OUTILS DE DENDROMETRIE. (partie 1/2)

## Objectifs et prérequis **À la fin de ce chapitre, l’élève sera capable de :** - choisir l’outil adapté à la mesure du diamètre, de la longueur ou de la hauteur d’un arbre ou d’une grume ; - mettre en œuvre les procédés de mesure selon les règles de métier et les normes de sécurité en vigueur au Cameroun ; - calculer la surface terrière d’un peuplement à partir des relevés de diamètre et de hauteur ; - interpréter les résultats obtenus et les consigner dans un carter de terrain ou un tableau de suivi. **Prérequis :** - notions de géométrie de base (cercle, diamètre, rayon, aire) ; - maîtrise du système métrique (mètre, centimètre, millimètre) ; - connaissance des unités de superficie (m², ha) ; - notions de lecture d’échelle et de repérage sur le terrain. --- ## Introduction contextualisée La dendrométrie constitue le socle technique de la gestion forestière durable. Au Cameroun, où les essences telles que l’**Ayous**, le **Sipo** ou le **Movingui** sont exploitées pour le bois d’œuvre, la précision des mesures de diamètre, de longueur et de hauteur conditionne l’estimation du volume marchand, le calcul des redevances forestières et la planification des coupes. Les outils de dendrométrie, allant du simple compas à main au télémètre laser, doivent être maniés avec rigueur afin d’éviter les erreurs qui se répercutent sur les décisions d’aménagement et sur la conformité aux exigences du **MINESEC/IGE** (programme officiel, approche par compétences). Ce cours présente, leçon par leçon, les instruments les plus utilisés, leurs principes de fonctionnement, les procédés pas à pas et les consignes de sécurité associées. --- ## I. Leçon 1 : Outils de mesure de diamètres d’une grume et d’un arbre sur pieds ### A. Notions de base - **Diamètre à hauteur de poitrine (DHP)** : diamètre mesuré à 1,30 m du sol sur le tronc d’un arbre vivant. - **Diamètre moyen d’une grume** : moyenne des diamètres mesurés aux deux extrémités (gros bout et petit bout) ou, selon la norme, diamètre au milieu de la grume. - **Unité** : millimètre (mm) ou centimètre (cm) ; 1 cm = 10 mm. > **>** Le DHP est la référence légale pour l’établissement des tableaux de cubage au Cameroun (arrêté n° 001/MINEF du 12 janvier 2005). ### B. Principaux outils | Outil | Plage de mesure | Précision typique | Usage courant | |-------|----------------|-------------------|---------------| | Compas à dendrométrie (ou compas de forestier) | 5 – 200 mm | ±1 mm | Mesure rapide du DHP en forêt | | Caliper à glissière (pied de coulisse) | 0 – 300 mm | ±0,1 mm | Mesure de grumes en atelier ou scierie | | Dendromètre à ruban (ruban métallique gradué) | 0 – 500 mm | ±1 mm | Mesure de gros diamètres (tronc, billons) | | Ruban de mesure souple (mètre ruban) | 0 – 5 m | ±2 mm | Mesure de circonférence, conversion en diamètre | ### C. Principe de fonctionnement - **Compas** : deux branches articulées s’ouvrent jusqu’à toucher le tronc ; la lecture se fait sur l’échelle gravée entre les pointes. - **Caliper** : les mâchoires se referment sur l’objet ; la lecture se fait sur le vernier ou le cadran numérique. - **Ruban métallique** : on enroule le ruban autour du tronc ; on relève la circonférence C et on calcule le diamètre D = C / π. > **>** La conversion circonférence → diamètre utilise la constante π ≈ 3,1416 ; aucune arrondi intermédiaire ne doit être effectué avant le calcul final pour éviter l’accumulation d’erreurs. ### D. Procédure pas à pas (mesure du DHP avec compas) 1. Se placer du côté opposé au soleil pour éviter l’ombre sur l’échelle. 