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La voirie en milieu forestier: en route vers 2013

Saguenay, 13 et 14 avril 2011

Les responsabilités professionnelles de l’ingénieur forestier dans la planification d’un réseau routier

forestier

Serge Leblanc, ing.f.

La planification d’un réseau routier forestier: spécialistes de

l’improvisation, prière de s’abstenir

Introduction

La voirie forestière, c’est avant tout une question de transport

Introduction

• Transport des personnes

• Transport des marchandises

Introduction

Transport des personnes

• Les villégiateurs • Les chasseurs, les pêcheurs et les piégeurs• Ceux qui s’adonnent à des activités récréatives• Ceux qui réalisent des activités d'aménagement

forestier• Ceux qui exploitent les ressources• Tous les utilisateurs du milieu forestier

Introduction

Introduction

Transport des marchandises

• La matière ligneuse• La machinerie• Les matériaux de construction• La nourriture

Introduction

Introduction

Types de véhicule routier qui utilisent leschemins forestiers

• Les autobus • Les véhicules récréatifs• Les automobiles, camionnettes, véhicules utilitaires• Les camions, fardiers, camions remorques• Les trains routiers et camions hors normes

Introduction

Connaissances préalables

Avant de procéder à la planification d’un réseau routier, à l’optimisation dudit

réseau et à l’implantation d’un chemin forestier sur le terrain, il y a des notions

de base que l’on doit connaître


• Les plans d’affectations• Les schémas d’aménagement des MRC• Les utilisateurs du milieu forestier• Les besoins des utilisateurs• Le rôle et les responsabilités des gestionnaires du

milieu forestier



• Le territoire (ses caractéristiques biophysiques)• Le mode de transport• Le mouvement et la destination des bois• Le type et la classe de chemin à construire• Les composantes d’un chemin forestier• Les spécifications du ou des clients


• Les conditions environnementales• Les contraintes opérationnelles• Les étapes de construction d’un chemin forestier• Les coûts associés à l’implantation d’un chemin

forestier• Les exigences légales et réglementaires et autres

exigences

Caractérisation et classification d’un chemin forestier

Caractérisation et classification

Catégories de chemins forestiers


• Les chemins primaires• Les chemins secondaires• Les chemins tertiaires• Les chemins d’exploitation• Les chemins temporaires


Chemins primaires

• Ils constituent l'axe principal d'accès au territoire• Ils possèdent le plus haut degré de permanence• Ils possèdent les plus hauts standards de conception• Ils sont utilisés sur une base annuelle• Ils portent souvent le nom de chemin principal,

chemin de pénétration ou maître chemin


Chemins secondaires

• Ils donnent accès à de grands secteurs d'approvisionnement

• Ils constituent les embranchements aux chemins primaires

• Ils possèdent un haut standard de conception• Ils sont utilisés sur une base annuelle


Chemins tertiaires

• Ils donnent accès à des blocs forestiers d'importance• Ils forment les extrémités des ramifications du réseau

routier• Ils ont une durée de vie plus restreinte

Chemins d'exploitation

• Ils donnent accès à des secteurs d'intervention annuels

• Ils ont une durée de vie limitée• Ils constituent le plus grand nombre de chemins

construits annuellement



Chemins temporaires (chemins d'hiver)

• Ils donnent accès à des secteurs d'intervention annuels

• Ils ont une durée de vie très limitée• Ils sont construits sur des sols à faible capacité

portante (sols hydromorphes)• Ils sont utilisés pendant la période hivernale où les

sols sont gelés sur plus de 35 cm

Classes de chemins


ClassesParamètres généraux Unité 1 2 3 4 5 TDurée d'utilisation année >30 20 - 25 10 - 15 3 - 5 2 3 moisDisponibilité annuelle mois 12 12 10 8 6 3Densité de la circulation Forte Modérée FaibleVitesse de conception kmh 70 70 60 50 40 30Nombre de voies 2 2 2 1,5 1 1Capacité de charge t-m 225 150 100 75 50 -Coûts de construction 000 $ 125 75 30 16 8 4


ClassesParamètres structuraux Unité 1 2 3 4 5 TLargeur d'emprise m Variable Variable 35 30 25 20Largeur de la chaussée m 10 9 8,5 7,5 7 -Épaisseur de la chaussée cm 15 15 15 - - -Largeur fondation supérieure m 10,5 9,5 9 7,5 7 6Hauteur fondation supérieure cm 30 30 30 20 10 -Largeur fondation inférieure m 11,5 10,5 10 8 7,5 6Hauteur fondation inférieure cm 60 50 40 40 40 VariableLargeur de l'infrastructure m 13 12 11 9 8,5 Variable


