"J'ai grandi dans l'exploitation forestière. Enfant, mon père et mon grand-père m'emmenaient en forêt pour faire de la prospection forestière, ce qui impliquait de se promener et d'observer les peuplements d'arbres", explique Carl Dyke, expert en hydraulique et fondateur de CD Industrial Group. "À l'époque, c'était beaucoup plus rudimentaire. On déposait l'arbre au sol, on attelait une débusqueuse, on le tirait du bois jusqu'à une clairière, on coupait les branches, puis on prenait la bille entière et on la chargeait sur un camion jusqu'à la scierie."

L'un des défis de cette méthode d'exploitation forestière est l'hétérogénéité des billes, ce qui complique les choses pour les scieries. Si de nombreuses scieries ont adopté des systèmes d'optimisation pour maximiser la valeur de chaque bille, la qualité commence toujours dans le boisé.

"La coupe à longueur (CTL) est une technique très populaire dans les pays nordiques et scandinaves, et elle gagne maintenant du terrain en Amérique du Nord", explique Dyke. Si vous observez attentivement les types de camions forestiers sur la route, vous remarquerez qu'au lieu de camions transportant des grumes entières – parfois de 18 à 21 mètres de long, s'effilant progressivement de très épais à la base à très fins à l'extrémité – on voit désormais des camions équipés de plateformes. Ces fourches en acier transportent des grumes de taille beaucoup plus uniforme. Les grumes transportées sur ces camions ont des diamètres similaires à la base et à l'extrémité, et ne s'effilent pas de manière drastique. La coupe à longueur permet donc d'optimiser la production de bois en forêt, garantissant une meilleure homogénéité des grumes avant même leur arrivée à la scierie. C'est un avantage considérable.

Dyke souligne que la méthode de coupe à longueur offre des avantages significatifs en simplifiant le processus, de la forêt à la scierie, garantissant des grumes plus uniformes et prêtes à être transformées, améliorant ainsi l'efficacité et la qualité de l'ensemble de l'exploitation.

Un système hydraulique sophistiqué est essentiel pour rendre possible l'exploitation forestière coupée à longueur (CTL)

Les abatteuses et les porteurs sont les deux principales machines mobiles utilisées pour l'exploitation forestière en coupe à longueur (CTL), chacune jouant un rôle crucial dans la transformation efficace et précise du bois.

Les abatteuses sont des machines hautement spécialisées qui permettent d'abattre, d'ébrancher et de couper des arbres à des longueurs spécifiques en une seule opération. Ces machines sont composées de plusieurs éléments clés : le châssis, le groupe motopropulseur, les chenilles ou les roues, la cabine et les commandes. Plus important encore, elles sont équipées d'une flèche hydraulique, qui étend la portée de la machine, et d'une tête d'abattage qui effectue le levage des charges lourdes. La tête d'abattage est composée de plusieurs éléments conçus pour la transformation des grumes : un grappin pour saisir et maintenir l'arbre, une tronçonneuse pour l'abattre et le couper, des rouleaux d'alimentation qui déplacent l'arbre à travers la tête, des couteaux qui enlèvent les branches et un système de mesure qui calcule précisément la longueur et le diamètre de l'arbre pour garantir des coupes précises.

Une fois les grumes coupées, les porteurs les transportent de la forêt jusqu'au bord de la route, où elles sont triées avant d'être acheminées vers la scierie. Les porteurs sont également équipés d'une flèche hydraulique pour le levage des grumes dans leurs mangeoires, avec un grappin qui les maintient pendant le chargement. Contrairement aux scieries traditionnelles qui utilisent une plateforme de tri pour couper et trier les grumes, le CTL permet d'effectuer toutes ces opérations directement sur le terrain, simplifiant ainsi le processus et améliorant l'efficacité.