2. Ouvrir les branches du compas jusqu’à ce que les pointes touchent fermement le tronc sans l’écraser. 3. Lire la valeur indiquée sur l’échelle principale ; estimer la fraction entre deux graduations si nécessaire. 4. Noter le résultat en millimètres, puis convertir en centimètres si le carter l’exige. 5. Répéter la mesure à deux autres points situés à 120° d’azimuth autour du tronc et faire la moyenne (méthode triplement recommandée pour réduire l’erreur de forme). ### E. Exemple chiffré Un arbre de espèce **Tali** présente les lectures suivantes au compas : 312 mm, 298 mm, 305 mm. - Somme = 312 + 298 + 305 = 915 mm. - Moyenne = 915 / 3 = 305 mm → **30,5 cm** de DHP. ### F. Normes et sécurité - Porter des gants anti‑coupure lors de la manipulation du compas près d’écorces rugueuses. - Vérifier l’état de l’échelle (pas de rayures pouvant fausser la lecture). - En zone de coupe, se tenir à distance sécuritaire des engins de débardage (minimum 5 m). --- ## II. Leçon 2 : Outils de mesure de la longueur d’une grume et de la hauteur d'un arbre sur pieds ### A. Notions de base - **Longueur d’une grume** : distance mesurée entre le gros bout et le petit bout, suivant l’axe du bois. - **Hauteur totale d’un arbre** : distance verticale entre le sol et la pointe du sommet (cime). - **Hauteur commerciale** : partie du tronc exploitable (souvent entre 1,30 m et la première branche majeure). - **Unité** : mètre (m) ; au centimètre près pour les grumes, au décimètre près pour la hauteur forestière. > **>** Selon l’arrêté n° 012/MINEF du 08 mars 2007, la longueur des grumes doit être déclarée au centimètre près pour le calcul du volume marchand. ### B. Principaux outils | Outil | Plage de mesure | Précision | Usage | |-------|----------------|-----------|-------| | Mètre ruban souple (fibre de verre) | 0 – 50 m | ±2 cm | Longueur de grumes en scierie | | Télémètre laser portable | 0,5 – 200 m | ±0,05 m (5 cm) | Hauteur d’arbres en peuplement dense | | Hypsomètre à réticule (type Suunto) | 0 – 50 m | ±0,1 m | Mesure de hauteur par visée angulaire | | Bâton de nivellement + mire | 0 – 30 m | ±0,01 m | Travaux de levé topographique en forêt | ### C. Principe de fonctionnement - **Mètre ruban** : on déroule le ruban le long de la grume, on tend légèrement pour éviter le relâchement, on lit la valeur au point de contact. - **Télémètre laser** : l’appareil émet une impulsion laser vers la cible ; le temps de retour permet de calculer la distance D = (c·Δt)/2, où c est la vitesse de la lumière. - **Hypsomètre** : on vise la base et le sommet de l’arbre ; l’angle α mesuré, connu la distance horizontale d (mesurée séparément), donne la hauteur H = d·tan α. > **>** Le télémètre laser doit être utilisé avec une cible réfléchissante (prisme ou ruban rétro‑réflecteur) lorsqu’on mesure au-delà de 30 m pour garantir la précision annoncée. ### D. Procédure pas à pas (mesure de la hauteur avec télémètre laser) 1. Allumer l’appareil et sélectionner le mode « distance ». 2. Se placer à une distance connue du tronc ; mesurer la distance horizontale d entre le point d’observation et la base de l’arbre (en visant le sol à la base). 3. Viser le sommet de l’arbre ; relever l’angle d’élévation α affiché par l’appareil (fonction angle). 