ClassesParamètres géométriques Unité 1 2 3 4 5 TRayon de courbure (min.) m 340 190 130 90 50 30Pente adverse maximale % 4 6 7 8 10 16Pente favorable maximale % 6 9 11 14 16 18Visibilité et distance d'arrêt m 170 110 85 65 45 30



ClassesMatériaux utilisés Unité 1 2 3 4 5 TChaussée Concassé Gravier concassé ou naturel Gravier nat. - -Fondation supérieure Gravier naturel Sol minéral Sol gelé

Fondation inférieure Sol minéral Mélangesol minéral + sol végétal

Mélange solvég. & neige

Connaissance du territoire


Composantes du territoire (discriminants)

• Les types de dépôts de surface• Les classes de drainage• Les classes de pente• Le réseau hydrographique• La topographie• Le couvert forestier

Types de dépôts

Carte desdépôts desurfaceà l’échellede 1:50 000

Types de dépôts

1ab, 7e, 7t, 9e, 8p, R, R1aMauvais

4a, 4ga, 5a, 5g, 8g, 8p, 9a, 9sMédiocre

1ad, 1aM, 1bp, 1bc, 1bn, 1bt, 4gd, 4gs, 4p, 5s, 6g, 6s, 8c, M1aMoyen

1a, 1ac, 1aY, 1bd, 3da, 8aBon

1bf, 2a, 2ae, 2ak, 2at, 2bd, 2bp, 2be, 3a, 3d, 3ddTrès bon

Code cartographique des types de dépôts

Caractérisation des dépôts

Caractérisation des dépôts de surface pour la construction des chemins forestiers

Types de dépôts

blocs glaciaires, organique, rocMauvais

plaine lacustre, marin, glaciomarin, glissement de terrain, dunesMédiocre

till délavé, moraine ondulée, delta, plage, marin, blocs, colluvionsMoyen

till, drumlins, altérationsBon

moraine frontale, esker, kame, épandageTrès bon

Types de dépôtsCaractérisation

des dépôts

Types de dépôts

Disponibilité en matériel d’emprunt

Caractérisation du réseau hydrographique pour les traversées de cours d’eau

Moyennes et grosses rivières, lacs et plaines inondablesFortes à très fortes

Petites rivières, gros ruisseaux et barrages de castors (largeur ≤ 10 m)Modérées

Cours d’eau à écoulement permanent (largeur ≤ 5 m)Faibles

Cours d’eau à écoulement intermittentTrès faible

Types de cours d’eauContraintes

Réseau hydrographique

Réseau hydrographique


Connaissances spécifiques

• La traficabilité et fragilité des sols• La disponibilité forestière• Le mouvement des bois• Le processus opérationnel• Les exigences légales et réglementaires et autres

exigences

Traficabilité et fragilité des sols

>40%FAbrupteInacceptable

9 à 15%CDouceContrainte faible

E

D

A, B

Codes cartographiques des classes de pente

31 à 40%

16 à 30%

0 à 8%

Pourcentage

ForteContrainte forte

ModéréeContrainte modérée

Nulle à faibleContrainte très faible

Caractérisation des classes de pente

Traficabilité et fragilité des sols

50, 51, 54, 60, 61, 63, 64Contrainte forte

16, 31, 34, 40, 41, 44, 53Contrainte modérée

00, 10, 14, 20, 21, 24, 30, 33 43Contrainte faible

Codes cartographiques des classes de drainage

Caractérisation des classes de drainage

Classes de drainage0 excessif1 rapide2 bon3 modéré4 imparfait5 mauvais6 très mauvais

Modificateur de drainage0 aucun modificateur1 drainage latéral2 horizon gelé3 amélioration d ’origine anthropique4 Ralentissement d’origine anthropique

Disponibilité forestière

Contenu et contenance des peuplements forestiers

Carteécoforestièreà l’échellede 1:20 000

Connaissance du processus opérationnel

Chemins forestiers

Procédés de récolte

Systèmes de transport

Le processus opérationnel

Procédés de récolte

• Bois court, bois long• Types de récolte (cprs, cpptm, cmo, cp, etc.)• Types de peuplements (feuillus, résineux , mélangés)• Disponibilité des engins forestiers• Disponibilité des engins de chantier

