INTRODUCTIONLa fabrication de plaquettes est uneopération courante dans les forêts ita-liennes et de nombreuses entreprisesforestières en produisent des quantitésimportantes. Dans la plupart des cas,les plaquettes sont un produit dérivéobtenu à partir de bois de moins bonnequalité. Le déchiquetage est la seule

manière de rendre commercialisableaussi les branches, les cimes et lesplantes qui ne peuvent pas produired’autres assortiments. Évidemment,la qualité des plaquettes obtenues estcomparable à celle du matériau dedépart : souvent, le pourcentaged’écorces et de feuilles est trop élevépour la fabrication du papier, tandis

que la fabrication des panneaux de par-ticules peut accepter des plaquettes dequalité médiocre et ce secteur constituele principal débouché pour le produc-teur italien de plaquettes forestières. Toutefois, l’essor de la bioénergiedevrait rapidement offrir un débouchéplus intéressant. Attirées par de fortessubventions, de nombreuses entre-prises privées projettent l’installationde centrales thermiques et électriquesde taille et capacité différentes et quiutiliseront toutes la biomasse commecombustible principal. Même si l’ins-tallation moyenne dépassera difficile-ment la puissance de 15 MW, de nom-breux projets sont en cours et certainssont même déjà en phase d’exécution.Les cahiers des charges de tous ces pro-jets indiquent les plaquettes de boiscomme combustible principal.Par conséquent, la demande de pla-quettes devrait connaître bientôt uneinversion de tendance, au profit desentreprises forestières qui travaillent à

Les conditions de travail pour la production deplaquettes en Italie sont différentes desconditions américaines ou même scandinaves,même si les entreprises italiennes poursuivent lemême objectif et font face aux mêmesproblèmes que leurs collègues étrangers. LeCentre National de Recherche (CNR) a réaliséune étude sur les déchiqueteuses utilisées enItalie, elle est synthétisée dans l’article qui suit.

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COMBUSTIBLES PLAQUETTES FORESTIÈRES

Le projet ChipCost du CNR :état de l’art

à l’échelle nationaleR a f f a e l e S p i n e l l i , C . N . R .

Italie

V. F

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CAT

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Le déchiquetage estune opérationcourante dans lesforêts italiennes et denombreusesentreprises forestièresen produisent enquantités importantes.

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COMBUSTIBLES PLAQUETTES FORESTIÈRES

proximité des nouvelles installations.Les plaquettes devront être fourniesrégulièrement et en grandes quantités,ce qui posera des problèmes d’organi-sation considérables. Dans de nom-breux cas, les ressources locales sontsi diversifiées qu’il n’est pas envisa-geable de les atteindre avec une seulefilière d’approvisionnement. Concen-trer toute la production en quelquesopérations industrielles reste un idéalthéorique qui permettra difficilementune exploitation judicieuse des res-sources offertes par le territoire. Notre étude a pour but de développerun modèle mathématique estimant laproductivité du travail de déchiquetageen fonction de différents paramètres,afin d’en calculer le coût. Ce modèledérive de l’analyse de l’efficacité dudéchiquetage à travers l’étude de dif-férents paramètres (type et taille de ladéchiqueteuse, système d’alimenta-tion, mode de travail, caractéristiquesde la matière première et conditionssaisonnières). D’autre part, le modèle peut être utiliséégalement par les entreprises qui déci-dent d’entreprendre la production deplaquettes forestières et doiventacheter les machines appropriées. Dansce cas, le technicien peut utiliser deshypothèses de travail personnaliséespour calculer les différents résultatséconomiques de chaque solution etchoisir en connaissance de cause. L’analyse s’étant basée sur un grandnombre de chantiers, le modèle est suf-fisamment flexible pour couvrir lamajeure partie des cas auxquels onpeut être confronté en Italie.

