Résumé
FERIC a suivi deux broyeurs Bull Hog (le BH 150 et le BH 250) pour évaluer leur potentiel pour la récupération des secteurs forestiers improductifs envahis par une végétation arbustive indésirable. La qualité du traitement par les deux broyeurs était bonne, mais leurs coûts élevés d’opération limitent leur utilisation aux peuplements à croissance rapide avec des volumes modérés de végétation arbustive, à proximité des usines.
Essais du broyeur Bull Hog pour la réhabilitation de secteurs
forestiers improductifs
Mots clés :
Broyage, Réhabilitation des sites, Préparation du terrain, Broyeur Bull Hog.
Contenu
Introduction ... 1 Équipement et technique de travail ... 1 Description des sites ... 2 Résultats ... 3 Mise en
application ... 6 Référence ... 6
Auteur
Denis Cormier Division de l’Est
Réservé aux membres et partenaires de FERIC Vol. 2 N° 4 Janvier 2001
Introduction
Parmi les traitements envisageables pour la réhabilitation de sites forestiers mal régénérés, le broyage de la végétation, son incorporation dans les horizons superficiels et l’ameublissement du sol peuvent être avantageux, particulièrement dans les ter- rains argileux où l’exposition du sol miné- ral doit être évitée pour diminuer les problèmes potentiels de soulèvement des plants par le gel. C’est donc dans le but de récupérer des terrains à fort potentiel fores- tier, envahis par les broussailles et les feuillus intolérants, que Matériaux Blanchet Inc. et Domtar Inc. ont procédé à des essais de broyeurs Bull Hog à Amos et à East Angus au Québec.
Des essais antérieurs de FERIC portant sur un autre broyeur (le Meri MJS-2.5) et la herse à disques Crabe ont démontré que le broyage permettait un traitement de qualité, mais avec un coût de fonction- nement relativement élevé (Cormier et Provencher, 1997). Notre but au cours du
présent essai était de vérifier si l’utilisation du broyeur Bull Hog permettait d’obtenir une qualité de traitement similaire, tout en diminuant les frais de fonctionnement.
Équipement et
technique de travail
Deux modèles de broyeur Bull Hog ont été utilisés au cours de l’étude. Con- trairement à la plupart des autres appareils de débroussaillement à axe horizontal, le design des dents fixes de ce type de broyeur permettait de travailler dans les horizons supérieurs du sol. L’équipement utilisé pour les essais à Amos était un broyeur Bull Hog BH 150 monté sur un tracteur bidi- rectionnel à quatre roues motrices Valmet 8750 de 130 kW (figure 1). L’équipement utilisé à East Angus était composé d’un Bull Hog BH 250 monté sur un véhicule sur chenilles à entraînement hydrostatique AHWI RT350 de 261 kW (figure 2). Les deux broyeurs étaient entraînés par la prise de force du véhicule moteur, étaient munis NON
Mise en garde
Ce rapport est publié uniquement à titre d’information à l’intention des membres de FERIC. Il ne doit pas être considéré comme une approbation par FERIC d’un produit ou d’un service à l’exclusion d’autres qui pourraient être adéquats.
Division de l’Est et Siège social 580, boul. St-Jean Pointe-Claire, QC, H9R 3J9
(514) 694–1140 (514) 694–4351
Division de l’Ouest 2601 East Mall Vancouver, BC, V6T 1Z4
(604) 228–1555 (604) 228–0999
Institut canadien de recherches en génie forestier (FERIC) de 48 dents et avaient une largeur d’envi-
ron 2,7 m (avec une largeur effective de travail de 2,2 m). Les deux modèles de broyeur utilisés varient principalement au niveau de la structure : le broyeur 250 est plus robuste, mais présente un poids plus élevé de 600 kg (3200 vs 2600 kg).
