Mesures fondées sur la nature contre les chutes de pierres sur les forêts dans la région d'Engadin, Suisse

Les forêts sont particulièrement vulnérables aux événements extrêmes. Par rapport aux processus lents dans la forêt (croissance, distribution des semences, adaptabilité génétique, etc.), le changement climatique menace de se produire à un rythme qui submerge les processus d'adaptation naturels. Les produits et services forestiers importants tels que la protection contre les risques naturels pourraient être réduits ou disparaître en raison du changement climatique. Les écosystèmes forestiers alpins sont déjà affectés par de multiples effets induits par le climat, par exemple une mortalité plus élevée des arbres, davantage de calamités causées par les espèces nuisibles, un stress hydrique plus élevé et une plus grande fréquence des incendies de forêt, réduisant ainsi le rôle des forêts dans la protection contre les éboulements, les glissements de terrain et les avalanches. Par exemple, d'importantes éclosions de dendroctones de l'écorce ont été observées dans des forêts protégées en Suisse, à la suite de la tempête hivernale de Lothar en 1999 et de l'été sec en 2003. De telles épidémies n'avaient jamais eu lieu à cette altitude auparavant.

Comme indiqué dans le rapport de l’AEE intitulé «Changementclimatique, impacts et vulnérabilité en Europe»,les principaux facteurs climatiques affectant les forêts alpines sont les suivants: (i) une augmentation de la température supérieure à la moyenne mondiale; de la fin^{du XIXe siècle} à la fin du XXe^siècle, la région alpine a connu une augmentation annuelle moyenne totale de la température d’environ 2 °C, soit près du double de la moyenne de l’hémisphère nord, ii) une augmentation observée des précipitations annuelles dans le nord-ouest et une diminution dans le sud-est des Alpes, iii) une variabilité prononcée des régimes de précipitations (c’est-à-dire une diminution des précipitations saisonnières en été et une augmentation des précipitations en hiver dans le nord-ouest), ainsi qu’une modification de l’intensité des phénomènes météorologiques extrêmes.

Un déplacement général des pics de précipitations de l'été à l'hiver est prévu pour la plupart des Alpes, tandis que le sud et le sud-est deviendront nettement plus secs en toutes saisons. En outre, une augmentation de l’intensité et de la fréquence des phénomènes météorologiques extrêmes (fortes précipitations, périodes de sécheresse, vagues de chaleur et éventuellement tempêtes) est attendue dans l’ensemble de la région alpine, ce qui rendra le système hydrologique des forêts plus sensible aux phénomènes météorologiques extrêmes.

En outre, outre les risques liés au climat, tels que les mouvements de masse gravitationnels (par exemple, les coulées de débris et les glissements de terrain), les processus torrentiels et les inondations, les forêts alpines sont très sensibles aux effets climatiques connexes, tels que l’augmentation de l’érosion des sols, la dégradation du pergélisol et la déstabilisation des pentes montagneuses. Des événements extrêmes, tels que des précipitations intenses et des tempêtes, pourraient alors déterminer un risque accru de chutes de pierres et de glissements de terrain dans un sol aussi dégradé et avec des forêts soumises à des conditions de stress. Cela réduit les zones propices à la colonisation, renforce la concurrence entre les différentes formes d'utilisation des sols et affecte directement les infrastructures de transport et de distribution d'énergie. Le risque de chutes de pierres – des morceaux de gravier aux roches de la taille d’un poing qui peuvent pénétrer dans le toit d’une voiture – nécessite également de dégager régulièrement la chaussée. Les marques sur l'asphalte et les zones réparées témoignent également de tels événements. Sur la route du col de Fuorn dans la région d'Engadin en Suisse, la zone d'initiation potentielle dans les énormes parois rocheuses fissurées au-dessus de la route du col s'étend d'environ 600 m à 2 100 m asl. La pente dans cette zone dépasse en partie 45 degrés.

Les mesures d'adaptation devraient réduire les risques existants, accroître la capacité d'adaptation grâce à une régénération soigneusement planifiée des espèces forestières et réduire les risques futurs. Les domaines d'action identifiés comprennent la protection critique des forêts ayant une fonction protectrice dans laquelle il y a une combinaison de régénération insuffisante (c'est-à-dire le changement climatique se produit à un rythme qui submerge les processus d'adaptation naturels par rapport aux processus lents dans la forêt, tels que la croissance des plantes, la distribution des semences, l'adaptabilité génétique, etc.) et la stabilité réduite.

