Le module de billonnage Petro est un module complémentaire à des simulateurs de croissance qui permet d'effectuer un billonnage virtuel des tiges d’essences feuillues au Québec. La version 2015 utilise la même approche statistique que la version précédente (2009) et les principaux changements sont :

• Mise à jour des modèles pour l’érable à sucre et le bouleau jaune à partir des données d’échantillonnage supplémentaires;
• Ajout de modèles pour quatre nouvelles essences;
• Implantation du mode stochastique pour les prédictions des modèles.

Le module de billonnage Petro 2015 inclut les six essences suivantes :

1. Érable à sucre – Acer saccharum (ERS)
2. Bouleau jaune – Betula alleghaniensis (BOJ)
3. Bouleau à papier – Betula papyrifera (BOP)
4. Chêne rouge – Quercus rubra (CHR)
5. Érable rouge – Acer rubrum (ERR)
6. Hêtre à grandes feuilles – Fagus grandifolia (HEG)

Le module de Petro 2015 a été paramétré et étalonné à partir des données provenant de plusieurs études de tronçonnage effectuées entre 2002 et 2014 à travers la forêt feuillue et mélangée du Québec. La majeure partie des billonnages résulte des études menées par la Direction de l'aménagement et de l’environnement forestiers (DAEF) et par la Direction de la recherche forestière (DRF) du ministère des Forêts, de la Faune et des Parcs du Québec. Une partie de données provient aussi d’un échantillonnage réalisé par les Directions de la gestion des forêts du Bas-Saint-Laurent et de l’Outaouais dans le cadre du projet Chantier feuillu, ainsi que d’une étude réalisée par l’Université Laval. Dans tous les cas, le mesurage et le classement des arbres sur pied et des billes ont été effectués par un personnel qualifié en suivant une approche d’échantillonnage rigoureuse et similaire.

Le module utilise les grades de billes de sciage conventionnel qui sont adaptés de Petro et Calvert (1976), ainsi qu’un grade de billon (sciage non conventionnel) et un grade de déroulage. Le tronçonnage des billes de bois franc destinées au sciage selon la méthode décrite par Petro et Calvert (1976) a pour objectif de maximiser le volume net des billes de grades supérieurs, en minimisant la présence des courbures, de la carie et des défauts sur chaque bille. Tout dépendant des essences considérées, on reconnaît un grade de déroulage (DER), quatre grades de sciage (F1, F2, F3 et F4), ainsi qu'un grade de pâte (P). Le grade de déroulage correspond à la norme de classification des billes de qualité « A » pour les essences feuillues (BMMB 2014, page 53). Ce grade s’applique seulement pour les essences BOJ, BOP et CHR. Le grade F4 correspond au sciage non conventionnel pour lequel les billes peuvent avoir les dimensions moindres aux grades de sciage conventionnel (F1, F2 et F3). Le grade de pâte correspond à une bille d’une longueur égale ou supérieure à 2,41 m (8 pieds), avec un diamètre au fin bout supérieur à 9 cm, qui ne satisfait pas les critères de qualité des grades supérieurs. Les parties de l’arbre ne faisant partie d’aucun des grades décrits ci-haut (rebuts forestiers) ont été exclus des analyses.

Étant donnée un nombre limité d’échantillons pour certaines essences, certains grades ont été regroupés dans les analyses. Les grades modélisés par essence sont :

1. ERS : F1, F2, F3, F4, P
2. BOJ : DER, F1, F2, F3, F4, P
3. BOP : F1, F2, F3, F4, P [F1=DER+F1]
4. CHR : F1, F2, F3, F4, P [F1=DER+F1]
5. ERR : F3, P [F3=F1+F2+F3; P=F4+P]
6. HEG : F2, F3, F4, P [F2=F1+F2]

L'interface permet de visualiser les grades disponibles lorsque le module Petro 2015 est appelé.

Note : Pour SaMARE et ARTÉMIS, les tables d’exportations incluent toujours les six grades. Par contre, le volume prédit des grades inexistants (i.e., regroupés) est nul (égal à zéro). Ex., pour le HEG, le DER=0 m³ (grade impossible) et F1=0 m³ (grade inclut dans F2).

Le module de billonnage Petro utilise un modèle statistique en deux parties. La première partie permet de prédire la probabilité d'observer chacun des grades de billon dans un arbre donné. La seconde partie est conditionnelle à la première. Elle permet de prédire le volume des billes d'un grade donné en admettant que ce grade est présent dans la tige.

Note : Le modèle statistique en deux parties n’est pas visible pour l’utilisateur et c’est seulement le résultat, c’est-à-dire le volume conditionnel pour chaque arbre, qui est présenté.

Le module de billonnage Petro est entièrement automatisé. Il n'y pas d'option pour ce module. En plus de se baser sur l'essence et le diamètre pour calculer les billes et leurs volumes, le module utilise la meilleure information disponible sur le classement des arbres selon l'ordre décroissant suivant : la qualité (ABCD), la priorité de récolte (MSCR), la classe de vigueur (1234) ou aucun de ces classements (modèle général). Nonobstant cet ordre de priorité, c'est toujours la classe de vigueur qui est utilisée dans SaMARE. Chaque modèle a été calibré individuellement par essence et avec un jeu indépendant de données, en fonction de la disponibilité des données sur chacun des systèmes de classement des arbres. Ainsi, tout dépendant des modèles, le nombre de tiges ayant servi à l’étalonnage est variable.