L’ÉTUDEL’analyse inclut 102 essais de produc-tion de plaquettes, chacun desquelsreprésentant une observation.Pour chaque essai, une étude détailléedes temps a été effectuée en utilisantun chronomètre de précision. Le cyclede production a été subdivisé en troisphases : transfert, déchiquetage etautre (généralement positionnementdes conteneurs).Le volume de plaquettes produitespour chaque essai a été mesuré avecune chevillière de 20 mètres. Unepartie de ce volume a été chargée surun véhicule et pesée sur une basculecertifiée. D’autre part, tous les bois pré-sents dans chaque chargement ontété pris en compte (branches, cimes,grumes, etc.), de manière à obtenir

les dimensions moyennes des boisdéchiquetés dans chaque essai.Les données se référant aux condi-tions saisonnières et météorologiques,aux types de peuplement, aux caracté-ristiques de la machine, au système detravail et au nombre d’ouvriers onttoutes été enregistrées sur la fiched’étude. En particulier, ont été enregis-trées toutes les informations relativesau type de déchiqueteuse, au moded’alimentation, à la présentation dubois, au type de conteneur utilisé pourrécupérer les plaquettes et au mode detravail (déchiquetage sur site dédié ouen forêt). Les incidents, les ruptures, lesinterruptions et les autres éléments per-turbateurs ont été enregistrés séparé-ment, mais exclus de la mesure dutemps total de déchiquetage.Pour être valable, l’essai devait durerau moins une demi-journée ou être suf-fisant dans tous les cas pour produireau moins un chargement de plaquettes.Pour chaque essai on a émis l’hypo-thèse que les équipes étudiées connais-saient bien leurs machines, suivaientune procédure consolidée et avaientatteint un niveau de productivitéstable. Tous les essais ont été effectués enItalie, sauf trois localisés sur le ver-sant nord des Alpes (deux dans leCanton du Tessin et un en Bavière) quiprésentaient toutefois des conditionsde travail comparables à celles de cer-taines zones d’Italie.Les 102 essais ont été effectués par 40entreprises de déchiquetage forestieropérant en Italie. Elles ont utilisé 31modèles différents de déchique-

teuses, produites par 11 constructeursdifférents. 70% des essais ont été effectués dansdes forêts de latifoliés, équitablementrépartis entre les plantations de peu-pliers et taillis de chênes, châtaigniers,hêtres et robiniers, dans quatre zonesgéographiques : Vallée de l’Arno, Valléedu Pô, Alpes et Apennins.

LA MODÉLISATIONDE LA PRODUCTIVITÉLes données récoltées au cours desessais ont été soumises à une analysestatistique pour l’élaboration d’unesérie de modèles mathématiques serapprochant le plus fidèlement pos-sible des phénomènes observés.

TEMPS DEDÉCHIQUETAGEEn moyenne, le temps de déchique-tage représente 65% du temps de pro-duction total. Le temps employé pourdéchiqueter une tonne de bois estinversement proportionnel à la puis-sance de la déchiqueteuse et auxdimensions moyennes du bois. Lesdeux relations étaient prévisibles : lemême volume de bois est déchi-queté d’autant plus rapidement quela déchiqueteuse est puissante, etpour une déchiqueteuse de mêmepuissance, la vitesse d’approvision-nement est d’autant plus réduite quele bois d’alimentation est de petitesdimensions.Ces relations se traduisent dans la for-mule suivante :

Temps de déchiquetage, min/tonne = 0,02 + 13,1 /(Poids du bois, t x Puissance moteur, kW) + 566 / (Puissance moteur, kW)

R2 = 0,79 n = 99

R. S

PIN

ELL

I

L’étude effectuée parle CNR avait pour butde développer unmodèlemathématiqueestimant laproductivité dutravail dedéchiquetage enfonction de différentsparamètres, afin d’encalculer le coût.

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COMBUSTIBLES PLAQUETTES FORESTIÈRES

Le modèlemathématiquedéveloppé par le CNRest déduit del’analyse del’efficacité dudéchiquetage àtravers l’étude dedifférentsparamètres (type ettaille de ladéchiqueteuse,systèmed’alimentation, modede travail,caractéristiques dela matière premièreet conditionssaisonnières).Le cycle dedéchiquetage a étésubdivisé en troisphases :déplacement,déchiquetage etautre.