Les forêts offrent une protection plus efficace contre les risques naturels que ne le croyaient même les experts en la matière jusqu'à présent. L'entretien des forêts coûte beaucoup moins cher que la construction de structures techniques coûteuses. Mais la forêt peut-elle garantir un niveau de sécurité similaire à celui des mesures structurelles? La méthode Protect Bio permet d'évaluer ce service de protection basé sur la nature. Dans le cadre de ce projet, une méthode a été développée qui permet de déterminer l'effet de la forêt et d'autres mesures de protection biologique et de les prendre en compte avec précision dans les projets de protection contre les dangers. Cette méthode vise à évaluer les fonctions de protection des forêts contre les risques naturels ou la nécessité de mettre en œuvre des mesures techniques de protection (c'est-à-dire des barrières ou des filets) pour prévenir les dommages causés par les éboulements. La méthode a été utilisée pour la première fois dans la pratique sur la route du col de Fuorn, qui relie Zernez dans la vallée de l'Engadin au Val Müstair.

La route du col de Fuorn, près de Zernez dans la région d'Engadin (Suisse), est un tronçon de route d'environ 800 mètres de long. Le risque de chutes de pierres dans cette zone a été analysé à l'aide de la méthode Protect Bio. Les événements de chutes de pierres enregistrés dans le passé, les cartes des événements passés et les scénarios dérivés des observations géologiques structurelles permettent de décrire le risque de chute de pierres: l'analyse montre les zones où l'on peut s'attendre à des éboulements et à quelle fréquence de tels événements peuvent se produire. Un modèle mathématique a également été utilisé pour simuler les conséquences des éboulements. Sur la base d'un modèle de terrain tridimensionnel, l'ordinateur calcule la piste d'éboulement et les forces libérées par différentes tailles de roches et de rochers.

La méthode Protect Bio permet également de prendre en considération dans l'évaluation des risques le rôle des mesures de protection biologique fournies par les forêts contre les aléas naturels (chute de pierres, glissements de terrain, avalanches, etc.). Le gradient du site, la densité des tiges et d’autres facteurs sont intégrés dans la simulation pour la détermination de la capacité de protection de la forêt.

Dans le cas de la route du col Fuorn près de Zernez, les résultats ont montré qu'aucun filet d'éboulement n'est nécessaire sur environ la moitié du tronçon de route touché. Dans cette partie, la fonction de protection assurée par les forêts existantes est suffisante pour assurer une protection contre les événements dont la période de retour est inférieure à 1 à 30 ans. Comme mesure complémentaire à faible coût, les arbres abattus peuvent être disposés en travers de la pente. Les mesures techniques et plus coûteuses (telles que les filets) ne sont nécessaires que dans les tronçons de route où la forêt est mince.

Sur la base d’évaluations antérieures – dans lesquelles l’effet insuffisamment quantifiable de la forêt de protection en tant qu’obstacle naturel a souvent été ignoré – des filets d’éboulement ou d’autres barrières de protection auraient dû être construits le long de la majeure partie du tronçon de route en question. Avec la méthode Protect Bio, la fonction de protection des forêts a été évaluée et promue comme mesure d'adaptation sur la base d'une évaluation précise des risques et d'une analyse coûts-avantages. L'application de cette méthode a ainsi permis d'économiser des millions d'euros sur des structures techniques de protection qui ont été jugées inutiles.

Le projet «Efficacité des mesures de protection biologique» (également connu sous le nom de Protect Bio) a impliqué les partenaires suivants:

• OFEV - Office fédéral de l'environnement: Glissements de terrain, avalanches et section de forêt de protection;
• Canton des Grisons: Office des forêts et des risques naturels; Office du génie civil;
• Municipalité de Zernez: Service des forêts.

La méthode développée comprend différents outils et une approche analytique qui permettent de déterminer l'effet de la forêt et d'autres mesures de protection biologique et de les prendre en compte avec précision dans les projets de protection contre les dangers, ce qui permet d'économiser les coûts associés à la mise en œuvre de structures techniques de protection non nécessaires.