Le traitement visait à couvrir l’ensem- ble du site, mais des îlots de régénération résineuse et quelques arbres résiduels épars de grande dimension ont été laissés à Amos. Le broyage a été effectué par des doubles passages successifs; la machine broyait d’abord la végétation, puis reculait dans le même passage afin de permettre une bonne incorporation de la végétation broyée dans les horizons de sol supérieurs.
Description des sites
Les essais du broyeur Bull Hog BH 150 ont eu lieu au nord d’Amos au cours de l’été 1999 et 2000 sur des sites récoltés respectivement en 1979 et 1987. Les deux sites à sol argileux étaient plats et se diffé- renciaient principalement par la structure de la végétation établie (tableau 1). Le terrain traité en 1999 était envahi par une végétation arbustive modérément dense
(17 400 tiges/ha) d’une hauteur moyenne de 3,1 m composée à 79 % d’aulnes et de saules. Des arbres résiduels (365 tiges/ha), principalement des bouleaux et des peu- pliers dont les diamètres atteignaient de 10 à 14 cm, étaient également dispersés sur le site.
Le terrain traité en 2000 avait une végéta- tion arbustive plus dense (44 700 tiges/ha) composée à 82 % d’aulnes et de saules d’une hauteur moyenne de 3,0 m, mais n’était parsemé que par quelques arbres ré- siduels épars (30 tiges/ha).
Les essais du broyeur Bull Hog BH 250 se sont déroulés sur deux blocs d’un site en friche récolté en 1989. Le site était plat, avec un sol argileux et une pierrosité modé- rée. On a divisé les deux blocs pour repré- senter une différence au niveau de la qualité du drainage qui se reflétait sur la croissance de la végétation. La végétation arbustive et les souches étaient plus denses sur le site avec un drainage modéré (East Angus 2000a), mais leurs dimensions étaient plus élevées sur le site avec un drai- nage frais (East Angus 2000b). Contraire- ment aux sites d’Amos, la végétation était principalement composée de feuillus into- lérants (plus de 60 %).
Figure 1. (à gauche) Broyeur Bull Hog BH 150 monté sur l’attache trois points d’un tracteur Valmet 8750.
Figure 2. (à droite) Broyeur Bull Hog BH 250 monté sur un véhi- cule sur chenilles AHWI RT350.
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Avantage Avantage Avantage Avantage Avantage Avantage Avantage Avantage Avantage Avantage
Résultats
Les résultats des études chronométri- ques sont présentés au tableau 2. Puisque la largeur des passages était similaire sur les deux sites d’Amos avec le broyeur Bull Hog
BH 150, c’est la vitesse de progression de la machine qui explique la différence de pro- ductivité (11,1 vs 8,1 HMP/ha). La pré- sence de nombreux arbres résiduels sur le site traité en 1999 a pu contribuer à ra- lentir la machine. En considérant un taux
Bull Hog BH 150 Bull Hog BH 250
Amos Amos East Angus East Angus
1999 2000 2000a 2000b
Terrain
Sol argileux argileux argileux argileux
Drainage frais modéré modéré frais
Pente (%) 0 4 0 0
Humus (cm) 8 9 10 6
Pierrosité (%) 0 1 20 30
Végétation arbustive
Densité (tiges/ha) 17 400 44 700 19 300 12 400
Hauteur (m) 3,1 3,0 2,4 4,2
Arbres résiduels
Densité (tiges/ha) 365 30 0 0
Diamètre (dhp, cm) 11 27 s.o. s.o.
