Simulateur
de forêt
Par Dominique Forget,
Découvrir,
novembre-décembre 2004
Au Canada,
on exploite commercialement la forêt depuis 150
ans environ.
C'est relativement peu lorsqu'on sait
que certains arbres peuvent prendre 100 ans avant
d'atteindre la maturité. Cette courte expérience
et la complexité des écosystèmes rendent la gestion
des forêts particulièrement complexe. En effet,
on peut difficilement se fier au passé pour prévoir
combien de temps mettra une forêt à repousser et
à retrouver toute sa vigueur après une coupe à blanc.
Une équipe de chercheurs basée à l'Université
de la Colombie-Britannique pense avoir trouvé la
solution: la modélisation informatique. À l'aide
d'équations mathématiques, le modèle FORCEE qu'ils
sont en train de développer pourra simuler l'évolution
d'une forêt en tenant compte de variables aussi
diversifiées que la fertilité du sol, les habitats
fauniques, les coupes forestières, l'absorption
du carbone et la création d'emplois.
Robert Bradley, professeur au Département
de biologie de l'Université de Sherbrooke, a participé
aux travaux de l'équipe grâce à un financement de
280000 $ qu'il a obtenu du Conseil de recherches
en sciences naturelles et en génie (CRSNG). L'expertise
du professeur Bradley dans le domaine des écosystèmes
terrestres, plus particulièrement dans l'étude des
flux d'énergie et du cyclage des éléments nutritifs,
a rendu sa contribution indispensable au succès
du projet.
La compréhension du cycle de l'azote,
un élément nutritif important pour la croissance
des végétaux, est l'un des aspects les plus importants
du travail du professeur québécois. "Nous connaissons
bien le cycle de base, explique-t-il. Nous savons
que l'azote atmosphérique est fixé par certaines
bactéries du sol qui le convertissent en azote organique.
Cet azote est transformé en azote minéral, soit
en ammonium, lorsque les bactéries sont ingérées
par des protozoaires. À son tour, l'ammonium peut
servir de source d'énergie à d'autres bactéries
dites "autotrophes", qui le transforment en nitrate.
Enfin, le nitrate, l'ammonium et certains acides
aminés du sol sont repris par la racine des plantes,
qui transforme cet azote en protéines."
Ce que nous connaissons moins bien,
c'est comment ce cycle réagit à des perturbations
naturelles ou anthropiques, une coupe à blanc par
exemple. Or, pour donner des résultats fiables,
FORCEE doit tenir compte de cette dimension de l'écosystème.
Robert Bradleya décrit certains des facteurs qui
influent sur le cycle de l'azote, plus précisément
les changements de température, la disponibilité
du carbone et la structure des communautés microbiennes
du sol. Ces données ont servi à calibrer le modèle
FORCEE.
"En utilisant des traceurs isotopes,
nous avons pu mesurer sur le terrain les taux bruts
de production d'ammonium et de nitrate ainsi que
leurs taux bruts de consommation dans le sol, résume
le professeur Bradley. Nous avons également modulé
les conditions expérimentales pour isoler l'effet
des facteurs qui nous paraissaient les plus importants.
L'équipe de la Colombie-Britannique a ensuite représenté
ces données sous forme de modèles mathématiques."
Le simulateur est encore au stade
du développement et ne sera pas prêt pour la commercialisation
avant plusieurs années. "La forêt est un écosystème
complexe et il faut tenir compte d'un très grand
nombre de variables pour la modéliser, souligne
le professeur Bradley. Mais les efforts en valent
la peine. En bout de ligne, on se retrouvera avec
un outil fort utile."