4. Calculer la hauteur : H = d·tan α. 5. Répéter à deux autres positions azimutales et faire la moyenne. ### E. Exemple chiffré Un technicien forestier mesure depuis un point situé à 25 m du tronc d’un **Moabi** : - Distance à la base : d₁ = 24,8 m - Distance au sommet : d₂ = 27,3 m Hauteur brute = 27,3 − 24,8 = **2,5 m** (évidemment trop faible, car le point de mesure n’est pas assez éloigné). Il se replace alors à 40 m : - d₁ = 39,6 m - d₂ = 44,1 m H = 44,1 − 39,6 = **4,5 m** (toujours faible, l’arbre est plus haut). Après plusieurs essais, à 70 m il obtient : - d₁ = 69,2 m - d₂ = 78,9 m H = 78,9 − 69,2 = **9,7 m**. En réalité, l’arbre mesure environ 22 m ; l’erreur provient du fait que le télémètre a mesuré la distance oblique, non la distance horizontale. On corrige donc : on mesure l’angle d’élévation α avec le même appareil (fonction « angle ») : α = 18°. On connaît la distance horizontale d = 70 m (mesurée séparément avec le télémètre en mode distance au sol). Hauteur = d·tan α = 70 × tan 18° ≈ 70 × 0,3249 = **22,7 m**, conforme à la réalité. > **>** La mesure de hauteur nécessite toujours la connaissance de la distance horizontale ou de l’angle d’élévation ; utiliser uniquement la différence de distances linéaires conduit à une sous‑estimation systématique. ### F. Normes et sécurité - Ne jamais pointer le laser vers les yeux ou vers des surfaces réfléchissantes non prévues (risque de rétro‑éblouissement). - En zone de chantier, porter un casque de protection et un gilet haute visibilité. - Vérifier l’état de la batterie avant chaque sortie ; un télémètre faible peut donner des lectures erratiques. --- ## III. Leçon 3 : Outils de mesure de la surface terrière ### A. Définition La **surface terrière** (ST) d’un peuplement forestier est la somme des sections transversales de tous les arbres d’une unité de surface (généralement un hectare). Elle s’exprime en mètres carrés par hectare (m²/ha) et représente l’occupation du sol par le bois vivant. > **>** ST = Σ (π · d_i² / 4) / A, où d_i est le diamètre à hauteur de poitrine de l’arbre i (en m) et A la superficie considérée (en ha). ### B. Principaux outils et méthodes | Outil / Méthode | Principe | Précision | Usage typique | |-----------------|----------|-----------|---------------| | Compas + calcul manuel | Mesure DHP, calcul individuel de chaque arbre | Dépend de la précision du compas | Inventaires ponctuels (échantillons de 0,1 ha) | | Dendromètre à relèvement (relascope) | Lecture directe du facteur de basal area (facteur de surface) permettant d’estimer la surface terrière | ±5 % | Inventaires rapides en forêt dense | | Planimètre optique ou numérique | Mesure de la surface projetée des courbes de niveau sur photo aérienne ou image satellite | ±2 % | Cartographie à grande échelle | | Logiciel SIG (QGIS, ArcGIS) avec modèle numérique de terrain (MNT) | Calcul automatisé de la ST à partir de nuages de points LiDAR ou de mesures de terrain | ±1 % | Inventaires nationaux, suivi de carbone | ### C. Méthode de calcul pas à pas (méthode compas + feuille de relevé) 1. Délimiter une parcelle de connue superficie (ex. 0,04 ha = 20 m × 20 m). 2. Pour chaque arbre vivant dans la parcelle : a. Mesurer le DHP avec le compas (en cm). b. Convertir le diamètre en mètres (d_m = D_cm / 100). c. Calculer la section : s_i = π · (d_m)² / 4. 3. Additionner toutes les sections : Σ s_i. 4. Diviser par la superficie de la parcelle en hectares : ST = (Σ s_i) / A_ha. > **>** Lors du calcul, conserver au moins quatre décimales intermédiaires pour éviter l’arrondi excessif ; arrondir le résultat final à deux décimales (ex. 23,45 m²/ha). ### D. Exemple chiffré Parcelle de 0,04 ha (20 m × 20 m). Cinq arbres mesurés : | Arbre | DHP (cm) | d (m) | s_i = π·d²/4 (m²) | |------|----------|-------|-------------------| | 1 | 25 | 0,25 | 0,0491 | | 2 | 30 | 0,30 | 0,0707 | | 3 | 22 | 0,22 | 0,0380 | | 4 | 28 | 0,28 | 0,0616 | | 5 | 26 | 0,26 | 0,0531 | Σ s_i = 0,0491+0,0707+0,0380+0,0616+0,0531 = **0,2725 m²**. ST = 0,2725 m² / 0,04 ha = **6,81 m²/ha**. ### E. Normes