Le saule en rotation courte est une culture à croissance rapide avec un large potentiel pour produire de la biomasse. Une fois établi, le saule produit des rendements maximaux avec un cycle de récolte de trois ans; les rendements observés dans l'est du Canada sont entre 10 et 20 t de matière sèche (MS) par hectare par année. Présentement, la principale méthode de récolte est de couper et de mettre en copeaux la plante entière; les copeaux sont ensuite utilisés directement dans une usine de cogénération ou entreposés humides. Une méthode de récolte alternative serait de couper les tiges et de les mettre en balles ou en ballots pour favoriser le séchage naturel durant l'entreposage. Des récolteuses de saules sont disponibles pour couper et mettre en copeaux avec une fourragère automotrice. Toutefois, aucune machine commerciale n'a été développée pour couper et mettre en balles les récoltes de saules. Les paramètres de conception ont été établis pour construire un prototype qui coupe, broie et densifie les tiges de saules sous forme de balles. Une presse à balles rondes à chambre variable a été choisie comme plate forme pour construire la machine. Plusieurs modifications ont été requises sur la presse : le châssis a été renforcé, les six courroies de la chambre de compression ont été remplacées par une courroie pleine largeur et un timon central pivotant a été installé pour déporter la presse de chaque côté du tracteur. Quatre scies montées sur une table de coupe similaire à celle d'une faucheuse à disques ont été installées à l'avant de la presse. Un broyeur à marteaux a été fixé entre les scies et la presse pour briser partiellement et assouplir les tiges de saules. Cinq essais au champ ont été menés en 2006 pour essayer et améliorer plusieurs composantes fonctionnelles de cette nouvelle récolteuse de saules. Plus de 90 balles de saules ont été récoltées. La capacité en continu du prototype variait de 8 à 12 t/h de matière humide (MH). En considérant les temps d'arrêt d'attache et de tournage, la capacité de récolte réelle devrait varier entre 5 et 8 t MH/h. La grosseur des balles variait entre 0,90 et 1,54 m de diamètre pour une largeur fixe de 1,22 m. La teneur en eau (TEE) moyenne pour les cinq essais variait entre 43 et 51%. La densité de matière sèche des balles variait de 111 à 1 67 kg MS/m3 avec une valeur moyenne de 140 kg MS/m". / Willow is a fast-growing crop with a biomass potential between 10 and 20 t of dry matter (DM) per ha per year in a northern climate like Canada. Once established, willow reaches optimal yield under a 3-year cutting rotation. One method of harvesting is to cut and chip the whole plant for immediate use or wet storage. Alternately, willow can be cut and either bundled or baled for natural drying in storage. Near-commercial harvesters for willow are available to cut and chip with a forage-harvester platform. However, no commercial harvester of long-stem willow in the form of bundle or bale is available. Design criteria were developed to optimize cutting, perform light shredding and bale willow stems. A round baler was chosen as the harvesting platform. Modifications to the baler included replacing the narrow compression chamber belts by a single full-width belt to better contain the long stems within the chamber. A swing-pivot tongue was added to offset the baler from the tractor's drive line. Four rotary saws, integrated in a disc mower frame, were installed in front of the baler. A modified hammer type shredder was placed between the saws and the baler to break the willow stems and make them more pliable. Five field trials were carried out in 2006 to test and improve various functional components of this novel willow harvester. By the end of the year, more than 90 round bales of willow had been harvested. The continuous bale forming capacity ranged from 8 to 12 wet t/h. Considering idle time, wrapping time and turning time, the actual harvest capacity would be in the range of 5 to 8 wet t/h. Bale size ranged from 0.90 to 1.54 m in diameter (fixed width of 1.22 m). Average moisture content of willow for the five trials ranged from 43 to 51%. Dry matter density ranged between 111 and 167 kg DM/m with a typical value of 140 kg DM/m3 .

