Tous, nous aimons profiter des longs rubans blancs uniformes étendus dans les contrées enneigées de notre beau pays. Rien de plus agréable que de filer sur une tapis uniforme de neige compactée et cristallisée qui crisse sous les pneus. Ces conditions de sentier optimales ne sont pas le fruit du hasard (ou rarement quand l’équipe d’opérateurs est choyée par la météo) mais le fruit d’un savoir-faire des opérateurs. Ce savoir-faire est tributaire de plusieurs facteurs. : météo collaboratrice, condition de neige adéquate, taux d’utilisation des sentiers, etc. Voyons donc, afin de comprendre la réalité d’opération des équipes de surfaçage, comment fonctionne l’art du surfaçage de sentier :
Deux écoles de pensée : la compaction ou l’enlèvement.
Depuis l’ère précambienne du quad où les Big Bear 350 représentaient les grosses pointures qui rodaient dans les bois, les VTT ont pris du volume, du poids et ont même muté bête étrange nommée SidexSide. Avec la progression de la contrainte exercée sur la surface de neige durcie causée par la croissance de la puissance et du poids respectable de certains bolides, Le problème des ornières laissées par les pneus est devenu criant.
Afin de contourner cette principale problématique, quelques exploitants de sentiers d’hiver ont abandonné la méthode traditionnelle de compactage pour enlever la neige du sentier. Ils laissent quelques centimètres de neige durcie sur le fond du sentier et déblaient le reste, soit avec une souffleuse à neige ou avec une gratte poussée par une machine puissante. Le problème d’orniérage est contourné mais cette solution apporte d’autres contraintes. Dans un premier temps, cela est applicable en dehors des champs agricoles. Aucun agriculteur ne va accepter que la neige ne soit enlevée dans les champs et se retrouver avec sa terre gelée sur le double de la profondeur de celle protégée par une chape blanche. Deuxièmement, il sera préférable de le faire dans les sentiers boisés car les tranchées creusées en terrain dégagé seront vulnérable à la moindre poudrerie. Le neige poussée par le vent pourra combler le sentier en moins d’une demi-heure. Cependant, les sentiers entretenus par enlèvement de la neige situés en milieu boisé auront une surface de roulement beaucoup plus durable et nécessiteront moins de passage de surfaceuse.
Comme beaucoup de sentiers sont situés dans les champs agricoles, la méthode de surfaçage par compaction de la neige est toujours d’actualité et n’est pas près de disparaître. La montée en taille et en puissance des quads a aussi obligé les clubs à s’ajuster aux nouvelles réalités et d’acquérir des surfaceuses plus puissantes et performante pour maintenir une durabilité équivalente aux sentiers d’il y a 15 ans.
Le matériau de base : la neige
Les sentiers d’hiver sont tous construits avec le même matériau : la neige. La neige n’est pas un matériau homogène qui offre toujours les mêmes caractéristiques selon la température. Quand on prend conscience que la neige est un matériau proche de son point de fusion, il est facile de comprendre que les résultats d’un surfaçage seront différents selon les conditions :
À la base, la structure moléculaire de la neige est hexagonale, c’est-à-dire qu’elle est toujours à six cotés. Les formes des cristaux des flocons dépendront des conditions de température, de pression et du temps passé en suspension dans l’atmosphère. Une fois au sol, les propriétés de la neige commencent déjà à se modifier. Dans un premier temps, la gravité cause un fluage de la neige (compaction) et le vent la transportera pour s’accumuler dans des congères plus dures. il y aura une migration des vapeurs d’eau vers les zones plus froides de la neige pour s’y cristalliser. Bref, tout repose sur la migration d’eau dans la neige en fonction de la température. Il y a donc métamorphose de la neige et ce selon trois façons :
Métamorphose d’isothermie : lorsque la neige est uniforme au niveau de la température, il y a formation importante de frittage. Les flocons aux formes pittoresques et compliquées se transforment en grossissant et s’arrondissant et en s’agglutinant les uns aux autres. Les ponts de glace qui se forment entre eux créent une neige plus solide et durable
La connaissance de ces propriétés, ne serait-ce que de façon intuitive est la clef du secret pour la réussite du surfaçage efficace des sentiers.