et sécurité - En parcelle de relevé, porter des bottes anti‑glisse et un vêtement de protection contre les épines (ex. vêtement en toile épaisse). - Lors de l’utilisation d’un planimètre sur photo aérienne, veiller à ce que l’échelle de la photo soit connue et vérifiée (sinon erreur d’échelle). - En travail de terrain avec un relascope, ne pas se placer sous des branches mortes susceptibles de chuter. ### F. Tableau récapitulatif des formules clés | Grandeur | Formule | Unités | |----------|---------|--------| | Diamètre à partir de circonférence | d = C / π | mm ou cm | | Section transversale d’un arbre | s = π·d²/4 | m² (si d en m) | | Surface terrière | ST = ( Σ s_i ) / A | m²/ha | | Hauteur par télémètre laser (angle) | H = d·tan α | m (d en m, α en degré) | | Volume approximatif d’une grume (forme cylindrique) | V = s·L | m³ (s en m², L en m) | --- ## Synthèse du chapitre - **Diamètre** : mesuré avec compas, caliper ou ruban métallique ; conversion circonférence → diamètre via π. - **Longueur de grume** : mesurée au mètre ruban souple ; précision au centimètre. - **Hauteur d’arbre** : télémètre laser (distance + angle) ou hypsomètre ; nécessite distance horizontale ou angle d’élévation. - **Surface terrière** : somme des sections π·d²/4 divisée par la superficie ; outils : compas + calcul, relascope, planimètre, SIG/LiDAR. - **Sécurité** : gants, casque, bottes, vêtement de protection, vérification des appareils, respect des distances de sécurité autour des engins. - **Normes camerounaises** : arrêtés MINEF de 2005 (DHP), 2007 (longueur des grumes), références aux méthodes d’inventaire forestier (circulaires MINEF/IGE). --- ## Glossaire - **Diamètre à hauteur de poitrine (DHP)** : diamètre mesuré à 1,30 m du sol sur le tronc d’un arbre vivant. - **Circonférence (C)** : mesure du périmètre du tronc ; liée au diamètre par C = π·d. - **Caliper (pied de coulisse)** : instrument de mesure à glissière permettant de lire des diamètres avec précision au dixième de millimètre. - **Télémètre laser** : appareil émettant une impulsion laser et calculant la distance à partir du temps de retour. - **Hypsomètre** : instrument optique mesurant l’angle d’élévation pour déterminer la hauteur d’un objet connu à distance connue. - **Relascope** : dendromètre à relèvement donnant directement le facteur de basal area (facteur de surface) permettant d’estimer la surface terrière. - **Planimètre** : dispositif mécanique ou optique mesurant une surface plane sur une carte ou une photographie. - **Surface terrière (ST)** : somme des sections transversales des arbres par unité de surface (ha), exprimée en m²/ha. - **Section transversale (s)** : aire du cercle formé par le tronc d’un arbre au niveau du DHP, s = π·d²/4. - **Facteur de forme** : rapport entre le volume réel d’un tronc et le volume d’un cylindre de même diamètre et hauteur. - **MNT (Modèle Numérique de Terrain)** : représentation numérique de l’altitude du sol, utilisée en SIG pour dérivées de pente, d’exposition, etc. - **LiDAR** : technologie de télédétection laser aérienne produisant des nuages de points 3D utilisés pour l’estimation de la biomasse forestière. --- ## Exercices d'application corrigés ### Exercice 1 – Mesure du DHP et calcul de la surface terrière **Situation** : Dans une parcelle de 0,025 ha (50 m × 5 m), un technicien relève les DHP suivants (en cm) pour huit arbres de espèce **Ayous** : 22, 27, 31, 24, 29, 26, 28, 30. **Consigne** : 1. Calculer le DHP moyen de la parcelle. 2. Déterminer la surface terrière de la parcelle (en m²/ha). 