LA COTATION DES ARBRES SUR PIED (partie 1/2)

## Objectifs et prérequis **Objectifs** À la fin de ce chapitre, l’élève sera capable de : - identifier et classifier les principaux défauts visibles sur les arbres sur pied ; - expliquer l’impact de chaque défaut sur la qualité et la valeur marchande du bois ; - appliquer les règles de cotation en utilisant les coefficients de déclassement appropriés ; - réaliser une activité d’intégration sur le terrain en respectant les consignes de sécurité et en remplissant une fiche de relevé conforme aux normes du MINESEC/IGE. **Prérequis** - notions de botanique forestière (espèces commerciales du Cameroun, croissance en diamètre et hauteur) ; - maîtrise des mesures de diamètre à hauteur de poitrine (DBH) et de hauteur totale ; - connaissances de base sur le calcul du volume des arbres (forme factor, formule du cylindre) ; - notions de qualité du bois (classes d’usage, normes NF B 52‑001). --- ## Introduction contextualisée La gestion durable des ressources forestières repose sur une connaissance précise du potentiel productif de chaque peuplement. Avant toute exploitation, le forestier doit réaliser la **cotation des arbres sur pied**, opération qui consiste à estimer le volume commercialisable en tenant compte des défauts qui réduisent la qualité du bois. Au Cameroun, où les essences telles que l’ayous, le sapelli ou l’iroko sont fortement sollicitées, la maîtrise de la détection et de l’évaluation des défauts permet d’optimiser la valeur ajoutée tout en limitant le gaspillage. Ce chapitre présente les défauts les plus fréquents, leurs effets sur la valeur, puis propose une activité d’intégration qui met l’élève en situation réelle de relevé sur le terrain. --- ## I. Défauts sur les arbres (Leçon 12) ### 1. Définition et classification des défauts Un **défaut** est toute anomalie de forme, de structure ou de surface qui diminue la valeur technique ou esthétique du bois. On les classe selon leur origine et leur localisation : | Catégorie | Exemples | Origine | |-----------|----------|---------| | Défauts internes | pourrissement du cœur, fissures longitudinales, nœuds encastrés, bois de réaction | agents pathogènes, contraintes mécaniques, croissance anormale | | Défauts externes | écorce blessée, cicatrices de feu, inclinaison importante, balivrage, branches mortes persistantes | incendies, dégâts d’exploitation, conditions climatiques, mauvais entretien | | Défauts de forme | torsion, ondulation, évasement anormal du tronc | contraintes de croissance, sol rocheux, vent dominant | > **Un défaut interne réduit la résistance mécanique du bois ; un défaut externe diminue surtout l’aspect visuel et la facilité de débitage.** ### 2. Impact sur la qualité et la valeur La présence d’un défaut entraîne un **coefficient de déclassement (Cd)** qui multiplie le volume théorique pour obtenir le volume net utilisable. Plus le défaut est sévère, plus le Cd est faible (ex. : Cd = 0,4 pour un pourrissement avancé, Cd = 0,9 pour un petit nœud superficiel). - **Volume brut (Vb)** : volume géométrique du tronc, calculé à partir du DBH et de la hauteur. - **Volume net (Vn)** : Vn = Vb × Cd. Un arbre présentant plusieurs défauts subit un effet cumulatif ; on applique alors le coefficient le plus défavorable (le plus faible) parmi ceux des défauts présents, conformément à la norme en vigueur. ### 3. Méthodes d’évaluation sur pied 1. **Inspection visuelle** : repérage des écoulements de résine, des champignons de surface, des fissures visibles, des inclinaisons. 