Brevet FR2705190A1 — publié le 19941125

L' invention concerne un procédé et une machine mobile pour l'abattage et la transformation d'arbres L'invention a pour but de réunir des opérations qui étaient jusqu'a maintenant exécutées séparément, telles que l'abattage, l'ébranchage et le tronçonnage d'arbres et la récupération des déchets de bois ainsi produits, et de mettre les déchets de bois sous une forme qui convient de préférence pour leur utilisation thermique. En raison de la consommation mondiale croissante d'énergie et de l'effet dit de serre, il est nécessaire de développer la mise en oeuvre de supports d'énergie qui ne dégagent pas d'anhydride carbonique supplémentaire dans l'atmosphère. Une telle source d'énergie est constituée par les branches et les cimes ou surbilles d'arbres abattus, qui étaient naguère abandonnées dans la forêt. A la combustion de ces branches et de ces surbilles, il est produit de l'anhydride carbonique dans la même mesure que lorsqu'on les laisse pourrir dans la forêt. Il s'offre donc la possibilité de brûler les branches et les surbilles dans des centrales et d'utiliser l'énergie sous forme de chaleur transportée a distance et/ou sous forme de courant électrique. En mëme temps, on prévient ainsi une acidification du sol de la forêt par des quantités excessives de débris d'arbres en putréfaction. Dans des procédés actuellement usuels d'exploitation du bois, il est prévu un véhicule qui sert de support pour une grue comportant une tête de travail à l'extrémité de la flèche. L'arbre à abattre est enserré par la tête de travail, scié à la base du tronc, basculé dans une position horizontale, ébranché en avant du véhicule, transversalement par rapport à la direction longitudinale de celui-ci, et débité en tronçons de longueur prédéterminée. Au moment où le diamètre du fût devient inférieur à une certaine valeur minimale dans la région de la surbille, l'opération d'ébranchage et de tronçonnage est interrompue et la surbille est mise de côte. Une tête de travail qui convient à cette fin est connue par exemple d'après EP-A-0 428 530. Une seconde grue automobile, équipée d'un outil de préhension, ramasse ultérieurement les surbilles et les dépose dans un dispositif de fragmentation qui l'accompagne et où les surbilles sont transformées en particules hachées. Les particules hachées sont abandonnées dans la forêt en tant qu'engrais, ou bien elles sont recueillies dans un récipient réalisé sous forme de remorque et enlevées pour être traitées ultérieurement ou pour être brûlées. Lorsque les surbilles sont abandonnées dans la forêt sans être fragmentées en particules, elles constituent, en raison de leur dessèchement lent, un site le prolifération idéal pour les parasites, comme par exemple les scolytes. On connalt, d'apres DE-O 25 51 271, un véhicule qui ramasse les branches ou les arbres entiers déjà déposés sur le sol, les introduit dans un hachoir intégré et recueille les particules hachées dans un récipient. On connaît, d'après DE-A 31 41 940 Al, un autre véhicule qui peut abattre des arbres au moyen d'une tête de travail montée sur une grue, les arbres étant ensuite introduits verticalement par le haut, sans être basculés ni ébranchés, dans un dispositif de fragmentation accompagnateur, et les particules hachées produites peuvent être recueillies dans un récipient également accompagnateur. TiO 8/12383 divulgue des particularités d'une tête de travail qui peut être utilisée dans le cadre de l'invention. Les procédés connus et les systèmes de machines utilisés pour leur mise en oeuvre présentent des inconvénients. Lorsque - comme dans le cas du procédé mentionné en dernier lieu - les arbres sont complètement transformés en menus fragments, il n'y a aucune possibilité de tronçonner et d'empiler les fûts de valeur, pour les transformer ultérieurement dans des scieries. Dans le cas des autres procédés mentionnés, au moins deux véhicules et deux opérations séparées sont nécessaires pour que les branches et les surbilles puissent être transformées. Cela est d'une part un facteur de coût et de temps et, d'autre part, deux véhicules produisent, sur le sol vulnérable de la forêt, des dégats d'6rosion plus grands que ce serait le cas avec un seul véhicule. Le but de l'invention est de mettre à disposition un procédé et un dispositif qui permettent, en une seule opération, d' abattre des arbres, de récupérer des tronçons de fût ébranchés et de préparer au moins les surbilles produites, ainsi éventuellement que les branches, pour leur utilisation à des fins thermiques. Ce but est atteint par un procédé pour l'abattage et la