La grosseur de l'arbre, l'opérateur et la méthode de travail employée ont un impact important sur la productivité des abatteuses-façonneuses. Les recherches antérieures sur les méthodes de travail se sont concentrées sur l'identification de la méthode la plus productive à utiliser dans toutes les conditions de peuplement. Cependant, il est possiblement avantageux d'adapter la méthode aux caractéristiques du peuplement récolté. Pour évaluer ce potentiel gain de productivité, nous avons développé un simulateur déterministe à événements discrets d'une abatteuse-façonneuse. Au total, 36 méthodes de travail ont été simulées dans des scénarios de coupe totale sur 50 corridors de récolte ayant des densités et hauteurs d'arbres couvrant l'éventail des conditions prévalentes dans la province. Bien que nous ayons observé des différences de productivité allant jusqu'à 18,56 % entre les méthodes de travail dans un même corridor, aucune méthode n'a surpassé les autres dans toutes les conditions. Dans les densités de peuplement de 600 tiges/ha ou moins, les choix opérationnels d'empiler le bois d'un seul côté du sentier et l'utilisation de 75 à 100 % de la portée maximale de la flèche caractérisaient les méthodes les plus productives. Pour les densités de 800 tiges/ha et plus, les méthodes privilégiant l'empilement des bois sur les deux côtés du sentier et l'utilisation de 50 à 75 % de la portée de la flèche s'avéraient les plus productives. La densité du peuplement peut être utilisée comme critère pour choisir la méthode à mettre en œuvre dans un peuplement, contrairement à la hauteur des arbres. Pour les corridors simulés, éviter les méthodes les moins productives a mené à des gains de productivité allant jusqu'à 15,90 %. La stratégie d'adapter la méthode de travail aux conditions des peuplements a permis d'accroitre la productivité d'un maximum de 2,66 % lors de l'utilisation de deux méthodes. / The size of the trees, the operator, and the working method they use affect the productivity of harvesters. Previous research on working methods has focused on identifying the most productive method to use in all stand conditions. However, it may be advantageous to adapt the method to the characteristics of the harvested stand. To assess this potential productivity gain, we have developed a deterministic discrete event simulator of a harvester. A total of 36 working methods were simulated in 50 harvesting corridors with tree densities and heights covering the range of conditions prevailing in the Quebec province, in total cut scenarios. While we observed productivity differences of up to 18.56% between working methods in the same corridor, no method outperformed the others in all conditions. In stand densities of 600 stems / ha or less, stacking logs on only one side of the trail and using 75-100% of the maximum boom reach characterized the most productive methods. For densities of 800 stems / ha and above, methods of stacking wood on both sides of the trail and using 50-75% of the boom reach were most productive. Stand density can be used as a criterion for choosing which method to implement in a stand, unlike tree height. For the simulated corridors, avoiding the unproductive methods led to productivity gains of up to 15.90%. The strategy of adapting the working method to stand conditions increased productivity by up to 2.66% when using both methods.

Le régime forestier du Québec aspire à un aménagement forestier durable sur les terres publiques. De ce fait, une entente entre le gouvernement et l'industrie forestière pratiquant des activités d'aménagement forestier a été prise concernant le bois marchand laissé sur le parterre de coupe, s'appelant Matière Ligneuse Non Utilisée (MLNU). Cette entente vient avec l'obligation d'effectuer un inventaire terrain, considéré comme particulièrement coûteux par l'industrie forestière. En plus du coût élevé de l'inventaire, la pénurie de main-d'œuvre pour ce type d'inventaire technique ne permet pas de maintenir la fréquence requise demandée par le ministère, entraînant une diminution de la précision de la quantification de la matière ligneuse non utilisée. Considérant l'important manque de main-d'œuvre, particulièrement dans la région de la Gaspésie, et des marges de profit généralement faible des compagnies privées, l'objectif général de la recherche est d'estimer le volume de MLNU laissé à la suite des opérations de récolte mécanisée en bois tronçonnés à l'aide des données des ordinateurs de bord (ODB) des abatteuses-façonneuses à tête multifonctionnelle pour réduire le coût associé à l'inventaire conventionnel et pallier au manque de main-d'œuvre. Cinq sites ont été sélectionnés et récoltés par cinq différentes abatteuses-façonneuses munies d'une tête multifonctionnelle différente. La sélection des têtes multifonctionnelles a été faite en évaluant la proportion de chaque marque, suivant un sondage effectué chez les entrepreneurs en Gaspésie. Trois têtes Ponsse avec le système d'information OPTI4G, et deux têtes LogMax, l'une sous le système Log Mate 500 et l'autre Log Mate 510, ont été sélectionnées. Trois inventaires distincts ont été effectués : (1) inventaire avant coupe de caractérisations du peuplement forestier; (2) inventaire avant coupe des arbres études; et (3) inventaire après coupe des produits et de la matière ligneuse non utilisée des arbres études. La reconstruction de 970 arbres études (460 épinettes blanches et 510 sapins baumiers) a été effectuée