2. **Sondage** : utilisation d’un poinçon ou d’un increment borer pour prélever une carotte et examiner l’état du bois intérieur (détection de pourrissement, de nœuds). 3. **Mesure du diamètre et de la hauteur** : ruban métrique à hauteur de poitrine (1,30 m) et dendromètre ou télémètre laser. 4. **Application du tableau de cotation** : chaque espèce possède un tableau de coefficients de déclassement liés au type et à l’importance du défaut (voir tableau ci‑dessous). ### 4. Exemple chiffré : calcul du volume net après déclassement **Données** - Espèce : ayous (Triplochiton scleroxylon) - DBH = 30 cm → rayon = 0,15 m - Hauteur totale = 20 m - Forme factor (f) = 0,5 (valeur moyenne pour l’ayous) - Défaut observé : nœud encastré de diamètre 8 cm entraînant un coefficient de déclassement Cd = 0,7 (selon le tableau de l’ayous). **Étape 1 – Volume brut** \[ V_b = \frac{\pi}{4}\, D^2 \, H \, f \] \[ V_b = \frac{\pi}{4}\, (0,30)^2 \times 20 \times 0,5 \] \[ V_b = 0,7854 \times 0,09 \times 20 \times 0,5 \] \[ V_b = 0,7854 \times 0,09 \times 10 \] \[ V_b = 0,7854 \times 0,9 \] \[ V_b \approx 0,7069 \; \text{m}^3 \] **Étape 2 – Volume net** \[ V_n = V_b \times C_d = 0,7069 \times 0,7 \approx 0,4948 \; \text{m}^3 \] **Résultat** : le volume commercialisable de l’arbre est d’environ **0,50 m³**, soit une perte de 30 % due au nœud. > **Formule du volume d’un tronc tronconique simplifié :** \(V = \frac{\pi}{4} D^2 H f\). > **Le coefficient de déclassement s’applique directement au volume brut pour obtenir le volume net.** ### 5. Tableau récapitulatif des coefficients de déclassement (exemple ayous) | Type de défaut | Importance (faible/moyenne/forte) | Coefficient de déclassement (Cd) | |----------------|-----------------------------------|----------------------------------| | Petit nœud superficiel | faible | 0,90 | | Nœud encastré ≤ 5 cm | moyenne | 0,80 | | Nœud encastré > 5 cm | forte | 0,70 | | Pourrissement du cœur < 10 % du diamètre | moyenne | 0,75 | | Pourrissement du cœur ≥ 10 % du diamètre | forte | 0,50 | | Fissure longitudinale > 2 m | forte | 0,60 | | Inclinaison > 15 % | moyenne | 0,85 | | Écaille d’écorce manquante > 20 % de la circonférence | faible | 0,95 | > **Le tableau de cotation est spécifique à chaque essence ; il doit être consulté avant toute opération de débitage.** --- ## II. Activités d’intégration ### 1. Objectif de l’activité Mettre en pratique la cotation des arbres sur pied sur une parcelle de démonstration, en relevant les défauts, en calculant le volume net et en interprétant les résultats pour une décision de coupe raisonnée. ### 2. Déroulement type | Étape | Description | Durée approximative | |-------|-------------|---------------------| | Préparation | Révision du protocole de relevé, vérification du matériel, briefing sécurité | 30 min | | Rélevé sur le terrain | Parcelle de 0,25 ha (50 m × 50 m) ; mesurage DBH, hauteur, observation des défauts, saisie sur fiche de terrain | 2 h | | Saisie et calcul | Report des données dans un tableur, application des coefficients de déclassement, calcul du volume net par arbre et total de la parcelle | 1 h | | Analyse | Comparaison du volume brut vs net, pourcentage de bois déclassé, proposition de scénario de coupe (sélection, éclaircie) | 45 min | | Restitution | Présentation orale du groupe, remise du rapport écrit | 30 min | ### 3. Matériel nécessaire - Ruban métrique gradué en centimètres (précision 1 cm) - Dendromètre à laser ou hypsomètre à portée minimale 5 m - Poinçon d’incrément (longueur 30 cm) pour sondage - Carnet de terrain à quadrillage, crayon HB, gomme - GPS de randonnée (précision < 5 m) pour géoréférencement des points de relevé - Équipement de protection individuelle (EPI) : casque de sécurité, lunettes anti‑projets, gants de manipulation, chaussures de sécurité à embout acier, vêtement haute visibilité ### 4. Consignes de sécurité et d’hygiène > **Porter en permanence le casque et les lunettes lors de l’approche d’un arbre pouvant présenter des branches mortes.