le franchissement des cours d’eau et des … · − les arches en acier galvanisé − les tubes...

Route de Bonnencontre 21170 Charrey sur Saône 03 80 36 36 20 [email protected]

LE FRANCHISSEMENT DES COURS D’EAU ET DES

ZONES HUMIDES LORS DES EXPLOITATIONS

FORESTIERES

DANS LE PARC NATUREL REGIONAL DU MORVAN

Rapport Final

AFOCEL Chef de projet : Emmanuel CUCHET Équipe projet : Joël LAMISCARRE

Elisabeth LE NET Emmanuel CACOT Dominique RICORDEAU

PARC NATUREL REGIONAL DU MORVAN Laurent PARIS

Juillet 2004

Le franchissement des cours et des zones humides lors des exploitations forestières - PNR MORVAN - rapport final 2

SOMMAIRE

1. Rappel des objectifs ............................... .................................................................. 3

2. Travaux réalisés ................................... ..................................................................... 4

2.1 Analyse bibliographique ............................................................................................. 4

2.2 Analyse Economique.................................................................................................. 4

2.3 Fiches de synthèse..................................................................................................... 5

2.4 Mise en place de systèmes de franchissement........................................................... 5 2.4.1 Tubes PEHD à l’occasion d’Euroforest............................................................ 5 2.4.2 Démonstration dans le Parc du Morvan .......................................................... 5

Annexe I - Analyse bibliographique

Annexe II - Analyse économique

Annexe III - Articles dans le bois international et dans le journal de la mécanisation forestière

Remerciements : Ce travail est la fruit d'une réflexion collective associant les services de l'état, de la région, et les professionnels de la forêt, il s'agit en particulier de : L'Office National de Forêts, le centre Régional de la Propriété Forestière, la Direction Régionale de l'Agriculture et de la Forêt de Bourgogne, Les Directions Départementales de l'Agriculture et de la Forêt, La Direction Régionale de l'Environnement de Bourgogne, le Conseil Régional de Bourgogne, l'Agence de l'Eau Seine-Normandie, le Centre d'Information et de Promotion des Exploitants Forestiers, les Entreprises de travaux forestiers en particulier les sociétés Coron-Naudet, Bongard-Bazot, Augoyard, et le Parc naturel régional du Morvan. Il a été financé directement ou indirectement par : L'Agence de l'Eau Seine-Normandie, la Direction Régionale de l'Environnement de Bourgogne, Le Conseil Régional de Bourgogne, le Conseil Général de la Nièvre.


1. Rappel des objectifs Enoncé : Proposer des méthodes de franchissement réalistes, faciles à mettre en œuvre et adaptées aux conditions locales du Parc Naturel Régional du Morvan (PNRM) pour limiter l’impact des travaux forestiers, notamment du débardage des bois issus des coupes, sur la qualité des rivières du Morvan et sur la faune sensible qui y habite. �� Objectifs techniques

� Tester la technique de franchissement des cours d’eau avec buses en Poly-Ethylène Haute Densité dans différents profils de cours d’eau.

� Réaliser une étude économique sur la problématique de l’exploitation forestière en bordure de cours d’eau.

�� Objectifs stratégiques

� Quantifier le retour sur investissement des méthodes de franchissement des cours d’eau.

� Proposer des solutions réalistes dans le cadre de la problématique du Morvan.


2. Travaux réalisés

2.1 Analyse bibliographique L’analyse bibliographique (Annexe I) réalisée par Joël LAMISCARRE avec le soutien d’Emmanuel CACOT et de Dominique RICORDEAU a été présentée au comité de pilotage le 9 avril 2003. Les points abordés sont les suivants : Les différents procédés de franchissement recensés sont les suivants : � Les supports d’écoulement de l’eau

− Les buses rigides en béton armé − Les buses en acier galvanisé − Les arches en acier galvanisé − Les tubes en polyéthylène haute densité

� Les structures permettant d’enjamber le cours d'eau − Le pont métallique démontable − Le pont de bois − Le pont amovible en Polyéthylène − Les rampes métalliques − Les rampes en bois

� Les matériels destinés à augmenter la portance des engins − Le tapis grillagé − Les géogrilles − Les géotextiles − Les caillebotis de bois − Les tapis métalliques − Les tapis de pneus − Le système Allemand ECO-MATTE

2.2 Analyse Economique L’analyse économique (Annexe II) réalisée par Joël LAMISCARRE avec le soutien d’Elisabeth LE-NET et d’Emmanuel CUCHET a été présentée au comité de pilotage le 14 mai 2003. Sur la base de 3 scénarios, 5 systèmes de franchissement sont analysés : � MODÈLE ÉCONOMIQUE

� Trois scénarios de franchissement de cours d’eau

� Modélisation du revenu de l’exploitant

� Postes de dépenses par scénario testé � LES TECHNIQUES DE FRANCHISSEMENT ADAPTÉES

� Les tubes en Polyéthylène Haute Densité (PEHD) − Caractéristiques techniques − Matériels équivalents − Expériences menées avec l’AFOCEL − Expérience de l’Office National des Forêts − Conseils de mise en place


− Choix du matériel − Analyse économique

� Le pont amovible en Polyéthylène Haute Densité (arches en plastiques) − Caractéristiques techniques − Conseils de mise en place − Analyse économique

� La technique du pont de bois − Caractéristiques techniques − Conseils de mise en place − Analyse économique

� Les rampes métalliques − Caractéristiques techniques − Conseils de mise en place − Analyse économique

� Le système allemand ECO-MATTE − Caractéristiques techniques − Conseils de mise en place − Analyse économique

� COMPARAISON DES SCÉNARIOS

− Part des coûts de fonctionnement − Comparaison avec le scénario « DETOUR » − Comparaison avec le scénario « SAUVAGE »

2.3 Fiches de synthèse A partir de ces éléments fournis par l’AFOCEL dans le cadre du projet, le Parc du Morvan a prévu de publier un document de synthèse. Une plaquette à destination des professionnels et des propriétaires forestiers sera élaborée avec le CRPF.

2.4 Mise en place de systèmes de franchissement Deux démonstrations de franchissement de cours d’eau se sont déroulées en relation avec l’AFOCEL :

2.4.1 Tubes PEHD à l’occasion d’Euroforest Pendant la foire forestière d’Euroforest, près de Macon, du 13 au 15 juin 2003, le Parc du Morvan, le CIPREF et l’AFOCEL ont installé un dispositif de franchissement de cours d’eau dans un fossé sur le site de la foire, à l’aide de billons et de tubes PEHD.

2.4.2 Démonstrat ion dans le Parc naturel régional du Morvan Le 17 octobre, une démonstration a été réalisée à Saint Brisson, en forêt domaniale de Breuil-Chenue (voir Bois International du 22 novembre 2003, page 15 et 16 – Annexe III). Elle a rassemblé 80 personnes. Deux types de techniques ont été expliqués : la passerelle métallique, construite sur un plan de l’AFOCEL (F MARTINEZ - NT SU6/96) par une entreprise du Morvan, et le pont de billons dans lequel on insère des tubes PEHD.


Site choisi

Passage réalisé

Utilisation de la passerelle métallique Montage et démontage dans un fossé


ANNEXES Annexe 1 : Synthèse bibliographique Annexe 2 : Analyse économique Annexe 3 : Articles dans le Bois International et du Journal de la

mécanisation forestière

Les Méthodes de Franchissement– Synthèse bibliographique ANNEXE I -1

Annexe I - Synthèse bibliographique

LES METHODES DE FRANCHISSEMENT

DES COURS D’EAU ET ZONES HUMIDES.

Synthèse bibliographique des techniques expérimenté es

en France, en Europe et en Amérique du Nord

Chef de projet : Emmanuel CUCHET Équipe projet : Joël LAMISCARRE

Avril 2003

Annexe I – Synthèse Bibliographique

Les Méthodes de Franchissement des cours d’eau et des zones humides– Synthèse bibliographique ANNEXE I- 2

SOMMAIRE

1. Introduction.................................... .........................................................Annexe I – 3

2. Recensement des différents procédés de franchiss ement ................Annexe I – 4

2.1 Les supports d’écoulement....................................................................... AnnexeI – 4 2.1.1 Les buses rigides en béton armé................................................... Annexe I – 4 2.1.2 Les buses en acier galvanisé ........................................................ Annexe I – 5 2.1.3 Les arches en acier galvanisé ....................................................... Annexe I – 5 2.1.4 Les tubes en polyéthylène haute densité....................................... Annexe I – 6

3. Les structures permettant d’enjamber les cours d ’eau ......................Annexe I – 9

3.1 Le pont métallique démontable................................................................. Annexe I – 9

3.2 Le pont de bois....................................................................................... Annexe I – 10

3.3 Le pont amovible en Polyéthylène .......................................................... Annexe I – 10

3.4 Les rampes métalliques.......................................................................... Annexe I – 11

3.5 Les rampes en bois ................................................................................ Annexe I – 12

4. Les matériels destinés à augmenter la portance d es engins ...........Annexe I – 14

4.1 Le tapis grillagé ...................................................................................... Annexe I – 14

4.2 Les géogrilles ......................................................................................... Annexe I – 14

4.3 Les géotextiles ....................................................................................... Annexe I – 15

4.4 Les caillebotis de bois ............................................................................ Annexe I – 15

4.5 Les tapis métalliques .............................................................................. Annexe I – 16

4.6 Les tapis de pneus ................................................................................. Annexe I – 16

4.7 Le système Allemand Eco-Matte ............................................................ Annexe I – 17

5. Conclusion ...................................... ......................................................Annexe I – 18



1. Introduction La prise en compte effective des contraintes liées à la loi sur l’eau (n°92-3 du 3 Janvier 1992) d’une manière générale et aux zones à statut spécial (Parc National Régional du Morvan dans ce cas) se traduit par une vigilance accrue des partenaires professionnels. Le franchissement des cours d’eau, petits ou grands, ainsi que leur dégradation d’une manière générale, est une source de conflits entre les exploitants forestiers et les personnes chargées de faire respecter la réglementation. Face à ces acteurs de plus en plus soucieux de la préservation de l’environnement, les exploitants forestiers ont parfois du mal à concilier cette réglementation avec les impératifs techniques et économiques inhérents à leurs activités, en particulier lors du débardage. Cette synthèse bibliographique vise à donner aux lecteurs un panorama le plus exhaustif possible des techniques expérimentées en France, en Europe et en Amérique du Nord. Nous nous attacherons cependant, dans le texte, à mettre en évidence les moyens de franchissement de zones humides réalistes, faciles à mettre en œuvre et adaptés aux conditions locales du Parc Naturel Régional du Morvan pour limiter l’impact des travaux forestiers, notamment du débardage des bois issus des coupes, sur la qualité des rivières du Morvan et sur la faune et la flore sensibles qui y habitent.



2. Recensement des différents procédés de franchiss ement Les problèmes de franchissement dépassent le cadre strict des ruisseaux bien individualisés. Dans beaucoup de cas, un réseau de petits filets d’eau forme une zone mouilleuse délicate à traverser par les engins forestiers. Nous avons donc jugé utile d’inclure dans la bibliographie les systèmes créés pour le passage de terrains humides instables.

Les solutions techniques utilisées dans le cadre de franchissement de cours d’eau et de zones humides se divisent en trois grands groupes :

• Les systèmes de buses, arches ou tuyaux • Les ponts, passerelles ou rampes • Les « tapis » constitués de matériaux portants

Les systèmes de buses et de ponts concernent des cours d’eau bien différenciés alors que les « tapis » sont utilisés principalement pour le franchissement de zones mouilleuses.

Pour ne pas partir tout azimut, l'exploration s'est faite plus particulièrement en direction des matériels légers et réutilisables, cependant nous avons recensé des systèmes habituellement installés de manière définitive que l'on pourrait envisager de rendre provisoires et amovibles.

Chacune des solutions présentées s'intègre dans un contexte particulier lié aux entreprises d'exploitation forestière du pays. Ces techniques ne sont pas toujours transposables en l'état. L'idée est plus de s'inspirer de ces procédés et de les adapter par quelques modifications aux conditions qui sont les nôtres. Dans le même registre, les prix mentionnés sont ceux que l'organisme indique ; ils peuvent donc varier considérablement d'une situation à l'autre et, à ce titre, ne représentent qu'un ordre de grandeur (en général, le prix indiqué comprend le coût de montage in situ pour les systèmes de franchissement démontables).