Processus opérationnel

Systèmes de transport

Chargement des bois

• essences• longueur des tiges (bois en longueur, bois tronçonné)• types de chargeuses

Transport des bois

• classe et catégorie de chemins• caractéristiques des chemins (structure de la route, largeur de la

chaussée) • pentes adverses et favorables• vitesse moyenne (visibilité, degré de courbure, distance d’arrêt,

indice au roulement)• types de camions

Contraintes opérationnelles

Planification des chemins

• les exigences légales et réglementaires

Localisation des chemins forestiers

• spécifications du client

Contraintes opérationnelles

Construction des chemins forestiers

• la disponibilité du matériel d’emprunt• le drainage naturel• les pentes transversales et longitudinales• les traversées de cours d’eau• les exigences légales et réglementaires• les spécifications du client• les méthodes de construction

Connaissance des coûts d’approvisionnement

Les coûts associés à la chaîne d’approvisionnementdes usines de transformation primaires des boispeuvent représenter jusqu’à 50% des coûts deproduction.

• La récolte des bois• La voirie forestière• Le transport des bois• Les redevances forestières• Les frais associés aux camps forestiers• Les frais de gestion

Étapes de la planification

Étape de consultation

• Identification des parties intéressées au territoire et aux ressources

• Rencontre avec les utilisateurs du milieu forestier

• Identification des besoins des utilisateurs

• Identification des chemins existants

• Choix du type de chemin à construire ou à améliorer


Étape d’analyse du territoire(à l’aide de photographies aériennes)

• Identification d’un corridor

• Identification des points critiques: milieux humides, sites inaccessibles, sols minces, escarpements, etc.

• Identification des sites de traversées de cours d’eau

• Identification des bancs d’emprunt potentiels

• Identification des contraintes environnementales

• Proposition de tracés

Outils de planification

Photographies aériennes


Étape de validation sur le terrain

• Choix du meilleur tracé

• Relevé topographique, rubannage et prise de données

• Vérification en quantité et en qualité des sources d’emprunt

• Correction du tracé le cas échéant

• Caractérisation des traversées de cours d’eau

• Identification des contraintes environnementales

• Validation du tracé

• Rédaction du rapport de planification


Étape de validation finale

• Présentation du rapport de planification

• Validation du tracé

• Rédaction d’un devis de construction et d’un document d’appel d’offres

Étapes de planification

Résultats - Planification des chemins

Étapes de planification

Résultats - Planification des chemins

Composantes d’un chemin forestier

Emprises

• Emprise associée au déboisement du chemin

• Emprise associée à la construction du chemin

Emprise associée au déboisement du chemin

• Définition Bande de terrain linéaire généralement déboisée avant

la récolte des secteurs d’intervention adjacents aux chemins forestiers

• Largeur 25, 30, 40 et pouvant aller jusqu'à 50 mètres selon les

conditions suivantes :


Besoins des utilisateurs• classes de chemin (classe I par rapport à un classe V)

Sécurité des usagers• longueur des arbres résiduels dans les• corridors routiers • visibilité dans les courbes


Topographie• endroits nécessitant des remblais et/ou déblais

extraordinaires

Dépôts de surface• tourbières• bancs d'emprunt dans l'emprise

Maturité des peuplements



Exigences légales et réglementaires

• Dans la Loi sur la qualité de l'environnement (L.R.Q., Q-2, r. 9) on parle d'une largeur moyenne de 35 mètres pour le déboisement des emprises

Emprise associée à la construction duchemin

Définition:• bande de terrain sur laquelle les travaux de

terrassement risquent de s’étendre

Largeur:• quatre fois la largeur de la chaussée


Terrain naturel

L'état du terrain dans l'emprise du chemin aprèsl'opération déboisement

• Comprend les souches, le tapis végétal, les débris ligneux, les arbres non marchands, les aulnes, etc.



Infrastructure

Ligne d'infra

• Interface (ligne imaginaire) entre la structure du chemin et la surface portante de la structure

• Elle a pour fonction de supporter la structure du chemin

• Constituée du terrain naturel dégagé du tapis végétal (sol minéral, roc, etc.)


