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Projet WHFF : 2016.05
Auteurs : Leo Bont, Laura Ramstein, Fritz Frutig und Janine Schweier
L'essentiel en bref
L'étude a porté sur la manière dont les connaissances scientifiques de la mécanique des câbles, les développements de la télédétection et les algorithmes d'optimisation mathématique peuvent être intégrés dans un outil moderne et efficace de planification des lignes de câbles.
Les flèches et les forces calculées à l'aide de l'approche par ligne de chaîne (méthode de Zweifel) ont fourni des valeurs nettement plus précises que les résultats de la méthode de calcul largement répandue de Pestal.
Différentes méthodes de détection d'arbres isolés ont été comparées pour identifier les arbres de soutien potentiels pour les surfaces forestières sur le site de la grue à câble.
Pour une application pratique, il faut soit affiner les méthodes pour différents types de forêts, soit disposer de meilleures données de base.
Du point de vue de la pratique forestière, le plus grand défi réside dans la disponibilité des géodonnées, qui varie d'un canton à l'autre. L'acquisition de données est particulièrement longue et parfois coûteuse dans le cas d'interventions intercantonales des entrepreneurs forestiers.
Description du projet
Indépendamment du type de grue à câbles, la planification d'une ligne de câbles est un travail exigeant et fastidieux. Elle comprend essentiellement la détermination du point de départ et du point d'arrivée d'une ligne ainsi que des supports intermédiaires. Il faut s'assurer que les forces admissibles, en particulier les forces de traction du câble dans le câble porteur, ne sont pas dépassées, qu'il y a une distance suffisante entre la courbe de charge et le sol, que des arbres d'ancrage appropriés sont trouvés et que le nombre de supports intermédiaires est en même temps minimisé.
Le présent projet examine comment les connaissances scientifiques de la mécanique des câbles peuvent être associées à des données de télédétection et à des algorithmes d'optimisation mathématique. La planification des lignes de câbles doit ainsi être considérablement simplifiée, conduire à des solutions avec un nombre optimal d'étais et augmenter la sécurité du travail pour le personnel forestier.
Les résultats seront testés à l'aide d'un outil de planification des lignes de câblage basé sur les nouveaux résultats de la recherche en mécanique des câbles et intégré dans un système SIG. Le calcul des forces et de l'affaissement est effectué à l'aide d'une approche par lignes de chaîne, l'ensemble du code peut être consulté librement et les données géographiques peuvent être directement utilisées dans QGIS pour le processus de planification. L'expérience acquise avec Seilaplan permet de formuler des recommandations pour les futurs outils de planification de lignes de vie.
Conclusions
Les méthodes de calcul de Zweifel et de Pestal ont été comparées sur la base de données de mesure de deux lignes de câble. La méthode de calcul de Zweifel fournit des valeurs nettement plus précises que celle de Pestal, ce qui permet de calculer un agencement judicieux des lignes de câbles, même en cas de charges lourdes et de longues portées. Pour les grues forestières à câble à ancrage fixe des deux côtés, il est recommandé d'utiliser la méthode de Zweifel ou des méthodes similaires basées sur la ligne de chaîne, car elles représentent plus précisément la flèche et les forces de traction du câble que la méthode d'approximation de Pestal.
La réunion des nouvelles connaissances scientifiques dans un outil de planification de la ligne de câblage a été très bien accueillie par les praticiens forestiers. Les entreprises test ont apprécié la méthode de calcul plus précise de Zweifel mise en œuvre et les données plus réalistes ainsi obtenues pour la construction et l'exploitation d'une ligne de câbles. Ils ont en outre utilisé diverses données de télédétection et des couches SIG pour l'adaptation manuelle de la ligne de câblage en fonction de la situation, ce qui a été rendu possible par l'intégration de l'outil dans QGIS. Selon les praticiens forestiers impliqués, l'édition des principales données relatives à la ligne de câblage sous forme de graphique et de rapport succinct a bien pu être utilisée pour la documentation du projet de ligne de câblage selon les nouvelles directives de la CFST (Commission fédérale de coordination pour la sécurité au travail) ainsi que comme guide de construction.
Du point de vue des praticiens forestiers, le plus grand défi réside dans la disponibilité des géodonnées, qui varie selon les cantons. En particulier lorsque les entrepreneurs forestiers interviennent dans plusieurs cantons, l'obtention des données prend beaucoup de temps et est parfois coûteuse. Un accès libre au modèle numérique d'altitude et à d'autres données de télédétection dans toute la Suisse simplifierait considérablement l'ensemble du processus de planification.
En conclusion, on peut dire que des recherches supplémentaires sur les forces statiques et dynamiques dans le système de câbles et sur la détermination d'informations sur les arbres de soutien potentiels sont nécessaires et demandées par les praticiens forestiers. En tant qu'outil de planification pratique, librement disponible et extensible, Seilaplan devra continuer à être utilisé et développé à l'avenir pour des études scientifiques et des tests pratiques.
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Vous trouverez plus d'informations sur le projet sur ARAMIS.
Le projet a été soutenu par le Sourtien à la recherche Forêt et Bois en Suisse (FOBO-CH) de l'Office fédéral de l'environnement (OFEV) et la Conférence pour la forêt, la faune et le paysage (CIC).