Récemment, une récolteuse de plantes arbustives a été développée pour couper, broyer et mettre en balles rondes la biomasse, arbustive à un coût abordable. Afin d'optimiser le processus de broyage, un montage expérimental a été fabriqué. La composante principale était un rotor mesurant 1020 mm de long et 210 mm de diamètre et équipé de huit marteaux de 1,7 kg. Plusieurs paramètres pouvaient être ajustés, notamment la vitesse de rotation (de 1320 à 2390 TPM), la position du capot, celle du contre-couteau, le débit et la vitesse d'alimentation. Les résultats ont montré une demande d'énergie moyenne de broyage de 3,1 kJ/kg MS de saule. Une vitesse de rotation élevée (2390 TPM) a produit plus de particules inférieures à 250 mm (jusqu'à 580/0 de la masse totale) et aussi plus de perte (jusqu'à 17%). Une faible vitesse de rotation et un grand espacement entre les marteaux, le capot et le contre-couteau offraient un conditionnement acceptable pour la mise en balle, tout en réduisant les besoins en énergie et les pertes. / A recently developed cutter-shredder-baler successfully harvested willow over small areas at reasonable cost. To improve and optimize the shredding process, a laboratory-scale flail hammer type shredder was designed and built. The main rotor was 1020 mm in length and 210 mm in diameter. It was equipped with eight hammers of 1.7 kg. The rotary speed (from 1320 to 2390 rpm), the hood position, the counter-knife position, the crop fIow, and the feeding speed could be adjusted. Results indicated that shredding energy averaged 3.1 kJ/kg on a dry matter basis (DM) of processed willow. High rotary speed (2390 rpm) produced the largest quantity of small particles (up to 58% shorter than 250 mm) and also the highest level of loss during processing (up to 17%). A low flail rotary speed and a wide spacing between the flails, the hood and the counter-knife resulted in acceptable stem processing for subsequent baling while reducing energy requirement and DM loss.

Cette étude vise à caractériser les propriétés physiques et mécaniques du saule, particulièrement le Salix viminalis. Le saule est envisagé comme culture à rendement élevé pour fournir de la fibre et de l'énergie de façon renouvelable. Une série d'expériences a permis d'établir que les tiges de Salix viminalis de diamètre entre 30 et 45 mm présentaient un module d'élasticité moyen de 4,92 GPa (écart-type de 0,67 GPa) et une résistance ultime moyenne en flexion de 1,08 MPa (écart-type de 0,11 MPa). La contrainte ultime moyenne en compression perpendiculaire au grain était de 3,38 MPa (écart-type de 0,71 MPa). Quant à la coupe, il a été établi qu'une vitesse périphérique de la scie supérieure à 40 m/s était nécessaire pour laisser des tiges propres après la coupe. Une vitesse entre 50 et 60 m/s avait une faible demande en puissance et en énergie (0,5 J/mm2 de surface coupée) tout en assurant une netteté de coupe adéquate. Lorsque la teneur en eau du bois était élevée (plus de 45%), une vitesse d'avancement de 3 km/h requérait peu d'énergie par rapport à une vitesse d'avancement lente à 1 km/h (demande d'énergie de 1,3 J/mm2 ). / This study aims to characterize the physical and mechanical properties of willow, especially Salix viminalis. Willow is a high yield crop that can become an important renewable source for fiber and energy. The stems of Salix viminalis with a diameter between 30 and 45 mm had an average modulus of elasticity of 4.92 GPa (standard deviation of 0.67 GPa) and an average ultimate resistance in flexural loading of 1.08 MPa (standard deviation of 0.11 MPa). The average ultimate constraint in compression perpendicular to the grain was 3.38 MPa (standard deviation of 0.71 MPa). As for the cut, it was established that a peripheral speed of the saw over 40 m/s was necessary to offer clean stems after the cut. A speed between 50 and 60 m/s required low power and energy (0.5 J/mm2 of cut surface) while ensuring a clean cut. When the water content of the wood was high (above 45%), a forward speed of 3 km/h resulted in low energy compared to a slow forward speed of 1 km/h (energy needs of 1.3 J/mm2 ).