De plus, certaines classes de qualité ou de priorité de récolte des tiges ont été regroupées selon l’essence afin d’améliorer l’ajustement du modèle :

1. ERS : aucun regroupement;
2. BOJ : aucun regroupement;
3. BOP : qualités A et B;
4. CHR : qualités A et B; priorités C et R;
5. ERR : qualités A et B; priorités C et R;
6. HEG : qualités A, B et C; priorités C et R.

Note : Les qualités regroupées donnent toujours les mêmes produits (volumes par bille). Ex., pour un HEG d’un diamètre donné, que l’arbre soit de qualité A, B ou C, il va générer le même volume de F2, F3, F4 et P. Par contre, le volume par billes sera différent pour la classe de qualité D.

Alors que la version 2009 était uniquement déterministe, le module Petro 2015 peut générer des prédictions en mode déterministe (i.e., même résultat, peu importe le nombre d’itérations) ou stochastique (i.e., résultat différent pour chaque itération), Rappelons que la somme des prévisions du mode stochastique est similaire à la moyenne déterministe. Pour SaMARE, le mode stochastique est utilisé par défaut lors des simulations. Toutefois, l’utilitaire d’exportation offre la possibilité de générer les résultats des simulations autant en mode déterministe que stochastique.

Pour Artémis, c'est au moment de lancer la simulation que l’utilisateur doit choisir entre le mode déterministe ou stochastique lors de l’initialisation d’un scénario du simulateur.

Afin de limiter les extrapolations et les erreurs associées aux prédictions du modèle pour certains diamètres sous-représentés, des limiteurs de dhp ont été inclus dans la programmation statistique. Par conséquent, toute tige dont le dhp est supérieur au dhp maximal modélisé se voit attribuer ce dernier lors de l’évaluation du panier de produits. Ex. Le volume du panier de produits d’un HEG de 50 cm sera identique à celui d’un HEG de 60 cm.

Pour SaMARE, le BOP appartient au groupe d’espèces FIN et le CHR appartient au groupe FEN. Par ailleurs, le modèle s’applique uniquement aux essences et non aux groupes d’essences.

Pour le BOP, le volume par classe de produits peut être prédit par le modèle de Petro et par le modèle Sybille. Les deux modèles sont indépendants et ils sont conçus selon des approches qui n’utilisent pas les mêmes intrants. Il convient à l’utilisateur de choisir les résultats qu’il préfère utiliser.

Les modèles ne prennent pas en compte l’effet régional, mais les travaux et les échantillonnages futurs visent à mieux documenter cette question.

Les concepteurs du module tiennent à remercier les nombreux collaborateurs qui ont mis à disposition les données ayant servies à l’étalonnage des modèles : employés du Ministère des Forêts, de la Faune et des Parcs du Québec (MFFP) (Michel Letarte, Gérald Landry, Pierre de Rainville, François Labbé, Greg St-Hilaire, Rashid Yousfi), Jean McDonald (FPInnovations) et David Pothier (Université Laval). Merci à Mathieu Fortin (INRA/AgroParisTech) qui a mis à notre disposition le code pour la programmation de la première version de Petro. La programmation a été réalisée par Denis Haché, sous la direction d’Isabelle Auger et de Filip Havreljuk. La modélisation a été réalisée par Filip Havreljuk, avec la collaboration de François Guillemette et Steve Bédard.

[BMMB] Bureau de mise en marché des bois. 2014. Manuel de mesurage des bois récoltés sur les terres du domaine de l’État : Volet méthodes et instructions techniques. Ministère des Forêts, de la Faune et des Parcs du Québec, Direction des évaluations économiques et opérations financières. Québec, Qué. 251 p.

Fortin, M., Guillemette, F., et S. Bédard. 2009. Predicting volumes by log grades in standing sugar maple and yellow birch trees in southern Québec, Canada. Canadian Journal of Forest Research 39: 1928-1938. Télécharger l'article

Havreljuk, F., Bédard, S., Guillemette, F., et DeBlois, J. 2015. Predicting log grade volumes in northern hardwood stands of southern Quebec. ISCHP 2015: 5th International Scientific Conference on Hardwood Processing. Quebec City, Canada, p. 107-114. Télécharger l'article

Petro, F.J., et W.W. Calvert. 1976. La classification des billes de bois franc destinées au sciage. Ministère des Pêches et de l’Environnement du Canada, Service canadien des forêts, Ottawa, Ont. Rapp. Tech. For. 6F.

Pour toute question ou commentaire relatif au fonctionnement du module de Petro 2015, veuillez communiquer avec Filip Havreljuk (filip.havreljuk@mffp.gouv.qc.ca) ou François Guillemette (francois.guillemette@mffp.gouv.qc.ca).

— François Guillemette 2015/08/21 14:58