par B. THUNELLSection de technologie du bois, Laboratoire de recherches sur les produits forestiers, Stockholm
La Suède produit annuellement environ 1500000 standards de sciages; plus de 64 pour cent sont de qualité pour l'exportation, et le bois suédois est solidement établi sur le marché mondial. L'expérience de ce pays dans l'organisation et la pratique des scieries présente donc un intérêt général1.
1 Cet article est un court résumé d'un rapport beaucoup plus détaillé établi par M. Thunell au titre de président d'un groupe de travail de la FAO sur le sciage et la mécanisation.
En Suède, comme ailleurs, la localisation des scieries est déterminée par les facilités d'apport des grumes de la forêt et de transport des produits sciés sur les marchés ou centres d'expédition. Dans le nord du pays, les grandes scieries sont habituellement situées près de la côte parce que les grumes peuvent être aisément flottées par les rivières jusqu'aux usines et les produits sciés chargés presque directement sur les bateaux. Dans le centre et le sud de la Suède, où la majorité des grumes de sciage sont transportées par camions, les scieries ont tendance à être installées dans l'intérieur, près de la source d'approvisionnement en bois, plutôt que sur la côte. En effet, il est plus économique de transporter les produits sciés que les grumes. Pour des distances relativement courtes, le coût du transport par camion ou par flottage est environ le même, mais quand la distance s'accroît, le transport par voie terrestre devient proportionnellement beaucoup plus onéreux que le transport par voie d'eau. Les coûts des différentes méthodes de transport sont illustrés par la figure 1.
FIG. 1. Frais de transport des grumes et sciages suivant les divers modes de transport.
Les considérations de transport influent également sur le type de scierie qui est installé. Les scieries sont en Suède de deux types principaux: scieries à scies alternatives multiples avec un seul châssis ou une ou plusieurs paires de châssis, et scieries à scies circulaires avec une seule scie circulaire ou avec une ou plusieurs séries de scies circulaires de premier débit, scies à refendre et déligneuses. On estime que la zone d'approvisionnement en bois pour une scierie du premier type disposant d'une paire de châssis à grumes doit être environ trois à cinq fois plus grande que celle nécessaire à une scierie complète à scie circulaire. En effet, une scierie à scie alternative multiple doit rassembler un stock suffisamment important de grumes pour permettre d'y choisir le nombre nécessaire de grumes de chaque dimension donnée. Par suite les distances de transport des bois ronds sont plus grandes pour les scieries alternatives que pour celles à scies circulaires et si le transport par eau n'est pas possible, le coût du transport des grumes sera beaucoup plus élevé. Ceci favorise davantage l'établissement de scieries circulaires que de celles équipées avec scies alternatives.
En outre, les dépenses de transport croissent avec l'augmentation de la production annuelle de la scierie. Donc, les dépenses de transport doivent être prises en considération pour déterminer l'importance de la scierie la plus appropriée à une région donnée.
La Suède possède un grand nombre de lacs et de voies d'eau. Pour cette raison les grumes sont très souvent stockées dans l'eau, ce qui facilite en particulier leur classement et les préserve des attaques d'insectes et de champignons. Il peut être nécessaire de prendre des précautions spéciales contre la gelée en hiver, mais il est aussi fréquent pour les scieries de stocker à terre assez de grumes pour maintenir la scierie en activité durant l'hiver; dans ce cas on préserve les grumes contre les altérations par pulvérisation d'eau.
Dans beaucoup de scieries suédoises à scies alternatives l'opération de classement des grumes d'après leurs dimensions est réalisée dans l'eau, les diverses dimensions étant dirigées dans des bassins de stockages différents. Un grand volume de grumes doit être rassemblé et stocké parce qu'un approvisionnement suffisant de grumes de chaque dimension est nécessaire pour préserver la marche de l'usine d'un changement. Ce stock accroît les immobilisations de capitaux et le risque de détérioration des grumes stockées. Des dispositifs pour le classement des grumes à terre existent en Suède et fonctionnent très bien mais il n'est pas possible de classer simultanément autant de dimensions différentes à terre que dans l'eau.
Avec les scies circulaires, les grumes n'ont pas besoin d'être classées; en fait, un mélange de grumes de diverses dimensions est avantageux.