2.1 Les supports d’écoulement de l’eau

2.1.1 Les buses rigides en béton armé

Elles constituent l’un des aménagements les plus répandus pour le franchissement des cours d'eau. L’installation de buses en béton nécessite l’utilisation de moyens de manutention et de terrassement que ne possèdent pas les engins forestiers. La mise en place d’un tel système est donc liée à la « rentabilité » du chantier, sous-entendu, l’investissement relatif à l’équipement d’une buse ne se fera qu’à la condition que l’exploitant ou l’entrepreneur chargé de la vidange des bois ne soit assuré d’un volume minimum de bois à sortir. Cet investissement peut être, en partie, pris en charge par le propriétaire forestier.

Dans le cas de buses en béton, l’ouvrage repose sur un lit stable de sable ou de gravier et est généralement recouvert d’une couche de remblais bien tassé. L’épaisseur des remblais dépend de la charge à supporter, ce qui suppose de connaître le type de matériel qui sera amené à rouler sur l’ouvrage afin de calibrer le terrassement en conséquence (on considère que la couche de remblais ne doit pas être inférieure au cinquième du diamètre de la buse).



Un ouvrage d’art réalisé à l’aide d’une buse béton (photographie AFOCEL)

Nous trouvons sur le marché des modèles de buse en béton armé de diamètre, épaisseur et forme divers. Le type de buse est adapté en fonction de la charge de l'engin qui utilise l'ouvrage.

L’utilisation de buses à section carrée permet d’avoir une stabilité plus importante et dans les cas de cours d’eau assez larges, il est préférable d’avoir recours à plusieurs pièces de petit diamètre côte à côte plutôt qu’une seule buse de grosse section. Néanmoins, dans ce cas, le sous dimensionnement des éléments peut rendre problématique, voir impossible, le franchissement par les poissons.

La fragilité des buses béton et leur poids sont les deux inconvénients majeurs auxquels il faut rajouter le problème de perturbation du ruisseau lors de l’évacuation des gravats. Ces caractéristiques font de l’utilisation des buses béton un procédé utilisé uniquement en installation fixe.

La mise en place de celles-ci nécessite généralement un léger reprofilage du cours d’eau et impose d’être autorisée dans le cadre d’une procédure de déclaration ou d’autorisation.

2.1.2 Les buses en acier galvanisé

Ces équipements possèdent une certaine flexibilité que n’ont pas les buses en béton. De plus, leur mise en place nécessite impérativement un fond stable, homogène et dépourvu de points durs. Ces conditions imposent donc la mise en place d’un matelas de quelques dizaines de centimètres de sable ou de sol fin préalablement compacté sur lequel repose l’ouvrage.

Ces buses sont faites de taule ondulée en acier galvanisé pour éviter la corrosion. Elles peuvent être boulonnées entre elles pour obtenir une largeur de passage plus importante et la flexibilité longitudinale permet leur adaptation aux lits des cours d'eau sinueux. Le poids de ces buses est nettement inférieur à celui des précédentes ce qui leur confère un avantage sur le plan de la manutention et du transport. En contrepartie, le recours à ce type de buse nécessite un remblai soigneusement disposé, bien compacté et plus épais. Là encore, ce système n’est utilisé qu’en moyen de franchissement pérenne. Leur utilisation impose les mêmes précautions réglementaires que précédemment et pose les mêmes questions quant à la franchissabilité par les poissons.



2.1.3 Les arches en acier galvanisé

L’arche est en fait une demi-buse métallique que l’on dispose au-dessus du lit du cours d'eau en appui sur chaque berge. Les caractéristiques de couverture sont les mêmes que pour le système de buses en acier galvanisé, cependant il est nécessaire, dans le cas d’utilisation du système d’arche, de réaliser des assises en béton grâce auxquelles les bords de l’ouvrage reposent sur le sol. Les fondations en béton des semelles d’appui donnent à ce procédé de franchissement un caractère fixe qui le sort du champ d’investigation pour des systèmes non pérennes. Elles ont l’avantage de ne pas créer d’obstacles à la migration piscicole.

Ouvrage de franchissement à l’aide d’une arche en acier (document FERIC)

Il existe cependant des systèmes d’arche en tôle galvanisée dont la mise en place ne nécessite pas d’assise en béton. Il s’agit de pont mini-portée qui s’adapte à tout type de petit cours d’eau dès lors que le fond est suffisamment stable.

2.1.4 Les tubes en polyéthylène haute densité

Les premiers essais ont été réalisés avec des tuyaux longs de 4 m, de faible diamètre et rassemblés par paquets de 6 à 8 à l’aide d’un câble. Le poids de l’ensemble n'excède pas 150 kg, il est possible de manipuler chaque « fagot » de tuyaux à l’aide d’un engin de débardage. En fonction du cours d'eau à traverser, on dépose, sur une couche géotextile épousant le profil du ruisseau, le nombre de paquets de tubes jusqu'à dépasser le niveau de l’eau puis pour uniformiser la surface de roulement, on peut y ajouter une couche de

Ponts mini-portée en acier (distribué par Armtec)



branchages. En conditions d’exploitation forestière extrêmes, les tuyaux peuvent être stabilisés avec de la neige.

Schémas du système canadien d’utilisation des tubes polyéthylène (source FERIC-1999)

Conditions d’utilisation des tubes polyéthylène en France (photographies AFOCEL)



Utilisation des tubes polyéthylène en conditions extrêmes (source FERIC)

Le polyéthylène haute densité se révèle être très résistant. En cas de déformation, il reprend rapidement sa conformation initiale ce qui permet de l’utiliser quelle que soit la nature du lit du cours d'eau.

L’énorme avantage de ce système par rapport aux précédents réside dans la solidité des tuyaux qui peuvent recevoir directement la charge d’un engin forestier sans couches de remblais tampon. La légèreté est l’autre atout de ces tubes polyéthylène, ce qui en fait une solution très intéressante pour un procédé temporaire et réutilisable de franchissement.

Le tapis de tubes polyéthylène peut être aussi utilisé dans le cas de franchissement de zones humides. Les paquets sont étalés les uns derrière les autres et servent de surface portante pour les engins.

Après avoir passé en revue les systèmes de franchissement grâce à la mise en place de supports d’écoulement, voyons les procédés qui font appel à des structures permettant d’enjamber le cours d'eau. Ces derniers ont l’avantage de ne pas perturber l’écosystème aquatique et particulièrement les zones de frayère et d’alimentation des poissons. En revanche, ils nécessitent d’avoir des berges stables et solides pour l’assise des ouvrages de traversée.



3. Les structures permettant d’enjamber le cours d' eau

3.1 Le pont métallique démontable

Un premier système a été étudié par FERIC (Forest Engineering Research Institute of Canada) mais il était destiné à supporter uniquement des véhicules légers ne dépassant pas 3,5 tonnes.

Un autre modèle de pont métallique constitué d’une structure en poutrelles d’acier recouverte d’un caillebotis de plaques métalliques a été imaginé et conçu de manière théorique par les services de l’AFOCEL (F. MARTINEZ - NT SU6/96).

L’ossature métallique est composée de poutrelles en U (IPE) reliées par des traverses ; le tout pouvant être démonté. Le squelette métallique est recouvert de 2 rampes d’acier constituées de plaques de 2 m de long et 1 m de large boulonnées à l’ensemble. Cette installation aurait une portée de 6 m et une largeur de 3 m. Pour des commodités de passage, les extrémités du pont sont biseautées.

Cet ouvrage a été conçu pour résister à des charges de 20 T qui représentent un poids assez élevé pour du matériel forestier en charge dans nos systèmes d’exploitation. Initialement, ce système a été conçu pour du débardage par porteur et à ce titre ne comporte que deux rampes pour le passage des trains de pneus. L’utilisation pour des skidder demanderait une modification du caillebotis pour qu’il puisse recouvrir l’ensemble de l’ouvrage.

Croquis du pont métallique imaginé par l’AFOCEL

Les différents éléments du pont ne pesant pas plus d’une tonne chacun, il est possible de les acheminer et les manipuler à l’aide d’une grue de porteur. Le coût de cette installation est évalué à 4 300 €uros pose comprise.



3.2 Le pont de bois

Au travers de la bibliographie, les seules études concernant l’utilisation de ponts de bois traitent d’ouvrages installés définitivement.

Les photos ci-dessous montrent l’installation d’un pont de bois formé de rondins prélevés sur la coupe. L’ensemble est maintenu par une chaîne qui évite la désagrégation de l’ensemble constitué.

Pont de rondins testé lors d’une démonstration de l’AFOCEL (photographies AFOCEL)

3.3 Le pont amovible en Polyéthylène

Il est conçu pour les traversées temporaires de cours d’eau sans les affecter. Grâce à sa légèreté et ses attaches, ce pont s’installe avec une abatteuse au-dessus du cours d’eau et on le recouvre de 8 à 10 m3 de billons de bois.

Ce pont amovible en Polyéthylène haute densité mesure 6 mètres pour un poids total de 317 Kg (document commercial de Soleno).



3.4 Les rampes métalliques

Le premier des deux systèmes recensés est constitué d’un assemblage de poutres-caissons métalliques reliées par des traverses et terminées en chaque extrémité par une rampe d'accès reposant sur une bille de butée. La largeur de chaque chemin de roulement ainsi constitué est de 80 cm ; ces derniers possèdent des garde-fous extérieurs pour empêcher les roues de sortir de l’axe du pont. Chaque rampe pèse environ 700 kg et les billes de butée, 400 kg chacune, ce qui permet leur manipulation par un grappin de porteur.

Croquis du premier système de rampes métalliques (document FERIC)

L’absence de caillebotis sur les chemins de roulement peut entraîner une certaine dégradation du cours d'eau si les blocs de terre accumulés entre les crampons des pneus se détachent et tombent au-dessus du lit du ruisseau. Pour remédier à cela, l’accumulation de branchages aux abords du pont peut permettre de « curer » les boues accumulées par les pneus de l’engin.

La pression due au poids de l’ouvrage et la charge de l’engin est exercée sur les billes de butée de surface portante assez faible. Il est par conséquent indispensable de les asseoir sur un substrat solide et portant. On pourrait envisager de remplacer les billes de butée par des billons de bois.

Le deuxième système est constitué de 2 rampes métalliques pleines de 2,3 T chacune. Un tel poids rend leur utilisation difficile dans les conditions habituelles d'exploitation forestière. En effet, la manipulation ne peut être effectuée par un seul porteur forestier ce qui implique la présence d'un engin spécialisé et donc des coûts supplémentaires.

Les rampes métalliques sont composées de 2 poutres en H (IPN) recouvertes d’une plaque d’acier soudée à la manière d’un tapis roulant.



Les rampes métalliques pleines (photographies de American Pulpwood Association)

Ce procédé de rampes pleines a une double utilisation : pour le franchissement des cours d'eau et pour la traversée des zones très peu porteuses.

A titre indicatif, l’investissement de 2 rampes représente un montant de 6 100 Euros.

3.5 Les rampes en bois Deux solutions sont recensées ici.

La première propose un système constitué de 2 modules indépendants de 1,80 m de large chacun qui, assemblés, forment une plate-forme utilisable par skidder ou porteur. Les longerons de bois dur possèdent la longueur désirée. Ils sont accolés, sans espace intermédiaire, et assemblés par des barres métalliques traversant l’ensemble de part en part dans la largeur. On peut prévoir des garde-fous latéraux pour canaliser l’engin.

Le premier système des rampes de bois (photographie de American Pulpwood Association)

Un système de poutrelles métalliques IPE perforées aux deux extrémités rend la manipulation des éléments de franchissement possible aussi bien à l’aide de porteur que de skidder en amarrant un câble au niveau des oeillets.

Chaque élément de 6 m de long et de 1,80 m de large représente un coût approximatif de 1 500 Euros.

Le poids des modules constituant le pont nécessite un transport sur le chantier en les traînant à la manière du débusquage de grumes. Leur positionnement au-dessus du lit du cours d’eau impose que l’engin de débardage traverse par deux fois dans le lit du ruisseau entraînant, par là-même, un effet contraire à celui escompté.



