Modélisation du comportement biomécanique de l'arbre dans son environnement forestier. Application au pin maritime

Abstract

Le module AMAPméca permet de simuler le comportement biomécanique d'un arbre isolé dont l'architecture est entièrement décrite et utilise la Méthode des Eléments Finis en analyse linéaire. Le soucis díune meilleure prise en compte des grands déplacements, pouvant intervenir lors díun cycle de croissance, nous a conduit à développer les outils permettant de modéliser le comportement biomécanique de líarbre en analyse non linéaire. Il apparaît que ce type díanalyse ne se justifie que dans certains cas de chargements élevés. De plus, l'important coût de calcul quíelle occasionne síavère déjà pénalisant pour la simulation díun seul arbre. La prise en compte de líenvironnement forestier ouvre la voie à líétude des effets díun scénario sylvicole sur la forme future des arbres. A líéchelle spatiale du peuplement, on limite la description de líarbre à celle du tronc et du houppier. Deux modèles ont été implantés dans la plate-forme logicielle CAPSIS avec pour objectif díintégrer les aspects "forme" dans les modèles spatialisés de croissance des peuplements forestiers. Díune part, un modèle de régulation de la forme des troncs, soumis à des sollicitations internes et externes, a été développé. Il utilise les Matrices de Transfert des poutres dans líhypothèse des petits déplacements. Díautre part, un premier modèle de dissymétrie de la croissance des houppiers a été proposé. Il repose sur líutilisation des diagrammes de Voronoï pour traduire les effets de la compétition spatiale entre arbres voisins sur le développement des houppiers. Líutilisation conjointe de ces deux modèles ouvre la voie à líétude des relations existant entrelíexcentrement des houppiers et la mise en place progressive de la forme des tiges. Le problème de líévaluation des modèles díun point de vue numérique puis expérimental est abordé. Il ressort alors que cette phase reste suspendue à la connaissance parfaite de líhistorique des individus étudiés.