Souches
Densité (nombre/ha) s.o. 166 1840 600
Diamètre (cm) s.o. 35 18 39
Hauteur (cm) s.o. 24 23 31
Tableau 1. Description des conditions de site avant traitement (s.o. = sans objet)
Bull Hog BH 150 Bull Hog BH 250
Amos Amos East Angus East Angus
1999 2000 2000a 2000b
Temps effectif (h) 24,6 14,2 4,6 1,4
Temps productif (HMP) 26,2 15,3 4,8 1,6
Superficie traitée (ha) 2,36 1,87 0,87 0,24
Productivité (ha/HMP) 0,090 0,123 0,181 0,143
Longueur des passages (m) 38 40 58 73
Largeur des passages (m) 2,0 1,9 2,4 2,3
Vitesse (m/min)a 8,1 11,4 13,3 12,1
Tableau 2. Études chronométriques
a Vitesse moyenne de progression de la machine pour effectuer un double passage.
horaire direct de fonctionnement d’envi- ron 100 $/HMP, le traitement est estimé à plus de 1100 $/ha la première année et plus de 800 $/ha pour la seconde.
Pour le broyeur Bull Hog BH 250, la différence de productivité entre les deux blocs (5,5 vs 7,0 HMP/ha) est directement reliée à la dimension de la végétation ar- bustive qui résultait en un volume de bois plus important dans le deuxième bloc. La productivité supérieure de cet appareil par rapport à celle du broyeur Bull Hog BH 150 est le reflet d’une vitesse plus élevée et d’une largeur de travail effective plus im- portante. En effet, la puissance de la ma- chine a permis d’éviter les chevauchements entre les passages (la largeur des passages était légèrement supérieure à la largeur effective de travail du broyeur) tout en conservant une qualité de travail uniforme.
En considérant un taux horaire de fonc- tionnement d’environ 200 $/HMP, le trai- tement complet du site est estimé entre 1100 et 1400 $/ha. Cependant, la présence plus fréquente de roches dans le sol peut augmenter de façon significative le coût, tel qu’observé sur les sites d’essai à East Angus, où la fréquence élevée de bris de
dents (environ 1 par heure) occasionna une augmentation du coût jusqu’à environ 300 $/HMP.
Dans tous les cas, les types dominants de perturbation de surface (tableau 3) étaient une incorporation de la végétation et l’humus aux horizons minéraux de sur- face (« mélange ») ou une couche de débris finement broyés (« débris fins ») recou- vrant le sol. Le volume important de bois sur le deuxième bloc traité avec le broyeur Bull Hog BH 250 à East Angus a occa- sionné une prédominance de débris fins en surface recouvrant souvent un traitement du sol plus en profondeur. Cette même dominance des débris fins et l’importance de la litière laissée intacte avec le broyeur Bull Hog BH 150 à Amos en 2000 s’expli- que plutôt par un traitement plus superfi- ciel, l’appareil n’ayant pénétré dans le sol que sur 25 % de la surface (figure 3). Sur les autres sites, le travail du broyeur s’est concentré dans les huit premiers centimè- tres du sol.
Le niveau de plantabilité du site a été évalué principalement selon des critères de qualité des microsites de plantation, mais aussi selon des critères de facilité de mise
Bull Hog BH 150 Bull Hog BH 250
Amos Amos East Angus East Angus
1999 2000 2000a 2000b
Mélange 51 22 64 35
Débris fins 38 51 22 53
Débris grossiers 7 3 0 2
Humus exposé 0 4 2 0
Sol minéral exposé 2 1 7 10
Litière intacte 0 18 4 0
Non traité 2 1 1 0
Tableau 3. Types de perturbations de surface effectuées avec les broyeurs Bull Hog
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Avantage Avantage Avantage Avantage Avantage Avantage Avantage Avantage Avantage Avantage
en terre (figure 4). La plantabilité d’un microsite est considérée comme bonne lorsqu’un plant peut être mis en terre sans difficulté; elle est marginale si le microsite nécessite un effort de préparation supplé- mentaire de la part du planteur et inadé- quate si l’effort demandé est important. Le broyage a produit une plantabilité supé-
0 50 100
0 1-4 5-8 9-12 ≥13
Classe de profondeur (cm)
Amos 1999 Amos 2000 East Angus 2000a East Angus 2000b
Proportiondesperturbations(%)
rieure à 98 % (bonne et marginale). À cause de son traitement plus superficiel, le broyeur Bull Hog BH 150 a produit un ni- veau de plantabilité plus marginal à Amos en 2000. Une trop grande épaisseur de l’humus ou de la couche de débris fins sont les principales raisons de marginalité de certains microsites.