Le deuxième système a été initié dans le cadre d’un concours d’idée organisé par le Department of Forestry and Wildlife Managment de l’Université du Massachusetts. Une vingtaine d’exploitants forestiers se sont rassemblés pour imaginer et concevoir un système de rampes de bois amovibles pour le franchissement des cours d’eau.

Les rampes sont constituées d'un assemblage de 2 longerons extérieurs de bois dur et de plusieurs longerons centraux résineux (pour diminuer le poids de l’ensemble). Le tout est assemblé à l’aide de barres métalliques transversales. L’alternance de longerons de hauteur différente rend l’adhérence de l’engin sur les rampes plus efficace et permet la préhension par un grappin plus facile.

Croquis du deuxième système des rampes en bois

Les rampes sont terminées en biseau (face supérieure > face inférieure) afin d’augmenter leur stabilité sur les berges. Ceci peut poser quelques problèmes lorsque l’engin butte sur l’extrémité des chemins de roulement. 30 cm de chaînes fixées à chaque coin des 2 rampes permettent de maintenir les deux éléments du pont ensemble.

Les deux rampes représentent un coût moyen de 686 €uros.

Le dernier type de solution pour la traversée des cours d’eau ou zones humides se compose d’éléments qui, disposés sur le sol, augmentent la portance des engins et protègent le sol des phénomènes de dégradation par scalpage. La plupart de ces systèmes ne peut être utilisée par des engins qui traînent le bois.



4. Les matériels destinés à augmenter la portance d es engins

4.1 Le tapis grillagé

Lors du passage d'un engin dans le lit d'un cours d'eau, la mise en mouvement et le déplacement d'éléments (sables, boues, graviers) peut avoir des conséquences néfastes sur le milieu aquatique comme la destruction des frayères.

Pour éviter de telles perturbations, il est possible de déposer sur un géotextile quelconque ou sur une succession de tuyaux en PVC une bande grillagée. Ce système permet une légère répartition de la charge de l'engin sur une surface plus grande mais l'intérêt majeur reste l'isolation entre le sol et les éléments de traction afin d'éviter l'arrachement de portions de sol superficielles.

Le système de tapis grillagé

L'armée française utilise de manière régulière ces grillages pour le passage de ses engins lourds en zone dunaire. Récemment, un test de traversée de tourbière a été réalisé par une unité du génie d’Angers à l'aide de 2 bandes grillagées. La charge des engins a provoqué un gondolement du taillis métallique au niveau des trains de pneus les rendant totalement impropres à un éventuel réenroulement. Cet essai est démonstratif du manque de portance de ce type de matériel en zone humide instable.

En définitive, le tapis grillagé a plus un rôle d'isolant entre le sol et l'engin qu'une véritable fonction portante.

4.2 Les géogrilles

Ce matériau, réalisé à base mailles (20 x 20 mm2) de polyester et PVC thermosoudées entre elles, s'apparente à un grillage plastique. Il est principalement utilisé pour la confection de pistes forestières : la grille est ancrée au sol à l'aide de tiges métalliques et recouverte d'une épaisseur de 5 à 10 cm de matériau tout venant.

L'adaptation à un usage temporaire et renouvelable impose de récupérer la géogrille et donc d'éviter le rajout de matériau. Cette méthode est employée par les services forestiers et les pompiers de Charente-Maritime sur les dunes littorales. Il serait possible d'envisager le



même système sur zone mouilleuse mais il est impératif d'assurer une bonne fixation de la grille au sol, faute de quoi l'engin risque de patiner et de faire fondre les mailles plastiques.

On peut imaginer une fixation par des cavaliers réalisés à partir de chutes de fer à béton si un horizon relativement compact se trouve proche de la surface. Une autre solution consiste à fixer la géogrille à l'aide de câbles à la base des arbres bordant la zone de passage de l'engin. Si une bonne fixation de la grille est assurée, celle-ci est prévue pour supporter des charges pouvant aller jusqu'à 20 tonnes. Le problème réside probablement dans la récupération du matériel et la réutilisation de celui-ci.

Plusieurs types de géogrilles sont disponibles sur le marché suivant le degré de résistance à la charge que l'on souhaite. Le coût de ce matériau, commercialisé en rouleaux de 3.70 x 200 m, est de l'ordre de 5 Euros/m2.

4.3 Les géotextiles

Il n'existe pas à l'heure actuelle de géotextiles suffisamment solides pour résister aux contraintes exercées par les pneus des engins forestiers. De plus, la texture souple de ces matériaux n'augmente pas la portance du sol, ce qui ne résout en rien les problèmes d'orniérage et d'enlisement. En revanche, ces bâches textiles peuvent être utilisées en complément d'autres systèmes comme isolant entre le sol et ces derniers.

4.4 Les caillebotis de bois

La réalisation d'un caillebotis résulte de la juxtaposition de traverses de bois reliées par 2 câbles d'acier traversant l'ensemble des pièces de bois dans leur épaisseur. Selon les systèmes, les traverses peuvent être jointives ou non. Le fait de maintenir un certain espace entre les traverses permet d'enrouler l'ensemble du caillebotis.

Exemples de caillebotis de bois

On recommande comme dimension minimum pour les traverses une section de 10 x 10 cm et une longueur de 3 m. Le diamètre des câbles ne doit pas descendre en dessous de 5 mm. A l'extrémité de chaque caillebotis, les câbles se terminent en boucle pour faciliter leur préhension et leur transport.

La présentation dans la littérature du principe de caillebotis ne mentionne pas d'essais effectués avec ce matériel.



4.5 Les tapis métalliques

Ils sont utilisés par les armées françaises et allemandes pour le passage de leurs engins en zones instables. Ces tapis de 40 m de long sont constitués d'un assemblage de 900 plaques hexagonales d'aluminium articulées les unes par rapport aux autres et leur pose peut se faire soit à l'aide d'un camion dérouleur soit à la main en crochetant chaque plaque. Le système semble donner entière satisfaction aux utilisateurs hormis le fait que les plaques se tordent facilement lorsque le tapis recouvre un obstacle (type souche, ce qui est plutôt délicat dans le cadre de chantiers forestiers). La fragilité des plaques, qui s'explique par la nécessité qu'elles soient légères, est un inconvénient majeur pour l'utilisation en forêt sachant que chaque plaque coûte environ 107 Euros.

4.6 Les tapis de pneus

Nous désignons en ces termes des matelas constitués de tranches circulaires de pneus usagés qui se chevauchent et assemblés à l'aide de câbles métalliques (cf. photo). Chaque matelas, correspondant au passage d'une roue, comprend 2 alignements de flancs de pneus.

Tapis de pneus utilisés aux U.S.A

Pour une surface par matelas de 1.6 m x 6 m et un poids de 570 kg, le prix de revient unitaire est approximativement de 244 Euros.

La solidité, l'adaptation aux terrains chaotiques et le faible poids font de cette technique une solution intéressante pour le franchissement de zones humides, bien que leur récupération après exploitation risque d’être difficile.



4.7 Le système Allemand ECO-MATTE Le système Allemand ECO-MATTE permet de créer un tapis de rondins assurant le passage des engins forestiers sans causer de dégâts au sol. Comme le montre la photo ci-dessous, les anneaux sont munis de crochets qui permettent par emboîtage de créer une chaîne uniforme d’anneaux. Les boisages latéraux pris dans les anneaux ECO-MATTE deviennent solidaires et forment un tapis uniforme. Ce dernier limite l’enfoncement des rondins après le passage des engins et assure donc la protection du sol.

Les rondins sont glissés dans les « anneaux » ECO-MATTE qui s’emboîtent entre eux.

(document publicitaire ECO-MATTE)

L’utilisation de ce procédé nécessite des rondins de diamètre compatible avec la boucle des anneaux ECO-MATTE. Rien n’est dit sur la déformation éventuelle des agrafes sous le poids des engins.



5. Conclusion A la lumière de ce document, les systèmes de franchissement des cours d’eau sont nombreux et variés. Leur mise en place se révèle plus ou moins aisée selon les cas. Leur coût d’investissement varie dans une large fourchette comme le montre le tableau ci-dessous :

Systèmes Prix indicatif Buses rigides en béton armé NC Buses en acier galvanisé NC Arches en acier galvanisé NC

Procédés de franchissement

Tubes en Polyéthylène Haute Densité 520 € Pont métallique démontable 4300 € Pont de bois 200 € Pont amovible en Polyéthylène Haute Densité 1440 € Rampes métalliques 6100 €

Structures permettant d’enjamber le cours d’eau

Rampes en bois 3000 € Tapis grillagé NC Géogrilles 3700 € Géotextiles 2 €/m² Caillebotis de bois NC Tapis métalliques (longueur : 40 m) 96300 € Tapis de pneus 244 €

Matériels destinés à augmenter la portance

des engins

Système ECO-MATTE NC NC : non communiqué Depuis 1997, l’AFOCEL consciente de la nécessité de développer une exploitation forestière en accord avec les contraintes environnementales, s’est penchée sur les aspects de franchissement des cours d’eau en adoptant la solution des tuyaux Polyéthylène Haute Densité (PEHD). La justification de ce choix se retrouve au sein de nombreuses publications AFOCEL (Cf Annexes) appuyées par des articles de la presse forestière spécialisée. Cependant, la caractérisation des zones humides revêt différents aspects, du ruisseau clairement identifié à des zones dans lesquelles l’écoulement de l’eau est diffus. Pour faire face à cette variabilité, ce document a pour mission de donner aux lecteurs une vision globale sur les moyens dont ils disposent pour le franchissement de ces zones.



ANNEXES

� Fiches Informations Forêt : 1997 - n°556 : « Le fr anchissement des petits cours d’eau et la

protection de l’environnement ». � Fiches Informations Forêt : 2002 - n°644 : Le fran chissement temporaire des cours

d’eau ». � Journal de la Mécanisation Forestière n°14 – Juill et-Août 2001 : « Exploitation et

préservation des cours d’eau ».



BIBLIOGRAPHIE

ARMTEC, 2004 « Mini Span bridge. Fast, economical short span bridges » plaquette publicitaire, 4 p BATES COURS D'EAU., 1995 « Portable wood skidder bridges for temporary stream crossings » Technical release 95-R-13 of American Pulpwood Association Inc., 2 p.

BLINN C., DAHLMAN RENDEMENT., HILSOP L. « Temporary stream and wetland crossings : A review of some of the options and reported impacts » Report, 5 p. BRADLEY A., KRAG R.K., 1990 « Conception des travées pour la construction de ponts temporaires en longerons de bois ronds en Ontario » Rapport spécial de FERIC RS-64, 21 p CTGREF, 1972 « Equipement routier des forêts. Conception générale des petits ouvrages d’art » Note technique n° 22, p.66-73 ECO-MATTE, 1987 « Le système Allemand ECO-MATTE de franchissement de zones humides ». FERIC, 1999 (doc Ecacot) Rapport spécial : « Aménagement d’ouvrages temporaires pour traverser les cours d’eau dans les chemins d’hiver du Québec ». FORESTIERES LA ROCHETTE, 1996 « Les exploitants forestiers respectueux des ressources en eau et de la vie aquatique » Plaquette d’information, 6 p. FORTRAC « Mise en oeuvre de géogrilles FORTRAC » Plaquette publicitaire, 2 p. HASSLER COURS D'EAU., WOLCOTT M., 1990 « Modular timber bridge for temporary stream crossings » Technical release 90-R-61 of American Pulpwood Association Inc., 2 p. JAMIESON S., 1996 « A little culvert, a lot of thinking » Extract of Canadian Forest Industries’paper, p. 8-14 KITTREDGE D., 1998 « Brochure presents superior skidder bridge design ideas » Technical release 98-R-18 of American Pulpwood Association Inc., 1 p. LEGERE G., 1997 « Traversée temporaire de cours d’eau à l’aide de paquets de tuyaux en polyéthylène »



Communiqué technique FERIC, 2 p. MAKKONEN I., 1991 « Pont transportable pour le passage de porteurs forestiers » Communiqué technique FERIC, 2 p. MARTINEZ F., BERGE P., 1996 « Franchissement des cours d’eau de largeur inférieure à 4 m » Note technique AFOCEL/ARMEF SU 6-96, 11 p. MILAUSKAS S., 1988 « Low-water stream crossing options for southern haul roads » SJAF 12, p. 11-15 MOSCHUK D., LESPERANCE Y., 1992 « Arches en acier galvanisé pour franchir les cours d’eau » Communiqué technique FERIC, 2 p. PERINOT C., MARTINEZ F., MARIEN JN., 1997 « Le franchissement des petits cours d’eau et la protection de l’environnement » Fiche Informations-Forêt AFOCEL n° 556, 6 p. SARL RIVIERE-ENVIRONNEMENT, 1995 « Exploitation forestière et protection des cours d’eau » Document des journées d’information SEBSO, 14 productivité. SOLENO, 2001 « Pont amovible en Polyéthylène haute densité ». TERRAMAT « Lighter duty mat for tracked equipment and heavy trucks » Plaquette publicitaire, 2 p. TEXEL « La nouvelle génération des renforts synthétiques » Plaquette publicitaire, 8 p. WEATHERFORD M., 1996 « Mead’s portable skidder bridge » Technical release 96-R-41 of American Pulpwood Association Inc., 2 p.

