Lier les processus de sécheresse et d'incendie : une approche biophysique de la teneur en eau des combustibles forestiers vivants.

OBJECTIFS

Drought&Fire s’inscrit dans un projet INRAE qui vise à acquérir des connaissances et développer des modèles pour proposer, à terme, de nouveaux indicateurs de danger d’incendie et de vulnérabilité à la sécheresse prenant en compte la physiologie des plantes en condition de déficit hydrique et son impact sur la combustibilité des peuplements et l’activité des feux. Spécifiquement, les objectifs de Drought&Fire étaient:

1. D’évaluer la pertinence des indicateurs de sécheresse et de danger d’incendie existants
2. De quantifier l’effet de la teneur en eau de la végétation sur le comportement et l’activité des incendies
3. De mieux comprendre et modéliser les déterminants et processus physiologiques des dynamiques de teneur en eau des plantes ligneuses en réponse à la sécheresse.

Retombées attendues et applications éventuelles

Les résultats de Drought&Fire justifient de poursuivre l’objectif de produire de nouveaux indicateurs du danger d’incendie prenant en compte la teneur en eau du feuillage de la végétation. Le développement du modèle SUREAU-ECOS de dessèchement des plantes se poursuit dans le cadre d’un programme de recherche financé par le département de la défense américain et coordonné par le USDA Forest Service (United States Department of Agriculture).

Les mesures de traits fonctionnels et la modélisation des processus physiologiques des plantes permettent d’établir un pronostic sur la réponse différentielle d’espèces à la sécheresse, en termes de teneur en eau, aussi bien en région méditerranéenne que dans des régions moins soumises au risque d’incendie. Le modèle ouvre la voie à une spatialisation de la teneur en eau des couverts végétaux, en complément des apports de la télédétection, ou encore à des projections des effets du changement climatique sur les dynamiques de cette teneur en eau.

Déterminants et processus physiologiques des variations de teneur en eau de la végétation en conditions de sécheresse.

Le modèle SUREAU-ECOS (Ruffault et al 2022) combine des principes de bilan hydrique et les hypothèses de fonctionnement hydraulique des plantes. Dans ce modèle, la plante est représentée par des réservoirs d’eau : symplasmique (le compartiment vivant) et apoplasmique (le compartiment vasculaire). Les dynamiques de l’eau dans et entre les compartiments de la plante dépendent d’une série de traits hydrauliques, variables selon les espèces. Le processus de cavitation, qui cause la mortalité des organes touchés et affecte ainsi fortement leur teneur en eau, est aussi représenté.

SUREAU-ECOS a été évalué dans des conditions naturelles, sur le peuplement de chêne vert de la forêt de Puéchabon (site instrumenté, réseau ICOS). Le modèle capture bien la dynamique estivale de teneur en eau, mais un biais existe certaines années sur le niveau de teneur en eau. Ceci nous a conduit à émettre l’hypothèse d’une acclimatation selon les conditions saisonnières.

L’analyse par modélisation a montré que les sécheresses modérées conduisent à des variations de teneur en eau principalement liées à des ajustements de la teneur en eau à l’échelle foliaire, alors que les sécheresses sévères entrainent de la mortalité foliaire réduisant la teneur en eau de la canopée de façon irréversible à l’échelle de la saison. En procédant à une analyse de sensibilité, nous avons identifié les paramètres les plus sensibles intervenant dans la dynamique de la teneur eau aux échelles de la feuille et de la canopée.