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.

Nous tenons à remercier les Messieurs Alfred Dubuc, Paul-André Linteau et Normand Séguin pour leurs remarques importunes, ainsi que le Centre de recherches et d'innovations urbaines pour son support technique et institutionnel

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.

Pour répondre aux enjeux énergétiques et environnementaux actuels et à venir, le développement du bois est très important, notamment avec des applications aux niveaux industriels et collectifs. Pour répondre à ces besoins et accompagner ce développement, de nombreuses structures d'approvisionnement en plaquettes forestières se mettent en place. La principale difficulté pour ces structures est de garantir une qualité de combustible sûre et constante au cours du temps, notamment en ce qui concerne l'humidité. L'objectif de ce travail de thèse est de rechercher les solutions les plus appropriées pour répondre à cette attente. Ainsi, le travail débute par l'étude bibliographique et la compréhension des systèmes de séchage existants ; le séchage peut se dérouler de manière naturelle (sous bâche, sous abri, …) ou bien artificielle (séchoir tunnel, séchoir rotatif, …). Dans un second temps, des essais ont été mis en place pour comprendre et quantifier précisément l’impact des paramètres influents sur le séchage naturel des plaquettes forestières et les modifications physico-chimiques se produisant lors du stockage des plaquettes forestières. Dans un troisième temps, des modèles mathématiques permettant de traduire le comportement des plaquettes forestières au cours du séchage seront proposés et comparés aux résultats des essais. Enfin, le dernier volet consiste en l’élaboration de scénarios technico-économiques permettant d’étudier les différentes solutions ou combinaisons de solutions de séchage pour aboutir à la qualité de combustible souhaitée. / To answer actual and future energetic and environmental issues, wood development is very important, notably with industrial and collective applications. To answer these needs and follow this development, lots of supplying structures of wood chips are being created. The main difficulty for these companies is guaranty good and stable raw material quality all time, notably concerning moisture content. The objective of this work is to research the most appropriate solutions to answer this problematic. So, the work begins by a bibliographical study that will help to understand the existing systems of drying; drying can be natural (under layer, under shelter …) or artificial (tunnel dryer, rotary dryer …). Then, experiments were put in place to understand and quantify more precisely natural drying parameters impact on wood chips and physico-chemical modifications on wood chips during storage. After, mathematic models are developed to traduce wood chip drying comportment, after models results are compared to experimental results. Finally, economical scenarios were performed to study the different solutions or combinations of solutions to dry wood chips in order to answer technical and economical industrial needs.

Thèse ou mémoire avec insertion d'articles / La gestion scientifique des forêts implique l'utilisation de diverses techniques pour maintenir le développement économique et durable des forêts, en améliorant la qualité de vie des communautés qui en dépendent. La conception des réseaux de routes forestières est cruciale pour une gestion efficace des forêts, car elle garantit l'accès et la connectivité aux différentes parties de la forêt, telles que les zones de récolte ou les zones de protection contre les incendies, par exemple. Les routes forestières sont un élément essentiel de la gestion forestière, mais leur construction a des implications environnementales significatives. Elles constituent également l'aspect le plus coûteux de l'infrastructure forestière. Pour concevoir un réseau de routes forestières efficace, il est essentiel de trouver un équilibre entre des exigences concurrentes telles que la durabilité et la rentabilité. La participation du public et la consultation des communautés locales et des parties prenantes sont essentielles pour s'assurer que le réseau routier proposé répond aux besoins de tous les utilisateurs tout en minimisant les coûts et les impacts environnementaux. Cette thèse vise à fournir une analyse documentaire complète de la conception des réseaux routiers forestiers et à identifier les modèles et approches développés pour la conception d'un réseau routier forestier efficace et durable. Alors que les études précédentes se sont concentrées sur l'évaluation et l'optimisation de la construction et de l'entretien des routes forestières, cette étude vise à examiner les défis et les modèles de conception des réseaux routiers forestiers en termes de développement durable. Plus précisément, l'étude analyse les principales questions liées à l'optimisation de la conception du réseau de routes forestières, telles que la participation des parties prenantes à la prise de décision, l'incertitude dans les modèles d'optimisation, le changement climatique et les émissions de CO₂ dans le cadre de l'analyse documentaire. Les résultats de cette revue systématique de la littérature fournissent une évaluation complète de l'état actuel des connaissances en matière de conception de réseaux de routes forestières et soulignent l'importance des recherches en cours dans ce domaine. Nos résultats suggèrent que des recherches ont été menées en utilisant diverses approches, que les variables ont été soigneusement sélectionnées et analysées, et que certaines contraintes ont été prises en compte dans une certaine mesure. Cependant, malgré ces efforts, les recherches indiquent qu'il existe toujours un besoin d'une investigation plus approfondie, notamment en ce qui concerne la durabilité de la conception du réseau routier forestier. En outre, les résultats mettent en évidence le manque d'attention accordée aux préoccupations et aux intérêts des décideurs politiques, ainsi qu'un manque de coopération entre les parties prenantes, et un soutien insuffisant aux multiples parties prenantes. L'étude identifie également plusieurs applications spéciales dans la conception des réseaux de routes forestières, telles que la recherche de l'emplacement optimal et la construction de nouvelles routes, l'optimisation de l'entretien des routes existantes, et l'équilibre entre le coût de construction des routes et l'accès aux ressources. En intégrant une série de facteurs pertinents, cette étude offre des indications précieuses pour l'industrie forestière afin de développer des réseaux de routes forestières plus durables et efficaces. Dans l'ensemble, cette thèse contribue à l'avancement de la recherche sur la conception des réseaux routiers forestiers en fournissant une analyse critique de la littérature existante et en soulignant les lacunes et les défis dans le domaine. Cette thèse constitue une ressource précieuse pour les décideurs politiques, les gestionnaires forestiers et les chercheurs qui cherchent à concevoir et à mettre en œuvre des réseaux de routes forestières durables qui équilibrent les objectifs écologiques, sociaux et économiques. / Scientific forest management involves using various techniques to maintain the economic and sustainable development of forests, improving the quality of life for forest-dependent communities. The design of forest road networks is crucial for effective forest management as it ensures access and connectivity to various parts of the forest, such as harvesting areas or fire management zones. Forest roads are a critical component of forest management, but their construction has significant environmental implications and is also the costliest aspect of forest infrastructure. To design an efficient forest road network, it is essential to balance competing demands such as sustainability and profitability. Public participation and consultation with local communities and stakeholders are crucial to ensure that the proposed road network copes with the necessities of all users while minimizing costs and environmental impacts. The thesis aims to provide a comprehensive literature review of forest road network design and identify the developed models and approaches for designing an efficient and sustainable forest road network. While previous literature reviews have focused on the evaluation and optimization of forest road construction and maintenance, this research strives to investigate the challenges and models of forest road network design in terms of sustainable development. Specifically, the study analyzes the main issues related to forest road network design optimization, such as stakeholder participation in decision-making, uncertainty in optimization models, climate change, and CO₂ emissions as part of the literature review. The findings of this systematic literature review provide a comprehensive assessment of the current state of the art in forest road network design and highlight the importance of ongoing research in this area. Our findings suggest that research has been conducted using various approaches, variables have been carefully selected and analyzed, and constraints have been taken into account to some extent. However, despite these efforts, the research indicates that there is still a need for more investigation, specifically in terms of the sustainability of forest road network design. Furthermore, the results highlight the lack of attention given to the concerns and interests of policymakers, as well as a lack of cooperation between stakeholders, and insufficient support for multiple stakeholders. The study also identifies several special applications in forest road network design, such as finding the optimal location and construction of new roads, optimizing the maintenance of existing roads, and balancing the trade-off between road construction cost and access to resources. By incorporating a range of relevant factors, this study offers valuable insights for the forestry industry to develop more sustainable and efficient forest road networks. Overall, this thesis contributes to the advancement of forest road network design research by providing a critical analysis of the existing literature and highlighting the gaps and challenges in the field. The thesis offers a valuable resource for policymakers, forest managers, and researchers who seek to design and implement sustainable forest road networks that balance ecological, social, and economic objectives.