Les méthodes de franchissement des cours d’eau – analyse économique ANNEXE II -1

Annexe II - Analyse économique

LES METHODES DE FRANCHISSEMENT

DES COURS D’EAU ET DES ZONES HUMIDES DANS LE

PARC NATUREL REGIONAL DU MORVAN

AFOCEL Chef de projet : Emmanuel CUCHET Équipe projet : Joël LAMISCARRE

Elisabeth LE-NET

PARC NATUREL REGIONAL DU MORVAN Laurent PARIS

Mai 2004

Annexe II – Analyse économique

Les méthodes de franchissement des cours d’eau – analyse économique ANNEXE II- 2



SOMMAIRE

1. INTRODUCTION..................................................................................... Annexe II – 3

2. MODÈLE ÉCONOMIQUE....................................................................... Annexe II – 5

2.1 Trois scénarios de franchissement de cours d’eau .................................. Annexe II – 5

2.2 Modélisation du revenu de l’exploitant ..................................................... Annexe II – 5

2.3 Postes de dépenses par scénario testé................................................... Annexe II – 6

3. LES TECHNIQUES DE FRANCHISSEMENT ADAPTÉES....... ........... Annexe II – 10

3.1 Les tubes en Polyéthylène Haute Densité (PEHD) ................................ Annexe II – 10 3.1.1 Caractéristiques techniques ....................................................... Annexe II – 10 3.1.2 Matériels équivalents ................................................................. Annexe II – 11 3.1.3 Expériences menées avec l’AFOCEL......................................... Annexe II – 11 3.1.4 Expérience de l’Office National des Forêts ................................ Annexe II – 14 3.1.5 Expériences menées avec le PNR du Morvan ............................Annexe II --15 3.1.5 Conseils de mise en place ......................................................... Annexe II – 15 3.1.6 Choix du matériel ....................................................................... Annexe II – 17 3.1.7 Analyse économique.................................................................. Annexe II – 17

3.2 Le pont amovible en Polyéthylène Haute Densité (arches en plastiques)Annexe II – 17 3.2.1 Caractéristiques techniques ....................................................... Annexe II – 18 3.2.2 Conseils de mise en place ......................................................... Annexe II – 18 3.2.3 Analyse économique.................................................................. Annexe II – 18

3.3 La technique du pont de bois................................................................. Annexe II – 20 3.3.1 Caractéristiques techniques ....................................................... Annexe II – 20 3.3.2 Conseils de mise en place ......................................................... Annexe II – 21 3.3.3 Analyse économique.................................................................. Annexe II – 21

3.4 Les rampes métalliques......................................................................... Annexe II – 22 3.4.1 Caractéristiques techniques ....................................................... Annexe II – 22 3.4.2 Conseils de mise en place ......................................................... Annexe II – 22 3.4.3 Analyse économique.................................................................. Annexe II – 23

3.5 Le système allemand ECO-MATTE....................................................... Annexe II – 23 3.5.1 Caractéristiques techniques ....................................................... Annexe II – 23 3.5.2 Conseils de mise en place ......................................................... Annexe II – 24 3.5.3 Analyse économique.................................................................. Annexe II – 24

4. COMPARAISON DES SCÉNARIOS ....................... ............................. Annexe II – 25

4.1 Part des coûts de fonctionnement ......................................................... Annexe II – 25

4.2 Comparaison avec le scénario « DETOUR »......................................... Annexe II – 26

4.3 Comparaison avec le scénario « SAUVAGE »....................................... Annexe II – 28

5. CONCLUSION...................................................................................... Ann exe II – 29

6. BIBLIOGRAPHIE................................... ............................................... Anne xe II – 30



1. INTRODUCTION Le franchissement d’un cours d’eau demande la mise en place d’une technique adaptée. Cependant, les exploitants sont en droit de se demander : En quoi, des techniques de franchissement de cours d’eau vont-elles permettrent d’améliorer les conditions techniques et économique s de l’exploitation forestière ? Sans de telles techniques les conséquences peuvent être très lourdes et les impacts sur le milieu sont importants. Les articles de loi relatifs au respect de l’eau, de la nature et des forêts protégées sont nombreux1. Le fait de ne pas appliquer ces derniers entraînent des sanctions financières et des peines d’emprisonnement sont envisagées. L’article L 432-2 du nouveau code de l'environnement spécifie que « le fait de jeter, déverser ou laisser écouler dans les eaux (…), directement ou indirectement des substances quelconques dont l’action ou les réactions ont détruit le poisson ou nui à sa nutrition, à sa reproduction, ou à sa valeur alimentaire, est puni de deux ans d’emprisonnement et de 18 000 € d’amende. (…) ». Le choix de solutions réfléchies pour franchir des zones humides constitue un pas en avant pour la protection de ces milieux. En effet, des techniques de franchissement de ruisseaux pour des engins forestiers permettent de limiter d’une part les impacts visuels importants et les dégâts plus discrets mais néanmoins tout aussi néfastes comme la pollution des eaux (accroissement de la turbidité de l’eau) et la destruction de la faune et de la flore. Les techniques de franchissements présentées dans ce rapport permettent donc de respecter la législation en vigueur dans ces zones sensibles. Nous savons également que les traversées de zones humides comportent de nombreux risques. En effet, les engins ont de fortes chances de rester immobilisés dans ces zones. Une telle incapacité même momentanée engendre des frais supplémentaires qui viennent encore amputer le revenu net de l’exploitant forestier. A ces risques d’incapacité de production s’ajoutent également des conséquences indirectes comme le non respect des délais de livraison du bois et l’impact sur la réputation de l’entreprise (zone de travail dégradée). Là encore, les techniques de franchissement se révèlent intéressantes en limitant d’une part, les frais inhérents à ces risques d’immobilisation des engins forestiers et d’autre part, en réduisant ces aspects difficilement quantifiables de mauvaise réputation pour l’entreprise et de non-respect des délais de livraison. Dans une approche purement forestière, la mise en place d’un moyen de franchissement d’un cours d’eau sur une coupe évite, dans certains cas, de nombreux déplacements à vide et en charge des engins de débardage qui sont parfois obligés de contourner ces zones délicates. En pratique, cela se traduit par une diminution considérable des coûts de débardage.

1 Cf Fiche Informations Forêt de l’AFOCEL, n°644 - 200 2



Au vu de l’intérêt de développer des méthodes de franchissement de cours d’eau spécifiques et suite à la restitution de la synthèse bibliographique sur les méthodes de franchissement recensées en France, en Europe et en Amérique du Nord en présence des principaux acteurs forestiers du Parc Naturel Régional du Morvan, cinq méthodes ont été retenues :

� Tuyaux en Polyéthylène Haute Densité. � Arche en Polyéthylène Haute Densité (type SOLENO). � Pont de bois. � Rampes (modèle AFOCEL). � Système ECO - MATTE (en zones peu portantes).

L’objet de ce document est de présenter les méthodes de franchissement choisies et de les chiffrer par rapport à des coûts techniques.



2. MODÈLE ÉCONOMIQUE

2.1 Trois scénarios de franchissement de cours d’ea u Les attitudes de chaque exploitant varient en fonction des méthodes et des habitudes de travail. Trois options principales peuvent être envisagées :

� S1-FRANCHISSEMENT : l’exploitant forestier en situation face à un cours d’eau sur la coupe décide d’installer un procédé adapté de franchissement. Ce scénario implique le calcul des coûts de chacune des cinq méthodes retenues.

� S2-SAUVAGE : l’exploitant décide de franchir le ruisseau sans méthodes de

franchissement et dégrade le milieu. Il prend le risque d’immobiliser son engin et de se voir dresser un procès verbal. Nous devons alors chiffrer le coût d’une incapacité de matériel et de l’amende.

� S3-DETOUR : il respecte la loi et contourne le ruisseau auquel cas ses distances de

débardage augmentent et nous devons calculer les coûts supplémentaires engendrés.

2.2 Modélisation du revenu de l’exploitant Si les méthodes de franchissement des cours d’eau constituent une avancée sur le plan écologique en diminuant les impacts environnementaux, sociaux, qualité de l’eau…, elles ont une incidence sur le plan économique en affectant directement le revenu de l’exploitant forestier. On considère le cas d'un exploitant forestier "type" qui est rationnel, c'est-à-dire qui recherche à maximiser son revenu issu d'une coupe (ou à minimiser ses coûts). Il se charge à la fois du bûcheronnage et du débardage des bois. Les méthodes de franchissement des cours d'eau sont choisies par l'exploitant forestier et étudiées sous cet angle. Le problème n'est donc pas abordé en terme d'objectifs spécifiques de l’Etat ou du propriétaire forestier. Dans ce contexte, le Revenu Net (RN) du chantier (NORMANDIN – 1993) est estimé en déduisant de la valeur du produit les différents coûts de production (bûcheronnage, débardage et franchissements des cours d'eau2). La solution optimale pour l'exploitant est celle permettant de maximiser le revenu qu'il tire d'un chantier. La quantité récoltée est une variable essentielle pour l'exploitant forestier (répartition des coûts fixes). Cependant, dans le contexte d'un chantier nécessitant de franchir un cours d'eau, sont mis en exergue dans l'équation ci-dessous les coûts associés à chacune des options de franchissements (méthode adaptée de franchissement, détour ou franchissement « sauvage »). Ces coûts sont exclusifs les uns des autres. Par exemple, la distance de débardage n'est pas augmentée si une méthode de franchissement adaptée est choisie.

−−−=sauvagedétour

mentfranchissedebbuch CCCQPRN .

2 Ces coûts sont mis à part afin de les distinguer des coûts traditionnels de débardage.



Avec les variables suivantes :

� P : valeur moyenne des différents produits sur le marché (€ / m3). � Q : quantité récoltée sur la coupe (m3).

� buchC : coût de bûcheronnage, tout frais inclus.

� débC : coût de débardage, tout frais inclus.

� mentfranchisseC : coût de mise en place d'une méthode appropriée de franchissement du

cours d'eau. � détourC : coût de débardage lié à la distance supplémentaire parcourue.

� sauvageC : coût du franchissement du cours d'eau sans méthode appropriée.

Le choix des scénarios S1, S2 et S3 entre dans la logique de la comparaison des coûts/bénéfices que l'exploitant peut retirer. L’analyse technico-économique se tourne vers une comparaison des méthodes :

FRANCHISSEMENT par rapport à DETOUR FRANCHISSEMENT par rapport à SAUVAGE

Pour ce faire, une décomposition la plus fine possible des postes de coût de ces différents scénarios est proposée ci-après en deux étapes, identification des dépenses et estimations. La taille du chantier étant une variable très importante, la comparaison des méthodes et des scénarios se fondera dans un premier temps sur un même volume traité. Le risque (exemple : risque d'avoir un PV) est pris en compte à travers la comparaison d'alternatives possibles. La durée de vie différente des solutions envisagées est prise en compte par la notion d’amortissement.

2.3 Postes de dépenses par scénario testé Pour chaque scénario et méthode de franchissement retenue, le coût est exprimé en € / chantier ou €/m3 afin de pouvoir les comparer. � Scénario S1 – « FRANCHISSEMENT » La décomposition des postes de dépenses est commune aux méthodes retenues.

Dépenses Unités Matériels € (Subventions) € Stockage € Durée de vie Années

Investissement

Nombre de chantier / an Véhicule € / km Transport Nombre km/chantier km Nombre heures heures Machine Coûts € / heure Nombre d’opérateur Nombre heures heures Coûts € / heure Véhicules € / km

Montage

+

Démontage Hommes

Nombre km/chantier km



Définitions des termes utilisés :

� Matériels : représente le coût d’achat des matériaux, produits, nécessaire à chaque franchissement.

