1

FCBA Institut technologique Forêt Cellulose Bois – construction Ameublement

Systèmes d’exploitation forestière et environnement : définition, critères de choix, matériel à disposition…

Emmanuel CACOT – emmanuel.cacot@fcba.fr

L’exploitation forestière en Limousin : Journée d’échanges sur les systèmes d’exploitation depuis l’abattage jusqu’au stockage bord de route - 22/11/2013

© FCBA

• Commande initiale de la journée : « Comment intervenir sur la forêt limousine autrement qu’avec de "gros" engins ? »– Qu’est-ce qu’un "gros"/"petit" engin ?

– Avec quel objectif ? Réduction des impacts environnementaux

=> Parler de mécanisation éco-efficiente / à haute performance environnementale, vis-à-vis du sol, de l’eau, de l’air…

• Objectif de l’exposé :– Etat des lieux des machines et méthodes d’exploitation forestière

existantes

– La prise en compte de l’environnement en exploitation forestière mécanisée

« Petite mécanisation » versus « mécanisation à haute performance environnementale »

juin 14Page 2

2

© FCBA

Contexte, état des lieux, enjeux de l’exploitation forestière en Limousin

• Historique• Etat des lieux actuels• Enjeux futurs• Réglementation et certification• Intégration dans une chaîne d’approvisionnement en bois

juin 14Page 3

© FCBA

Contexte, état des lieux, enjeux de l’exploitation forestière en Limousin

juin 14Page 4

Passé Présent Futur

3

© FCBA

• Une mécanisation relativement récente à l’échelle forestière avec une transformation directe des bois en forêt pendant de nombreux siècles

Historique de la mécanisation

juin 14Page 5

© FCBA

Historique de la mécanisation : une évolution rapide

juin 14Page 6

1900

1960

1980

2010

4

© FCBA

Historique de la mécanisation : une évolution rapide

juin 14Page 7

Evolution du taux de mécanisation du bûcheronnage en France

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2009 2011

Années

Nom

bre

d'ab

atte

uses

0

10

20

30

40

50

60

70

Tau

x de

méc

anis

atio

n (%

)

Nombre total d'abatteuses Nombre d'abatteuses en feuillu (ETP)

Taux de mécanisation en résineux Taux de mécanisation en feuillu

© FCBA

• Le facteur déclencheur de la mécanisation : le déficit de main d’œuvre manuelle

Historique de la mécanisation

juin 14Page 8

Effectifs salariés techniques et récolte annuelle d e bois

0

5 000

10 000

15 000

20 000

25 000

1978

1980

1982

1 984

1986

1 988

1990

199 2

1 994

199 6

1 998

2000

200 2

2004

Années

Effe

ctifs

0

10 000 000

20 000 000

30 000 000

40 000 000

50 000 000

60 000 000

Réc

olte

(m

3)

Récolte (m3) Salariés physiques techniques Equivalents TP techniques

5

© FCBA

• + qq chevaux de débardage et tracteurs agricoles équipés forêt

• Taux de mécanisation en 2012 : 83% en résineux, 5% en feuillus

Parc actuel de moyens d’exploitation forestière en Limousin

juin 14Page 9

74

120

58

252

72

109

53

234

61

95

38

194

66

105

44

215

0

50

100

150

200

250

300

Mach de bûch Porteur Débusqueur TOTAL

2002

2005

2009

2012

© FCBA

• Un parc relativement uniforme de machines avec une évolution vers de plus gros engins, même si l’on est loin de la mécanisation à l’"américaine" avec de très gros engins (> 20 t de charge pour les porteurs)

Parc actuel de moyens d’exploitation forestière en Limousin

juin 14Page 10

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

9-10 tonnes 11-12 tonnes 13-14 tonnes 15-16 tonnes 17 tonnes et plus

% d

es p

orte

urs

Capacité de charge des porteurs

2005

2009

2012

6

© FCBA

• Des engins potentiellement de plus en plus respectueux de l’environnement :– Nb et largeur des pneus en augmentation => pression au sol moindre

– Huile biodégradable

– Moteurs plus propres, écoconduite…

• Mais plus puissants, plus lourds et plus coûteux à l’achat

Mécanisation actuelle et environnement

juin 14Page 11

© FCBA

• Observatoire réalisé sur 50 chantiers en France, opérations mécanisées et manuelles

• 18,8 % des chantiers présentent plus de 5 % de leur surface avec des ornières > 5 cm de profondeur

• Taux moyen de blessure aux arbres en éclaircie :– Feuillus : 17% (de 1 à 52%)– Résineux : 11% (de 0 à 25%)

=> Une majorité des chantiers se déroule bien mais des marges de progrès existent

Observatoire environnemental en exploitation forestière

juin 14Page 12

7

© FCBA

• Demande pour « récolter plus et mieux » (cf. Grenelle de l’environnement)

• Déficit de main d’œuvre accru, plus ou moins compensé par la main d’œuvre étrangère