Cette équation permet d’expliquerpresque 80% de la variabilité observéepour le temps de déchiquetage. Unefidélité aussi élevée est assez rare dansl’étude du travail forestier et démontrel’importance des deux variables pri-maires. Il a été essayé d’ajouter l’effetd’autres variables au modèle, commele système d’alimentation, le type debois et sa présentation, le type d’organede déchiquetage (disque ou tambour)et les dimensions de l’équipe. Aucunede ces variables n’a influencé demanière significative le modèle illustré.

TEMPS DE DÉPLACEMENTQuand le déchiquetage est effectuéen forêt, le temps de déplacement

par tonne est inversement propor-tionnel aux dimensions moyennesdu bois. Cela peut s’expliquer de la façonsuivante : la densité des tas ou desandains est proportionnelle à lalongueur du bois et à la concen-t ra t ion des b ranches qu i , engénéral, sont moindres pour lesmorceaux plus légers. Par consé-quent, quand on déchiquette dubois de pet i tes dimensions, ladéchiqueteuse doit couvrir unplus grand nombre de tas ou uneplus grande longueur d’andainpour obtenir une tonne de bois, etdonc parcourir une plus longue dis-tance.Contrairement aux déchiqueteuses

tractées et portées, les versionsautomotrices peuvent être reposi-tionnées car l’opérateur ne doit pasdéplacer deux machines séparées. Eneffet, les déchiqueteuses tractées etles déchiqueteuses portées sont ali-mentées par un chargeur indépen-dant : le déplacement nécessite quel’opérateur conduise d’abord le char-geur sur la nouvelle station, des-cende, revienne à la déchiqueteuse etporte cette dernière près du chargeur.Les modalités de déchargement desplaquettes (directement dans lecamion, dans un conteneur, en tas,etc.) et l’accessibilité du terrainn’ont pas d’influence sur le temps dedéchargement.La formule finale est la suivante :

Déplacement, min/tonne = 0,584 + 0,00744 (Var.Terrain /Dimensions bois, tonne) - 0,385 (Var. automotrice)

R2 = 0,48 n = 88Variable Terrain = 1 si le déchiquetage est effectué sur le lieu d’abattage, 0 s’il est effectué sur place de dépôt;

Variable Automotrice = 1 si la déchiqueteuse est automotrice, 0 si elle ne l’est pas.

A. B

RU

NO

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AUTRE TEMPSDE PRODUCTIONLe temps de production cataloguésous le terme générique “autre” s’estdémontré lui aussi inversement pro-portionnel aux dimensions moyennesdes bois. Les raisons sont les mêmesque pour le temps de déplacement.Une bonne part du temps de produc-tion dit “autre” est lié au positionne-ment du conteneur des plaquettessous le déchargement de la déchi-queteuse, opération qu’il faut répéterà chaque fois que la machine estdéplacée.Un groupe de machines - les petitsremorques de débardage de pla-quettes - demande en moyenne plusde six minutes d’autre temps de pro-duction par tonne produite, contreenviron une minute nécessaire auxautres machines. Cela est dû au faitque les petits chipforwardersobservés dans l’étude devaient touscouvrir une longue distance. La for-mule finale est donnée ci dessous.

LE CALCUL DES COÛTS Les équations illustrées plus haut ontété utilisées pour élaborer un modèleintégré pour le calcul des coûts.Le modèle fournit un coût de déchi-quetage après que l’utilisateur aitinséré certaines données spécifiquessur les conditions de travail et sur leshypothèses de coût. Entre autreschoses, le modèle peut être utilisépour comparer des options diffé-rentes. Le technicien peut sélec-tionner plusieurs stratégies alterna-t ives et contrôler le résultatéconomique de chacune d’elles sui-vant ses propres conditions de tra-vail.L’utilisateur doit insérer dans lemodèle toute une série d’informa-tions, comme la dimension moyennedes bois à transformer et la puissancede la déchiqueteuse. Les autres don-nées demandées par le programmeincluent le prix d’achat des machines,la période d’amortissement, le coûtde la main d’œuvre et d’autres typesde frais.Le coût machine est calculé avec dessystèmes basés sur la méthode Miyata– utilisée par le Service Forestier desÉtats-Unis. Il s’agit dans tous les cas desimples formules financières.