Carl Dyke explique : "Aujourd'hui, dans de nombreux cas, les opérateurs des équipements d'abattage en forêt disposent de suffisamment de données sur leurs écrans en cabine, ainsi que des instructions de leur client souhaitant acheter la matière première, pour traiter les grumes avec une grande précision." Des têtes de coupe avancées, équipées de capteurs hydrauliques et électroniques, permettent aux opérateurs de couper l'arbre, de le tourner latéralement et de commencer immédiatement le calibrage lors de son passage entre les rouleaux d'alimentation. Ces capteurs détectent la vitesse de conicité de la grume et fournissent un retour en temps réel sur son diamètre lors de son passage dans la tête de coupe, tandis que les branches sont retirées et tombent au sol.

En substance, des systèmes hydrauliques et électroniques sophistiqués permettent une exploitation forestière hautement efficace, précise et respectueuse de l'environnement, tout en fournissant des données précieuses aux opérateurs et à leurs clients, garantissant ainsi la transformation du bois de la meilleure qualité.

Les opérateurs en exploitation forestière à longueur (CTL) se concentrent non seulement sur la coupe des billes à des longueurs précises, mais aussi sur l'identification et l'élimination des parties les plus inutilisables du bois lors de la transformation. Par exemple, si une scierie rejette des billes d'un diamètre de 18 cm à l'extrémité conique, les opérateurs surveillent le crible et effectuent la coupe lorsque la bille atteint ce diamètre. Le système peut alors les inciter à avancer la bille de 6 mètres et à la recouper, optimisant ainsi le bois selon les spécifications de la scierie.

Carl Dyke explique : "La sophistication de ces têtes de traitement du bois avancées, le faisceau de câbles reliant les capteurs à la cabine de l'opérateur et les flexibles alimentant une vanne proportionnelle électrohydraulique pour la tête : il s'agit d'un équipement hydraulique haut de gamme. Et les performances doivent être très élevées."

Face à la demande mondiale croissante en matière de qualité et d'efficacité des scies à chaîne, les fabricants améliorent constamment leurs équipements et composants hydrauliques afin de répondre à ces exigences de plus en plus strictes. Par exemple, Komatsu a récemment repensé le bloc de soupapes de sa tête d'abattage C124 afin d'améliorer sa durabilité, de réduire les pertes d'énergie et d'économiser du carburant. L'entreprise a également perfectionné le contrôle de la pression des couteaux avant et arrière, améliorant ainsi la précision et permettant aux opérateurs de régler les paramètres de pression directement depuis la cabine via un logiciel.

La mesure de longueur avancée est désormais standard sur la C124, avec un vérin amélioré et plus robuste et une butée mécanique modifiée pour réduire l'usure. De plus, les fonctions d'inclinaison, le circuit hydraulique, l'unité de sciage, le système d'alimentation et le passage des flexibles ont été optimisés pour une sécurité, des performances et une longévité accrues.

Ces avancées continues en matière de technologie hydraulique et de conception des équipements sont essentielles pour accroître la précision, l'efficacité et la durabilité des opérations d'abattage CTL, répondant ainsi aux exigences des opérateurs et des scieries, tout en améliorant les performances globales et la longévité des machines.

L'entreprise a également présenté le nouveau porteur 205F, doté d'un couple de levage accru, d'une plus grande capacité de charge et de plateformes télescopiques élargissables. Ces améliorations améliorent non seulement la capacité du porteur à transporter des charges plus lourdes et plus volumineuses, mais contribuent également à une plus grande efficacité du processus d'exploitation forestière. De plus, le porteur est équipé de solutions numériques avancées qui optimisent les performances et la productivité.

Ces améliorations s'inscrivent dans la stratégie globale de l'entreprise visant à réduire les émissions et à atteindre ses objectifs de neutralité carbone d'ici 2050. Grâce à ces fonctionnalités avancées, le porteur 205F permet aux opérateurs de travailler plus efficacement tout en réduisant leur empreinte environnementale, conformément à l'importance croissante accordée au développement durable par le secteur.