� Subventions : constitue le montant des subventions accordées par les pouvoirs publics pour la mise en place de méthodes de franchissement de ruisseaux ou de zones humides.

� Stockage : ce sont les coûts inhérents à la réalisation d’une zone de stockage spécifique du matériel de franchissement par l’exploitant propriétaire.

� Durée de vie et nombre de chantier annuel : en fonction de l’expérience des utilisateurs de matériels de franchissement, nous avons établi une durée de vie exprimée en nombre de chantiers.

� Transport : représente le coût des véhicules dédiés au transport des matériels jusqu’aux chantiers (transport aller/retour). Il dépend du coût kilométrique du véhicule et du nombre de kilomètres parcourus en moyenne pour accéder aux chantiers.

� Machine : représente les coûts d’installation (en € / heure machine) des matériels par l’engin de débardage (porteur ou débusqueur).

� Hommes : ce sont les coûts liés au temps passé par les opérateurs pour l’installation du système nécessaires au franchissement mais également les coûts liés à leurs déplacements pour rejoindre le chantier.

� Scénario S2 – « SAUVAGE » Dans ce deuxième scénario, l’exploitant forestier ne respecte pas la législation en vigueur et franchit le ruisseau sans utiliser de méthodes spécifiques de franchissement. Du point de vue économique, ce comportement sous entend deux aspects :

o Un aspect quantifiable : lié aux risques possibles et éventuellement cumulables. o Un aspect non quantifiable lié aux dégradations environnementales occasionnées et à

la réputation de l’entreprise qui est mise en jeu par un tel comportement. Les postes de dépenses quantifiables sont exposés dans le tableau ci-dessous dans lequel nous avons également cité les principaux aspects non quantifiables :

Unités Valeurs indicatives

Nombre heure Heure 4 Incapacité de production Coût horaire de la

machine € / Heure 54

Nombre heure Heure 10 Matériels de secours Coût horaire de la

machine € / Heure 54

Réparation Coût € 1 000 Nombre heure Heure 2 Remise en état du

chantier Coût horaire de la machine € / Heure 54

Aspects quantifiables

Procès verbal Coût € 900 Dégâts environnementaux, sociaux… Aspects non

quantifiables Réputation de l’entreprise



Définitions des termes utilisés :

� Incapacité : l’engin de débardage embourbé entraîne une incapacité de travail que nous pouvons chiffrer par rapport au coût horaire de la machine associé aux nombres d’heure d’incapacité.

� Matériels de secours : dans certains cas, une situation d’incapacité de l’engin de débardage nécessite l’utilisation d’un autre matériel afin de dégager l’engin de la zone délicate. L’intervention de ce matériel supplémentaire a un coût que nous chiffrons en fonction de son coût horaire et du temps passé pour le dégagement.

� Réparation : dans le cas d’une incapacité d’un engin de débardage, l’opérateur sollicite au maximum les capacités mécaniques de son matériel afin de l’extraire de la zone humide. Dans ces situations extrêmes, il arrive que des pièces mécaniques arrivent à leur point de rupture et nécessitent leur remplacement. Afin d’évaluer le coût de ce remplacement, nous avons envisagé un poste de dépenses lié au coût d’achat des pièces de rechange. Le temps d’arrêt supplémentaire pour cette réparation sera intégré dans le temps d’incapacité précédent.

� Remise en état du chantier : les déplacements d’engin de débardage en zone à faible portance engendrent des dégâts sur la coupe (ornières) et peuvent susciter de la part du propriétaire une demande de remise en état de la zone dégradée. Cette remise en état implique des coûts supplémentaires que nous envisageons dans ce poste de dépenses.

� Procès verbal : un franchissement abusif par un engin de débardage d’une zone humide ou d’un cours d’eau équivaut au non respect des lois environnementales en vigueur. Si cette violation de la loi est constatée par des agents assermentés de l’Etat alors il est nécessaire d’envisager un poste de dépense lié au coût du procès verbal qui sera établi suite au contrôle.

� Dégâts environnementaux : le franchissement d’un ruisseau par un engin forestier n’est pas un acte sans gravité pour le milieu. La faune et la flore s’en trouvent directement affectées (turbidité de l’eau, mouvements de sol…). A ces dégâts causés au milieu, s’ajoute l’aspect paysager d’un chantier dévasté par les passages répétés de l’engin dans le ruisseau et à ses abords. Ces dégâts occasionnés ne sont pas quantifiables mais le préjudice subi est immense quand nous savons que de nombreuses années seront nécessaires afin que le ruisseau dégradé reprenne son état initial.

� Réputation de l’entreprise : professionnels, les exploitants forestiers accomplissent un travail efficace et soigné, ce qui leur apporte une satisfaction personnelle du travail accompli et l’image d’une entreprise compétente. Cette image se trouve fortement dégradée dans le cas d’une entreprise qui effectue des franchissements de ruisseau sans méthodes adaptées. S’ajoute également l’image d’une entreprise qui ne respecte pas ses délais de livraison ; quand un engin est bloqué sur une coupe, il ne peut pas tenir ses engagements. La conséquence économique peut être importante.

Toutes ces hypothèses ne sont pas systématiquement cumulées dans l’évaluation du coût de ce scénario (S2). Cependant, il est important d’envisager un certain nombre de cas de figure d’un franchissement dit « sauvage » c’est-à-dire sans l’utilisation de méthodes de franchissements adaptées tout en sachant bien que les dégâts environnementaux sont systématiquement inclus et ont une valeur (VE) non définie.



Coût indicatif

(€/chantier) Dégâts environnementaux et image de l’entreprise VE Incapacité – par ex 4 h à 54 € VE+ 216 Réparation – par ex 1 000 € VE+ 1000 Remise en état du chantier – par ex 2 h à 54 € VE+ 108 Procès verbal – par ex 18 000 € VE+ 18 000 Incapacité + Matériels de secours – soit 10 h machine VE+ 540 Incapacité + Réparation VE+ 1 216 Incapacité + Remise en état du chantier VE+ 324 Incapacité + Procès verbal VE+ 18 216 Incapacité + Matériels de secours + Réparation VE+ 1 540 Incapacité + Matériels de secours + Procès verbal VE+ 18 540 Incapacité + Matériels de secours + Remise en état du chantier VE+ 648 Incapacité + Matériels de secours + Réparation + Procès verbal VE+ 19 540 Incapacité + Matériels de secours + Réparation + Remise en état du chantier

VE+ 1 648

Tous (= Incapacité + Matériels de secours + Réparation + Remise en état du chantier + Procès verbal)

VE+ 19 648

� Scénario S3 – « DETOUR » Dans ce scénario, l’exploitant respecte la législation en vigueur et augmente ses distances de débardage afin de contourner le ruisseau ou la zone humide situés aux abords de sa coupe. Les coûts supplémentaires engendrés sont essentiellement dus à une baisse du rendement. En effet, une augmentation de la distance de débardage provoque une hausse des temps de déplacement ce qui se traduit par une réduction du nombre de tours de débardage au cours de la journée soit un accroissement de la durée totale du chantier. Les éléments pour chiffrer le coût du scénario S3 sont les suivants :

− Le rendement (m3 / heure) − La distance de débardage (en mètres) − Le coût horaire du débardage (en € / m3) − La taille du chantier (en m3)

Le calcul se fait de la façon suivante, avec les valeurs données à titre d’exemple : Dans le cas d’une distance de débardage de 1 000 m, le rendement peut être estimé à 11,1 m3/ heure (selon le modèle de productivité utilisé), soit un coût unitaire de 4,9 €/m3 pour une machine de débardage dont le coût horaire est fixé à 54 €/heure. Dans le cas d’un détour qui équivaudrait à une distance de débardage de 3 000 m au lieu de 1 000 m (pour éviter un passage délicat), le rendement est estimé à 7,6 m3/heure soit un coût de 7,1 €/m3. La différence s’élève à 2,2 € /m3.



3. LES TECHNIQUES DE FRANCHISSEMENT ADAPTÉES

3.1 Les tubes en Polyéthylène Haute Densité (PEHD) Un passage temporaire est créé dans le cours d’eau à l’aide de billons provenant de la coupe en cours, qui vont supporter la charge cumulée de l’engin de débardage et du bois débardé. Les tubes en Polyéthylène sont utilisés en complément des billons pour permettre le passage de l’eau, de la faune aquatique… Les renseignements et conseils ci-dessous sont issus de tests réalisés par l’AFOCEL avec des exploitants forestiers de diverses régions françaises et d’entretiens réalisés avec des conseillers en Travaux Publics.

3.1.1 Caractérist iques techniques Les tuyaux PEHD sont regroupés en deux catégories :

� Les tuyaux PEHD d’adduction (Structure « pleine ») :

Les tuyaux d’adduction sont caractérisés par une structure « pleine » qui leur confère un poids élevé et rend donc leur manipulation délicate. Leur résistance mécanique se mesure par le biais d’une pression nominale du liquide qui les traverse. Ainsi, ces tuyaux peuvent résister à une pression interne du liquide de 10 bars.

� Les tuyaux PEHD d’écoulement (Structure « ondulée ») :

A l’inverse, les tuyaux PEHD d’écoulement ont un structure « ondulée » qui présente l’avantage d’utiliser moins de matière pour leur fabrication ce qui réduit considérablement leur poids, tout en maintenant un niveau de résistance équivalent aux tuyaux « pleins ». Les tubes flexibles PEHD d’écoulement sont caractérisés par leur « classe de rigidité » aussi appelée « classe de résistance » égale à CRx où x est pris comme la valeur minimale, en KN/m² (kiloNewton/m²) du module de rigidité à 10 % de déformation (MR 10 %) applicable à cette catégorie de tubes. Ainsi, ces tubes d’écoulement ondulés sont classés en plusieurs séries homogènes (rapport constant du diamètre/épaisseur) en fonction du module de rigidité à satisfaire : 8 et 4 KiloNewton/m². Sont définies ainsi, les classes de résistance suivantes : CR8 et CR4.



Au sein des tuyaux PEHD d’écoulement existent également les catégories dites « ECOPAL » et « ECOBOX ». Ces noms commerciaux font référence au type de revêtement interne. La catégorie « ECOPAL » présente un revêtement de couleur blanche et « ECOBOX », noir (Cette dernière est en fait un recyclage des tubes « ECOPAL » défectueux. Cette différence est utilisée dans le cadre des activités des travaux publics. La catégorie « ECOPAL », à revêtement interne blanc, permet d’optimiser la vision des caméras utilisées pour vérifier les installations. En tenant compte des caractéristiques techniques intéressantes des tuyaux PEHD d’écoulement à structure ondulée pour le franchissement des cours d’eau, et de leur coût d’investissement largement inférieur par rapport au tubes pleins, nous avons orienté notre choix vers ce type de produit.

3.1.2 Matériels équivalents Les tuyaux en PVC (Polychlorure de vinyle), en béton et en fonte présentent une résistance mécanique équivalente à celle des tuyaux PEHD. Cependant, les tuyaux en PVC sont sensibles aux rayons Ultra-Violet qui provoquent un vieillissement prématuré. Ils sont cassants au même titre que les tuyaux en béton. Selon un document technique utilisé dans les Travaux Publics, les tuyaux PEHD présentent un coefficient d’écoulement de « Manning-Strickler » supérieur à celui du béton - 90 pour les tubes béton et 120 pour les tubes plastiques. Cela se traduit par des différences en terme de débit d’écoulement : un tuyau béton de 400 mm de diamètre intérieur à un débit d’écoulement de 68 Litres/seconde alors qu’un tuyau PEHD de même diamètre à un débit d’écoulement de 73 Litres/seconde.

