Étude comparative en forêt privée

Une récente étude comparative documente l’utilisation du drone pour la mesure de superficie de travaux sylvicoles exécutés en forêt privée. L’objectif : déterminer si l’utilisation du drone permet d’économiser du temps lors de la réalisation des relevés en forêt sans compromettre la qualité des informations.

Groupements forestiers Québec (GFQ), le Groupement forestier du Sud de Dorchester inc. (GFSD) et le Groupement forestier Métis-Neigette inc. (GFMN) ont procédé à des mesures de superficie de travaux sylvicoles dont les contours ont été numérisés à l’aide d’orthoimages prises avec un drone en plus de réaliser des relevés conventionnels au GPS terrestre. Ce travail a été exécuté pour chacun des groupes d’activités admissibles au Programme d’aide à la mise en valeur des forêts privées (PAMVFP) et pour certaines activités spécifiques.

De leur côté, l’Agence de mise en valeur des forêts privées des Appalaches (AMVAP) et l’Agence régionale de mise en valeur des forêts privées du Bas-Saint-Laurent (AFPBSL) ont réalisé une vérification opérationnelle d’un échantillon des rapports d’exécution afin d’évaluer leur conformité selon les tolérances du Cahier de références techniques en forêt privée. Le temps de prise de mesure a également été compilé pour chacun des projets. La mesure au drone (temps de création du plan de vol, temps de vol, d’exportation et de création des orthophotos ainsi que numérisation des polygones) a été comparée au relevé conventionnel (temps pour parcourir le contour des travaux avec le GPS et post-traitement des données qui comprend l’exportation, la conversion et les corrections des données).

 

Outils utilisés et paramètres de vol de l’étude

La majorité des mesures ont été prises à l’aide de microdrones de moins de 250 grammes qui ne nécessitent pas de certificat de pilote de drone. Ces appareils sont ceux les plus répandus dans le réseau de conseillers forestiers accrédités et ont l’avantage d’être abordables. Un logiciel de photogrammétrie open source (disponible gratuitement) a été utilisé pour traiter les images et générer les outils utilisés par les professionnels (orthomosaïques, modèles numériques de terrain et modèles géoréférencés en trois dimensions).

 

 

 

Bilan des mesures prises au drone et au GPS

La figure 1 présente les résultats et compare les mesures de superficie prises au GPS terrestre à celles au drone. On remarque que les résultats sont très comparables d’une méthode à l’autre. D’ailleurs, les agences ont obtenu des résultats très similaires à ceux des groupements forestiers dans le cadre de leurs vérifications. Ainsi, l’étude permet de confirmer que le drone et le GPS sont des outils de travail qui offrent une précision similaire pour la mesure de superficie de travaux sylvicoles en forêt privée.

Taux de conformité selon la classe de superficie

La figure 2 présente les taux de conformité des mesures de superficie par drone selon trois classes de taille (établies à partir des tolérances définies par le ministère des Ressources naturelles et des Forêts).

Les résultats montrent que la superficie évaluée par drone est de plus en plus précise à mesure que celle-ci augmente. Cette tendance s’explique facilement : les petites surfaces pardonnent moins les erreurs de traçage. Comme la zone est petite, le moindre décalage du tracé à l’ordinateur fait une énorme différence en pourcentage.

Amélioration de l’efficacité opérationnelle

Le recours au drone permet un gain de temps pour la prise de mesure des superficies (figure 3), particulièrement lorsqu’il est combiné à une vérification en forêt effectuée par un technicien ou un ingénieur sur des zones spécifiques. De plus, une validation additionnelle des limites du traitement doit se faire à la fin des travaux, lors du contrôle de la qualité.

Les orthoimages produites par le drone peuvent être mobilisées à plusieurs fins : mesure de la superficie, contrôle de la qualité, suivi des opérations, planification, prospection et archivage. Cela contribue à réduire les déplacements et le temps passé sur le terrain comparativement au relevé GPS terrestre. Les images de drone permettent également de récolter les données nécessaires à plusieurs rapports en même temps, ce qui contribue à diminuer d’autant plus le temps de prise de mesures.

 

Rapporté à l’hectare, le gain de temps moyen observé est minimalement de 5 minutes par hectare, toutes classes de superficie confondues. Considérant que la superficie moyenne des travaux facturés considérés dans l’étude est de l’ordre de 4 hectares, ces résultats correspondent à un gain minimal d’environ 20 minutes par chantier, ce qui représente un gain de productivité significatif à l’échelle d’une saison d’opérations.