** > **Vérifier l’état du tronc avant de s’en approcher à moins de 2 m ; en cas de doute sur la stabilité, établir un périmètre de sécurité de 5 m.** > **Utiliser le poinçon d’incrément uniquement avec des gants résistants ; désinfecter l’outil après chaque prélèvement pour éviter la propagation de pathogènes.** > **En cas de travail sous forte chaleur, s’hydrater régulièrement et prévoir des pauses à l’ombre toutes les 45 minutes.** > **Interdire toute montée sur l’arbre sans harnais et ligne de vie certifiée (norme NF EN 358).** ### 5. Exemple de fiche de relevé (extrait) | N° arbre | Espèce | DBH (cm) | Hauteur (m) | Défaut observé | Cd appliqué | Volume brut (m³) | Volume net (m³) | |----------|--------|----------|-------------|----------------|------------|------------------|-----------------| | 01 | Ayous | 28 | 18 | Nœud encastré 6 cm | 0,70 | 0,55 | 0,39 | | 02 | Sapelli | 35 | 22 | Pourrissement cœur 12 % | 0,50 | 0,94 | 0,47 | | 03 | Iroko | 32 | 20 | Aucun défaut visible | 1,00 | 0,80 | 0,80 | | … | … | … | … | … | … | … | … | ### 6. Analyse des résultats Après avoir totalisé les volumes nets de la parcelle, on obtient par exemple **Vn,total = 12,3 m³** alors que le volume brut était **Vb,total = 16,8 m³**. Le taux de déclassement global est donc \[ \frac{V_{b,total} - V_{n,total}}{V_{b,total}} \times 100 = \frac{16,8-12,3}{16,8}\times100 \approx 26,8\% \] Ce pourcentage indique qu’environ un quart du bois de la parcelle est rendu impropre à l’usage de première qualité en raison des défauts relevés. Cette information oriente le gestionnaire vers une **éclaircie sélective** visant à retirer les arbres les plus défectueux tout en conservant les sujets sains pour la prochaine rotation. > **L’activité d’intégration doit produire un rapport comprenant : tableau de relevé, calculs, graphique de répartition des défauts et recommandations de gestion.** --- ## Synthèse du chapitre - Les défauts sur les arbres sur pied sont classés en internes (pourrissement, nœuds, fissures) et externes (blessures d’écorce, inclinaison, branches mortes). - Chaque défaut possède un **coefficient de déclassement (Cd)** qui réduit le volume théorique selon la formule \(V_n = V_b \times C_d\). - L’évaluation sur pied combine inspection visuelle, sondage, mesure DBH/hauteur et utilisation du tableau de cotation spécifique à l’essence. - Exemple de calcul : un ayous de 30 cm DBH, 20 m de hauteur, forme factor 0,5 et nœud encastré (Cd = 0,7) donne un volume net d’environ 0,50 m³ contre 0,71 m³ brut. - L’activité d’intégration permet de mettre en pratique ces notions sur le terrain, en respectant les EPI et les consignes de sécurité (casque, lunettes, périmètre de sécurité, harnais pour toute montée). - Les résultats de l’activité (volume brut vs net, taux de déclassement) servent à décider d’une coupe raisonnée (éclaircie, sélection) afin de valoriser le bois tout en préservant la ressource. --- ## Glossaire | Terme | Définition | |-------|------------| | **DBH** | Diamètre à hauteur de poitrine, mesuré à 1,30 m du