Effets de l espacement initial en plantation sur la qualité du bois:

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1 Effets de l espacement initial en plantation sur la qualité du bois: Cas de l épinette blanche Isabelle Duchesne Centre canadien sur la fibre de bois Endroit: Date: Centre de foresterie des Laurentides

2 À l affiche Les plantations dans un contexte d optimisation de la chaîne de valeur Impact des méthodes culturales sur les caractéristiques du bois

3 Introduction La «qualité du bois» doit se définir par rapport à un contexte d utilisation du produit final. Certaines caractéristiques du bois recherchées pour un produit donné peuvent s avérer complètement inutiles pour un autre. Défis et opportunités: Comprendre la variabilité de la ressource afin d utiliser le bon bois pour les bons produits 3

4 Optimisation de la chaîne de valeur Liens entre les attributs de la fibre et la valeur économique Une démarche «active» veut qu on réfléchisse à la demande du marché avant la fabrication des produits. Attributs exigés par le marché Attributs de la matière première

5 Optimisation de la chaîne de valeur L industrie est à l affût des marchés, des tendances et vise avant tout à occuper une niche profitable Commodités Généralement en flux poussé avec de grands volumes, une faible marge de profit et une forte compétition modèle basé sur l optimisation du coût de production Marchés de niche flux tiré avec une demande spécifique au niveau de la qualité des produits générant une demande au niveau du type de fibre

6 Optimisation de la chaîne de valeur Identification des attributs permettant de créer de la valeur Structurel Durabilité Acoustique Énergie Environnement Beauté

7 Optimisation de la chaîne de valeur Rôles des plantations dans la chaîne de valeur Ajuster l offre de fibre pour mieux répondre aux besoins du marché Optimisation en fonction des attributs de la fibre et du volume Concentrer la production d attributs souhaités pour éviter les pertes dues à la dispersion Reboisement au Québec: En moyenne 175 millions de plants/année depuis 1985

8 Quelle(s) qualité(s) de bois produisonsnous actuellement en plantation? 8

9 Étude de cas Épinette blanche Objectifs Évaluer les effets à long terme de l espacement initial sur la croissance des arbres, et sur la qualité et la valeur des produits du sciage 9

10 Site expérimental Stanley Le plus vieux dispositif expérimental établi en 1950 par le Ministère des Richesses naturelles à Thunder Bay, Ontario. 3 espacements : 1,8 m, 2,7 m et 3,6 m. (3086, 1370 et 771 plants/ha) Collaborateurs OMNR: Colin Bowling Dan Corbett Mark Roddick 10

11 1,8 x 1,8 m 2,7 x 2,7 m 60 ans IQS 24 m à 50 ans Aucune éclaircie 3,6 x 3,6 m 11

12 Distribution en diamètre en fonction de l espacement initial (2009) Fréquence (%) ,8 m 2,7 m 3,6 m Classe dhp (cm) 12

13 Approche Scans 3D Simulation de sciage en courbe Valeur des produits (sciage, copeaux, sciures) $ Sciage réel Classement visuel Tests en flexion statique 13

14 Approche (suite) 58 arbres-échantillons (12-44 cm au DHP) 210 billes de 4 m (8-16 pieds) 572 sciages (2x3, 2x4, 2x6, and 2x8) Classement visuel (NLGA No. 124) Module d élasticité (MOE) = rigidité Module de rupture (MOR) = résistance Rendement MSR 14

15 Résultats - Rendement en volume Caractéristiques des plantations 1,8 m n=20 2,7 m n=16 3,6 m n=22 Volume en 2009 (m 3 /ha) Arbres à l hectare en 2009 (12 cm +) DHP moyen des arbres-échantillons (cm) 18,4 25,5 30,6 Volume moyen (dm³) 222,8 510,2 577,3 Hauteur moyenne (m) 17,9 21,1 21,3 Défilement moyen (cm/m) 0,93 1,11 1,40 15

16 Cime vivante et branchaison Caractéristiques à 60 ans 1,8 m 2,7 m 3,6 m Proportion de la cime vivante (%) 32,9 35,5 44,6 Diamètre des 5 plus grosses branches (mm)

17 NLGA No. 124 Charpente claire, solives et madriers de structure Largeur nominale Dimension des nœuds admissibles pour le grade «Structure choisie» (pouce) Nœuds de rive (pouce) Nœuds sur la portion centrale de la face large (pouce) 2 3/8 3/8 3 1/2 1/2 4 3/4 (19 mm) 7/8 (22 mm) / /8 1 7/ /2 2 1/ /8 2 5/8 Caractéristiques à 60 ans 1,8 m 2,7 m 3,6 m Proportion de la cime vivante (%) 32,9 35,5 44,6 Diamètre des 5 plus grosses branches (mm)