transformation d'arbres, dans lequel un arbre est scié par une tête de travail partée par une grue, puis il est basculé à l'horizontale et maintenu ensuite en position horizontale par la tête de travail, ébranché, écimé et débité en tronçons de fut, caractérisé en ce qu'au moins au moment de 1'écimage, la tête de travail est maintenue dans une position telle que la surbille détachée parvienne dans la bouche d'entrée d'un dispositif de fragmentation et qu'elle soit fragmentée en gros morceaux dans celui-ci. Ce but est également atteint par une machine mobile pour l'abattage et la transformation d'arbres, comprenant une grue montés pivotante sur un véhicule et munie d'une tête de travail pour l'abattage, 1'ébranchage, I'écimage et le tronçonnage des fûts d'arbres, caractérisée en ce qu'il est en outre disposé, sur le véhicule de travail, un dispositif de fragmentation à broyeur de bois, qui fragmente en gros morceaux les produits qui y sont introduits, et en ce que la tête de travail peut être placée par rapport au dispositif de fragmentation, au moyen de la grue, dans une position telle que les matières qui tombent au cours de l'ébranchage et/ou de l'écimage parviennent dans le dispositif de fragmentation. Des formes de réalisation complémentaires et avantageuses de l'invention seront décrites ci-après. Grâce à l'exécution de toutes les phases du procédé par une seule machine mobile, il est possible de faire des économies de matériel, de temps et de main-d'oeuvre. Le sol de la forêt est ménagé, car la totalité lu travail est assurée par un seul véhicule. Un seul moteur suffit pour l'entraînement du véhicule et du dispositif de fragmentation; sa puissance peut être abaissée plus bas que c'est le cas dans les dispositifs connus, car on dispose de plus de temps pour la fragmentation de la surbille. La surbille peut être encore fragmentée pendant que l'arbre suivant est déjà abattu et basculé. Par le fait qu'on peut n'utiliser qu'un seul moteur, le véhicule dans son ensemble peut être de construction plus légère, ce qui diminue encore la charge exercée sur le sol de la forêt. La machine selon l'invention peut aussi effectuer l'ébranchage des arbres en totalité ou en partie dans la région de l'entrée du dispositif de fragmentation, de sorte qu'une partie des branches soit également fragmentée. Le reste des branches ou même toutes les branches tombent dans la voie de passage sur le sol de la forêt et forment un tapis le branches qui protège le sol de la forêt. Les tronçons de fût coupés a la longueur peuvent être empilés au bord de la voie de passage. En revanche, les surbilles sont déchargées sur la surface réceptrice du dispositif de fragmentation et sont transformées en copeaux ou morceaux, ce qui fait qu'elles ne restent en aucun cas dans la forêt et ne favorisent pas la multiplication de parasites. Avec le procédé et le dispositif selon la présente invention, des copeaux ou des fragments de bois peuvent être préparés à un prix plus favorable et être brûlés dans une centrale thermique. D'autres avantages du procédé et du dispositif selon l'invention ressortiront de la description suivante l'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés. La fig. 1 représente en perspective et sous forme simplifiée un dispositif selon l'invention dans une première forme de réalisation. La fig. 2 est une vue laterale d'une autre forme de réalisation de l'invention. La fig. 3 représente une variante de réalisation, le récipient récepteur étant tracté sous forme de remorque basculante. La fig. 4 est une vue laterale d'une autre forme de réalisation. D'après la fig. 1, il est disposé, à côté de la cabine la du conducteur du véhicule 1 représenté, une bouche d'entrée 4, dirigée vers l'avant et munie de cylindres d'alimentation entraînés, qui débouche dans un dispositif le fragmentation 11, sous forme d'un hachoir à tambour ou hachoir a disque, de type connu, disposé en arrière de la cabine du conducteur la. A l'intérieur du carter représenté du dispositif de fragmentation 11, ayant à peu près la forme d'un disque circulaire, se trouve un disque porte-lames qui tourne et qui fragmente en copeaux réguliers les matières introduites par la bouche l'entrée 4. Une table 4a, placée en avant de la fente de pincement des cylindres d'alimentation, peut être prévue pour faclliter la pénétration et l'orientation de surbilles > de branches ou similaires. Celles-ci sont eatralnées, par le dispositif de fragmentation lui-meme ou par un courant d'air produit par une soufflante, vers un récipient 13 disposé sur le véhicule, par l'intermédiaire d'une goulotte de déchargement 