• Changement climatique : augmentation des températures + modification du régime hydrique (plus de pluie en hiver, moins en été) => importance de préserver les sols forestiers

• Intégration des TIC : technologie pour les inventaires (LIDAR), informatique embarquée…

Les enjeux futurs

juin 14Page 13

© FCBA

Contexte, état des lieux, enjeux de l’exploitation forestière en Limousin

juin 14Page 14

Passé Présent Futur

Réglementation Certification

8

© FCBA

• La protection de la nature : espèces protégées, arrêtés de protection de biotope, Natura 2000…

• La protection du patrimoine et de l’urbanisme : sites classés et inscrits, ZPPAUP/AVAP, forêt de protection…

• La protection de l’eau et des milieux humides : risques de pollution, captage d’eau…

• La protection des sols et des peuplements• La lutte contre les nuisances : incendie, bruit, déchets

⇒ Cf. 22 fiches FORGECO

Une réglementation environnementale forte encadrant les opérations d’exploitation forestière

juin 14Page 15

© FCBA

• Respecter la réglementation comme base• Respecter l’espace forestier, les zones de forte sensibilité

paysagère, les contraintes architecturales et patrimoniales• Respecter la faune, la flore remarquables et leurs habitats,

notamment les zones humides• Tenir compte des conditions météorologiques pour choisir la

période d’intervention et organiser le chantier ; utiliser des matériels adaptés à la sensibilité des sols et à la fragilité des milieux, et organiser le chantier de façon à limiter l’impact de son activité sur les sols ; maintenir le matériel en bon état de fonctionnement…

Cahier des charges national d’exploitation forestière de PEFC

juin 14Page 16

9

© FCBA

Contexte, état des lieux, enjeux de l’exploitation forestière en Limousin

juin 14Page 17

Passé Présent Futur

Réglementation Certification

Cha

îne

d’ap

prov

isio

nnem

ent

Facteur humain

© FCBA

Systèmes d'exploitation forestière• Définition• Critères de choix• Exemples pour des sols sensibles

juin 14Page 18

10

© FCBA

• Définition :Ensemble des processus de récolte des bois depuis l’abattage des arbres sur pied jusqu’à la livraison en usine

• Ces processus sont variables suivant :– Les techniques utilisables (moyens d’exploitation existants)

– Les produits (grumes, billons, plaquettes, arbres entiers…)

– Les bois sur pied (essence, dimension, état sanitaire…)

– Le lieu d’exploitation (terrain plat/pentu, zone humide, proximité des pistes et places de dépôt…)

– Le lieu de livraison (distance, équipements du lieu de livraison…)

Les systèmes d’exploitation forestière

juin 14Page 19

© FCBA

• Un choix potentiel très important de techniques d’exploitation et donc de systèmes les mettant en œuvre

• Machines de bûcheronnage, porteurs et débusqueurs de taille "moyenne" = les engins les plus répandus car les plus polyvalents et ayant fait leurs preuves

Des systèmes d’exploitation forestière très nombreux

juin 14Page 20

11

© FCBA

Systèmes adaptés pour le respect des sols

Choix des systèmes d’exploitation forestière suivant la sensibilité des sols au tassement (Guide Prosol)

juin 14Page 21

Sol sec Sol frais Sol humideNappe d'eau

présente

sur 50 cm de profondeur

à moins de 50 cm de la surface

Sol très caillouteux (EG

≥ 50 %)

Sol très sableux (Sable ≥ 70 %)

Argile dominante

Limon dominant et sable limoneux

Etat d'humidité

Tex

ture

Pas de restriction pour la circulation des engins sur cloisonnements

Tous les systèmes d'exploitation forestière sont possibles

Circulation sur cloisonnements possible avec précautions (utilisation d'accessoires type pneus larges et tracks) et/ou mettre les rémanents sur les cloisonnements

Aucun passage d'engins terrestresUtiliser les systèmes alternatifs (petite mécanisation, câble aérien)

© FCBA

• Il existe très peu de machines spéciales en activité=> exemples basés sur des tests de machines ou chantiers de démonstration en France et en Allemagne

=> productivités et coûts fournis à titre indicatif

• Données de productivité et coût :– à partir de données du FCBA + KWF

– Productivité : en m3 par heure productive machine (HMP)

– Coût de revient de référence = système "classique" (base 100 auquel tous les autres systèmes sont comparés)

• Conditions de chantiers :– Sols plats, hydromorphes voire tourbeux

– Peuplements feuillus

– De la 1ère éclaircie à la coupe rase (conditions variables)

Exemples dans les diapos suivantes de systèmes mis en œuvre sur sols sensibles

juin 14Page 22

12

© FCBA

Système 1Mécanisation "classique"

juin 14Page 23

Ømoyen = 50 cmEclaircie forte

Prod (m 3/HMP)

Bûch méca 22,0

Débardage 20,0

Peuplement Cloiso(25 m)