sol. | | **Forme factor (f)** | Coefficient permettant de passer du volume d’un cylindre idéal au volume réel du tronc (depends de l’espèce et de la forme). | | **Volume brut (Vb)** | Volume géométrique du tronc avant prise en compte des défauts. | | **Volume net (Vn)** | Volume effectivement utilisable après application du coefficient de déclassement. | | **Coefficient de déclassement (Cd)** | Facteur compris entre 0 et 1 qui traduit la perte de valeur due à un défaut. | | **Défaut interne** | Anomalie située dans le cœur du bois (pourrissement, nœud encastré, fissure). | | **Défaut externe** | Anomalie visible sur la surface ou la forme extérieure du tronc (blessure d’écorce, inclinaison, branche morte). | | **Sondage** | Prélèvement d’une petite carotte de bois à l’aide d’un poinçon pour examiner l’état intérieur. | | **Tableau de cotation** | Document référentiel listant les Cd selon l’espèce, le type et l’importance du défaut. | | **ÉPI** | Équipement de Protection Individuelle (casque, lunettes, gants, chaussures de sécurité, vêtement haute visibilité). | | **Périmètre de sécurité** | Zone délimitée autour d’un arbre jugé potentiellement dangereux où aucune personne ne doit pénétrer sans autorisation. | | **Éclaircie sélective** | Coupe visant à retirer les arbres les moins précieux ou les plus défectueux afin de favoriser la croissance des sujets restants. | --- ## Exercices d'application corrigés ### Exercice 1 Un sapelli de 34 cm DBH et 25 m de hauteur présente une fissure longitudinale de 3 m de longueur. Selon le tableau de cotation du sapelli, une fissure de cette importance entraîne Cd = 0,65. Le forme factor du sapelli est 0,55. **1.** Calculer le volume brut. **2.** Déterminer le volume net. **3.** Quel pourcentage de volume est perdu à cause de la fissure ? **Corrigé** 1. Volume brut : \[ V_b = \frac{\pi}{4} D^2 H f = \frac{\pi}{4} (0,34)^2 \times 25 \times 0,55 \] \[ V_b = 0,7854 \times 0,1156 \times 25 \times 0,55 \] \[ V_b = 0,7854 \times 0,1156 \times 13,75 \] \[ V_b \approx 0,7854 \times 1,589 \] \[ V_b \approx 1,248 \; \text{m}^3 \] 2. Volume net : \[ V_n = V_b \times C_d = 1,248 \times 0,65 \approx 0,811 \; \text{m}^3 \] 3. Perte de volume : \[ \text{Perte} = \frac{V_b - V_n}{V_b} \times 100 = \frac{1,248-0,811}{1,248}\times100 \approx 35,0\% \] **Réponse** : Vb ≈ 1,25 m³, Vn ≈ 0,81 m³, perte ≈ 35 %. --- ### Exercice 2 Lors d’une activité d’intégration sur une parcelle de 0,20 ha, les relevés suivants ont été obtenus pour trois arbres d’iroko : | Arbre | DBH (cm) | Hauteur (m) | Défaut | Cd | |-------|----------|-------------|--------|----| | A | 30 | 18 | Aucun | 1,00 | | B | 28 | 16 | Nœud encastré 7 cm | 0,68 | | C | 32 | 20 | Pourrissement cœur 8 % | 0,78 | Le forme factor de l’iroko est 0,50. **1.** Calculer le volume net de chaque arbre. **2.** Déterminer le volume net total de la parcelle (on suppose que seuls ces trois arbres sont représentatifs et que la densité est de 200 arbres/ha). **3.** Proposer une décision de gestion basée sur le taux de déclassement observé. **Corrigé** 1. Volume net par arbre (formule \(V_n = \frac{\pi}{4} D^2 H f \times C_d\)) - Arbre A : \[ V_{nA}= \frac{\pi}{4} (0,30)^2 \times 18 \times 0,50 \times 1,00 =0,7854 \times 0,09 \times 18 \times 0,50 =0,7854 \times 0,09 \times 9 =0,7854 \times 0,81 \approx0,637 \; \text{m}^3 \] - Arbre B : \[ V_{nB}=0,7854 \times (0,28)^2 \times 16 \times 0,50 \times 0,68 =0,7854 \times 0,0784 \times 16 \times 0,50 \times 0,68 \] \[ =0,7854 \times 0,0784 \times 8 \times 0,68 =0,7854 \times 0,0784 \times 5,44 \] \[ =0,7854 \times 0,426 \approx0,335 \; \text{m}^3 \] - Arbre C : \[ V_{nC}=0,7854 \times (0,32)^2 \times 20 \times 0,50 \times 0,78 =0,7854 \times 0,1024 \times 20 \times 0,50 \times 0,78 \] \[ =0,7854 \times 0,1024 \times 10 \times 0,78 =0,7854 \times 0,1024 \times 7,8 \] \[ =0,7854 \times 0,799 \approx0,628 \; \text{m}^3 \] 2. Volume net total pour la parcelle (200 arbres/ha → 40 arbres sur 0,20 ha) : On suppose que la répartition des trois types d’arbres est égale (≈ 13 arbres de chaque type, le reste étant similaire). Pour simplifier, on calcule la moyenne du volume net par arbre : \[ \overline{V_n}= \frac{0,637+0,335+0,628}{3}= \frac{1,600}{3}\approx0,533 \; \text{m}^3 \] Volume net de la parcelle : \[ V_{n,parcelle}= \overline{V_n} \times \text{nombre d’arbres}=0,533 \times 40 \approx 21,3 \; \text{m}^3 \] 3. Volume brut correspondant (en utilisant Cd = 1 pour tous) : Moyenne du volume brut par arbre (sans Cd) : - Arbre A brut : \(0,637 / 1,00 = 0,637\) m³ - Arbre B brut : \(0,335 / 0,68 \approx 0,493\) m³ - Arbre C brut : \(0,628 / 0,78 \approx 0,805\) m³ Moyenne brute : \((0,637+0,493+0,805)/3 = 0,645\) m³. Volume brut de la parcelle : \(0,645 \times 40 = 25,8\) m³. Taux de déclassement global : \[ \frac{25,8-21,3}{25,8}\times100 \approx 17,4\% \] **Décision de gestion** : le taux de déclassement inférieur à 20 % indique que la majorité du bois reste de bonne qualité. On peut envisager une **éclaircie légère** visant à retirer les arbres présentant le nœud encastré (arbre B) qui sont les plus pénalissants, tout en conservant les sujets sains (A et C) pour la prochaine rotation. --- ## Erreurs fréquentes et règles de sécurité | N° | Erreur fréquente | Conséquence | Règle de prévention / bonne pratique | |----|------------------|-------------|--------------------------------------| | 1 | Oublier de mesurer le DBH à exactement 1,30 m (ex. à la base du tronc) | Sur‑ ou sous‑estimation du volume brut, fausse décision de coupe | Utiliser un ruban gradué et vérifier la hauteur de mesure avec un bâton de référence avant chaque relevé. | | 2 | Ne pas tenir compte du forme factor spécifique à l’essence (utiliser f = 0,5 pour toutes les espèces) | Erreur systématique pouvant dépasser 15 % sur le volume | Consulter le tableau des forme factors du MINESEC/IGE avant le chantier ; noter la valeur sur la fiche de relevé. | | 3 | S’approcher d’un arbre présentant une branche morte sans porter de casque et de lunettes | Risque de blessure par chute de branche | Porter systématiquement le casque et les lunettes lors de l’approche de tout arbre, même si aucun défaut n’est visible. | | 4 | Utiliser le poinçon d’incrément sans désinfection entre deux arbres | Propagation de champignons pathogènes (ex. *Armillaria*) d’un arbre à l’autre | Désinfecter l’outil avec une solution d’alcool à 70 % ou de l’eau javellisée après chaque prélèvement. | | 5 | Ne pas établir de périmètre de sécurité autour d’un arbre incliné ou fissuré | Risque d’effondrement soudain pendant le relevé | Définir un rayon de sécurité d’au moins 1,5 fois la hauteur de l’arbre lorsqu’un défaut de stabilité est détecté ; interdire l’accès sans autorisation du chef d’équipe. | | 6 | Oublier de noter les conditions météorologiques (vent, pluie) sur la fiche de terrain | Difficulté d’interprétation ultérieure des défauts (ex. confondre humidité de surface avec pourrissement) | Ajouter une colonne « Observations météo » sur la fiche de relevé et la remplir à chaque relevé. | --- *Fin du cours.*