L'unité de production d'une scierie suédoise à scie alternative consiste en trois machines principales: le châssis de premier débit, le châssis à refendre et la déligneuse. Ces trois machines sont placées l'une derrière l'autre (figure 2). Les plus grandes scieries suédoises ont habituellement plusieurs unités de production en lignes parallèles, chacune d'entre elles, travaillant avec une seule équipe, est capable de produire annuellement environ 5350 standards (25000 m3) de bois sciés.
FIG. 2. Scierie avec une paire de châssis à grumes. Echelle 1/300.
La série d'opérations de cette unité de production consistant en une seule paire de scies alternatives est' illustrée par la figure 3. Les grumes sont écorcées et sont ensuite classées par catégories de diamètre dans le bassin à grumes. Les grumes de même diamètre sont conduites à l'intérieur de la scierie sur une chaîne à grumes courant dans une gouttière. A chaque demande de grumes un piqueur met la grume en place devant le châssis de premier débit où le scieur conduisant le charriot d'amenage place la grume droite et l'introduit entre les rouleaux presseurs de la scie.
FIG. 3. Vue d'ensemble d'une scierie à scies alternatives, d'après B. Thunell.
La grume est débitée en un noyau, des contre-dosses et des dosses. Le noyau est arrêté par un buttoir tandis que les contre-dosses continuent vers la déligneuse. Les dosses tombent sur un transporteur de; déchets. Un transporteur latéral conduit alors le noyau aux rouleaux d'amenage du châssis multiple et, après fixation, il est introduit entre les rouleaux presseurs et scié aux dimensions demandées. Les débits centraux donnent des planches finies qui vont immédiatement à la table de classement tandis que les planches extérieures non délignées sont séparées et conduites à la déligneuse de planches. Les dosses tombent sur le transporteur de déchets. Des exemples de dispositions typiques des lames employées durant ces opérations sont donnés à la figure 4.
FIG. 4. Exemples de dispositifs d'insertion des lames de scies (mesures en inches).
Les châssis à grumes modernes travaillent à grandes vitesses. Des vitesses de 320 à 370 battements par minute sont fréquentes avec une course de 600 millimètres. La vitesse d'avancement de la grume est en moyenne de 25 millimètres/minute.
La déligneuse de planches consiste en deux (ou plus) scies circulaires tournant sur le même arbre. La distance entre les scies est réglable soit mécaniquement soit hydrauliquement. Les déligneuses à deux scies sont les plus communes.
Des scieries plus grandes comprennent simplement deux (ou plus) unités de production similaires à celle décrite ci-dessus et travaillant parallèlement les unes aux autres (fig. 5). L'avantage du fonctionnement simultané de deux ou plusieurs scieries est la possibilité de débiter en même temps des grumes de grosseurs différentes.
FIG. 5. Scierie avec trois paires de châssis à grumes. Echelle 1/300.
Quelques très petites scieries ont une seule scie alternative à grumes. Les grumes sont équarries sur ce châssis le matin et les noyaux retournent au bassin par un transporteur spécial. Dans l'après-midi les lames de scie sont changées et les noyaux sont débités en planches sur la même scie.
Dans tous ces types de scieries, les planches vont de la déligneuse à une scie à rogner en bout généralement composée d'un transporteur transversal dirigeant les planches vers une lame qui en coupe une extrémité. Avant d'être coupées, les planches sont mises en place à la main. Ensuite des rouleaux entraînent les planches de l'autre côté du transporteur où une autre lame coupe l'autre extrémité à une longueur fixée sur la table par un repère. Les planches ainsi finies sont acheminées par le transporteur à une table de classement, souvent en passant à travers un bain protecteur contre le bleuissement.
Dans les scieries plus petites le classement est souvent fait à la main par l'homme qui procède à l'opération de la mise à longueur. Dans les plus grandes scieries, le classement est souvent fait mécaniquement.
Les dosses et les délignures sont soit coupées en longueurs de bois de combustion, soit débitées en copeaux qui sont utilisés dans l'industrie du papier, de la cellulose et des panneaux. La sciure est enlevée par des transporteurs spéciaux.
Après sciage, mise à longueur et séchage, les bois sont à nouveau rognés en bout pour l'empilage en balles destinées à l'embarquement. Une machine moderne à rogner en bout sectionne les deux extrémités des bois aux longueurs demandées et y imprime la marque d'expédition, enregistre le nombre de planches de chaque longueur aussi bien que le nombre total, et imprime à une extrémité de la planche un chiffre indiquant sa longueur.