8. Une grue 3, également disposée sur le véhicule, porte, sur sa flèche 5, une tête de travail 7 réalisée sous la forme de ce qu'on appelle un "harvester". Une telle tête de travail est connue en soi. Ses éléments essentiels sont une scie à chaîne 6, deux cylindres d'avancement entraînés 17 pour saisir et faire progresser le fût de l'arbre, et deux ou plus de deux couteaux d'ébranchage 19, en arc de cercle, pouvant être placés tout autour du fût. La tète de travail 7 est montée pivatante sur la flèche 5 de ia grue 3 de sorte que, sous l'action d'un vérin hydraulique de positionnement, elle puisse être basculée au choix dans sa position verticale ou horizontale de travail. Ces particularités sont connues, par exemple d'après WO 8 2383. Le moteur 25 qui sert aussi bien pour l'entraînement du véhicule que pour celui des différents appareils de travail, peut être placé, comme représenté, sur le châssis entre le dispositif de fragmentation 11 et le récipient. 13. Mais il peut être aussi placé ailleurs, par exemple sous la cabine la du conducteur. La grue 3 est montée pivotante sur le c;hassis autour d'un axe vertical (non représenté). A titre de variante, la grue 3 peut être également montée à rotation sur le châssis, avec la cabine la du conducteur et le dispositif de fragmentation il et sa bouche d'entrée 4, au moyen d'une cauronne d'orientation. Dans ce cas, la goulotte de déchargement 8 doit être réalisée sous une forme articulée correspondante, afin qu'elle puisse suivre les mouvements pivotants du dispositif de fragmentation 11. Le dispositif fonctionne de la manière suivante. Avec la tête de travail 7, un arbre est saisi et coupé au moyen de la scie à chaîne 6. Le fût de l'arbre est déplacé au moyen des rouleaux d'avancement entraînés 17, les couteaux d'ébranchage 19 détachant les branches, qui tombent sur le sol, comme indiqué en 22. Le fût ébranché de façon continue est débité, au moyen de la scie à chaîne ne 6, en tronçons de bois rond de longueur prédéterminée, qui sont également déposés sur le sol, comme indiqué en 24. Il reste enfin une surbille 26 dont le tronc est trop fin pour être utilisé comme bois d'oeuvre. Au plus tard à ce moment au précédemment, déJà pendant l'ébranchage si on le désire, la tête de travail 7 est basculée dans la position de travail horizontale. La surbille 26 maintenue par la tête de travail 7 est placée devant la bouche d'entrée 4 au moyen de la grue 3, puis elle est introduite, au moyen des rouleaux d'avancement 17, dans la bouche d'entrée 4, aù elle est saisie par les rouleaux d'alimentation et entraînée vers ie dispositif de fragmentation 11. Dans l'exemple de réalisation préféré qui est représenté sur le dessin, l'ouverture de la bouche d'entrée 4 est dirigée vers l'avant. MAis il est également possible de modifier le véhicule de sorte que l'ouverture de la bouche d'entrée soit dirigée vers le côté. La fig. 2 représente un véhicule tout-terrain 1 de construction en soi cannue, de préférence à essieux articulés et brisés; il porte une grue 3, sur la flèche 5 de laquelle est montée une tête de travail 7, par exemple une tête le travail du type connu d'après EP-A 0 428 530. Celle-ci comporte un outil de préhension pour saisir tout autour un fût, une scie pour l'abattage et le tronçonnage, des rouleaux entraînés pour faire avancer le fût et des éléments racleurs pour casser les branches. En outre, le véhicule 1 porte un dispositif de fragmentation 11, par exemple un broyeur, un hacheur grossier ou un concasseur à bois, qui est disposé à l'extrémité avant du véhicule 1, et un récipient 13 qui est prévu a la partie arrière du véhicule 1 et qui est relié au dispositif de fragmentation 11. par un transporteur 15, par exemple un transporteur à vis sans fin, pour le transport des particules hachées ou des fragments de bois. Le moteur 25 servant à l'entraînement du véhicule est aussi utilisé comme groupe l'entraînement pour le dispositif de fragmentation 11 et les moyens transporteurs 15. Lorsque le véhicule 1 selon l'invention est en service, il est conduit le long de la voie de passage créée par l'abattage des arbres, vers les arbres à abattre. Lorsque le véhicule est arrêté, le fût de l'arbre est entouré au pied par l'outil de préhension de la tête de travail 7 fixée à la grue automobile 3, et il est coupé par la scie de cette tête. L'arbre ainsi abattu est maintenu par la tête de travail 7 et basculé a l'horizontale et transversalement par rapport au véhicule 1, dans une position de travail 21 au niveau de la voie de passage en avant du véhicule 1, et il est placé en partie sur la surface préceptrice 23 du