pour en premier lieu développer les algorithmes de volume nécessaires pour évaluer la section au-delà des produits tronçonnés par l'abatteuse-façonneuse, soit la tête de l'arbre, jusqu'à un diamètre de 9,1 cm (diamètre minimum marchand). En combinant le modèle de Varjo et une régression linéaire, il a été possible d'estimer la longueur de la section supérieure par arbre pour l'épinette blanche et le sapin baumier. Un biais de prédiction de 0.0245 m et 0.1748 m a été évalué respectivement la section marchande de la tête pour l'épinette blanche et le sapin baumier. Un outil de spatialisation utilisant les rapports de production de StanForD (.pri) et StanForD 2010 (.hpr), les données de GPS ainsi que le contour des secteurs de coupe, a été développé pour permettre la localisation du volume de MLNU par secteur de coupe. Les fichiers de production .pri (StanForD) n'ont pas d'information d'horodatage (timestamp), contrairement aux fichiers de production .hpr. Ainsi, lorsque l'outil utilise un fichier .pri, le volume de MLNU est évalué à l'hectare pour l'ensemble d'un secteur de coupe, alors qu'avec le fichier .hpr, il est possible de localiser par tige le volume de matière ligneuse et ensuite, une sommation par hectare est effectuée, en regroupant chaque tige située à l'intérieur d'un quadrillé de 100 m x 100 m, obtenant ainsi une spatialisation plus précise de la MLNU. Finalement, une comparaison exploratoire de la méthode de l'inventaire MLNU traditionnel et de la méthode avec les données d'ODB a mis en évidence l'opportunité d'économies de coûts (environ 36,80 $/ha) liée à l'utilisation des données OBD pour estimer la MLNU, tout en permettant un temps de réponse plus rapide pour apporter des corrections en ciblant les zones problématiques. De plus, l'utilisation d'un tel outil pourrait permettre de réduire le temps de déplacement en forêt des techniciens forestiers et ainsi, prévenir des accidents de travail courants.

Dans l’est du Canada, les engins forestiers sont fortement sollicités dans des conditions météorologiques et géographiques extrêmes. Une telle utilisation engendre une usure rapide. Lors de bris, des pièces sont remplacées et, inévitablement, l’ensemble de la machine doit être renouvelé pour assurer une continuité des opérations de l’entreprise. Dans un tel contexte, il est difficile d’établir avec précision à quel moment il est plus judicieux de remplacer la machine plutôt que de la réparer. Une mauvaise décision peut avoir des conséquences financières sérieuses pour une entreprise, habituellement dirigée par un entrepreneur forestier. Des études ont établi que la plupart des entrepreneurs forestiers disposent d’outils peu sophistiqués pour déterminer le moment de remplacement de la machinerie et dans la plupart des cas, ils utilisent seulement leur expérience personnelle.Les travaux entrepris visent à combler cette lacune. Dans un premier temps, on compare les caractéristiques des modèles de décision de remplacement trouvés dans la littérature avec les pratiques de gestion des entrepreneurs forestiers telles que rapportées par les sondages du PREfoRT. Ensuite, un modèle de remplacement adapté au contexte de l’entrepreneur forestier dans l’est du Canada est développé et finalement testé avec des données fournies par un groupe d’experts. Le modèle développé utilise des périodes d’analyse mensuelles, un fonds de roulement, l’utilisation variable décroissante et un taux de rendement minimum acceptable diffèrent du taux d’emprunt, permettant ainsi l’analyse de différentes options de financement.

Les entrepreneurs forestiers de récolte ont été amenés à chercher de nouvelles façons d'augmenter leur productivité et réduire leurs coûts. Nous avons constaté que la maintenance des machines forestières de récolte est une source importante de dépenses (plus de 30%). Actuellement, nous constatons l'absence d'un système d'information permettant une meilleure gestion et planification des opérations de maintenance ainsi que le suivi de la performance de cette dernière. Le but de notre étude est donc de proposer une stratégie d'implantation d'un système de gestion de la maintenance pour les entrepreneurs forestiers de récolte. Ce système de gestion de la maintenance sera adapté aux moyens et aux ressources de l'entrepreneur forestier de récolte. Notre méthodologie prend en compte l'état actuel de la maintenance chez les entrepreneurs forestiers de récolte. Un stage sur le terrain et une revue des connaissances ont permis un premier bilan. Nous avons ensuite réalisé des comparaisons avec des domaines industriels d'intérêts, à savoir le secteur minier et les éoliennes. Ces comparaisons nous ont révélé l'existence d'un système de surveillance pour les machines d'exploitation minière. La comparaison nous a également révélé l'existence d'un système décentralisé de gestion de la maintenance chez les éoliennes. Ceci nous a inspirés pour proposer un système collaboratif de gestion de la maintenance. Un tel système vise à partager des ressources et des connaissances pouvant mener à une réduction des coûts de la maintenance. Une entité spécialisée qui collecte, compile et analyse les données de maintenance sera recommandée afin de proposer un système de gestion de la maintenance compatible avec les besoins et les ressources des entrepreneurs forestiers de récolte. Dans la dernière partie du travail, nous avons détaillé les étapes nécessaires pour l'implantation d'un système de gestion de la maintenance.