Par exemple, Ponsse a récemment lancé de nouveaux modèles de porteurs, les Elk et Wisent, offrant une capacité de charge améliorée, un confort et une visibilité accrus en cabine, ainsi qu'une agilité accrue. Ces améliorations permettent aux porteurs de manipuler des charges plus lourdes plus efficacement, tout en offrant aux opérateurs un environnement de travail plus confortable et plus sûr. La conception améliorée de la cabine assure une meilleure visibilité, essentielle pour se déplacer en forêt dense, tandis que l'agilité accrue améliore la capacité de la machine à manœuvrer dans les espaces restreints, la rendant ainsi plus polyvalente dans diverses conditions forestières. Ces innovations renforcent l'engagement de Ponsse à optimiser la productivité et l'expérience des opérateurs en exploitation forestière.

L'entreprise a également présenté la nouvelle tête d'abattage H7, dotée d'une géométrie améliorée, d'un rapport puissance/poids optimisé et de la fonction Ponsse Active Speed. Cette fonction innovante permet aux opérateurs d'ajuster la vitesse de la tête d'abattage en fonction de l'essence et du diamètre du tronc, optimisant ainsi l'efficacité de coupe et la consommation de carburant. La géométrie et le rapport puissance/poids améliorés optimisent les performances de la tête d'abattage, offrant un meilleur équilibre et une meilleure précision pendant l'exploitation. Ces améliorations permettent aux opérateurs de travailler plus efficacement dans diverses conditions forestières, améliorant ainsi la productivité tout en réduisant les coûts d'exploitation et l'impact environnemental.

La tête d'abattage H7 est équipée d'un rotateur HH360, développé avec la technologie à piston radial de Black Bruin. Ce rotateur avancé permet à la tête d'abattage de pivoter à 360° sans limitation, améliorant ainsi considérablement l'efficacité de la transformation du bois. Cette rotation sans restriction accélère la manutention et le positionnement des arbres, tout en réduisant les risques de défaillance des flexibles en minimisant la pression sur les systèmes hydrauliques. Cette amélioration contribue à des opérations plus fluides et plus fiables, garantissant une disponibilité accrue et réduisant les coûts de maintenance pour les opérateurs.

La solution de positionnement haute précision de l'entreprise, disponible en Finlande, en Suède et en Allemagne, améliore la productivité et la sécurité des opérations forestières en assurant une localisation précise des abatteuses équipées du système de contrôle Active Crane. Ce système affiche la position exacte de la tête d'abattage sur une carte, aidant ainsi les opérateurs à identifier les zones à exploiter et à éviter. De plus, il enregistre la position de chaque souche dans le fichier de production, permettant aux opérateurs de porteurs de visualiser le tracé de l'abatteuse et d'optimiser leur itinéraire. Ces fonctionnalités garantissent une exploitation forestière plus efficace et réduisent les risques d'accidents et d'erreurs opérationnelles.

Outre la sécurité, les fabricants accordent une grande importance au confort de l'opérateur, notamment compte tenu des environnements difficiles et des terrains accidentés des travaux forestiers. À l'intérieur de la cabine, des commandes sophistiquées, telles que des joysticks CAN bus, permettent aux opérateurs de contrôler avec précision les différentes fonctions de la machine. Ces commandes ergonomiques réduisent la fatigue et garantissent à l'opérateur une concentration et une productivité optimales pendant les longues journées de travail dans des conditions exigeantes.

Par exemple, la poignée LU de Sure Grip Controls est spécialement conçue pour les machines forestières. Elle est dotée d'un clavier permettant aux opérateurs de sélectionner facilement l'essence, le diamètre et la longueur de coupe. Fabriquée en polymères plastiques à haute résistance aux chocs, la poignée peut supporter jusqu'à 10 millions d'opérations. Compatible avec différents types et marques d'équipements forestiers, elle offre une gamme de fonctions, dont jusqu'à huit interrupteurs frontaux, deux gâchettes, quatre curseurs, quatre bascules et deux micro-joysticks. De plus, la poignée LU peut accueillir des claviers supplémentaires et des modules d'extension, offrant ainsi des commandes flexibles, fiables et conviviales aux opérateurs sur le terrain.