Ligne d’infra

• Constituée du terrain naturel laissé intact (sol végétal)

• Peut nécessiter certains travaux de stabilisation afin de supporter la structure du chemin– pontage (sols hydromorphes)– dynamitage (banc de roc, affleurement rocheux)– membrane géotextile (sols hydromorphes)


Structure

• Fondation inférieure (sous fondation – forme du chemin), repose sur la ligne d'infra

• Fondation supérieure (fondation), repose sur la fondation inférieure

• Revêtement (surface de roulement, chaussée), repose sur la fondation supérieure.

• Accotements (épaulements)• Talus• Fossés



Fondation inférieure

• Dimension– largeur: fonction de la classe de chemin (8 à 12 m)

• Hauteur: – variable (entre 30 cm et 1 m)

• Composition– matériel d'emprunt pris à l'intérieur et/ou à l'extérieur

de l'emprise du chemin– matériel en place pris de chaque côté du chemin

dans l'emprise (sol végétal et/ou minéral)



• Matériau– sol minéral: roc, roche, till, argile, sable et gravier– sol végétal: tapis végétal, souches, débris ligneux– mélange de sol végétal et de sol minéral

• Engins de chantier– pelle hydraulique– bouteur– camions (hors route ou standards)– chargeuse sur roues



• Rôle– supporter la fondation supérieure– assurer le drainage de la structure– réduire les effets du gel et du dégel sur la

fondation supérieure– augmenter la capacité portante du chemin



Fondation supérieure

Couche de matériau granulaire située entre la sousfondation et le revêtement

• Dimension• largeur : fonction de la classe de chemin (8 à 12 m)• hauteur : fonction des charges et de l'intensité de la

circulation (entre 15 et 30 cm)• Matériau

• sol minéral : sable et gravier, roc concassé, roche, till



• Engins de chantier– camions à benne standard– chargeuse sur roues– pelle hydraulique– bouteur– niveleuse



• Rôle

– supporter le revêtement (surface de roulement)– assurer le drainage de la structure– réduire les effets du gel et du dégel sur la

fondation supérieure– augmenter la capacité portante du chemin– jouer le rôle de surface de roulement



Revêtement

• Propriétés– surface lisse, compacte, uniforme, imperméable

• Dimension– largeur : fonction de la classe de chemin (8 à 12 m)– hauteur : fonction des charges et de l'intensité de la

circulation (10 à 15 cm)• Particularités

– couronne de 2 % afin d'assurer l'écoulement de l'eau de pluie vers les fossés

– dévers de 6 % maximum dans les courbes


Revêtement

• Composition– matériel d'emprunt granulaire pris à l'intérieur

et/ou à l'extérieur de l'emprise du chemin• Matériau

– gravier naturel concassé, roc concassé


Revêtement

• Engins de chantier– camions à benne standard– chargeuse sur roues– pelle hydraulique– bouteur– niveleuse– concasseur


Revêtement

• Rôle– augmenter la capacité portante du chemin– distribuer uniformément les charges– diminuer la résistance au roulement– assurer le drainage de la structure– protéger la structure de la route



Accotements

– Espaces parallèles entre la surface de roulement et les hauts de talus intérieurs du chemin

– Endroits pour s'arrêter en cas de panne ou pour laisser passer un véhicule prioritaire



Talus

Talus intérieurs : pente entre les accotements et le fond du fossé

Talus extérieurs : pente ente le fond du fossé et les limites d'emprise

Pente de talus rechercher l'angle de repos du matériau utilisé : 1,33 H:1 V pente recherchée : 1,5 H : 1 V pente idéale: 2 H : 1 V coupe de roc: fossé (1 H : 5 V), mur (1 H : 10 V)



Fossés

• Canaux latéraux, parallèles, de part et d'autre du chemin qui servent à concentrer et évacuer les eaux de ruissellement (pluie, fonte des neiges, drainage naturel) qui s'accumulent le long des chemins

NOTE

ÉVITER UNE ACCUMULATION D'EAU SUR LACHAUSSÉE, DANS LA STRUCTURE ET LE LONGDES CHEMINS



Planification des chemins

Conclusion

• Le travail de planification doit être réalisé par des personnes qui possèdent une grande expérience en aménagement du réseau routier et qui sont en mesure d’utiliser les outils qui sont la carte écoforestière et les photographies aériennes

• Le temps consacré pour réaliser une bonne planification est récupéré lors de la localisation et il en résulte une économie substantielle lors de la construction, l’utilisation et l’entretien du chemin

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