Dans des contextes particuliers, notamment l’analyse de secteurs ayant subi d’importantes perturbations (ex. chablis), ces gains peuvent s’accentuer en raison de la complexité accrue des interventions et de l’accessibilité terrain limitée. Bien que les aspects liés à la santé et à la sécurité au travail n’aient pas été quantifiés dans la présente étude, ils constituent un bénéfice indirect non négligeable pour les professionnels forestiers, en réduisant les déplacements prolongés en terrain difficile et l’exposition à certains risques.

 

Autres utilisations des images du drone

Les orthoimages produites par drone offrent également la possibilité de :
■vérifier l’uniformité des travaux réalisés;
■détecter des modifications dans la délimitation de secteurs aménagés (portions ajoutées ou non traitées) ou des objets oubliés (piles de bois, caissettes de plants, etc.);
■conserver une preuve visuelle, objective et archivable des interventions;
■visualiser le niveau de défoliation en contexte d’épidémie (ex. tordeuse des bourgeons del’épinette) ou d’une perturbation naturelle (ex. chablis) afin de cibler plus rapidement les secteurs affectés, et ce, sur de larges superficies.

D’autres applications du drone sont en cours d’élaboration qui, combinées à l’intelligence artificielle, permettront de valoriser davantage cet outil de travail en forêt privée.

 

Recommandations pour l’utilisation du drone

L’étude a permis de dégager des recommandations afin d’intégrer l’utilisation du drone dans la planification et le suivi des travaux sylvicoles en forêt privée, et d’assurer un gain.

■Il est impératif pour le personnel technique de bien planifier leurs sorties afin de considérer les conditions météorologiques puisque celles-ci demeurent le principal facteur limitant l’utilisation de cette technologie.
■Il faut établir la période idéale suivant la réalisation des travaux pour effectuer le survol afin de bien visualiser les contrastes à partir des images récoltées.
■La prise de quelques points de contrôle sur le terrain à l’aide d’un GPS terrestre permet de valider le contour généré à partir des images de drone.
■L’accès à Internet sur le territoire facilite la planification des journées de travail et permet de préparer des plans de vol sur le terrain sans devoir retourner au bureau.
■La boussole du drone doit être calibrée ponctuellement selon les recommandations du fabricant et le micrologiciel (firmware) de l’appareil doit être mis à jour.
■La qualité de la numérisation est une étape importante pour assurer une meilleure exactitude des résultats, principalement pour les petites superficies. Il faut limiter la simplification du polygone numérisé pour veiller à ce que le contour représente bien la superficie aménagée et qu’il considère les exclusions et les infrastructures à soustraire (ex. chemin forestier).

Tout comme pour les mesures au GPS traditionnel, une validation par l’ingénieur forestier demeure nécessaire afin que le relevé issu des images de drone puisse être utilisé pour la facturation de travaux sylvicoles.

 

Des résultats concrets et prometteurs

Les résultats confirment que le drone constitue un outil crédible, efficace et pertinent pour la mesure des superficies des différents groupes de travaux sylvicoles en forêt privée. Il offre une meilleure couverture spatiale, une visualisation complète du territoire et un gain opérationnel tangible. Le drone s’impose ainsi comme un outil d’avenir complémentaire et, dans plusieurs cas, avantageusement substituable au GPS terrestre. De plus, les gains du drone sont proportionnels à la superficie traitée.

Sur le plan de la main-d’oeuvre, son utilisation contribue à améliorer les conditions de travail en facilitant les relevés terrain et à optimiser l’utilisation du temps des ressources techniques. Elle permet de concentrer les déplacements terrain sur des interventions à plus forte valeur ajoutée et constitue un levier d’attraction et de rétention de la main-d’oeuvre en modernisant les pratiques et les outils de travail. Enfin, le recours au drone ouvre la voie au développement de nouveaux produits et services destinés aux propriétaires forestiers, renforçant ainsi l’offre de services de ces organisations.

Ce projet a été rendu possible grâce au soutien financier du Programme d’aide à la mise en valeur des forêts privées, intervention à caractère suprarégional – volet 3, du ministère des Ressources naturelles et des Forêts et à la collaboration technique et financière des groupements forestiers et des agences citées.

 

L’auteur tient à remercier particulièrement M. Olivier Couture ainsi que M. Guy Geneau de Groupements forestiers Québec pour leur participation à ce projet et pour leur aide à l’analyse des résultats