Les machines de coupe à longueur contribuent à une foresterie durable

Avec des solutions hydrauliques et de contrôle avancées, la coupe à longueur (CTL) s'impose rapidement comme la norme du secteur pour des pratiques d'exploitation forestière plus durables. Selon le rapport "The Perfect Cut" de Ponsse, la part des opérations de coupe CTL est passée de 46 % en 2017 à 57 % en 2021 en Amérique du Nord, en Amérique du Sud, en Europe et en Russie. Cette méthode nécessite moins de types de machines que les méthodes d'abattage par arbre entier ou par arbre long, mais nécessite souvent le déploiement de plusieurs équipes pour assurer la continuité des opérations malgré les perturbations. De plus, la coupe CTL réduit le nombre d'opérateurs, diminue la consommation de carburant et minimise les déchets en garantissant une coupe précise et optimisée pour une utilisation optimale du bois.

La méthode CTL favorise également la foresterie à couvert continu, où les forêts sont éclaircies sélectivement plutôt que défrichées, permettant une repousse naturelle avec une intervention minimale. Cette pratique favorise la biodiversité et nourrit un sol riche en nutriments pour favoriser une croissance saine des arbres.

"Une quantité importante de fibres est laissée sur le sol forestier", explique Dyke. "Elles peuvent constituer la couche d'humus, essentielle au maintien de la santé du sol à long terme. Seules les meilleures parties de la grume, aptes à la commercialisation, sont récoltées et envoyées à la scierie. Pour des produits comme le contreplaqué, le processus est similaire : coupe à longueur, uniformité maximale, et conservation des parties non utilisables pour qu'elles se décomposent et enrichissent le sol."

De plus, les abatteuses et porteurs CTL causent moins de dommages à la forêt que les équipements utilisés pour les méthodes par arbre entier ou par arbre long. Des entreprises comme Komatsu, Ponsse et Waratah soulignent la meilleure répartition du poids des machines modernes, ce qui non seulement améliore la stabilité, mais contribue également à réduire l'érosion des sols.

L'adoption croissante du CTL a également favorisé le développement de machines plus économes en énergie et réduisant les émissions. Par exemple, Kalle Einola, responsable R&D des technologies, de la sécurité des produits et des droits de propriété intellectuelle chez Ponsse, a présenté un article sur les abatteuses CTL hybrides hydrauliques lors de la Conférence internationale scandinave sur la puissance des fluides (SICFP) de 2023. M. Einola et son équipe ont étudié un système hybride hydraulique installé sur une abatteuse CTL Ponsse Ergo, le testant près de Tampere, en Finlande. Bien que des recherches et des modifications supplémentaires soient nécessaires, le système a démontré son potentiel pour optimiser le groupe motopropulseur de l'abatteuse et fournir une puissance d'assistance à la tête d'abattage, contribuant ainsi à une meilleure efficacité énergétique et à un impact environnemental réduit.

Penser aux forêts du futur

"Cette approche de la coupe à longueur est devenue la règle plutôt que l'exception. Je le constate dans les régions que je visite, lorsque je vois les camions forestiers circuler sur l'autoroute", a déclaré M. Dyke, basé au Canada.

En 2020, l'Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture estimait que le Canada comptait 347 millions d'hectares de forêts, soit 9 % des terres forestières mondiales. Selon le rapport de Ponsse, seulement 5 % des opérations d'exploitation forestière au Canada utilisaient la méthode CTL en 1990, mais en 2021, ce chiffre avait grimpé à 65 %.

Alors que de plus en plus de bûcherons et de forestiers accordent de l'importance à la productivité, à la rentabilité et à la durabilité, parallèlement aux considérations environnementales, la méthode CTL devrait continuer de gagner en popularité, stimulée par le développement de machines plus écoénergétiques répondant à la fois aux objectifs opérationnels et environnementaux.