3. Arrondir le résultat final à deux décimales. **Corrigé** 1. DHP moyen = (22+27+31+24+29+26+28+30) / 8 = 217 / 8 = **27,125 cm** → 27,13 cm (arrondi au centième). 2. Conversion en mètres : d_m = 27,125 / 100 = 0,27125 m. Section d’un arbre moyen : s = π·(0,27125)² / 4 = 3,1416 · 0,07358 / 4 = 0,05773 m². Pour huit arbres : Σ s = 8 · 0,05773 = 0,46184 m². Superficie de la parcelle en ha : 0,025 ha. ST = 0,46184 / 0,025 = **18,4736 m²/ha**. 3. Arrondi à deux décimales : **18,47 m²/ha**. --- ### Exercice 2 – Hauteur d’arbre avec télémètre laser et angle **Situation** : Un forestier se place à 45 m du tronc d’un **Sapele**. Il mesure avec le télémètre laser : - Distance à la base : d₁ = 44,6 m - Distance au sommet : d₂ = 48,9 m Il active ensuite la fonction angle et obtient α = 12°. **Consigne** : a) Calculer la hauteur de l’arbre en utilisant la différence de distances (méthode naïve). b) Calculer la hauteur en utilisant la distance horizontale et l’angle (méthode correcte). c) Commenter l’écart entre les deux résultats. **Corrigé** a) Hauteur naïve = d₂ − d₁ = 48,9 − 44,6 = **4,3 m**. b) On considère que la distance horizontale d est égale à la distance mesurée au sol (on suppose que le télémètre a été pointé vers le sol à la même azimut). Dans la pratique, on prend la distance à la base comme approximation de la distance horizontale : d ≈ d₁ = 44,6 m. Hauteur = d·tan α = 44,6 × tan 12°. tan 12° ≈ 0,2126. H = 44,6 × 0,2126 ≈ **9,48 m**. c) La méthode naïve sous‑évalue fortement la hauteur (4,3 m contre 9,5 m) parce qu’elle ne tient pas compte de l’inclinaison du faisceau laser ; la différence de distances mesure la différence de portée le long du faisceau oblique, pas la composante verticale. L’utilisation de l’angle corrige cette erreur et donne une valeur cohérente avec la hauteur attendue pour un Sapele de cet âge (entre 8 et 12 m). --- ## Erreurs fréquentes et règles de sécurité | # | Erreur fréquente | Conséquence | Règle de prévention / bonne pratique | |---|------------------|-------------|--------------------------------------| | 1 | Lire le compas sans tenir compte de la parallaxe (œil non perpendiculaire à l’échelle) | Erreur de lecture pouvant atteindre ±2 mm | Positionner l’œil exactement au-dessus de l’échelle, utiliser une loupe intégrée si disponible. | | 2 | Utiliser le mètre ruban en le laissant lâche ou en le tordant autour de la grume | Sous‑estimation de la longueur (jusqu’à 5 cm) | Tendre le ruban fermement, éviter les nœuds, vérifier qu’il est bien aligné avec l’axe de la grume. | | 3 | Pointer le télémètre laser vers une surface réfléchissante non prévue (ex. feuille métallique) sans cible rétro‑réflectrice | Lecture erronée pouvant dépasser 20 % | Utiliser toujours une cible rétro‑réflectrice ou un prisme pour les distances > 30 m ; ne jamais viser directement les yeux. | | 4 | Oublier de convertir le diamètre mesuré en centimètres avant le calcul de la section (en utilisant directement la valeur en mm dans la formule s = π·d²/4) | Résultat faux de facteur 10⁻⁴ (ex. 0,0005 m² au lieu de 0,05 m²) | Toujours convertir en mètres (ou en centimètres puis appliquer le facteur 10⁻⁴) avant d’appliquer la formule. | | 5 | Ne pas répéter la mesure du DHP à plusieurs azimuts et prendre une seule lecture | Sous‑ ou sur‑estimation due à l’excentricité du tronc | Effectuer au moins trois mesures réparties à 120° d’azimut et faire la moyenne. | | 6 | Travailler en forêt sans casque de protection près d’activité de débardage | Risque de blessure par chute de branches ou d’engins | Porter obligatoirement un casque de sécurité et un gilet haute visibilité ; respecter les zones d’exclusion signalées. | --- *Fin du cours.*