Principes de base de la télédétection et ses potentialités comme outil de caractérisation de la ressource forestière – II. LiDAR aérien

La télédétection a déjà démontré, au travers de nombreuses études, son potentiel de caractérisation de la ressource forestière. En particulier, le développement du LiDAR aérien a ouvert la voie à de nouvelles perspectives. Cette technologie offre une vision tridimensionnelle de la forêt qui permet de récolter à large échelle des informations à l'intérieur même des peuplements. Après avoir présenté les grands principes de télédétection dans un premier article (Forêt Wallonne n°114), ce second volet présente quelques concepts de base pour se familiariser avec le LiDAR et illustre son intérêt pour la gestion des forêts et des milieux naturels aux travers de travaux de recherche menés sur une zone pilote constituée par le bassin versant de la Houille dans la région de Gedinne en Province de Namur

Identification of a soft matrix-hard inclusion material by indentation

peer reviewedA new procedure for identifying the mechanical behavior of individual phases within a bi-material (matrix-particles) is presented. The case of AlSi10Mg (large globularized Si-rich particles surrounded by an α-Al phase) processed by additive manufacturing and post-treated is taken as a typical example. Grids of nano-indentation tests are performed at different locations on the nanocomposite using a Berkovich indenter and show an impact of the hard inclusions on the experimental curves. The elastoplastic properties of the matrix are identified based on the lowest load–indentation depth curves. Several representative finite element (FE) models demonstrate the influence of the particles on the nano-indentation response. The capacity of the FE model to predict the indentation curve of a cube corner indenter experiment and the Berkovich grid result scattering was checked. A representative volume element (RVE) based on a scanning electron microscope (SEM) image is defined. The identified material parameters of the α-Al phase and Si phase, it allows the prediction of the stress-strain curve of a macroscopic experimental tensile test.LongLifeA

Belgium

This work focuses on the thermal modeling of the Directed Energy Deposition of a composite coating (316L stainless steel reinforced by Tungsten carbides) on a 316L substrate. The developed finite element model predicts the thermal history and the melt pool dimension evolution in the middle section of the clad during deposition. Numerical results were correlated with experimental analysis (light optical and scanning electron microscopies and thermocouple records) to validate the model and discuss the possible solidification mechanisms. It was proven that implementation of forced convection in the boundary conditions was of great importance to ensure equilibrium between input energy and heat losses. The maximum peak temperature shows a slight increase trend for the first few layers, followed by an apparent stabilization with increasing clad height. That demonstrates the high heat loss through boundaries. While in literature, most of the modeling studies are focused on single or few layer geometries, this work describes a multi-layered model able to predict the thermal field history during deposition and give consistent data about the new materiel. The model can be applied on other shapes under recalibration. The methodology of calibration is detailed as well as the sensitivity analysis to input parameters.Peer reviewe

Microstructure prediction in additive manufacturing(TA6V, AlSi10Mg, AISI M4 materials)

Bilan des travaux depuis 3 ans sur 3 matériaux en additive manufacturin

Quantifier la ressource forestière grâce au LiDAR - Quelques applications concrètes

Après l’avènement des Systèmes d’Information Géographique et l’utilisation de plus en plus répandue des images aériennes et satellitaires, le LiDAR constitue une nouvelle avancée dans la quantification et le monitoring des ressources naturelles en général et forestières en particulier. Le LiDAR est une technologie d’acquisition d’information en trois dimensions. Collectées le plus souvent à partir d’un avion, les données LiDAR prennent la forme de nuages de points plus ou moins denses qui décrivent finement les structures tridimensionnelle des zones observées et donc du couvert végétal dans le cas de zones forestières. Même si, à l'heure actuelle, l’acquisition des données reste encore relativement coûteuse et leur traitement apparemment complexe, les perspectives d’utilisation de ces données apparaissent très prometteuses au plan de la gestion forestière

ForEstimator : un nouvel outil cartographique pour mieux connaître la forêt wallonne