CONCLUSIONS

Diverses entreprises forestières ita-liennes effectuent le déchiquetageindustriel. La plupart ont commencévers le milieu des années quatre-vingtset ont accumulé désormais une bonneexpérience.Bien que les conditions de travail soientdifférentes par rapport à l’Amérique duNord ou à la Scandinavie, les entre-prises italiennes poursuivent le mêmeobjectif et sont confrontées aux mêmesproblèmes que leurs collègues étran-gers. L’objectif est de transformer unrémanent de faible valeur en un pro-duit commercial. Les problèmes sontrelatifs à la faible valeur du produitobtenu, qui laisse peu de marge d’er-reur. D’où un effort énorme pouraméliorer l’efficacité des chantiers, enabattre le coût et en général, pour opti-miser toute la chaîne de production.Les entreprises italiennes utilisent unparc machines très hétérogène. Lesdéchiqueteuses sont présentes dans ungrand nombre de marques et demodèles qui incluent des machinesaméricaines, allemandes et scandi-naves. Cependant, les déchiqueteusesitaliennes sont les plus répandues etdominent le marché. Cela indique pro-bablement que la technologie italiennea acquis une certaine maturité et béné-ficie d’un meilleur réseau de serviceaprès-vente. Notre enquête a couvert une grandevariété de situations portant sur 100cas. Elle a permis l’élaboration d’unmodèle pour le calcul de la producti-vité qui peut être appliqué à la plupartdes chantiers italiens. La haute cohé-rence statistique du modèle en fait uninstrument raisonnablement sûr pourpronostiquer les performances duchantier en fonction des conditionsde travail spécifiques.La puissance du moteur et le poidsmoyen des bois à déchiqueter sont leséléments les plus importants pourestimer la productivité d’une déchi-queteuse. En plus d’exercer uneinfluence directe, ces deux paramètresintègrent les effets d’autres variables,comme le type d’opérateur ou le moded’alimentation. De fait, les machinesles plus puissantes sont servies par desprofessionnels spécialisés et alimentéespar une grue, ce qui n’est pas le caspour les plus légères.D’autres paramètres importants sont le

système de travail - déchiquetage enforêt ou sur place de dépôt - et le typede déchiqueteuse. Les déchiqueteusesautomotrices sont plus agiles et met-tent moins de temps à se repositionner,qu’elles travaillent en forêt ou sur lelieu de dépôt. Toutes ces informations sont contenuesdans le livre “Indagine sulla cippaturain Italia”, (Enquête sur le déchiquetageen Italie) édité par le CNR-IRL dans lacollection “Contributi Scientifico-Pra-tici” (Contributions scientifico-pra-tiques) sous le numéro XLI. �

À l’heure actuelle, le modèle des coûtsconstitue un instrument complet, adaptéaux administrateurs, planificateurs etentreprises forestières. Il est disponible gra-tuitement et peut être téléchargé indiffé-remment de la page web de l’IRL ou decelle de l’Université de Californie :http ://www.area.fi.cnr.it/irl/irl.htmhttp ://www.engr.ucdavis.edu/~bae

Autre temps, min/tonne = 0,20 + 0,0157 / (Dimensions bois, tonne) + 4,72 (Var. Petit Chipforwarder)

R2 = 0,73 n = 99

Variable Petit Chipforwarder = 1 si la machine est un petit chipforwarder, 0 si elle ne l’est pas.

R. S

PIN

ELL

I

L’enquête du CNR acouvert une grandevariété de situations.Elle a permisd’élaborer un modèlepour le calcul de laproductivité qui peutêtre appliqué à laplupart des chantiersitaliens.

R. S

PIN

ELL

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