Au cours des dernières décennies, on assiste à une mécanisation massive des opérations forestières, notamment des travaux d'abattage façonnage. Des engins sophistiqués ont été introduits pour améliorer la productivité et répondre aux multiples exigences des clients en termes de coût, de qualité, de quantité et de délai. Le secteur de l'abattage façonnage a enregistré une augmentation significative des accidents de travail. Plusieurs facteurs ont été identifiés à priori. Le présent mémoire propose une analyse exhaustive de ce problème basée sur les travaux publiés dans la littérature et sur les observations effectuées sur le terrain. Un recensement des engins utilisés et une analyse des processus d'exploitation ont permis d'examiner plusieurs facteurs qui affectent, non seulement la sécurité mais également la productivité de ces machines. Une analyse des modes de défaillances de la tête d'abattage la plus représentative au Québec a été réalisée. Le mémoire analyse d'une manière détaillée, aussi bien les volets techniques liés à l'utilisation des têtes d'abattage que ceux inhérents aux processus d'exploitation dans la forêt.

La récolte de la biomasse arbustive en plantation peut être effectuée sous diverses formes : en copeaux, en bâtonnets, en tiges complètes ou en tiges enroulées en balles rondes. Cette dernière méthode de récolte permet de manutentionner facilement la biomasse en plus de favoriser un séchage naturel durant l’entreposage. Une nouvelle machine qui produit des balles rondes de biomasse, le Biobaler® WB-55, a été évaluée en plantations arbustives ainsi qu’en milieux naturels en 2009 et 2010. Ce mémoire étudie principalement les performances du Biobaler® lors de 19 essais en plantations pour un total de 546 balles récoltées. Le rendement récolté moyen était de 19,41 t de matière sèche (MS) /ha et variait entre 9,68 et 31,84 t MS/ha. La masse moyenne des balles était de 427 kg de matière humide (MH) (218 kg MS). La densité moyenne des balles était de 138 kg MS/m³. La teneur en eau moyenne était de 48,6% et variait entre 40,8% et 56,0% sur une basse humide (b.h.). La capacité moyenne de pressage était de 35 balles/h (7,69 t MS/h), la capacité maximum de 48 balles/h (10,53 t MS/h) et la capacité minimum de 23 balles/h (4,06 t MS/h). La consommation moyenne de diesel avec un tracteur de 138 kW était de 3,91 l/t MS et variait entre 2,12 l/t MS et 6,96 l/t MS. Les pertes moyennes relatives au champ étaient de 11,3% et variaient entre 5,7 et 20,1%. Le coût de pressage en plantation a été estimé en moyenne à 20,95 $/ t MS (4,47 $/balle) et a varié entre 14,65 et 36,54 $/ t MS. Sept méthodes de récolte qui incluaient le pressage, le transport au champ et le broyage ont ensuite été évaluées à l’aide de la méthode AHP (Analytic Hierarchy Process). Le coût de récolte a varié entre 32,72 et 44,07 $/t MS (1,83 et 2,46 $/GJ) en plantation et entre 57,84 et 76,74 $/t MS (3,23 et 4,29 $/GJ) en milieu naturel. Suite à l’étude AHP, il a été établi que la meilleure méthode pour récolter la biomasse avec le Biobaler® incorporait une autochargeuse avec un tracteur de 86 kW et un broyeur forestier avec un moteur diesel de 242 kW. Finalement, le coût de transport de la biomasse broyée pour une distance moyenne de 50 km sur route aller-retour a été évalué à 10,72 $/t MS (0,60 $/GJ). Le coût de transport en balles rondes non broyées a été évalué à 9,16 $/t MS (0,51 $/GJ) / Biomass harvesting in plantations can be done in various forms: chips, billets, loose stems or stems rolled up in round bales. The latter method allows easy handling and moving of the biomass in addition to promoting natural drying during storage. A new machine that produces round bales of biomass, the Biobaler ® WB-55, was tested in plantations and on fallow land in 2009 and 2010. This master’s thesis reports mainly the performance of the Biobaler ® during 19 trials in plantations for a total of 546 bales harvested. The average harvested yield was 19.41 t dry matter (DM) / ha and ranged from 9.68 to 31.84 t DM / ha. The average mass of a bale was 427 kg wet matter (WM) (218 kg DM). The average density of bales was 138 kg DM / m³. The moisture content averaged 48.6% and ranged between 40.8% and 56.0% wet basis (w.b.). The average capacity of baling was 35 bales / h (7.69 t DM / h), the maximum capacity was 48 bales / h (10.53 t DM / h) and the minimum capacity was 23 bales / h (4.06 t DM / h). The diesel consumption with a tractor of 138 kW averaged 