Planification numérique de lignes de câblage

Pour que les forêts puissent assurer leurs services à long terme et de manière durable, elles doivent être entretenues. À cet effet, les services forestiers utilisent des engins lourds tels que des porteurs. Or, ceux-ci ne peuvent guère accéder à des pentes raides en montagne, et en plaine, les sols vulnérables doivent être ménagés pour ne pas les compacter.

Dans les deux contextes, le câble-grue constitue une bonne alternative car les grumes sont transportées au point de collecte grâce à un câble dit « pêcheur » (fig. 1). De telles méthodes de récolte du bois sont désormais utilisées sur environ un quart de la superficie forestière suisse. Les responsables doivent soigneusement planifier le chantier en fonction du terrain pour que le câblage soit sûr et efficace. Sur place, les bûcherons savent ainsi par où faire passer la ligne de câblage, et quels arbres-supports utiliser.

Dans les années 1960, deux professeurs ont fait indépendamment l'un de l'autre de tels calculs pour des câbles de téléphériques. À Vienne, Ernst Pestal a publié un livre sur les téléphériques et les câbles-grues qui est considéré comme un ouvrage de référence en foresterie. Sa formule pour le guidage des câbles est encore largement utilisée aujourd'hui bien qu'elle surestime la flexion du câble porteur pour les grues. Son avantage est qu'elle est facile à résoudre manuellement et graphiquement.

À la même époque, Otto Zweifel a développé à l'ETH Zurich une formule plus adaptée aux câbles-grues. Contrairement à Pestal, il n'est pas parti pas du principe d'un câble porteur tendu par un poids, mais d'un câble porteur ancré des deux côtés (fig. 2). Le problème, c'est que pour calculer sa formule, il fallait des ordinateurs puissants, peu disponibles à l'époque. Sa méthode est donc tombée dans l'oubli.

L'équipe des chercheurs a testé ses résultats sur les pentes abruptes du Tösstal, du Toggenburg et du Pilatus. Les entreprises forestières Nüesch & Ammann AG et Abächerli AG ont participé à l'expérience. Ils ont mesuré les câblages et déterminé la flexion du câble porteur soumis à différentes charges (fig. 3), et ils ont déterminé la tension du câble tracteur à l'aide d'un dynamomètre.

De retour dans son bureau du WSL, Leo Bont a comparé ces données avec les chiffres calculés par Seilaplan. Et en effet : la méthode de calcul selon Zweifel a conduit à des prévisions plus précises de la flexion du câble porteur et de la tension du câble tracteur que celles selon la méthode Pestal (fig. 4). Pour toutes les longueurs de câblage, les formules de Zweifel intégrées dans Seilaplan ont fourni une précision d'environ plus ou moins un mètre pour la flexion, c'est-à-dire un très bon résultat. La légère surestimation de la tension du câble tracteur est un point positif, car elle permet de ne pas prendre de risques lors de la planification.