Opérations Forestières

Nouvelles Nouvelles de l’industrie Récolte
Le LiDAR pour mieux protéger les milieux hydriques

Des outils d’aide à la protection des milieux hydriques issus du LiDAR permettent des avancées majeures pour les opérations forestières.


7 juin 2021
Par Antoine Leboeuf, Marc-Olivier Lemonde Et Jean-François Bourdon  du MFFP et Sylvain Jutras, Francis Lessard et Naïm Perreault de l’Université Laval.

Sujets
La foresterie québécoise entre dans une nouvelle ère en matière de connaissance des milieux hydriques.

Au Québec, qu’on soit en Gaspésie ou en Abitibi, un défi commun pour l’ensemble des intervenants forestiers est la protection des plans d’eau, des cours d’eau et des milieux humides. Différentes lois et règlements encadrent la protection de ces milieux, mais leur identification cartographique demeure parfois difficile. Plusieurs efforts sur le terrain sont nécessaires pour cibler et délimiter ces milieux afin d’assurer leur protection.

Les données LiDAR, désormais accessibles sur de grands territoires, ouvrent la voie à de nombreuses innovations. Parmi celles-ci, des travaux récents permettent maintenant d’amélio-rer la description des milieux hydriques. Ainsi, la Direction des inventaires forestiers (DIF) du ministère des Forêts, de la Faune et des Parcs a mis au point, avec le laboratoire d’hydrologie forestière de l’Université Laval, des outils étalonnés sur la base de milliers de mesures terrain qui localisent précisément et décrivent les milieux hydriques à partir des données LiDAR. Cette initiative a donc permis de produire et de diffuser deux nouvelles couches, qui couvrent 312 000 km² : (1) les lits d’écoulements potentiels et (2) un indice
d’humidité topographique.

Lits d’écoulements potentiels
Ces couches vectorielles représentent le trajet que l’eau devrait emprunter en fonction de la topographie. Il s’agit donc d’un lit d’écoulement potentiel qui ne tient pas compte de la nature du dépôt de surface ou de la canalisation souterraine. En ce sens, les principales sources de divergences entre cette couche et la réalité sur le terrain proviennent des dépôts de surface très infiltrants ainsi que de la présence de ponceaux non répertoriés et donc non pris en compte lors de la production des écoulements.

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Malgré ces limites, ces couches présentent un réseau hydrographique plus détaillé que les données actuellement accessibles. De plus, dans la plupart des cas, le positionnement est très précis, surtout dans un contexte où un cours d’eau est encaissé. Ces couches décrivent quatre classes d’écoulement : zone d’intermittence, intermittent, zone de permanence et permanent. Ces quatre classes ont été établies en ordre croissant en fonction de leur aire de drainage. Les plans d’eau surfaciques associés à cette couche proviennent quant à eux de la carte écoforestière. On remarque dans la figure suivante la différence des couches actuellement disponibles : la géobase du réseau hydrographique du Québec (GRHQ) à gauche et les lits d’écoulements potentiels à droite sur un fond de relief ombré du LiDAR.

Il faut noter que cette couche vectorielle sert d’abord à appuyer la planification forestière ainsi que les opérations forestières. Étant donné les limites mentionnées plus tôt, il est recommandé de réaliser des travaux de validation avant son utilisation, comme il est déjà d’usage avec la GRHQ.

Ces couches ne remplacent pas les couches hydrographiques de référence telles que celles de la GRHQ. Elles permettront d’ailleurs de bonifier la GRHQ grâce aux efforts collectifs de trois ministères, soit le ministère de l’Énergie et des Ressources naturelles (MERN), le ministère de l’Environnement et de la Lutte contre les changements climatiques (MELCC) et le ministère des Forêts, de la Faune et des Parcs (MFFP).

Indice d’humidité topographique
Ces couches matricielles illustrent de manière efficace les endroits où le faible relief pourrait permettre l’accumulation d’eau dans les sols. On peut donc facilement repérer les secteurs secs et aussi détecter des zones humides, même de très petites superficies, sous le couvert forestier.

Il faut noter que ces couches ne tiennent pas compte de la perméabilité du dépôt de surface et des écoulements souterrains. En ce sens, il est possible, dans certains cas, qu’il n’y ait pas d’accumulation d’eau de façon permanente à l’endroit indiqué si le sol est graveleux par exemple. De plus, dans le cas où les données de ponts ou ponceaux n’étaient pas disponibles lors de la création des couches, il est possible que ces modèles indiquent une fausse accumulation en amont d’une route.

La figure suivante présente un relief ombré du LiDAR à gauche et l’indice d’humidité topographique à droite. Les secteurs potentiellement humides sont représentés selon les teintes de bleu et de vert tandis que les secteurs secs le sont selon les teintes de rouge. On y perçoit également certains canaux de drainage naturel en filaments jaunes. Ces données pourraient donc être utilisées lors des opérations forestières pour mieux cibler les secteurs ayant des contraintes de drainage.

Ces deux couches sont accessibles pour la portion du territoire qui est couverte via le site FTP suivant :ftp://transfert.mffp.gouv.qc.ca/Public/Diffusion/DonneeGratuite/Foret/IMAGERIE/Produits_derives_LiDAR/hydrographie/

La DIF poursuivra la production de ces deux couches dès que les données acquises sur les autres territoires seront reçues. À l’heure actuelle, 93 % du territoire planifié par le projet de couverture LiDAR a été couvert. De plus, des révisions des couches de lits d’écoulements potentiels seront diffusées si des données de ponts et ponceaux devenaient disponibles, permettant conséquemment d’améliorer la qualité du produit. À cet effet, les intervenants qui ont accès à des positionnements de ponts et ponceaux sont invités à communiquer avec la DIF afin de lui en faire part. Enfin, celle-ci poursuit la production d’autres couches pertinentes pour appuyer les intervenants forestiers. Des outils permettant la création de contours d’écotones riverains sont d’ailleurs en phase finale de production.

Le laboratoire d’hydrologie forestière de l’Université Laval, sous la direction de Sylvain Jutras, ing.f., Ph. D., continue d’ailleurs à créer d’autres produits dérivés des données LiDAR afin de moderniser la cartographie des milieux hydriques, humides et riverains. Ce travail est fait en collaboration étroite avec plusieurs ministères, instances municipales, organismes de bassins versants, entreprises et organismes de recherche.

La foresterie québécoise entre donc dans une nouvelle ère en matière de connaissance des milieux hydriques! Le Québec met ainsi gratuitement à la disposition des acteurs forestiers, de nouveaux produits permettant une localisation plus exacte des milieux hydriques. Ces avancées significatives auront sans aucun doute un effet positif sur les activités de planification forestière et les travaux d’opération forestière.