18 Classement visuel NLGA Légère baisse du No. 2 et Meilleur à 3,6 m No. 2 & Meilleur 85,7% 86,8% 80,4% 18

19 Rendement en valeur ($/ha) Simulations Optitek (16 ) Produits Valeur des produits à l hectare en 2010 ($/ha) 1,8 m 2,7 m 3,6 m Sciages Copeaux Sciures Valeur totale de la plantation

20 La rigidité des sciages (MOE) diminue quand l espacement augmente MOE moyen prévu 2x4, EPS (MPa) Str. ch. = No. 1 = No. 2 = No. 3 = Barrett & Lau, Canadian Lumber Properties. Canadian Wood Council 20

21 La résistance à la rupture (MOR) diminue quand l espacement augmente MOR moyen prévu 2x4, É-P-S (MPa) Str. ch. = 55,1 No. 1 = 46,8 No. 2 = 45,9 No. 3 = 40,8 21

22 Propriétés physico-mécaniques du bois altérées par l augmentation de l espacement Épinette blanche de 60 ans 1,8 m 2,7 m 3,6 m Module d élasticité des sciages MOE (MPa) Module de rupture des sciages MOR (MPa) 37,2 30,1 27,1 Densité basale du bois (kg/m³) Qualité NLGA MOE Structure choisie: No No No MOR 55,1 46,8 45,9 40,8 pour 2x4 (Épinettes-Pins-Sapins) Barrett & Lau, Canadian Lumber Properties. Canadian Wood Council 22

23 Moins de volume MSR dans les plantations plus espacées 23

24 Synthèse Effets de l espacement sur les propriétés mécaniques des sciages Par rapport à la plantation à 1,8 m: Diminution de la rigidité des sciages (MOE) de 15 et 21% dans les plantations à 2,7 et 3,6 m, respectivement. Diminution de la résistance à la rupture (MOR) de 19 et 27% dans les plantations à 2,7 et 3,6 m, resp. Diminution du volume MSR 1650f-1,5E de 33 et 78%, resp. Diminution de la densité basale de 2 et 4%, resp. 24

25 Synthèse - MOE, MOR et densité basale selon l espacement initial Espacement initial MOE MOR Densité basale 1,8 m Point de Point de Point de comparaison comparaison comparaison 2,7 m 15 % 19 % 2 % 3,6 m 21 % 27 % 4 % MSR 1650 fb -1.5 E = Norme NLGA SPS

26 Synthèse Volume, qualité NLGA et valeur des produits Caractéristiques 1,8 m 2,7 m 3,6 m Volume moyen par arbre (dm³) 222,8 510,2 577,3 Volume en 2009 (m 3 /ha) Valeur des produits ($/ha) No. 2 et Meilleur: -6 % à 3,6 m (p/r à 1,8 m). 26

27 Effet de l espacement initial sur la croissance en diamètre et en volume après 60 ans Espacement initial Croissance en Volume diamètre 1,8 m Point de comparaison Point de comparaison 2,7 m 39 % 129 % 3,6 m 66 % 159 % 27

28 Conclusions de l étude Le choix de l espacement initial a un impact majeur sur la qualité du bois de sciage. Plus le bois pousse vite, moins il est fort. Si l objectif est de maximiser volume/valeur des produits sans égards aux propriétés mécaniques, le premier choix serait l espacement à 2,7 m. Si l objectif est de maximiser la production du bois de structure de qualité, l espacement à 1,8 m est recommandé. 28

29 Solution pour augmenter la qualité du bois de sciage en plantation Élaguer pour accélérer le passage du bois juvénile au bois mature Plus de bois sans nœuds, homogène et résistant 29

30 Autres effets positifs de l élagage Moins de défilement Meilleure apparence visuelle pour produits à valeur ajoutée Jozsa & Middleton 1994

31 Remarques finales L aménagiste ayant pour objectif de produire du bois d œuvre de bonne qualité devrait chercher à minimiser la proportion de bois juvénile dans la tige en contrôlant l étendue de la cime vivante. Il/elle devrait conserver juste assez de compétition pour favoriser l élagage naturel du tronc et maintenir une croissance homogène des arbres sur toute la révolution (éclaircies). Ceci implique d accepter un certain compromis par rapport au rendement en volume - en plantation comme en forêt naturelle. 31

32 Remerciements Francis Fournier, Francis Tanguay, Luc Bédard, Ghislain Veilleux, Denis Cormier (FPInnovations) Art Groot, Andrew Innerd (Centre canadien sur la fibre de bois) 32

33 Merci pour votre attention! Centre canadien sur la fibre de bois Tél & p fpinnovations.ca MD Le nom, les marques et les logos de FPInnovations sont des marques de commerce déposées de FPInnovations. 33