Métamorphose de fort gradient : On entend par fort gradient une différence marquée de température entre l’air et la neige elle-même. La vapeur d’eau qui provient du sol qui est plus chaud vers la surface entraîne une formation de cristaux sans grande cohésion à cause de l’abondance de vapeur d’eau qui voyage vers l’air. On désigne cette neige quelquefois comme étant de la neige granuleuse qui se compacte très difficilement. Ce type de neige peut rester en place pendant plusieurs semaines et rendre la vie difficile aux opérateurs qui tenteront en vain d’en faire un lit bien compacté.
La métamorphose de neige humide est provoquée par la présence d’eau liquide dans la neige. La présence de cette eau s’explique par un redoux, une pluie hivernale ou par le travail du soleil printanier. Obéissant à la gravité, l’eau s’infiltrera dans la neige jusqu’à ce qu’elle rencontre une neige plus froide o« elle gèlera. Un refroidissement des températures ou, le frisquet soir venu lors des journées printanières, l’eau contenue dans la neige de surface regèlera pour former des amas granulaires plus gros qui peuvent aller jusqu’à former une glace vive, solide.
On comprendra, en prenant considération les différentes propriétés physiques de la neige que l’opérateur de surfaceuse aura une efficacité variable lors de ses passages. Dans les conditions idéales, le but du surfaçage de sentier est de créer autant que possible une situation de métamorphose isotherme de la neige. Par un brassage de la neige, la température sera presque uniforme pour un laps de temps. Les flocons seront également brisés en particules de taille variée qui s’imbriqueront plus étroitement. Cette proximité accrue augmentera les nombre de possibilité d’établissement de ponts entre les molécules, appelée frittage. Enfin, il ne restera qu’à laisser le temps à la neige de se stabiliser.
Les quatres étapes du surfaçage de sentier
Maintenant que l’on a abordé le comportement physique de la neige, que se passe-t-il lors du passage de la surfaceuse? Le traitement de la neige sur un sentier se fait en un passage, mais comporte quatre étapes
Première étape : nivelage
Le monde de la motoneige a une problématique de bosses dans les sentiers alors que celui des quads a une problématique d’ornières profondes, appelées communément roulières. Mais la nécessité du nivelage et d’enlèvement des bosses est commune aux deux activités, de même que la nécessité de niveler chutes de neige et les congères poussées par le vent. Selon la profondeur à atteindre pour enlever les roulières et la présence de lames de neige, l’opérateur utilisera au choix la pelle en avant de l’unité motrice, le traîneau tiré ou la combinaison des deux. Peu importe l’outil qu’il utilisera, l’opérateur devra prendre garde de ne pas piquer trop profondément afin de ne pas détruire la couche de neige massivement durcie que les opérateurs nomment dans leur jargon le fond ou le lit.
Deuxième étape : le traitement de neige
Les conditions de neige dans les sentiers sont variables, allant de neige malaxée par les roues qui n’a plus de consistance, de neige fraîchement tombée ou de neige poussée par le vent, il faut traiter la neige pour la réussite des troisièmes et quatrièmes étapes.
Lors de son passage, l’opérateur laisse descendre son traîneau au niveau adéquat afin qu’il se charge de neige. La neige prisonnière entre les deux longerons latéraux circulera vers l’arrière en basculant dans la succession de couteaux placés à angle. Le nombre de couteaux et variable en fonction de la conception du traîneau et de la puissance du tracteur à l’avant.
Le basculement de la neige a plusieurs effets. Dans un premier temps, les particules en forme d’aiguille sont brisées et l’ensemble des flocons auront une grosseur plus homogène, laissant plus de place aux liaisons de frittage (ponts de glace) de s’exercer. Deuxièmement, l’air sera chassé du mélange, permettant une meilleur compaction lors de la troisième phase d’un même qu’une proximité plus grande entre les grains de neige. Troisièmement, il y aura un phénomène d’humidification de la neige par le frottement. Cela sera très utile lors du surfaçage de neige sèche.
