dimanche 15 mars 2009
Introduction
Vents de 172km/h au Cap Ferret et Biscarosse et des dégâts considérables dans la région.
Klaus n’est pas une exception : de 1976 à 2009, 5 tempêtes majeures avec des vents supérieurs à 160km/h sur la côte Atlantique et le Sud ouest. Les spécialistes parlent d’une récurrence de 10 ans pour ces tempêtes majeures.
Ce dossier fait la synthèse d’un certain nombre d’analyses externes, ainsi que de constats au vu des dégâts.
1) Tempêtes majeures une fréquence de 10 ans
2) Dégâts fonction des forces des vents
3) Des causes : Stabilité des pins / Sols inondés, aliosse /Zones déboisées, favorisant le passage du vent
4) Que faire : Renforcer / protéger / reboiser
Dossier météo
De nombreux sites détaillent la formation de Klaus, et le fonctionnement des tempêtes sur l’Europe.
En synthèse : Klaus, tempête dans le flux des tempêtes Nord Atlantique, un front ondulant d’une forte tempête précédente se creuse rapidement en Atlantique, renforcé par le Jet Stream courant de vents forts en altitude (150 à 400km/h). Tempête dite « de type Bombe »
Le mécanisme est décrit sur les sites en annexe.
Par contre Klaus n’est pas une exception, la fréquence en est de l’ordre de 10 ans. Les statistiques ne permettent pas de faire une liaison avec le réchauffement climatique.
Généralement les Tempêtes et Tempêtes Majeures défilent sur le Nord de la France, mais certaines sont passées plus Sud.
Les grandes tempêtes majeures recensées
sur l’Ouest ou Sud-ouest de la France
(Majeures soit par la force des vents enregistrés ou les dégâts)
Ces phénomènes sont récurrents ,il est donc nécessaires d’en prévenir les conséquences, c’est le but de ce dossier.
Force des vents et dégats
Sont disponibles les cartes des dégâts en Aquitaine, celles de l’IFN et du GIP basées sur des reconnaissances de terrain et aériennes.
En les croisant avec celles des rafales de vents, il apparaît que les dégâts majeurs sont pour des rafales au delà des 140km/h.
Ce qui donne une sensibilité
« vitesse du vent /dégâts des plantations ».
Il n’y a pas concordance totale entre les fortes rafales et les dégâts majeurs, il y a donc d’autres causes conjointes aux vents forts.
Le pin est instable
C’est le poids du mélange racine et sable dur qui le stabilise au sol comme un lest.
En cas de sol inondé, le sable n’a plus de consistance, il coule comme de l’eau. Le poids du lest n’est plus que celui des racines, donc très faible.
De plus quand le pin commence à pencher les grandes racines glissent dans le sable sans pouvoir faire une retenue.
La plupart des pins à terre (diamètre du tronc autour de 40 cm) avaient une base de 2 mètres de diamètre, voir 3 mètres pour les plus gros.
Pour une base de référence ( 3m de diamètre), une base de 5 m de diamètre a une stabilité 5 fois supérieure. Le même écart subsiste quand le sol est détrempé.
Pour redonner de la stabilité au pin il faut élargir son embase (cf graphe), planter d’autres essences autour pour renforcer l’ensemble du sol sur une grande surface.Le sable n’a aucune consistance à la traction, développer une large surface de racines avec d’autres espèces ce serait comme armer du béton avec du treillis.
Les pins tombés étaient comme des arbres préalablement posés dans une baignoire.
L’aliosse (alios) dans les régions sud bassin, couche de grès à faible profondeur bloque l’écoulement de l’eau.
Pour assainir les marais d’Aquitaine il a fallu, drainer (réseau de fossés canalisant les eaux vers le bassin, les "craste"), casser l'aliosse et planter des pins maritimes (espèce endémique).
Des zones propices aux rafales de vent
Les zones nord et sud du golf sont dévastées (60 à 80% d’arbres à terre), quasiment rien entre les deux.
Au nord du golf le long de la voie rapide, les pins sont aussi à terre dans la même proportion. Au sud du golf une exploitation de jeunes pin est à terre.
Image complète avec photo, Cliquer pour agrandir.
Ces deux zones sont dans des couloirs qui ont vraisemblablement canalisé et renforcé les vents .
Ces deux zones sont : la nouvelle voie rapide à 4 voies au Nord et l’aérodrome au sud.
Alors que les vents étaient NW, au sud les arbres sont couchés W-SW (l’aérodrome est orienté SW) au nord les arbres sont couchés W (orientation de la voie rapide)
Vue générale : vents canalisés par un couloir de 5000 mètres de long.