Route / Place de dépôt

Bûcheronnage

Débardage

• Mach de bûch : pneus 710 mm, tracksplastiques, 19,2 t, coupe max 65 cm

• Porteur : pneus 710 mm, tracksplastiques/métalliques, 13 t à vide, charge utile 9 t

• Base 100 de référence pour les coûts de revient du système d’exploitation

Domaine d’utilisation

© FCBA

Système 2 :Bûcheron + cheval + porteur chenillé

juin 14Page 24

Ømoyen = 45 cmEclaircie

Productivité(m3/HMP)

Bûch manuel (2 bûch) 6,5

Débusquage au cheval(< 20 m)

12,0

Débardage au porteur chenillé (dist < 200 m)

17,0

Peuplement Cloiso(40 à 60 m)

Route / place de dépôt

Zone centrale

Portée de grue

Bûcheronnage

Débusquage

Débardage

•Porteur : chenilles caoutchouc, 17 t à vide, charge utile 9 t

•Coût de revient : 180-200

Domaine d’utilisation

13

© FCBA

Système 3 :"Petite" mécanisation

juin 14Page 25

Peuplement (dont cloisotemporaires)

Cloiso(18 m)

Route / Place de dépôt

Bûcheronnage

Débardage

• Mach de bûch : 4X4, < 4,5 t, coupe max 25 cm• Porteur : chenillé, 4,5 t à vide, charge utile 3,6 t

Prod (m 3/HMP)

Ømoyen = 13 cm1ère éclaircie

Bûch méca 3,1

Ømoyen = 32 cmEclaircie forte

Débardage (dist< 200 m)

7,0

• Coût de revient : 250-300

Domaine d’utilisation

© FCBA

Système 4 :Mécanisation "adaptée"

juin 14Page 26

Peuplement Cloiso(30 m)

Route / Place de dépôt

Bûcheronnage

Débardage

• Mach de bûch : chenilles à écartement variable extra-larges (1,3 m), 22 t, coupe max 63 cm

• Porteur : 2 paniers, 14 t à vide, charge utile 13 t

Prod (m 3/HMP)

Ømoyen = 32 cmCoupe rase

Bûch méca 10,0

Ømoyen = 13 cm1ère éclaircie

Débardage (dist400 m)

5,9

• Coût de revient : 190-280

Domaine d’utilisation

14

© FCBA

Système 5 :Système "câble aérien"

juin 14Page 27

Ømoyen = 35 cmEclaircie

Prod (m 3/HMP)

Abattage manuel (2 bûch) 5,5

Câblage (2 opérateurs) 8,0

Façonnage méca 18,0

Débardage 17,0

• Câble-mât monté sur pelle TP, 2,3 t de charge utile, longueur max ligne 500 m

Peuplement Cloiso(60 m)

Piste forestière

Route / place de

dépôt

Abattage (+ préfaçonnage)

Câblage

Façonnage + débardage

• Coût de revient : 250-400

Domaine d’utilisation

© FCBA

Quelques exemples d’autres matériels

juin 14Page 28

15

© FCBA

• Il existe des références technico-économiques pour les systèmes "classiques" (cf. www.exploitmc.fr)

• Peu voire pas de références pour les autres systèmes=> Tests de matériel à faire pour :– Tester la fiabilité mécanique des machines

– Avoir des coûts et voir leur optimisation potentielle (organisation de chantier, synergie entre opérateurs…)

– Définir les avantages/inconvénients (ergonomie, éco-efficience, coût, faisabilité, taux d'utilisation…) et leur domaine d’utilisation optimal (diamètre, pente, essence, opération sylvicole…)

• Cf. essais menés avec l’ONF dans le nord-est pour la mécanisation des 1ères éclaircies feuillues sur sols sensibles

Références technico-économiques-environnementales des systèmes

juin 14Page 29

© FCBA

Conclusion

juin 14Page 30

16

© FCBA

• Choix d’un système d’exploitation adapté aux conditions et aux enjeux techniques, économiques et environnementaux :– Dépend de très nombreux paramètres– Doit être réaliste (ergonomie des postes de travail,

conduite par des salariés, coût…)– Les machines de bûcheronnage et les porteurs

"classiques" ont le domaine d’utilisation le plus large mais ne sont pas des réponses universelles à toutes les situations => avoir un panel de moyens d’exploitation pour intervenir suivant les conditions (terrain, climat, peuplement…)

Points clés, discussion

juin 14Page 31

© FCBA

• A quels coûts ?– Pour les sols peu portants, comme pour les pentes, il

faut du matériel bien souvent spécifique => tarifs de prestation adaptés et visibilité d’activité pour investir

– Quels prix de prestation pour sortir les bois quelles que soient les conditions (et dans le respect de la gestion durable) pour éviter des ruptures d’approvisionnement et un arrêt des outils de production des usines de 1ère

transformation ?– Faut-il imaginer une (re)création de stocks de bois

temporaire / saisonnalité des travaux d’exploitation forestière ?

Points clés, discussions (suite)

juin 14Page 32