Modélisation d'un procédé de bûcheronnage mécanisé

Modeling of the Cut-to-Length hardwood harvesting process

• Auteur / Autrice : Benjamin Hatton
• Direction : Grigore Gogu
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie Mécanique
• Date : Soutenance le 29/09/2014
• Etablissement(s) : Clermont-Ferrand 2
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences pour l'ingénieur (Clermont-Ferrand)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Institut Pascal (Aubière, Puy-de-Dôme)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Pascal
• Jury : Président / Présidente : Patrick Martin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Grigore Gogu, Belhassen Chedi Bouzgarrou, Vincent Gagnol
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Damien Chablat, Robert Collet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Écoconception

Arbres à feuilles caduques

Conception et construction

Machines forestières

Bois -- Sciage

Mots clés libres

Bûcheronnage

Bois

Essences feuillues

Effort de coupe

Ébranchage

Caractérisation expérimentale

Banc d’essais

Harvesting

Hardwood

Broad-leaved trees

Cutting force

Delimbing

Experimental characterization

Test benches

Résumé

Dans le cadre du projet ECOMEF visant à éco-concevoir un outil de bûcheronnage pour la mécanisation des peuplements feuillus, les travaux de thèse présentés ici concernent la modélisation du système bois court, et plus particulièrement des opérations d’abattage et de façonnage (ébranchage et billonnage). Des modèles ont été développés afin d’étudier la transmission de l’effort d’entraînement au tronc par les rouleaux ainsi que l’opération d’ébranchage par choc. Parallèlement, différents démonstrateurs ont été réalisés afin de mener un certain nombre d’essais expérimentaux, qui ont permis, d’une part, une meilleure compréhension des phénomènes étudiés, et d’autre part le recalage des modèles théoriques. Enfin, une simulation dynamique multicorps a été mise en place, afin d’étudier plus précisément l’adaptation de différentes architectures cinématiques de châssis articulés aux flexuosités du tronc rencontrées dans les essences feuillues. Celle-ci intègre l’ensemble des modèles analytiques développés et permet une approche globale à travers l’interaction des modèles les uns avec les autres.

The research work presented here and realized within the framework of the ECOMEF project - which aims to develop a harvester head more specifically designed to process and fell broad-leaved trees – focuses on the modeling of the cut-to-length logging process, and particularly on the felling and processing (delimbing and bucking) operations. Several models have been developed in order to study the transmission of the feed force to the trunk or the delimbing process. In the same time, different benches have been designed in order to carry out experimental tests that allow a better understanding of the considered phenomenons as well as the experimental characterization of the models’ parameters. Finally, a multi-body dynamic simulation has been developed, in order to study the adaptation of different kinematic architectures of articulated frames to the crooked trunks specific to broad-leaved trees. This simulation contains each analytic model and allow a global study of the phenomenon by considering the interaction between each model.