3.1.3 Expériences menées avec l’AFOCEL � Le chantier de Campagnac (Aveyron) C'est une coupe rase de pin sylvestre, effectuée en grandes longueurs et débardée au skidder. Le billonnage et le tri se font sur la place de dépôt. Le skidder utilisé était un John Deere 540 E dont la masse à vide est de 9,9 tonnes. La piste de débardage traverse un ruisseau "La Serre", d'une largeur de 3 m et d'une profondeur de 20 cm à la fin mai. C'est un ruisseau classé en première catégorie par le garde-pêche, régulièrement aleviné au printemps. La piste utilisée pour le débardage est un chemin cadastré sur lequel le passage du cours d'eau se faisait traditionnellement à gué grâce à des pierres plates posées sur le fond. Les 4 tubes à structure pleine ont été roulés sur la piste jusqu'à la rivière. Ils sont placés directement au fond du cours d'eau sur des pierres plates et calés latéralement par des gravats (terre et pierres). En effet, pour éviter leur mouvement latéral au moment du passage du skidder et de sa charge, 8 m3 de gravats, soit deux remorques agricoles, ont été déversés de part et d'autre des tuyaux pour assurer leur cohésion. Ces gravats seront ensuite enlevés lors de la récupération des tubes. Le remblai n'assure qu'une maintenance latérale et ne recouvre pas l'ensemble de l'ouvrage ; l'engin circule directement sur les tuyaux.



La durée de la mise en place de l'ouvrage a été d'environ une matinée à deux hommes. A raison d'une charge moyenne de 1,5 t par tour, le skidder a traversé 220 fois le ruisseau en charge pour débarder les 330 t du chantier. � Le chantier de La Bussière (Dordogne) Le chantier de La Bussière est une coupe rase de taillis feuillu assez âgé exploité en grumes et billons de trituration de 4 m. La surface exploitée est d'environ 2 ha pour un volume de bois d’œuvre de 150 m3 et une quantité estimée de 500 t de trituration. Le terrain présente un profil à 2 versants Est et Nord séparés par un talweg qu'emprunte un cours d'eau. La vidange des bois a nécessité le travail conjoint d'un skidder et d'un porteur Valmet 828 de 8,4 t à vide. La partie à débarder au-delà du ruisseau ne contenait pas un gros volume de bois. Seul le porteur a franchi le cours d'eau pour charger ses billons et déplacer dans le même temps les quelques grumes sur l'autre versant. Le petit ruisseau qui traverse la coupe possède un lit très encaissé d'une profondeur de 1,2 m par rapport au niveau du sol et d'une largeur moyenne de 70 cm, ce qui pose un problème de franchissement sans passage aménagé. Mi-mai, la quantité d'eau n'était pas très importante mais on a pu observer une faune aquatique particulièrement riche avec une grande quantité de larves d'éphémères, des sangsues et une forte proportion de têtards. Le lit du ruisseau est constitué d'un substrat rocheux formant une succession de seuils et de petites vasques qui lui donnent un profil assez hétérogène. Le cours d'eau est, de plus, caractérisé par une sinuosité marquée. Ce petit cours d'eau se jette dans une rivière juste en amont d'un étang de 0,8 ares. Les tuyaux (structure pleine) ont été embarqués par le porteur de la place de dépôt jusqu'au cours d'eau. Ils ont ensuite été disposés dans le lit encaissé puis recouverts de billons jusqu'à atteindre le niveau des berges. Malgré la sinuosité du cours d'eau, on a pu trouver un tronçon assez large et relativement droit sur une longueur de 6 m. Seuls les deux plus gros tubes servaient à l'écoulement de l'eau ; les autres permettaient de combler le fossé au même titre que les billons. La préhension des tubes par le grappin n'a posé strictement aucun problème ce qui a permis à la mise en place du système de franchissement de ne durer que 6 à 7 minutes, sans compter le transport de tuyaux. � Le chantier de

Chalusset (Dordogne)

Cette coupe avait fait déjà l’objet d’un premier débardage des grumes et billons exploités. Pour celui-ci, les engins avaient traversé le cours d’eau par une passerelle composée de traverses qui, depuis, avaient été entraînées par la rivière lors de fortes crues. La fin du débardage concernait 100



stères de billons de 2 m. La rivière à traverser pour pouvoir stocker les bois bord de route est un cours d’eau au débit important. Il est classé en ruisseau de première catégorie, très poissonneux et apprécié des pêcheurs d’après les dires du garde-pêche. Son lit est sinueux et alterne entre des zones profondes à fond meuble et des secteurs à fort courant très caillouteux. C’est un tronçon appartenant à cette dernière catégorie que nous avons choisi pour y faire passer la piste de débardage. A ce niveau, le lit faisait 4 m de large dont 3 m en eau dont le niveau atteignait 50 cm au plus haut. Le porteur s’est positionné en bord de rivière et a procédé en premier lieu à la pose de deux gros billons (50 cm de diamètre) contre la berge pour la stabiliser. Les 4 tuyaux (structure pleine) ont été positionnés de front à côté de la bordure de billons. Le restant de la largeur du lit et le talus des berges étaient recouverts de deux rangées de billons de 2 m pour éviter toute dégradation au sol. Sur la rive la plus instable, des pierres ont été posées manuellement pour servir d'assise au lit de billons. L'installation par le porteur a duré 12 minutes et l'assise de pierres a occupé le travail de trois hommes pendant un quart d'heure. L’écoulement se faisait en grande partie par les tubes, mais ceux-ci ne possédaient pas la capacité pour le contenir en totalité. Le reste de l’eau s’écoulait entre les billons et les tuyaux. L’enlèvement des tubes n’a pas posé de problème particulier. Le débardeur, après avoir déchargé son dernier porteur bord de route, est revenu dans le cours d’eau, s’est positionné en marche arrière et a prélevé progressivement tous les billons qui avaient été placés dans le lit, puis les tuyaux. Les billons disposés sur les berges ont, sans aucun doute, évité leur dégradation lors du passage de l’engin. Celui-ci, en revanche, a peiné quelque peu pour monter de l’ouvrage de franchissement sur la rive dont le talus présentait un abrupt. Les pneus de la machine avaient tendance à patiner sur les tuyaux dont la surface ne présentait pas une adhérence suffisante. Pour remédier à cela, une couche de billon a été disposée au-dessus des tubes donnant des résultats immédiats. Du fait de la hauteur d’eau importante, l’ensemble des tubes et billons avait tendance à flotter légèrement entraînant une relative mouvance verticale du « tapis » ainsi constitué. La couche de billons supplémentaire a apporté en stabilité mais on aurait vraisemblablement pu augmenter la cohésion en alternant tubes et billons pour éviter les contacts tuyaux-tuyaux caractérisés par des glissements importants dus à la texture du polyéthylène. � Le chantier de Sanchey (Vosges) Cette parcelle a fait l’objet d’un chablis lors de la tempête de 1999. Le volume de cette coupe s’élève à 240 m3 de bois d’épicéa de chablis destinés au sciage et à la trituration. Elle est séparée en 2 parties par un cours d’eau de 1 ère catégorie provenant de bassins privés. Sa largeur est de 4 m et la profondeur en eau de 15 à 40 cm selon les endroits, sur 1 à 3 m de largeur du lit. Lors de la mise en place du chantier, un orage a fait monter le niveau de l’eau à 40 cm sur la totalité de la largeur de la rivière. Son fond est caillouteux et portant. Les berges son marquées. Par rapport à la coupe de Chalusset, les tubes utilisés sont plus légers et flottants (structure ondulée). Lors de leur pose, des billons de sciage (4 m) ont été déposés en amont des tuyaux pour les maintenir dans l’eau lors de la dépose des billons. L’installation a nécessité la grue d’un porteur et l’aide ponctuelle d’une personne sur la rive. Le stagiaire du CFPPA a mis en moyenne 20 minutes pour le montage et moins de 10 minutes pour le démontage.



3.1.4 Expérience de l ’Office National des Forêts � Le chantier du Ternin (Chissey en Morvan) Dans le cadre des chantiers d’exploitation forestière, l’ONF a été confronté à des franchissements de ruisseaux. Afin de réduire les coûts, l’ONF a utilisé des tuyaux en PVC. Le chantier s’est déroulé sur le cours d’eau du Ternin, situé dans le Parc Naturel Régional du Morvan. Les largeurs du lit mineur et majeur atteignaient respectivement 7 et 9 mètres. Ces dimensions de ruisseau constituent sans aucun doute les limites d’utilisation de tuyaux. L’ouvrage a été maintenu en place pendant 3 mois pour un volume total exploité de 700 m3 (environ 100 allers et retours). Nous remarquons que les bords du pont ont été renforcés par une bille de bois positionnée perpendiculairement aux billons. L’installation de ces tuyaux a nécessité le travail d’un porteur associé à deux bûcherons pendant 4 heures. Huit buses en PVC ont été posées d’un diamètre de 300 mm. Entre les buses ont été intercalés des rondins de Sapin afin de répartir la charge de l’engin forestier. Le coût de cette réalisation (hors le prix des buses louées à l’entreprise d’exploitation) a été de l’ordre de 700 €.

3.1.5 Expériences menées avec le PNR du Morvan � - Le chantier de la Picherotte (Saint-Brisson) Ce chantier a été mis en place en collaboration avec l’Office National des Forêts, de l’AFOCEL, du CRPF de Bourgogne et du CIPREF. Il a consisté en l’aménagement d’un passage à gué sur le ruisseau de la Picherotte, large de un mètre environ. Il a nécessité l’emploi de 2 tubes PEHD (un de 300 mm de diamètre et un de 400 mm de diamètre), et environ 3 mètres cube de bois. La mise en place et le démontage n’ont pas demandé plus de vingt minutes. L’ouvrage et resté en place environ quinze jours et a permis l’évacuation de mille mètres cube de bois résineux (120 allers et retours). Les tubes PEHD étaient quasi neufs après l’exploitation.



� Le Chantier du Vignan (Saint-Brisson) Ce chantier a été mis en place en collaboration avec l’Office National des Forêts, de l’AFOCEL, du CRPF de Bourgogne et du CIPREF. Une traversée de sept mètres de large à été aménagée pour les besoins d’une journée de démonstration. La mise en place a nécessité 3 heures à l’aide d’un porteur et de deux personnes. Quatre tubes PEHD de diamètres allant de 250 mm à 400 mm ont été utilisés, et huit mètres cubes de billons ont été disposés par dessus.

� Le Chantier des Francorts (Glux-en-glenne) Ce chantier a été mis en place en collaboration avec une entreprise de travaux forestiers du Morvan. N’ayant pas de billons à disposition, le passage à gué, sur un petit ru d’une cinquantaine de centimètres de large, a été équipé d’une bonne couche de rémanents. Le dispositif a tout aussi bien fonctionné qu’avec des billons. Il est resté en place environ quinze jours et a permis l’exploitation d’environ quatre cent mètre cubes de bois feuillus (50 allers et retours). Le montage et le démontage a nécessité deux heures.



3.1.6 Conseils de mise en place

� La zone de franchissement sera choisie, si possible, sur un tronçon caractérisé par des berges assez marquées pour permettre le bon calage des tubes et pour éviter la création d’ornière aux abords du cours d’eau. Quelques gros billons sont positionnés contre la berge pour la stabiliser.

� Le fond du lit est stable et propre pour permettre la pose des billons. Les tuyaux sont déposés sur le fond du lit, dans la partie à plus fort débit. Le restant de la largeur du lit est recouvert de rangées de billons.

� Les tuyaux peuvent être rendus solidaires en perçant des trous et en faisant passer un câble. Par ce système, on peut également les amarrer aux berges afin d’éviter qu’ils ne soient entraînés plus en aval. Cela peut être nécessaire en cas de fort débit.

� Dans le cas de débardage par porteur, faire suivre les tuyaux sur les chantiers concernés en les transportant sur le plateau de l’engin.

� Acheminer les tuyaux sur le site par porteur, à la manière de billons, ou par skidder en les traînant à l’aide de câbles (les tubes sont percés à leur extrémité pour le passage d’un filin). Dans le cas des tubes PEHD annelés, ils peuvent être aisément amenés sur la galerie d’un véhicule léger (voiture, 4X4...) compte tenu de leur faible poids.

� Rajouter éventuellement des matériaux sur les tubes afin d’obtenir une surface de roulement correcte et adhérente. Ces matériaux doivent être récupérables pour une remise en état satisfaisante du cours d’eau en fin de chantier. Un tapis de rémanents peut améliorer efficacement la finition de l’ouvrage.

� Faire attention à la manipulation des tubes en PEHD avec le porteur. Ceux-ci sont très résistants à le compression sous le poids des engins, mais peuvent être déchirés par la pince du porteur

3.1.7 Choix du matériel � Les tuyaux devront être d’un diamètre suffisant pour permettre le passage d’une crue

(à évaluer selon la saison et la durée d’utilisation) et éviter les éventuelles obstructions par des rémanents ou saletés en amont de l’ouvrage.