Le nombre d'hommes employés dans une scierie avec une paire de châssis à grumes est habituellement de 14: 1 homme à l'alimentation en grumes, 2 scieurs, 1 assistant-scieur, 2 déligneurs, 4 classeurs, 1 affûteur, 1 graisseur, 1 ouvrier coupant les chutes et 1 manoeuvre. La capacité journalière (8 heures) d'une telle scierie est de 17 standards (80 m3). Le nombre d'hommes dans une scierie comprenant deux paires de châssis à grumes est de 30: 2 à l'alimentation en grumes, 2 scieurs, 2 assistants-scieurs, 2 déligneurs, 2 assistants-déligneurs, 3 rogneurs, 2 hommes coupant les déchets, 2 affûteurs, 1 graisseur, 1 mécanicien, 8 classeurs et 3 manoeuvres. Cette scierie a une capacité de 35 standards (160 m3) en 8 heures. Une scierie avec trois paires de châssis à grumes emploie 49 hommes et a une capacité de 55 standards (255 m3) pour 8 heures. Ces détails ne comprennent pas les hommes employés dans le bassin à grumes ou dans le chantier de stockage des bois débités et aux séchoirs.
Une scierie à scies circulaires comprend au total trois machines principales: la scie de premier débit, la scie à refendre et la déligneuse (fig. 6 et 7).
La lame de la scie de premier débit est montée dans un cadre de bois ou d'acier. La grume est placée sur une table à rouleaux, qui peut avancer ou reculer mécaniquement. Après la coupe d'une dosse sur la grume, l'épaisseur de la pièce suivante est déterminée en amenant la face sciée contre une butée à réglage latéral. La grume est sciée dans cette machine sur un, deux ou trois côtés, suivant ses dimensions (fig. 8). Le noyau obtenu est alors conduit à la scie à refendre et les dosses vont, soit aux déchets, soit également à la scie à refendre. Cette scie, qui a généralement des rouleaux entraînés mécaniquement, débite le noyau en planches. Les planches terminées vont ensuite à la déligneuse, si c'est nécessaire, sinon à l'empilage.
FIG. 8. Tracés de débits dans une scierie avec équipement complet en scies circulaires.
Les chutes de ces trois machines sont convoyées au-dessous du plancher, jusqu'à l'endroit où elles sont débitées en bois de combustion. Les chutes des scieries à scies circulaires sont rarement transformées en copeaux pour la pâte. On emploie pour débiter les chutes soit des scies circulaires tronçonneuses multiples, soit des scies circulaires simples à balancier. Ce dernier type de scie est aussi employé habituellement pour rogner en bout les planches.
On trouve aussi en Suède des scieries à scies circulaires moins complètes. Quelques-unes ont seulement une scie de premier débit (fig. 9) et les débits sont faits comme le montre la figure 10, tandis que d'autres ont en plus une déligneuse. Quelques grandes scieries à scies circulaires possèdent deux scies de premier débit, deux scies à refendre et une déligneuse. Neuf hommes sont normalement nécessaires pour la scierie-type à trois machines: 2 pour approvisionner en grumes, 2 à la scie de premier débit, 2 à la scie à refendre, 1 à la déligneuse, 1 aux tronçonneuses, 1 classeur. Leur production est d'environ 6,5 standards (30 m3) par journée de 8 heures.
FIG. 9. Scie circulaire simple. Echelle 1/300
FIG. 10. Tracés de débits dans une scierie avec une seule scie circulaire.
Dans la conduite d'une scierie il est capital de tirer le meilleur parti possible de la matière première. Pour un même volume brut de bois en grumes, le rendement en produits finis sciés varie suivant les techniques de sciage: profils des lames, précision du sciage et encore d'autres facteurs.
Cette différence de rendement est particulièrement marquée entre la scie alternative et la scie circulaire. La position fixe de la lame et les lames plus minces de la scie alternative donnent une plus grande précision et moins de déchets que la scie circulaire.
TABLEAU 1. - PROPORTIONS DU RENDEMENT ET DES DÉCHETS SUIVANT LE TYPE DE SCIAGE
|
Produits |
Alternative |
Circulaire (complète) |
Circulaire |
|
Pourcentage |
|||
|
Sciages |
54 |
50 |
44 |
|
Copeaux pour la pâte à papier |
29 |
- |
- |
|
Sciure |
11 |
13 |
19 |
|
Bouts |
3 |
- |
- |
|
Dosses, délignures et bouts |
- |
34 |
34 |
|
Perte par retrait |
3 |
3 |
3 |
Les pertes dues au manque de précision du sciage doivent être ajoutées, et sont probablement plus élevées avec les scies circulaires qu'avec les scies alternatives; cependant, on peut obtenir une plus grande précision avec les plus récentes scies circulaires.