Toutefois, le rôle des services forestiers de protection contre les risques naturels tels que les avalanches, les glissements de terrain et les coulées de débris est assez difficile à évaluer et à quantifier; les données ne sont pas disponibles dans tous les endroits.

Environ la moitié de la superficie forestière de la Suisse est classée comme forêt de protection. Les forêts de protection ont été négligées pendant des décennies jusqu'à ce qu'une approche fondée sur la législation forestière révisée introduite en 1991 oblige les cantons à assurer l'entretien des forêts de protection. La forêt de protection a été définie comme «une forêt qui peut prévenir un dommage potentiel reconnu dû à un danger naturel existant ou réduire les risques associés». Depuis lors, les autorités fédérales, les cantons et les communes ont fourni un financement annuel d'environ 145 millions d'euros pour l'entretien des forêts protégées. Il s’agit d’un bon investissement, étant donné que la valeur économique de la forêt protégée, qui est liée à la réduction des risques pour les colonies et les voies de circulation, est estimée à 3,8 milliards d’EUR par an.  

L'utilisation cohérente de Protect Bio dans toute la Suisse pourrait permettre d'économiser des millions d'euros en structures techniques de protection; ce qui accroît encore la valeur de la forêt protectrice.

Une étape importante dans l'utilisation des ressources naturelles a été franchie au XIXe siècle avec la décision d'introduire des pratiques de gestion durable pour protéger les forêts. Aujourd'hui, la législation forestière suisse est internationalement reconnue et réglemente de manière globale les différentes fonctions de la forêt à la fois pour les personnes et en tant qu'habitat pour les animaux et les plantes. En encourageant la gestion naturelle et durable des forêts, il garantit également que le bois, une ressource naturelle locale, peut être utilisé de manière permanente. En outre, la loi sur les forêts (ForA) traite du rôle clé des forêts dans la protection contre les risques naturels. La ForA accorde à la forêt une position unique dans l'utilisation des terres: elle la protège tant par sa propagation que par sa répartition spatiale. L'instrument principal est l'interdiction générale de la déforestation. Outre la protection de la forêt et des différentes fonctions qu'elle assure, la ForA a également pour objectif de gérer la forêt dans le respect de la nature et d'encourager l'utilisation durable du bois en tant que ressource naturelle.

Des inondations, des avalanches, des glissements de terrain et des éboulements se produisent fréquemment en Suisse, et ils sont souvent d'une ampleur considérable. La loi sur l'ingénierie hydraulique (HEA) et la ForA réglementent la manière d'organiser la protection contre ces risques naturels, qui est demandée aux cantons. En construisant des structures de protection et en dressant des cartes des aléas naturels, ils peuvent faire appel à l'expertise et au soutien financier de la Confédération. Les différentes mesures sont conçues pour protéger les personnes et les biens de valeur. La meilleure façon de le faire est d'utiliser l'espace de manière appropriée. L'aménagement du territoire doit veiller à ce qu'aucun bâtiment ou infrastructure ne soit construit dans des zones exposées aux risques naturels. Les forêts de protection sont également considérées comme un moyen d'améliorer la protection contre les avalanches, les éboulements et les glissements de terrain.

Protect Bio est une approche pionnière développée en Suisse. Outre la route du col de Fuorn, la méthode a été mise en œuvre par exemple à Gruobenwald, Klosters et Orvin, Täsch, Schmitten. Il est prévu d'utiliser Protect Bio dans d'autres endroits et, en particulier, dans le contexte d'avalanches, de chutes de pierres et de coulées de boue dans les années à venir et d'améliorer sa validation.

Les forêts de protection n'ont pas une durée de vie fixe. Les structures de protection et les forêts protectrices doivent être bien entretenues à tout moment afin qu'elles puissent remplir leur fonction de protection et conserver également les services forestiers.

Arthur Sandri
Head of the Landslides, Avalanches and Protection Forest Section
Federal Office for the Environment (FOEN)
Tel.: +41 (0)58 465 51 70
E-mail: arthur.sandri@bafu.admin.ch 

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