� Les tuyaux son vendus sous la forme de barres de 6 mètres de long. Une recoupe à 5 mètres permet de concilier la facilité de manutention et aisance lors du passage des engins forestiers. Une recoupe à 4 mètres permet le franchissement sans problème si le passage de l’engin est bien perpendiculaire au cours d’eau. Ce choix permet de jumeler les chutes de deux mètres entres-elles (économie de tubes) et facilite le transport par un véhicule léger.

� En cas d’acquisition de plusieurs tuyaux, on choisira différentes classes de diamètre pour une plus grande polyvalence. Le lot constitué pourrait se composer des dimensions suivantes : 2 barres de 250 mm de diamètre, 1 de 300 mm et 2 de 400 mm. Le comité de pilotage oriente son choix vers un lot composé de 3 barres de 250 mm de diamètre pour les cours d’eau de faible profondeur et de 2 de 400 mm pour les profondeurs supérieures.



3.1.8 Analyse économique � Poste S1

Dépenses Unités Valeur indicative

Matériels € 860 (Subventions) € Stockage € 0 Durée de vie Années 10

Investissement

Nombre de chantier / an 5 Véhicule € / Km 0 Transport Nombre Km/chantier Km 0 Nombre heure Heure 1 Machine Coûts € / Heure 54 Nombre d’opérateur 1 Nombre heures Heure 1 Coûts € / Heure 20 Véhicules € / Km 0,35

Montage

+

Démontage Hommes

Nombre Km/chantier Km 50 Avec ces hypothèses, le coût s’élève à 108 € / chantier � Variat ion des postes Les postes peuvent varier selon différents critères. Celui qui semble le plus important est la taille et le débit de la rivière. Le moins coûteux, un simple fossé à traverser (chantier de la Bussière) met 15 minutes à être installé – soit 30 minutes avec le démontage. Le coût indicatif s’élève alors à 43 € pour le chantier. Dans le cas d’une rivière large avec un débit élevé, le coût indicatif se monte à 608 € / chantier.

3.2 Le pont amovible en Polyéthylène Haute Densité (arches en plastiques)

Ce système a été testé par FERIC en janvier 1999. Les renseignements ci-dessous sont issus de cette étude. Les arches en acier permettent de réduire les coûts et comportent moins de risques pour l’environnement parce qu’il n’est plus nécessaire de détourner le ruisseau et que le débit naturel de l’eau est maintenu. Les arches en plastiques offrent les mêmes avantages que celles en acier mais elles sont plus légères et plus résistantes à la corrosion que leur équivalent en acier.



3.2.1 Caractérist iques techniques L’arche en plastique mise à l’essai par FERIC est fabriquée en Polyéthylène Haute Densité en longueur de 2,3 mètres avec une portée de 1,3 mètres pour une hauteur d’environ 1 mètre. Les sections sont reliées entre elles et sont retenues en place par le poids du remblai qui les recouvre. Il est possible de joindre autant de sections que nécessaire afin d’atteindre la largeur souhaitée. La courte longueur des sections et le fait qu’elles soient fabriquées en Polyéthylène les rend assez légères pour être manipulées à la main. Une section de 2,3 mètres de long ne pèse 39 Kg. Lors de l’essai FERIC, ces arches ont été utilisées dans le cadre d’une installation permanente recouverte de remblais. Il est cependant envisageable de les employer pour une utilisation temporaire sur des cours d’eau dont l’encaissement atteint au minimum 1,2 mètres de façon à protéger la structure de billons tout en ne dépassant pas le niveau des berges.

3.2.2 Conseils de mise en place

� Préparer et mettre l’assise des arches de niveau avec des roches concassées pour une profondeur totale de 30 cm environ, le long du ruisseau si le lit de celui-ci est très meuble (cas rare).

� Les arches sont mises en place à la main au-dessus du ruisseau. Leur transport s’effectue à l’aide d’un véhicule léger et ne nécessite pas l’utilisation d’engins de débardage pour cette opération.

� Les arches sont reliées entre elles en faisant chevaucher leurs extrémités. Puis elles sont recouvertes de gravier lavé de 50 mm de diamètre au moins (dans le cadre d’une installation permanente). Il est possible d’utiliser des matériaux naturels disponibles sur le site d’installation. Par la suite, le remblai doit être compacté.

� Dans le cadre d’une installation temporaire, les arches nécessitent un contexte spécifique avec des cours d’eau très encaissés (environ 1,2 mètres). Le gravier peut être remplacé par des billons tout comme dans le cas d’utilisation de buse PEHD.


Dépenses Unités Valeur Matériels € 1 440 (Subventions) € Stockage € 0 Durée de vie Années 10

Investissement

Nombre de chantier / an 5 Véhicule € / Km 1,5 Transport Nombre Km/chantier Km 50 Nombre heure Heure 2 Machine Coûts € / Heure 54 Nombre d’opérateur 2 Nombre heures Heure 2 Coûts € / Heure 20 Véhicules € / Km 0,35

Montage

+

Démontage Hommes

Nombre Km/chantier Km 50



Avec ces hypothèses, le coût s’élève à 309 € / chantier � Variat ion des postes Dans des conditions plus difficiles, nécessitant des temps d’installation nettement supérieurs pour rassembler du bois en quantité suffisante, le montant peut atteindre 620 € par chantier.



3.3 La technique du pont de bois

3.3.1 Caractérist iques techniques La solution du pont de bois pour le franchissement des cours d’eau est une solution simple. Des billons de longueur adéquate sont prélevés sur la coupe et déposés en travers du cours d’eau pour en faire un pont. Leurs extrémités reposent sur chaque berge du ruisseau. L’opérateur les assemble à l’aide d’une chaîne métallique à chaque extrémité afin d’assurer la stabilité. Le choix du diamètre des billons se fait en fonction du poids de l’engin en charge, de la longueur et du diamètre des billons selon la formule suivante3 :

( )( ) 108

3<×

××φπ

LF

où 10 correspond à la contrainte maximale supportée par le bois, « F » : la force exercée sur le billon exprimée en Newton (10 N = 1 Kg), « L » : la longueur de billon exprimée en mm, « φ » : le diamètre des billons exprimé en mm, Cette formule est basée sur le principe qu’une force maximale s’exerce en un point au centre du billon comme le montre le schéma ci-dessous : Ainsi, d’après cette formule, nous obtenons les données suivantes pour un tonnage défini de 5 tonnes par roues (soit F = 50000 N)

Largeur de rivière Longueur des billons Diamètre conseillé 1 m 2 m 29 cm 3 m 4 m 37 cm

3 Source : laboratoire de résistance des matériaux de l’ENSAM (Ecole Nationale Supérieure d’Art et Métiers) de Cluny

Force exercée

Berges

Billon

Berges Rivière



3.3.2 Conseils de mise en place Le choix de la zone de l’emplacement du pont de bois est très important. Les berges du ruisseau doivent être bien marquées pour qu’il existe un espace entre les billons et le niveau de l’eau. De plus, les berges doivent se situer à la même hauteur pour limiter l’inclinaison du pont et faciliter le passage de l’engin. Des billons de bois sont prélevés sur le chantier ou dans une zone environnante. L’idéal est de posséder ses propres billons dont le diamètre et la longueur sont adaptés au poids de la machine de débardage utilisée. Ils sont disposés à l’aide de la grue du porteur ou bien du tablier du débusqueur. Les extrémités du pont de bois reposent sur les berges du ruisseau, éventuellement consolidées par des pierres, de billons... Afin d’éviter les risques de déplacement du pont lors du passage de l’engin, l’idéal est de le bloquer sur un obstacle, une souche par exemple ou une roche située sur la berge. Pour limiter également les risques de déplacements des billons, la cohésion de l’ensemble est assurée par des chaînes métalliques situées aux extrémités des billons. La technique du pont de bois permet d’appréhender différentes largeurs de ruisseau. En effet, ce pont peut être reconstruit sur chaque chantier ce qui ne limite pas son utilisation à une largeur de ruisseau donnée.


Dépenses Unités Valeur Matériels € 200 (Subventions) € Stockage € 0 Durée de vie Années 2

Investissement


Montage

+

Démontage Hommes

Nombre Km/chantier Km 50 Avec ces hypothèses de calcul où la technique de mise en place est maîtrisée par les opérateurs, le coût s’élève à 132 € / chantier. � Variat ion des postes Dans la mesure où le bois utilisé est de bonne qualité et qu’il est perdu, on ajoute la valeur de ce bois dans les investissements (dont la durée de vie est alors d’une utilisation). Le coût de cette solution peut s’élever à 512 € / chantier.



3.4 Les rampes métalliques Ces systèmes de rampes métalliques permettent le franchissement de cours d’eau par des engins forestiers sans aucun contact avec le ruisseau. Différents systèmes ont été testés, nous avons retenu le système de rampes transportables en acier testé par FERIC et adapté par l’AFOCEL pour en faire un véritable pont. Ces ponts métalliques sont constitués de matériaux dont les dimensions sont prédéfinies ce qui limite leur utilisation sur des ruisseaux dont la largeur n’excède pas celle des ponts.

3.4.1 Caractérist iques techniques Ce type de pont d’une portée de 4 mètres doit pouvoir supporter une charge de 20 tonnes. Il doit être facilement démontable : les éléments constituant le squelette ne doivent pas dépasser un poids de 100 Kg ce qui permet de les manipuler à l’aide d’une grue forestière. Les autres éléments pourront être montés par une autre personne. Cette solution se compose de deux rampes de 6 mètres de long et 1 mètre de large, reliées entre elles par des traverses démontables. Chaque rampe est formée de deux longerons, distants de 50 cm et reliés entre eux par des traverses. Le poids de cette ossature est d’environ 600 Kg donc facilement transportable à l’aide d’une grue d’un porteur. Des caillebotis métalliques viennent ensuite se fixer sur cette ossature. Le poids de chaque rampe n’excède pas alors 1 000 Kg. Une butée d’appui assure la liaison entre les deux rampes.

3.4.2 Conseils de mise en place Les berges sur lesquelles reposent les extrémités du pont démontable doivent se situer au même niveau pour faciliter le passage de l’engin de débardage. Les rampes qui composent ce pont démontable atteignent un poids total d’environ 2 tonnes ce qui nécessite pour son transport un véhicule adapté dans le cas du pont monté. L’idéal serait de le manutentionner à l’aide de la grue du porteur et de le déposer dans le panier de chargement de l’engin. Cette solution qui consiste à relier les 2 rampes n’a pas encore été testée. Le montage et le démontage de ces traverses sera un obstacle à résoudre du fait d’une éventuelle



déformation, de la présence de boue… Cependant, l’utilisation de deux rampes indépendantes est une solution envisageable.


Dépenses Unités Valeur Matériels € 8 635 (Subventions) € Stockage € 0 Durée de vie Années 10

Investissement


Montage

+

Démontage Hommes

Nombre Km/chantier Km 50 Avec ces hypothèses, le coût s’élève à 419 € / chantier � Variat ion des postes Si la technique de mise en place de la rampe métallique n’est pas maîtrisée, elle nécessite des temps d’installation bien supérieurs. Dans cette situation le coût peut atteindre 641 € / chantier.

3.5 Le système allemand ECO-MATTE Ce système rustique de franchissement de zones humides par des engins de débardage est issu de techniques ancestrales. Depuis l’invention de la roue, les hommes ont boisé les chemins marécageux pour les rendre praticables en augmentant leur portance. A partir de ces techniques anciennes, la société allemande HSM a développé le système ECO-MATTE qui se compose de boucles métalliques de 50 cm de long environ. Elles sont dotées à leur extrémité d’un anneau et d’un crochet qui permettent d’associer les boucles entre elles pour confectionner un « rail » uniforme.

3.5.1 Caractérist iques techniques Après avoir disposé les billons sur le sol, les opérateurs insèrent dans les boucles les rondins de diamètre compatible. Cette association de boucles et de rondins forment un tapis sur lequel l’engin de débardage se déplace en limitant son enfoncement. Après quelques passages de l’engin, les rondins s’enfoncent légèrement dans le sol et rendent « la piste » très roulante.