Le sciage à la scie alternative constitue un procédé à débit élevé dans lequel chaque grume est sciée avec la même position de la lame, le scieur devant seulement tourner la grume pour la présenter dans la position appropriée. Au contraire, avec la scie circulaire, le scieur peut adapter la coupe aux particularités de chaque grume. Avec une scie circulaire les résultats sont donc beaucoup plus liés à la dextérité du scieur qu'avec une scie alternative. L'expérience des Canadiens et des Norvégiens confirme qu'un scieur adroit dirigeant une scie circulaire peut obtenir des coupes aussi précises que celles que peut donner une alternative. Cet idéal est cependant rarement atteint.
La scierie à scies circulaires peut, sans difficulté, donner différentes catégories de sciages. Ceci serait impossible, pour les grandes scieries alternatives, sans une augmentation considérable du prix de revient. Les petites scieries à scies circulaires, fournissant des lots de sciages variés, sont donc mieux adaptées au marché local. Les sciages produits par les scies circulaires sont généralement vendus à des prix plus bas que ceux produits par les scies alternatives, mais cette différence est très faible lorsque la demande est élevée.
Dimensions des grumes et des sciages
Dans presque toute la Suède, les grumes ont une longueur moyenne de 15 pieds (4,5 m) avec un diamètre au fin bout de 8 pouces (20 cm) les chiffres cités plus haut sont basés sur ces mesures. Dans certaines régions, cependant, notamment en Suède méridionale, ces dimensions ne sont pas les dimensions normales. Beaucoup de scieries dans les collines de Småland doivent débiter des grumes de 12 à 13 pieds (3,7 à 4 m) de long, avec un diamètre moyen au fin bout de 6 à 7 pouces (15 à 18 cm). Bien que les conditions varient d'une scierie à l'autre, en règle générale la production de sciages diminue et le prix de revient augmente de façon considérable lorsqu'on emploie des grumes plus petites (fig. 11 et 12). La longueur des grumes intervient davantage pour les scies circulaires que pour les scies alternatives. Ceci tient au fait que l'entraînement de la grume en avant et en arrière prend, avec la scie circulaire, une plus grande proportion du temps de travail qu'avec la scie alternative. Avec une alternative on peut presque scier les grumes bout à bout, de sorte qu'on perd très peu de temps (environ 5 pour cent seulement).
FIG. 11. Exemples de la modification du prix de revient total du sciage, par standard, suivant la méthode employée, lorsqu'on scie des grumes de grosseurs diverses. Grume de 8 inches (20 cm) de diamètre = 100 (longueur 15 feet ou 4,55 m).
FIG. 12. Exemples de la modification du prix de revient total du sciage, suivant la méthode employée, lorsqu'on scie des grumes de longueurs diverses. Grume de 15 feet (4,55 m) de long = 100 (diamètre 8 inches ou 20 cm).
Utilisation des déchets
Le coût des diverses méthodes de sciage dépend très largement de l'emploi qu'on fait des déchets dans la scierie. Ceci n'est plus un problème dans les grandes scieries du nord de la Suède où, à l'exception des rognures, tous les déchets sont utilisés. La sciure est employée comme combustible, les délignures et les dosses sont transformées en copeaux pour la fabrication de pâte ou de panneaux de fibre. Si l'on veut utiliser les dosses et les délignures de cette façon, les grumes doivent être écorcées. L'installation de machines à écorcer est coûteuse, aussi ne conviennent-elles que pour de grandes scieries. Lorsqu'on emploie ces machines, on installe généralement des presses qui réduisent la; teneur en eau de l'écorce à environ 55 pour cent, de sorte qu'on peut l'utiliser comme combustible. Il a été démontré que, à condition que la scierie travaille la plus grande partie de l'année, avec une production de 2000 à 2500 standards (9 à 12000 m3), la plus petite usine dans laquelle l'installation d'un équipement d'écorçage est économiquement rentable est celle qui comprend une seule paire de scies alternatives. D'autre part, l'installation d'une déchiqueteuse est économiquement justifiée dans une scierie qui produit seulement 500 standards (2300 m3), pourvu que le problème de l'écorçage soit résolu.
