en utilisant un relascope ou un simple dendromètre à chaîne.

11.4. L’Estimation du Volume à partir de la Surface Terrière et de la Hauteur

Une relation encore plus précise existe si l’on combine la surface terrière (G) et la hauteur dominante (H0) du peuplement (V = G * H0 * F). L’utilisation de cette formule est une méthode d’estimation du volume très efficace.

Partie 4. Modélisation de la Croissance et de la Production 🌳

Cette dernière partie se projette dans le temps en abordant les méthodes qui permettent de mesurer et de prédire la croissance des arbres et la production future des peuplements. C’est le fondement de la planification sylvicole à long terme.

Chapitre 12. La Mesure de la Croissance des Arbres

Ce chapitre présente les méthodes pour mesurer l’accroissement en diamètre, en hauteur et en volume d’un arbre individuel.

12.1. Les Accroissements Courant et Moyen

La distinction entre l’accroissement annuel courant (ce que l’arbre a produit l’année passée) et l’accroissement annuel moyen (sa production moyenne depuis sa naissance) est expliquée. La courbe de croissance typique d’un arbre est analysée.

12.2. La Mesure de l’Accroissement en Diamètre (Tarière de Pressler)

L’utilisation de la tarière de Pressler pour prélever une carotte de bois dans le tronc est enseignée. La mesure de la largeur des cernes annuels de croissance sur cette carotte permet de reconstituer l’histoire de la croissance de l’arbre.

12.3. L’Analyse de Tronc (Analyse de Tige)

Cette méthode destructive consiste à abattre un arbre, à le débiter en billons et à mesurer les cernes sur chaque rondelle. Elle permet une analyse très fine de la croissance en diamètre, en hauteur et en volume tout au long de la vie de l’arbre.

12.4. La Notion de Qualité du Site (Indice de Fertilité)

La vitesse de croissance d’un arbre dépend fortement de la qualité du site où il pousse. L’indice de fertilité, basé sur la hauteur des arbres dominants à un âge de référence, est présenté comme la méthode standard pour quantifier la productivité d’une station forestière.

Chapitre 13. La Croissance et la Production des Peuplements

Ce dernier chapitre généralise l’étude de la croissance à l’échelle du peuplement entier, un prérequis pour la planification durable des récoltes.

13.1. Les Placettes Permanentes de Suivi de Croissance

Les placettes permanentes sont des parcelles où les arbres sont marqués et remesurés à intervalles réguliers (tous les 5 ans par exemple). Elles sont l’outil fondamental pour quantifier l’accroissement, la mortalité et la production d’un peuplement.

13.2. Le Calcul de l’Accroissement du Peuplement

À partir des données de deux inventaires successifs sur une placette permanente, l’apprenant apprend à calculer l’accroissement en surface terrière et en volume du peuplement, en tenant compte des arbres disparus (mortalité) et des nouvelles recrues.

13.3. Les Tables de Production (Modèles de Croissance)

Les tables de production sont présentées comme des modèles qui prédisent l’évolution future d’un peuplement (diamètre, hauteur, volume) en fonction de son âge, de sa densité et de la qualité du site. Elles sont un outil essentiel pour le sylviculteur.

13.4. La Détermination de la Possibilité et la Planification de la Récolte

La « possibilité » est le volume de bois que l’on peut récolter chaque année dans une forêt de manière durable, sans entamer le capital productif. Le calcul de la possibilité, basé sur la mesure de l’accroissement total de la forêt, est l’aboutissement de la dendrométrie au service de l’aménagement durable.

Annexes

1. Fiches Techniques des Instruments de Mesure

Des fiches illustrées présentent les principaux instruments de dendrométrie (compas, hypsomètre, relascope, tarière de Pressler), avec leurs principes de fonctionnement, leurs procédures d’utilisation et leurs consignes d’entretien.

2. Modèles de Fiches d’Inventaire

Des modèles de fiches de terrain sont fournis pour différents types d’inventaires (inventaire à 100%, inventaire par placettes circulaires, inventaire par placettes à surface terrière). Ils servent de support pour les travaux pratiques.

3. Extraits de Tarifs de Cubage

Des extraits de tables de volume à une et deux entrées pour des essences d’intérêt en RDC (comme le Limba ou le Teck) sont présentés. Ils permettent aux apprenants de s’exercer à l’estimation du volume des arbres sur pied.

4. Formulaire de Statistique Forestière

Un formulaire rassemble les principales formules statistiques utilisées dans le cours : calcul de la moyenne, de la variance, de l’erreur standard, de l’intervalle de confiance et du nombre de placettes requis pour un inventaire par échantillonnage.