dispositif de fragmentation 11. La tête de travail 7 commence alors à ébrancher l'arbre et à débiter le fût aux longueurs voulues Les branches tombent alors sur la surface réceptrice 23 du dispositif de fragmentation 11 et elles sont fragmentées par celui-ci. Dès que la partie utilisable du fût a été tronçonnée, la surbille qui reste tombe sur la surface réceptrice 23, de sorte qu'elle peut être traitée elle aussi dans le dispositif de fragmentation 11. La matière fragmentée en morceaux relativement gros est transportée par le transporteur à vis sans fin 15 ou similaire, à partir du dispositif de fragmentation 11, par exemple un cancasseur-broyeur à bois, dans le récipient 13 à bord du véhicule. I1 est Judicieux de réaliser le récipient 13 sous forme de benne basculante. Sur des sols particulièrement vulnérables, il est conseillé l'effectuer l'ébranchage dans la partie de la zone de travail qui est située en avant de la surface réceptrice 23 du dispositif de fragmentation 11, de sorte que les branches tombent sur la voie de passage et y forment un tapis qui concourt à éviter les dégâts d'érosion. Une variante de réalisation du dispositif est représentée sur la fig. 3. Il est ici prévu de placer le dispositif de fragmentation 11 dans la région arrière du véhicule 1 et de réaliser sous forme de remorque le récipient collecteur 13 pour les matières fragmentées. Le moteur 25 se trouve à l'extrémité avant. Dans cette forme de réalisation, une bande transporteuse 15 évacue les particules hachées depuis le dispositif de fragmentation 11, puis les laisse tomber, à travers une ouverture d'alimentation ou une trémie d'alimentation 27 à l'extrémité avant de la remorque, dans le récipient collecteur 13. De cette manière, on est assuré que même dans le cas où le véhicule fait un angle avec la remorque, les particules hachées tomberont dans le récipient collecteur. Depuis la partie avant du récipient collecteur et la trémie d'alimentation 27, les particules hachées sont entraînées vers le milieu du récipient collecteur 13 par une vis sans fin 15'. Une autre forme de réalisation avantageuse de l'invention est représentée sur la fig 4. Cette forme de réalisation correspond dans l'essentiel à celle de la fig. 2, à cette seule exception que le dispositif de fragmentation il est ici placé entre la grue s et le récipient collecteur 13. L'avantage des deux formes de réalisation décrites en dernier lieu consiste en ce que des véhicules déjà existants sur le marché peuvent être adaptés et utilisés sans grandes transformations. Dans leur façon de travailler, ces deux formes de réalisation se différencient de l'exemple de la fig. 2 par le fait que les branches des arbres, qui sont séparées du fût comme auparavant en avant du véhicule, ne peuvent pas parvenir dans le dispositif de fragmentation. Après l'ébranchage du fût, la surbille est coupée et tombe sur la surface réceptrice 23 du dispositif de fragmentation. La fragmentation de la surbille et éventuellement des branches dans le dispositif de fragmentation 11 s'effectue de préférence en morceaux relativement gros, qui sont particulièrement appropriés pour une utilisation thermique, par exemple dans une centrale thermique. La dépense d'énergie ou la puissance du moteur pour une telle fragmentation est plus faible que celle nécessaire par exemple pour un hachage en fins copeaux, tels que ceux qui sont utilisés pour des panneaux de particules ou similaires. Des broyeurs ou des concasseurs à bois pour une fragmentation grossière sont disponibles sur le marché. La machine mobile selon les formes de réalisation représentées sur les fig. 1-4 est un engin qui coûte cher et qui doit être utilisé, dans toute la mesure du possible, en travail ininterrompu pour l'abattage et la transformation d'arbres. Lorsque le récipient 13 est plein de déchets de bois provenant du dispositif de fragmentation 11, il ne serait guère économique de sortir la machine de la voie de passage et de lui faire parcourir à travers la forêt un long trajet jusqu'à un site de décharge des déchets de bois, c'est-à-dire d'interrompre le travail d'abattage proprement dit pendant tout ce temps. Au lieu de cela, il est avantageux de conduire un véhicule de transport équipé d'un récipient récepteur le long de la voie de passage jusqu'à la machine, afin d'y transférer les déchets hachés à partir du récipient 13. A cette fin, il est prévu dans la forme de réalisation représentée sur la fig. 4, à l'extrémité arrière du récipient 13, un déchargeur par ventilation 31 qui peut être entraîné par le moteur 25 et qui peut évacuer les déchets hachés du récipient 13, à