Degradation of forest roads in Canada has strong negative effects on access to forestlands, together with economic (e.g., increased maintenance costs), environmental (e.g., erosion of materials and subsequent habitat contamination), and social (e.g., use risks) impacts. Maintaining sustainable and safe access to forestland requires a better understanding and knowledge of forest road degradation over time and space. Our study aimed to identify relevant spatiotemporal variables regarding the state of eastern Canadian forest road networks by (1) building predictive models of gravel forest road degradation and assessing effects of the slope, time, loss of the road surface, and road width (field approach), and (2) evaluating the potential of topography, roughness and vegetation indices obtained from Airborne Laser Scanning (ALS) data and Sentinel-2 optical images to estimate degradation rates (remote sensing approach). The field approach (n = 207 sample plots) confirmed that only four variables were efficient to estimate degradation rates (pseudo-R2 = 0.43 with ±8% error). Simulations that were conducted showed that after about five years without maintenance, the rate of degradation on a road, regardless of its width, increased exponentially, exacerbated by a high slope gradient and loss of road surface. The narrowest roads tended to degrade more rapidly over time. The remote sensing approach performed quite well (pseudo-R2 = 0.34 with ±9% error) in terms of predicting road degradation, giving us the valuable tools to spatialise the state of gravel forest road degradation in eastern Canadian forest. This study provided new knowledge and tools that are critical for maintaining and sustaining access to Canada’s boreal forest territory in both the short- and the long-term.

Au Canada, les chemins forestiers représentent un vecteur d’accessibilité à la forêt boréale aménagée qui offre de nombreuses retombées économiques (p. ex. récolte du bois), environnementales (p. ex. suivis des perturbations) et sociales (accès secteur de villégiature). Toutefois, leur construction et leur utilisation ne sont pas sans répercussions (p. ex. coût élevé de construction et d’entretien, fragmentation des habitats, conflit entre les usagers). Ces effets sont d’ailleurs plus notables lorsque les chemins ne sont pas entretenus. En effet, la dégradation des chemins forestiers entraine de forts impacts négatifs sur l’accès au territoire forestier, tout comme des répercussions économiques (p. ex. augmentation des coûts d’entretien), environnementales (p. ex. érosion des matériaux et donc contamination des habitats) et sociales (p. ex. perte d’accès pour les usagers et sécurité de déplacement compromise). De ce fait, pour maintenir un accès durable et sécuritaire au territoire forestier, il faut avant tout avoir une bonne compréhension et connaissance de la dégradation des chemins forestiers dans le temps et l’espace.

Cette étude vise à fournir une meilleure compréhension et de nouvelles connaissances spatio-temporelles de l’état du réseau des chemins forestiers canadiens en 1) construisant un modèle prédictif de la dégradation des chemins forestiers gravelés et en évaluant l’impact de la pente, du temps, de la perte de surface de roulement et de la largeur du chemin sur la présence de dégradation (approche Terrain) et 2) évaluant le potentiel des indices de topographie, de rugosité et de végétation obtenus des données du LiDAR aéroporté et des images optiques Sentinel 2 pour estimer le taux de dégradation (approche Télédétection).

Pour l’approche Terrain, le modèle de régression bêta retenu pour prédire la dégradation (pseudo-R2 0,43, SMSE ±8 %) confirme que la pente, la perte de surface de roulement (PPSR), le temps et la largeur du chemin sont des indicateurs essentiels. Selon les simulations effectuées, moins de 5 % de dégradation s’installe sur un chemin forestier dans les cinq premières années sans entretien, peu importe sa largeur. Lorsque ce seuil est franchi, la dégradation augmente exponentiellement et s’intensifie plus la pente et la perte de surface de roulement sont élevées et que le chemin est étroit.

L’approche Télédétection confirme que pour détecter la dégradation des chemins forestiers à distance, l’utilisation d’un indice de topographie, de rugosité et de végétation extraits du LiDAR et de Sentinel 2 offre une solution prometteuse. Plus précisément, le modèle de prédiction résultant (pseudo-R2 0,34 et SMSE ±9 %) a retenu la synergie entre l’indice de position topographique (TPI), l’indice de rugosité de terrain (TRI) et l’indice de végétation par différence normalisée (NDVI). Selon les simulations, un taux plus élevé de dégradation a été détecté lorsque la surface de roulement présente un fort pourcentage de dépressions, est peu homogène (TRI) et recense une forte présence de végétation (NDVI).

Cette étude a permis de fournir de nouvelles connaissances et une meilleure compréhension de la dégradation du réseau routier en milieu forestier. En effet, nous avons dorénavant une meilleure compréhension temporelle de la dégradation grâce à l’approche Terrain et une connaissance spatiale de l’état actuel des chemins grâce à l’approche Télédétection. Les informations obtenues des deux modèles de prédictions développés sont grandement utiles pour le maintien et la durabilité de l’accès au territoire forestier boréal canadien à court et à long terme.