Les déboisements pour construction, le non reboisement après les tempêtes précédentes (c’est le cas du golf de Gujan qui se fragilise progressivement), tout ceci participe à la création de zones qui canalisent les vents forts.
La plupart des photos aériennes disponibles montrent que les surfaces avec gros dégâts sont sous le vent de zones « nues », soit des champs soit des routes.
Trop d'eau
1) Assainir
Loi du 19 juin 1857 : les communes doivent assainir, c’est à dire drainer les terrains, puis planter.
Les ingénieurs Valenton de Boissière, Crouzet, Chambrelent avaient montré la nécessité d’assainir les zones humides marécageuses avant toute plantation de pin.
Un réseau de fossés (les crastes) est alors creusé dans les landes.
2) Alios
Couche de grès dur peu perméable à faible profondeur sous le sable de surface (plus ou moins 1,2m).
Cette couche favorise la stagnation de l’eau .
Au XIX° siècle l’alios a du être cassé pour le drainage et les plantations.
Constat 2009
Fortes pluies avant la tempête, terrains inondés après Klaus.
Les drainages sont-ils entretenus et tiennent-ils comptent de l’urbanisation ?
Que faire, renforcer
Faible stabilité des pins, sol mouillé (aggravé par l'aliosse), couloirs favorisant les vents.
Que faire : Basiquement Renforcer et Protéger, tout ceci est déjà décrit par les spécialistes, cette analyse mène aux mêmes conclusions.
1) Replanter, pour éviter l’érosion. moins il y a d’arbres, moins ils se protègent, plus les tempêtes les abattent. Le golf de Gujan en est un exemple, la publicité à son lancement « golf dans une forêt de pins », lande à ce jour.
2) Planter dans les espaces déboisés (industriels ou habitat), afin de casser les vents.
3) Renforcer les plantations par différentes espèces (chênes, bouleaux, arbousiers, toutes espèces endémiques de la région).
La Forêt domaniale jouxtant le golf de Gujan n’est que peu touchée, mais c’est un mélange dense de pin et espèces endémiques. On rejoint ici les préconisation de WWF.
Ce mélange de différentes essences renforce le système racinaire de toute la population d’arbres ce qui les consolide au sol.
4) Voir aussi l’expérience Ecossaise (cf articles du Figaro et LibeBordeaux). L’Ecosse subit des vents violents, les pins y sont exploités à une hauteur modérée.
5) Planter des rangs de protection, qui auront pour effet de casser le vent (ce seront aussi des fusibles)
6) Drainage par les crastes, ceux-ci doivent être entretenus pour assurer un drainage permanent.
Comment ce drainage doit-il évoluer avec l'urbanisation ?
Tentative de calcul
Le 24 avril 2009
| Conditions | Moment à la base | Force en tête |
| Tenue sol sec | 140000 Nm | 7000N (700 Kg) |
| Tenue sol mouillé | 97000 Nm | 4800N (480kg) |
| Rupture tronc 30% hauteur | 136000 Nm | 6700N (670kg) |
| Force vent 100Km/h | 84000 Nm | 4500N (450kg) |
| Force vent 120Km/h | 142000 Nm | 6500N (650kg) |
| Force vent 150Km/h | 189000 Nm | 10000N (1000kg) |
Conclusions sur ces calculs
- Sur sol sec un pin résiste à des vents de 120-130km/h, au delà il y a déracinement ou rupture du tronc.
- Sur sol imbibé d'eau le sable devient liquide et la tenue du pin diminue fortement car la masse de sable dur qui tient les racines et fait poids à la base est alors inexistante.
- Schéma de déracinement constaté : le pin et sa base se décollent du sol en prenant appui sur la racine sous le vent, les racines au vent glissent dans le sol puis se décollent,
- Le modèle de calcul de stabilité prend en compte la masse de l'arbre, la masse de sa base (racines plus sable) le diamètre de sa base et la tenue de la racine sous le vent.
- Un vent de plus de 150km/h crée des forces supérieures à la résistance du pin : mais certains ont résisté.Soit ils sont en forêt et se protègent mutuellement, seuls les premiers rangs étant touchés (et les derniers par effet de turbulence :source Inra)
Soit ils ont un un feuillage (houppier) réduit par les tempêtes précédentes donc moins sensibles au vent.
nota : Si les racines étaient parfaitement ancrées au sol, la résistance au déracinement serait 10 fois supérieure.