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.

Dans la littérature académique et professionnelle relative au transport de marchandise, il y a longtemps que les méthodes de planification avancées ont été identifiées comme un moyen de dégager des économies grâce à une efficacité accrue des opérations de transport. Plus récemment, la collaboration interentreprises dans la planification du transport a été étudiée comme une source de gain supplémentaire en efficacité et, par conséquent, une opportunité pour dégager de nouvelles économies pour les collaborateurs. Cependant, la mise en œuvre d'une collaboration interentreprises en transports soulève un certain nombre d'enjeux. Cette thèse aborde trois thèmes centraux de la collaboration interentreprises et démontre les contributions via des études de cas dans l'industrie forestière et du meuble. Premièrement, les moyens technologiques pour soutenir une collaboration en planification du transport sont étudiés. Un système d'aide à la décision supportant la collaboration en transport forestier est présenté. Deuxièmement, le partage entre les collaborateurs du coût commun en transport est étudié. Une méthode de répartition du coût de transport tenant compte de l'impact - l'augmentation du coût de transport - des exigences inégales entre des collaborateurs est proposée. Troisièmement, la création de groupes collaboratifs - des coalitions - dans un ensemble de collaborateurs potentiel est étudiée. Un modèle réseau pour la formation d'une coalition selon les intérêts d'un sous-ensemble de collaborateurs adoptant ou pas un comportement opportuniste est détaillé. De plus, pour soutenir l'étude des thèmes précédents, la thèse comprend deux revues de la littérature. Premièrement, une revue sur les méthodes de planification et les systèmes d'aide à la décision en transport forestier est présenté. Deuxièmement, à travers la proposition d'un cadre pour créer et gérer une collaboration en transport et, plus généralement en logistique, une revue de travaux sur le transport et la logistique collaborative est offerte. / In the academic and professional literature on freight transportation, computer-based planning methods have a long time ago been identified as a means to achieve cost reduction through enhanced transportation operations efficiency. More recently, inter-firm collaboration in transportation planning has been investigated as a means to provide further gains in efficiency and, in turn, to achieve additional cost reduction for the collaborators. However, implementation of inter-firm collaboration in transportation raises a number of issues. This thesis addresses three central themes in inter-firm collaboration and exemplifies the contributions in case studies involving collaboration in furniture and forest transportation. First, technological means to enable collaboration in transportation planning are studied. Embedding a computer-based planning method for truck routing, a decision support system enabling collaborative transportation is presented. Second, sharing the common transportation cost among collaborators is studied. A cost allocation method taking into account the impact - an increase of the transportation cost - of uneven requirements among collaborators is proposed. Third, building collaborating groups (i.e. coalitions) among a set of potential collaborators is studied. A network model for coalition formation by a subset of self-interested collaborators adopting or not an opportunistic behaviour is detailed. Moreover, to support the study of the aforementioned themes, the thesis includes two literature reviews. First, a survey on planning methods and decision support systems for vehicle routing problem in forest transportation is presented. Second, through the proposition of a framework for building and managing collaboration in transportation and, more generally in logistics, a survey of works on collaborative transportation and logistics is given.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.