Amos 1999 Amos 2000 East Angus 2000a East Angus 2000b
0 50 100
Bonne Marginale Inadéquate
Classe de plantabilité
Proportiondesmicrosites(%)
Figure 3. Distribution des profondeurs de trai- tement dans le sol des broyeurs Bull Hog.
Figure 4. Niveaux de plantabilité obtenus avec les broyeurs Bull Hog.
Mise en application
À cause du temps et des manœuvres (double passage) nécessaires pour effectuer le broyage de la végétation et un mélange efficace du sol, le traitement avec les broyeurs Bull Hog était une opération peu productive et donc coûteuse. Il a été possi- ble d’améliorer la productivité du broyeur Bull Hog BH 150 à Amos en 2000 en l’utilisant dans des conditions de peuple- ment plus faciles, mais surtout en effec- tuant un traitement plus superficiel du sol.
L’utilisation d’une machine plus puissante, comme le broyeur Bull Hog BH 250 monté sur un véhicule AHWI RT350, a effectivement permis d’augmenter la pro- ductivité de l’opération, mais les frais ho- raires de fonctionnement de l’appareil étaient trop élevés pour générer une baisse des coûts du traitement. Dans les condi- tions observées, la combinaison Bull Hog BH 150 – Valmet 8750 a d’ailleurs effectué les traitements les moins coûteux.
Aucune étude à long terme n’a été me- née pour vérifier l’impact de la pierrosité du sol sur l’usure ou le bris des dents du broyeur. Toutefois, des observations ponc- tuelles ont permis de constater qu’à cause des pertes de temps et du coût unitaire des dents (environ 100 $), ce facteur n’est pas négligeable et qu’il est préférable d’éviter les sites pierreux pour ne pas augmenter les frais horaires d’utilisation de la machine.
La qualité du traitement observée au cours de cette étude se compare à celle relevée lors des essais du broyeur Meri en
Abitibi (Cormier et Provencher, 1997) où un mélange uniforme et un broyage fin se retrouvaient respectivement sur 58 % et 30 % de la surface d’un site à drainage mo- déré. La plantabilité a toutefois été légère- ment supérieure au cours de l’essai du broyeur Meri. Toutefois, à cause principa- lement de la plus grande dimension des tiges à traiter, le broyeur Bull Hog n’a pu afficher une productivité supérieure à celle du broyeur Meri. Le coût de fonctionne- ment estimé d’une opération de broyage est donc demeuré très élevé, dépassant même les 1000 $/ha sur la plupart des sites observés. Des frais de traitement de cet ordre ne sont généralement justifiables que dans le cas de peuplements à croissance ra- pide à proximité des usines.
À la suite des essais, il semble évident que, même si l’appareil peut produire un traitement de qualité sur des sites envahis par des arbres et arbustes de grande dimen- sion, on devra concentrer davantage son usage dans des interventions plus précoces pour améliorer la production et diminuer significativement les coûts du traitement.
L’étude démontre également qu’il est possi- ble d’obtenir des gains de productivité en effectuant un traitement plus superficiel du sol. Des gains peuvent également être réalisés par un traitement partiel des sites ou par la limitation du traitement en pro- fondeur du sol à des bandes ou à des îlots.
Des suivis biologiques seront toutefois né- cessaires pour valider la pertinence de ces options et vérifier leurs conséquences sur la végétation compétitive.
Référence
Cormier, D.; Provencher, D. 1997. Essais comparatifs de réhabilitation avec la herse Crabe et le broyeur Meri. Inst. can. de rech. en génie for. (FERIC), Pointe-Claire, Qué. Communiqué technique Sylvicul- ture-95. 2 p.