Calculs disponibles sur demande
Protection et Plantation
le 11 juin 2009
Sources/ WWF, INRA, IFN, ONF, OTTAWAFOREST, Agriculture et agroalimentaire Canada, CRPF, Guide des milieux forestiers en Aquitaine, Wikipédia, Larousse des arbres et des arbustes
1er Partie : PROTECTION-RESISTANCE au VENT
Résistance aux vents : 4 axes pour cela
drainer
protéger du vent
planter
adapter à l’humidité du sol
I) Drainer
L’excès d’humidité empêche les grandes futaies de se développer, il faut donc drainer pour améliorer le système racinaire
Forêt du Cousseau (proche Lacanau) tempête de 1999, dégâts élevés dans les zones humides.
En Aquitaine l’alios et des nappes phréatiques à 1,2m de surface bloquent le développement des racines du Pin, ses racines sont emmêlées avec peu d’ancrage au sol.
II) Protéger du vent
Les constats après la tempête de 1999 (source Inra) :
Les parcelles haute derrière une des parcelles basses ont eu des dégâts, celles protégées par des plantations hautes ont résisté (même constat en 2009 c’est aussi le sujet des couloirs de vent de ce Blog)
Il faut donc réduire la force du vent avec des lisières en pente douce pour diminuer la pression du vent (comme une aile d’avion) : voir modèle de brise-vent Canadien
En GB dans zones à fort vent, pas de coupe rases, pas d’éclaircies fortes (augmentation uniforme entre arbres mieux que petites trouées)
III) Planter
Type de forêts
La futaie irrégulière mélangée est moins fragile face aux tempêtes, l’ancrage au sol plus favorable lié à l’entrelacement des racines.
Pour le Pin maritime il y a un effet stabilisant des taillis, ou de mélange avec d’autres essences.
Résistance des arbres
Les feuillus ont une bonne tenue pour des hauteurs inférieures à 20 m
Classement Inra des résistances
Très bonne résistance : Charme, frêne, Chêne
Bonne résistance : Hêtre, Bouleau
Très faible résistance : Pin maritime
Précautions
Plantation en godet peu favorable au développement des racines(certains sylviculteur replante des plants robustes de la forêt pour obtenir des arbres vigoureux)
Le nettoyage des sous-bois fragilise les racines
IV) Adapter à l’humidité du sol
L’Orme consomme beaucoup d’eau (1000/j) le Pin Maritime peu (50 l/) Classement en consommation d’eau (source Ottawaforest)
Élevés : Orme, Chêne, Peuplier, Saule, Érable argenté
Moyens : Frêne, Aubépine, Charme, Autres érables, Sorbier
Faibles : Hêtre, Bouleau, Mûrier, Cèdre, Sapin, Pin, Épinette
2nd Partie : PLANTATIONS
I) Espèces d’Aquitaine (source principale, Guide des milieux forestiers en Aquitaine)
* Sols humides
Bouleau, Chêne sessile, Saule, Charme, Robinier, Aulne, Chêne liège
* Sols secs ou humides
Chêne vert, pédonculé
* Sols secs ou drainés
Frêne, peuplier noir, Chêne tauzin, Arbousier, Tremble, Pin
II) Devrait s’acclimater
* Liquidembar peu exigeant, besoin d’eau résiste à la chaleur
* Chêne des marais, Chêne rouge, (tous importés au XVIII°)
* Châtaignier chrysopilla (importé XIX°)
* Orme rustique, sol sec humide, croissance rapide (attente d’une souche Inra résistante à la maladie)
III) Espèces dont le bois est estimé en menuiserie
Aulne- chênes liège, pédonculé, sessile – erable champêtre, sycomore – frêne – hêtre – liquidembar- Orme champêtre – peuplier argenté
Tremble et Sorbier en sculpture, Robinier pour les pieux
Résistance aux Ouragans (Côte Est des USA)
Synthèse de ce que décrivent plusieurs sites
Les arbres cités sont ceux qui poussent en France dans des sols comme ceux d’Aquitaine
Les Résistants :
Chênes vert et autres chênes blancs (pédonculé, pubescent, sessile en équivalent Europe)
Chênes chevelus (même famille que le chêne liège)
Cornouiller
Cyprès
Houx
Magnolias (grandiflora, virginiana)
Mimosas
Platane occidentalis
Trachycarpus
Tulepos
Charmes
Erables (rouge et sycomore)
Tulipiers
Tenue moyenne (ou résultats très dispersés )
Chênes rouges et quelques Chênes blancs si les sols sont trop humides
Frênes
Erables argentés
Genevriers
Liquidembar
Ormes
Robinier
Les victimes
Eucalyptus
Hyckorys
Peupliers
Pins
Savonniers
Saules
Il semblerait que deux espèces de pins , pinus eliotii (slash pine) et pinus palustris (longleaf pine) aient bien résistées aux ouragans Erin et Opal (moins de 10% de pertes)