3.91 l / t DM and ranged from 2.12 to 6.96 l / t DM. The relative loss in the field averaged 11.3% and ranged between 5.7 and 20.1%. The baling cost averaged $ 20.95 / t DM ($ 4.47 / bale) and varied between $ 14.65 and $ 36.54 / t DM. Seven harvest methods that included baling, displacement of bales in the field and grinding were evaluated using the AHP method (Analytic Hierarchy Process). The cost of harvesting ranged between $ 32.72 and 44.07 / t DM ($ 1.83 and 2.46 / GJ) in plantations and between $ 57.84 and 76.74 / t DM ($ 3.23 and 4.29 / GJ) in fallow land. Following the AHP study, it was determined that the best method for harvesting biomass with the Biobaler ® incorporated a self loading bale carrier with a tractor of 86 kW and a forestry grinder with a diesel engine of 242 kW. Finally, the biomass transport cost for an average round-trip distance of 50 km was estimated at $ 10.72 / t DM ($ 0.60 / GJ). The transport cost of unprocessed round bales was estimated at $ 9.16 / t DM ($ 0.51 / GJ).

Pour rester compétitives, les entreprises forestières cherchent à contrôler leurs coûts d’approvisionnement. Les abatteuses-façonneuses sont pourvues d’ordinateurs embarqués qui permettent le contrôle et l’automatisation de certaines fonctions. Or, ces technologies ne sont pas couramment utilisées et sont dans le meilleur des cas sous-utilisées. Tandis que l’industrie manifeste un intérêt grandissant pour l’utilisation de ces ordinateurs, peu de travaux de recherche ont porté sur l’apport en productivité et en conformité aux spécifications de façonnage découlant de l’usage de ces systèmes. L’objectif de l’étude était de mesurer les impacts des trois degrés d’automatisation (manuel, semi-automatique et automatique) sur la productivité (m3/hmp) et le taux de conformité des longueurs et des diamètre d’écimage des billes façonnées (%). La collecte de données s’est déroulée dans les secteurs de récolte de Produits forestiers résolu au nord du Lac St-Jean entre les mois de janvier et d'août 2015. Un dispositif en blocs complets a été mis en place pour chacun des cinq opérateurs ayant participé à l’étude. Un seuil de 5 % a été employé pour la réalisation de l’analyse des variances, après la réalisation de contrastes. Un seul cas a présenté un écart significatif de productivité attribuable au changement du degré d’automatisation employé, tandis qu’aucune différence significative n’a été détectée pour la conformité des diamètres d’écimage; des tendances ont toutefois été constatées. Les conformités de longueur obtenues par deux opérateurs ont présenté des écarts significatifs. Ceux-ci opérant sur deux équipements distincts, cela laisse entrevoir l’impact que peut aussi avoir l’opérateur sur le taux de conformité des longueurs. / All forest companies try to control their supply costs. Single-grip harvesters are equipped with onboard computers that allow control and automation of some functions. However, these technologies are not used on a regular basis and are in the best cases underutilized. While industrials are showing a growing interest in the utilization of these systems, there have been only a few studies that have documented the impacts of the use of these systems on productivity and quality conformity. The objective of this study was to measure the impacts on productivity and on bucking quality of different degrees of automation of the bucking of a single-grip harvester head. Three different automation degrees, manual, semi-automatic and automatic, have been compared with two different teams composed of 5 operators. Each operator was a different case study. Comparisons were realized on the obtained productivities and on the conformities of the logs lengths and topping diameters. Data collection was made on the logging sites operated by Resolute forest products, in the northern part of Lac St-Jean between January and August 2015. A 5% significance level has been used to realise the variances analysis, where contrasts were employed. Only one case study showed a significant productivity difference linked to the in the automation degree changes. Even if the collected data did not show significant differences on the topping diameters conformities, some tendencies were detected. However, significant differences were detected on the conformity of the lengths of the logs of two operators. Because those two operators work on different harvesters, this might show that the operator can have an impact on the lengths conformity.