La machine semi-portable représente un pas vers la solution de ce problème; elle travaille sur le chantier de stockage; l'écorce enlevée n'est pas utilisée. Des expériences sont en cours pour trouver un procédé rentable d'écorçage des dosses et des délignures. Si elles sont couronnées de succès, elles peuvent permettre de nouveaux développements dans ce domaine.
Les usines de pâte achètent les délignures et les dosses en vrac et se chargent souvent du transport. En Suède, la demande pour les dosses et les chutes comme combustible domestique est faible, et le marché local pour le charbon de bois a baissé de telle façon depuis quelques années que la plupart des scieries ont abandonné la fabrication de charbon de bois à partir des déchets.
Dans la comparaison suivante des coûts de production des divers types de soieries trouvés en Suède, certaines hypothèses ont été faites. On a supposé, par exemple, que toutes les scieries étaient équipées de façon moderne. Leur capacité de production est calculée sur la base de 280 jours de travail par an, bien que la durée de travail varie en fait de 150 à 287 jours. Les dimensions moyennes des billes de sciage ont déjà été indiquées. On suppose que le bois est séché à l'air dans un parc à bois de plein air. Dans les parcs à bois des scieries complètes à scies circulaires et des scieries ayant une ou deux scies alternatives, on suppose que le transport est fait par wagonnets; en outre, on suppose qu'on dispose de ponte roulants dans les scieries équipées de quatre à six scies alternatives.
Les prix sont calculés sur la base de ceux de 1947-48 (les prix actuels sont environ 50 pour cent plus élevés) et sont corrigés pour les variations connues. Les salaires moyens des ouvriers ont été pris sur la base horaire de 2,30 couronnes suédoises ($0,44), indemnité de congés incluse.
Pour l'estimation de l'amortissement, 3 pour cent d'intérêt du capital investi et 1,5 pour cent représentant assurances, etc., ont été, ajoutés au pourcentage d'amortissement proprement dit. La durée d'amortissement a été fixée à cinq ans pour une scierie avec une seule scie circulaire, huit ans pour une soierie à équipement complet en scies circulaires, et quinze ans pour une scierie équipée en scies alternatives. Le coût du montage des parcs à bois dans les scieries à scies circulaires est considéré comme fonction de la production annuelle. Le coût des habitations privées, du logement des ouvriers, etc. n'a pas été compris. Le coût de l'énergie électrique est bas en Suède, mais les scieries à scies alternatives demandent plus de puissance électrique que les scieries à scies circulaires, en raison de leur mécanisation plus poussée.
La figure 13 montre comment la production varie suivant les types de soierie et la figure 14 donne le nombre d'heures d'ouvriers nécessaires par standard produit par ces scieries. La figure 15 montre comment les prix courants par standard du produit scié varient avec la production annuelle totale des sciages suivant les types de scierie.
FIG. 13. Production en standards par heure pour différents types de scieries
FIG. 14. Heures de travail par standard pour différents types de scierie.
Une comparaison des prix de revient tenant compte de l'utilisation des déchets est donnée dans la figure 16. Le prix net est mesuré par la distance entre les courbes et une des droites représentant une des diverses utilisations des déchets. Le coût minimum du sciage en fonction de la production annuelle est donné par la figure 17, pour les différents types de scieries.
FIG. 17. Prix de revient total.
Pour obtenir le prix total comprenant le transport et le sciage, les chiffres de la figure 17 sont ajoutés au prix de transport. Le prix total, calculé de cette façon, est donné par la figure 18.
On peut voir d'après les figures que les dépenses varient peu avec l'importance de la scierie; pourtant, les avantages du transport en masse par flottage apparaissent nettement.
Une des conditions essentielles pour la construction d'une grande scierie à un endroit où le transport par eau n'est pas possible est l'existence d'un bon réseau routier. Cette condition n'est pas souvent réalisée dans beaucoup de grandes zones forestières.
Le tableau 2 indique le type de scierie, en Suède, qui permet d'obtenir les plus bas prix de revient, suivant le volume produit.
TABLEAU 2. - TYPES DE SCIERIE AYANT LES PLUS BAS PRIX DE REVIENT
|
Genre de scierie |
Production (en standards) |
|
Scie circulaire simple |
0-50 |
|
Scie circulaire avec déligneuse |
50-200 |
|
Equipement complet avec scies circulaires |
200-975 |
|
Soies alternatives |
Au-dessus de 975 |
(Traduit de l'anglais.)