travers une goulotte de déchargement 33, et les décharger dans le récipient d'un véhicule de transport (non représenté > placé à la suite. Les déchets de bois peuvent être amenés au côté aspiration du déchargeur Sî par le transporteur 15, prolongé en conséquence, sur le plancher du récipient 13. Au lieu de cela, le récipient 13 peut aussi être équipé d'un fond à raclettes de type connu. L'extrémité de sortie de la goulotte de déchargement 33 peut être pivotante, afin de répartir les déchets de bois dans le récipient du véhicule de transport Il va de soi qu'un tel dispositif de transfert 31, 33 peut aussi être prévu dans les formes de réalisation des fig. 1 à 3. Une autre forme de réalisation (non montrée) consiste en ce qu'il est prévu un dispositif élévateur-culbuteur au moyen duquel le récipient 13 peut être soulevé et culbuté vers l'arrière pour vider son contenu dans le récipient de chargement ou benne d'un véhicule de transport qui suit. REVENDICBTIOaTS 1.- Procédé pour l'abattage et la transformation d'arbres, dans lequel un arbre est scié par une tète de travail C7) portée par une grue (S) > puis il est basculé à l'horizontale et maintenu ensuite en position horizontale par la tête de travail, ébranché, écimé et débité en tronçons de fût, caractérisé en ce qu'au moins au moment de l'écimage, la tête de travail 2.- Procédé selon la revendication i, caractérisé en ce que la tête de travail est maintenue au-dessus d'une surface réceptrice (23 > du dispositif de fragmentation (il), de telle sorte qu'au moins la surbille soit déchargée dans le dispositif de fragmentation (11). 3.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surbille (26) qui reste après le tronçonnage est maintenue par la tête de travail (7) en position horizontale et est introduite dans la bouche d'entrée (4) du dispositif de fragmentation (11). 4.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les produits fragmentés en gros morceaux provenant du dispositif de fragmentation (11) sont recueillis dans un récipient C13) et dirigés vers un lieu d'utilisation ultérieure, par exemple thermique 5.- Machine mobile pour l'abattage et la transformation d'arbres, comprenant une grue (3) montée pivotante sur un véhicule (1 > et munie d'une tête de travail (7) pour l'abattage, I'ébranchage, l'écimage et le tronçonnage des fûts d'arbres, caractérisée en ce qu'il est en outre disposé, sur le véhicule de travail (1), un dispositif de fragmentation ( à broyeur de bois qui fragmente en gros morceaux les produits qui y sont introduits, et en ce que la tête le travail (7 > peut être placée par rapport au dispositif de fragmentation (11A, au moyen de la grue (3?, dans une position telle que les matieres qui tombent au cours de l'ébranchage et/ou de l'écimage parviennent dans le dispositif de fragmentation. 6.- Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce que le dispositif de fragmentation comporte une surface réceptrice supérieure C23), et en ce que la tête de travail (7) peut être placée dans une position de déchargement au-dessus de la surface réceptrice (25). 7.- Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce que le dispositif de fragmentation comporte une bouche d'entrée C4), et en ce que la tête de travail (7), en position de travail horizontale, peut être placée au moyen de la grue 8.- Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'il est prévu un transporteur (15) qui, a partir du dispositif de fragmentation (11), transporte les produits fragmentés dans un récipient (13) disposé sur le véhicule de travail (1) ou attelé à celui-ci. 9.- Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce que le dispositif de fragmentation est disposé à l'extrémité avant du véhicule (1) dans la direction d'avance de travail. 10.- Machine selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisée en ce que le moteur de traction (25) du véhicule C1) sert aussi de moteur d'entraînement de la grue (S), de la tête de travail (7) > du dispositif de fragmentation (11) et/ou des moyens transporteurs (15). 11.- Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce que le dispositif de fragmentation (11) est un hacheur à tambour muni à'un disque porte-lames rotatif. 12.- Machine selon 1'une quelconque des revendications 5 à 11, caractérisée en ce qu'un transporteur de transfert (3l, 33) est adjoint au récipient (13) pour le transfert des produits fragmentés dans un véhicule d'évacuation 13.- Machine selon la revendication 7, caractérisée en ce que la bouche d'entrée C4) du dispositif de fragmentation est dirigée vers l'avant dans la direction d'avance le travail du véhicule.