Suite à l’acquisition par le Service public de Wallonie d’une couverture LiDAR de l’ensemble du territoire régional, et à l’établissement d’un modèle numérique de hauteur basé sur cette dernière, Gembloux Agro-BioTech (GxABt) a mis au point un plugin QGIS, baptisé «ForEstimator», permettant aux gestionnaires et propriétaires forestiers de calculer facilement la hauteur dominante de leurs peuplements d’épicéas et de douglas équiennes. De plus, pour corriger l’ancienneté des données LiDAR, le plugin est couplé à un modèle de prédiction de la croissance de la hauteur dominante. Cette originalité permet d’actualiser l’estimation à une date postérieure à l’acquisition des données LiDAR. Parallèlement, l’équipe de GxABT a pu déterminer l’arbre le plus haut de Wallonie. Il s’agit d’un douglas de 61 mètres de haut au sein d’un peuplement mélangé de douglas et tsuga, planté en 1900, situé à Bouillon. ForEstimator permet aux gestionnaires forestiers de produire facilement des cartes de hauteur dominante, de productivité des peuplements, etc.Accord cadre de recherche et vulgarisation forestière

SIMMEM comme outil d'aide à la gestion : exemple d'application à une forêt communale en Ardenne belge

SIMMEM est un module informatique intégré à CAPSIS permettant de simuler l'évolution des forêts sur des périodes allant jusqu'à plusieurs dizaines d'année

FORESTIMATOR: un plugin QGIS d’estimation de la hauteur dominante et du Site Index de peuplements résineux à partir de LiDAR aérien

In forestry, top height is a common parameter used as indicator of the stand development stage. It can be used to estimate the potential production of monospecific even-aged stands. However, accurate field estimation of top height is time-consuming and expensive. Since the last two decades, LiDAR has proven to be very useful in estimating forest heights. In Wallonia, a low density LiDAR dataset (0.8 points /m2 on ground-level) is available for the whole territory. This paper outlines a tool, based on a predictive model of top height from airborne LiDAR data, to help forest management decision-making. The estimations provided by the model are associated with top height growth models to update top height over time and then estimate Site Index. The model has been validated for Norway spruce (Picea abies (L.) H. Karst.) and Douglas-fir (Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco) stands in the entire Wallonia area (Belgium). In order to facilitate access to these models, the process has been implemented as a plugin of the open source GIS software QGIS. Free and user-friendly, it is aimed to be used by forest managers and scientists.La hauteur dominante est une information souvent utilisée en gestion forestière. Il s'agit d'un bon indicateur du niveau de développement des peuplements, pouvant être employé pour estimer le niveau de productivité des peuplements purs équiennes. Cependant, son estimation à partir de mesures de terrain est relativement fastidieuse et coûteuse. Depuis plusieurs années, le LiDAR est reconnu pour sa capacité à estimer la hauteur des couverts forestiers de manière précise. En Wallonie, une couverture LiDAR basse densité (0,8 points/m² au sol) est disponible sur l’intégralité du territoire. Cet article présente un outil d’aide à la gestion forestière s’appuyant sur un modèle de prédiction de la hauteur dominante à partir de données LiDAR aérien. Les estimations fournies par ce modèle sont ensuite couplées à des modèles de croissance en hauteur dominante qui permettent une mise à jour de la hauteur dominante au cours du temps et l’estimation du Site Index (indice de productivité). Cet outil a été validé pour les peuplements d’épicéa commun (Picea abies (L.) H. Karst.f) et de douglas (Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco) sur une emprise géographique correspondant à la Wallonie (Belgique).Pour permettre une utilisation aisée, il a été intégré dans un plugin du logiciel de Système d’Information Géographique (SIG) open source QGIS. Gratuit et facile d’utilisation, il est destiné aux gestionnaires forestiers et aux scientifiques.Accord-Cadre de Recherche et de Vulgarisation Forestière

ForEstimator

ForEstimator est un plugin (une extension) QGIS qui permet d'estimer la hauteur dominante de peuplements résineux en Wallonie.Accord Cadre de Recherche et Vulgarisation Forestières 4ForEstimator est un plugin (une extension) du logiciel cartographique open source QGIS. Une version 2.2 ou supérieure de ce logiciel est nécessaire au bon fonctionnement du plugin. Cet outil a été développé avecle soutien du Service Public de Wallonie (Accord-Cadre de Recherche et Vulgarisation Forestière du Département de la Nature et des Forêts