Analyse prospective dans le secteur forestier face aux défis environnementaux : aperçu de la modélisation bioéconomique à grande échelle.

Résumé La politique forestière mobilise de manière croissante la filière forêt-bois pour contribuer à des objectifs d’ordre environnemental, et la modélisation est souvent utilisée comme moyen d’interroger le futur. Cette thèse explore la capacité des modèles de secteur forestier (MSF), des modèles de simulation bio-économiques, à accompagner cette transition.Sur le plan conceptuel, nous explorons la littérature à l’origine des MSF ainsi que celle sur l’épistémologie des modèles économiques. Nous montrons que la politique forestière a été un déterminant fort des pratiques de recherche, influençant les représentations du secteur dans les modèles et les discours mobilisés pour conduire les simulations. Nous illustrons également l’influence d’autres facteurs: la nature des faits forestiers, le contexte local, la disponibilité de données et les pratiques passées. Nous nous intéressons ensuite aux évolutions récentes et montrons qu’alors que la production et le commerce du bois constituent les thématiques de recherche d’origine, les enjeux environnementaux tels que la production d’énergie renouvelable ou la protection des habitats sont aujourd’hui centraux. Leur intégration reste cependant inégale, et ils sont d’autant plus traités qu’ils se rapprochent des sujets originels. A l’inverse, en raison de la difficulté d’estimer une valeur économique ou de la formulation d’outils à une échelle inadaptée, la modélisation de certains services culturels et de régulation est plus difficile et superficielle.Nous menons ensuite deux cas d’étude portant sur l’atténuation et l’adaptation au changement climatique et sur le secteur forestier Français, où la diversité des contextes locaux justifie de s’intéresser en détail à l’amont de la filière. Nous utilisons le French Forest Sector Model (FFSM) et cherchons à mettre en œuvre deux leviers méthodologiques susceptibles d’améliorer la prise en compte d’enjeux environnementaux: le couplage de modèles et la considération de l’hétérogénéité des conditions environnementales.Le FFSM est d’abord utilisé avec un modèle de rotations optimales incluant les aménités autres que le bois afin d’étudier les implications d’une gestion cherchant à séquestrer du carbone. Nous montrons que, sur le court terme, la séquestration est principalement améliorée en repoussant les récoltes. Sur le long terme, des bénéfices supplémentaires sont attendus en faisant évoluer la composition et la structure de la forêt, amenant à des paysages forestiers plus variés. Ces tendances présentent cependant une forte hétérogénéité spatiale entre et au sein des régions, soulignant l’importance de considérer le contexte local.Le carbone in situ est cependant exposé à des risques de non-permanence. Nous évaluons les conséquences pour la filière forêt-bois de l’évolution des régimes de feux en contexte de changement climatique et les implications pour les projections des incertitudes liées à cette évolution. Nous utilisons un modèle probabiliste d’activité des feux que nous couplons au FFSM, et réalisons de multiples simulations pour plusieurs niveaux de forçage radiatif et modèles climatiques. Bien que localement importants, l’impact des feux reste limité à l’échelle de la filière. Ces derniers touchent une faible proportion de la ressource chaque année mais d’une manière cumulative, et leurs conséquences projetées sont particulièrement visibles dans la deuxième moitié du 21e siècle. Les variations interannuelles de l’activité des feux se propagent peu aux dynamiques de filière, et l’incertitude dans les projections provient principalement du choix du modèle et des scénarios climatiques. L’incertitude due à la stochasticité du phénomène de feux ne prédomine jamais mais représente une part significative de l’incertitude totale. Ces résultats soulignent l’importance de considérer de multiples scénarios ainsi que la variabilité inhérente aux processus écologiques dans la prospective utilisant des modèles bio-économiques à grande échelle.