Les boucles ECO-MATTE maintiennent les rondins entre eux et limitent les risques de désagrégation de la structure ainsi formée.

3.5.2 Conseils de mise en place On privilégiera une installation en ligne droite car, malgré les billons, la présence d’un virage va accentuer l’effet du poids de l’engin et entraîner un enfoncement de la structure à l’endroit de la courbure. Les boucles de métal peuvent se déformer après de nombreux passages d’engins. Toutefois, il est facile de leur redonner leur forme originelle.


Dépenses Unités Valeur Matériels (120 boucles) € 650 (Subventions) € Stockage € 0 Durée de vie Années 1

Investissement


Montage

+

Démontage Hommes

Nombre Km/chantier Km 50 Le matériel constitué de 120 boucles Eco - Matte permet de réaliser deux rails de 30 mètres. Avec ces hypothèses, le coût s’élève à 433 € / chantier � Variat ion des postes L’utilisation du système sur une distance plus longue (au-delà de 30 mètres) impliquera des temps d’installation plus élevés. Dans ce cas cette technique peut atteindre un coût de 593 € / chantier.



4. COMPARAISON DES SCÉNARIOS Après avoir défini le modèle de calcul et les scénarios S1, S2 et S3 d’un point de vue technique puis économique, il est possible de chercher à optimiser les modèles du revenu net de l’exploitant ou de minimiser les coûts induits par l’obstacle qu’est le cours d’eau.

4.1 Part des coûts de fonctionnement Pour chaque système, des hypothèses d’utilisation ont été construites, validées par le comité de pilotage et présentées dans le tableau suivant. Pour chaque cas, on distingue la part de l’investissement et celle du fonctionnement. Dans le cas du pont en bois, la valeur du bois perdu est intégrée dans l’investissement pour faciliter la présentation.

Fos

sé

Riv

ière

étr

oite

Riv

ière

larg

e

Diff

icile

Boi

s ré

cupé

ré

Boi

s pe

rdu

Fac

ile

Diff

icile

Tec

h.

mai

tris

ée (

1)

Véh

icul

e sp

éc.

Cou

rte

dist

ance

Long

ue

dist

ance

Coût total en € / chantier 130 108 182 609 1093 132 512 309 620 419 641 433 593Investissement matériel en € / chantier 16 16 16 32 32 20 400 29 58 173 173 130 130

Matériel 806 € 16 806 806 1612 806 200 400 1440 2880 8635 8635 650 650Subventions €Stokage € 0Durée vie (an) 10 10 10 10 5 2 1 10 10 10 10 1 1nb chantiers / an 5 5 5 5 5 5 1 5 5 5 5 5 5

Montage et démontage 114 92 166 577 1061 112 112 281 563 247 469 303 463Transport 0 0 0 75 75 0 0 75 75 75 75 17.5 17.5

Véhicule 1.5 € / km 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 0.35 0.35Nb km / chantier km 0 0 50 50 0 0 50 50 50 50 50 50

Machine 54 108 324 648 54 54 108 270 54 216 108 108Nb heures 1 h 54 1 2 6 12 1 1 2 5 1 4 2 2Coût 54 € / h 54 54 54 54 54 54 54 54 54 54 54 54

Hommes 20 40 160 320 40 40 80 200 100 160 160 320Nb opérateurs 3 1 1 2 2 1 1 2 2 1 1 2 2Nb heures 1 h 60 1 2 4 8 2 2 2 5 5 8 4 8Coût 20 € / h 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20

Véhicule 0 17.5 17.5 17.5 17.5 17.5 17.5 17.5 17.5 17.5 17.5 17.5 17.5Véhicule 0.35 € / km 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35Nb km / chantier km 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50

ECO MATTEPEHD PONT DE BOIS ARCHE RAMPE

D’une manière générale, les coûts par chantier sont très variables, de 108 € à plus de 1 000 € dans certain cas. Ils sont composés essentiellement de coûts de fonctionnement liés au transport du matériel, du temps de montage et de démontage incluant les temps de manutention des billons nécessaires à l’implantation de la plupart des techniques. Pour les tubes et l’arche en PEHD, le pont de bois (hors valeur du bois), les coûts de montage et démontage représentent 91 à 95 % du coût de la technique. Pour les rampes, cette part est comprise entre 60 et 75 %.



0

200

400

600

800

1000

1200

Fos

sé

Riv

ière

étr

oite

Riv

ière

larg

e

Diff

icile

Boi

s ré

cupé

ré

Boi

s pe

rdu

Fac

ile

Diff

icile

Tec

h.m

aîtr

isée

(1)

Véh

icul

esp

éc.

Cou

rte

dist

ance

Long

uedi

stan

ce

PEHD PONT DE BOIS ARCHE RAMPE ECO MATTE

Coû

t (€

/ ch

antie

r)Montage et démontage

Investissement

4.2 Comparaison avec le scénario « DETOUR » Les différentes techniques proposées varient de 108 à plus de 1 000 € / chantier. Ce coût est à comparer à un détour nécessaire pour éviter le cours d’eau à franchir. Dans l’exemple choisi, 1 000 m séparent le milieu de la coupe de la place de dépôt. Dans le cas du détour, la distance est évaluée à 3 000 m. L’écart de coût entre ces deux parcours est de 2,2 € / m3. En comparaison, pour toute solution on peut calculer son coût par unité de produit. Par exemple, pour 100 m3, la solution PEHD « fossé » coûte 108 € ou 1,08 €/m3. Elle est donc plus rentable que le détour. Ainsi, on peut définir le seuil minimal de volume de coupe au-delà duquel la technique utilisée est plus rentable que le détour. Ce seuil (volume de rentabilité à récolter) est calculé pour chacune des techniques choisies dans le tableau suivant.

Fos

sé

Riv

ière

étr

oite

Riv

ière

larg

e

Diff

icile

Boi

s ré

cupé

ré

Boi

s pe

rdu

Fac

ile

Diff

icile

Tec

h.

maî

tris

ée (

1)

Véh

icul

e sp

éc.

Cou

rte

dist

ance

Long

ue

dist

ance

Coût total en €/chantier 108 182 609 1093 132 512 309 620 419 641 433 593 Coût total en €/m 3 pour

un chantier de 100 m 3 1,08 1,82 6,09 10,93 1,32 5,12 3,09 6,20 4,19 6,41 4,33 5,93Volume seuil (m 3) par

rapport à la solution détour 48 81 271 486 58 227 137 276 186 285 192 264

ECO MATTEPEHD PONT DE BOIS ARCHE RAMPE



Ce calcul est présenté sous forme d’abaque qui se lit de la manière suivante : � En abscisse la distance du détour à comparer avec une distance de 1 000 m dans le

cas d’un franchissement adapté. � A chaque courbe correspond un coût de la technique mise en place pour éviter le

détour. � En ordonnée, on peut lire la quantité nécessaire pour obtenir l’équilibre entre les deux

solutions. Ainsi, pour un volume de coupe supérieur, la technique est plus rentable tandis que pour un volume de coupe inférieur, le détour est moins coûteux.

0

100

200

300

400

500

600

700

1 500 2 000 2 500 3 000 3 500 4 000

Distance du détour par rapport à 1 000 m

m3

1 000 €

500 €

200 €

100 €

Ainsi, avec les hypothèses définies précédemment, la mise en place de la technique choisie (par exemple coûtant 100 €) sera plus rentable qu’un détour de 3 000 m si le volume de la coupe dépasse 55 m3.



4.3 Comparaison avec le scénario « SAUVAGE » On comparera les coûts des techniques à celles figurant dans le tableau (§ 2.3) qui chiffre les risques d’un franchissement « sauvage » du cours d’eau. Les techniques de franchissement citées dans ce document sont respectueuses de l’environnement et répondent donc à une logique de gestion durable des forêts. En revanche, dans le cadre d’un franchissement dit « sauvage » des dégâts environnementaux parfois irréversibles sont occasionnés. De plus, le coût d’un tel franchissement varie de 216 à plus de 19 648 € ce qui est largement supérieur aux coûts des techniques de franchissement abordées qui varient de 100 à plus de 1 000 €. Le choix de mise en place de techniques adaptées est nécessaire pour ne pas occasionner de dégâts environnementaux et peut être conforté par un avantage économique.



5. CONCLUSION Cette étude a permis d’approfondir quatre techniques de franchissement de cours d’eau et une technique adaptée pour les zones humides. Ces méthodes ont des coûts d’investissement très variables, de 200 à 8 600 €, mais surtout de temps de montage et de démontage considérables. Ainsi, les coûts de franchissement d’un cours d’eau s’échelonnent dans une fourchette comprise entre 100 et 1 000 € par chantier. En comparaison, le coût d’un franchissement « sauvage » a été évalué. C’est une technique qui ne peut être comparée aux techniques étudiées car elle ne répond pas à la démarche entreprise, à savoir, être respectueuse de l’environnement. Le premier impact de ce franchissement abusif est lié au préjudice environnemental et social occasionné. C’est un aspect difficilement mesurable mais qui se chiffre au cas par cas et peut être très élevé lors d’une condamnation au civil, sans commune mesure avec celui de la technique. Ensuite, interviennent des postes de dépenses quantifiables associés au coût direct, induit par différents problèmes qui ne manquent pas d’apparaître dans de telles conditions : mise en incapacité de travail du matériel pendant quelques heures à une condamnation au pénal. La fourchette indicative de coût est comprise entre 100 et 20 000 € par chantier. Pour éviter de mettre en place une technique adaptée de franchissement, la solution du contournement du ruisseau doit donc être envisagée. Il est possible de calculer le coût du détour et de le comparer au coût de mise en place de la technique. Ainsi, un détour de 3 000 m par rapport à un accès direct de 1 000 m vers la place de dépôt en franchissant le cours d’eau avec une technique adaptée coûtant 100 € n’est justifié que pour un chantier de moins de 55 m3. Pour une technique coûtant 200 €, le seuil s’élève à 100 m3. Le choix de la technique doit être envisagé en fonction du profil du cours d’eau à franchir. Ainsi, dans des conditions de cours d’eau de dimension inférieure à 2 mètres, les solutions des tubes PEHD ou de pont de bois sont à envisager prioritairement. Au-delà de ces conditions de terrain, la mise en place des tubes devient délicate et donc coûteuse. Cependant, des essais et des exploitations réelles ont eu lieu avec succès sur des cours d’eau atteignant 7 m de largeur avec un coût acceptable (une demi journée pour le montage/démonatge. Il convient néanmoins de réaliser l’exploitation avec un niveau des eaux bas sur des cours d’eau de cette largeur, ce qui n’est pas garanti sur la durée du chantier. Enfin, dans la mesure où le coût d’investissement de rampes ou de pont métallique peut être réduit du fait de subventions, pour des franchissements de cours d’eau plus large, mais inférieurs à 5 mètres, et avec des matériels robustes, la solution des rampes devient vite compétitive par rapport à un détour. Malgré un investissement raisonnable, les arches en Polyéthylène Haute Densité ne trouvent pas leur place dans le contexte d’application du Morvan. En effet, elles nécessitent la présence de ruisseaux fortement encaissés que nous ne retrouvons que très rarement dans les paysages morvandiaux. En revanche, l’emploi des arches peut être envisagé dans le cadre d’installation de techniques permanentes de franchissement.



6. BIBLIOGRAPHIE E.Cacot (2002) « Le franchissement temporaire des cours d’eau ». AFOCEL, Fiche Informations-Forêt n°644. D.Normandin (1993) « Optimisation économique de la desserte routière en forêt à l’aide d’OPTIROUT ». ENGREF. Revue forestière Française – septembre 1993 – p156-164 Cuchet E, Lamiscarre J (2003) « Synthèse bibliographique des techniques expérimentées en France, en Europe et en Amérique du Nord ». Rapport AFOCEL – avril 2003 Office National des Forêts (2003) Communication personnelle inter-services.

VZ65 – Franchissement des cours d’eau - Rapport final (Synthèse AFOCEL syst franchissement.doc ) ANNEXE III -1

Annexe III - Articles : le bois International et la mécanisation forestière

Annexe III – Articles : le Bois International et la mécanisation forestière

VZ65 – Franchissement des cours d’eau - Rapport final (Synthèse AFOCEL syst franchissement.doc ) - ANNEXE III- 2

le franchissement des cours d’eau et des … · − les arches en acier galvanisé − les tubes...

Documents