C’est pour assurer l’efficacité de cette phase du traitement la vitesse du tracteur doit être réduite à environs 12 km/h et de pouvoir disposer à la sortie du traîneau un mélange de neige uniforme prêt à être compacté.
Troisième étape : la compaction
À la sortie à l’arrière du traineau, la neige qui est rendue folle mais homogène par le traitement sera compactée par la plaque de compatiction. Cette plaque qui fait la largeur du traineau et sur laquelle repose tout son poids, comprime la neige en une surface lisse et uniforme. L’air se trouve chassé d’entre les particules de neige.
Il y a quelques variantes des accessoires de compaction. On peut retrouver à la place de la plaque un rouleau de compaction et même une plaque vibrante. Mais la plaque est le dispositif le plus largement répandu
Quatrième étape : la stabilisation
La plus simple des étapes consiste seulement à laisser le temps à l’œuvre à figer au froid. Il va sans dire que les quadistes qui suivent le cheminement des surfaceuse sur internet et qui s’empressent d’aller rouler dans les sentiers ruinent totalement le travail effectué. Lors de la stabilisation, la neige comprimée et légèrement humidifiée par le processus gèle tranquillement, créant une surface plus durable au roulement. C’est en raison de cette étape que les opérateurs sortent davantage la nuit. Premièrement, la circulation diminue drastiquement permettant au frittage de se faire et le froid est plus mordant, permettant au sentier de geler en profondeur. Enfin, le soleil ne réchauffera pas la surface de la piste.
L’équipement de surfaçage
Les équipements de surfaçage des clubs qui compactent la neige se résument à peu près tous à la même chose : un traîneau au niveau de sophistification variable pour le traitement de la neige et d’un tracteur de configuration allant du tracteur de ferme modifié jusqu’au véhicule articulé en passant par la dameuse de pente de ski appelée couramment dans le milieu « BR » (par référence aux lignées de modèle Bombardier dont le nom commençaient tous par le préfixe BR).
Prenons tout d’abord le traîneau : bien que la conception ait l’air simpliste, plusieurs ont fait l’objet d’un développement soigné qui a fait leur renommée. Les caractéristiques recherchées sont une capacité à moduler les hauteurs à l’avant à l’arrière afin de bien contrôler l’angle d’attaque des couteaux dans la neige. De cette façon, l’opérateur pourra creuser le sentier à la profondeur voulue tout en évitant de surcharger la cascade de couteaux de neige, ce qui entraverait leur action. Lesdits couteaux seront préférablement équipés de déclencheurs de sécurité sur ressorts qui protégeront l’équipement si une souche était accrochée. Certains traineaux qui en sont dépourvus peuvent causer l’arrêt brusque du tracteur, envoyant l’opérateur qui aura malencontreusement oublié de boucler sa ceinture, embrasser le pare-brise sans douceur. Enfin, le dimensionnement des membrures devra être suffisant pour empêcher torsion et flexion du traineau, ce qui rendrait son guidage plus aléatoire.
Dans le cas des tracteurs, il existe plusieurs type de conception qui ont chacune leur avantage et désavantage, les exploitants de sentier choisiront le type de machine qui leur conviendra le mieux selon la configuration du terrain de leur réseau, de leur moyens financiers et des installations de garage disponible, sans compter les préférences personnelles des opérateurs. Regardons brièvement les caractéristiques des principales configurations :
Le tracteur converti (2 chenilles) : Ce sont les premières configurations de conversion que l’on a vu apparaître dans les campagnes. Certains systèmes éprouvés sont sur le marché depuis plus de 2 décennies. Pensons aux machines Gilbert de Gilbert-Tech qui offrent une flottaison inégalée dans la neige épaisse ou encore aux rustiques mais ultra-fiables surfaceuses d’Ebert-Welding qui, grâce à son sous-cadre inédit qui supporte le châssis du tracteur, supportera les pires traitements durant des années. Les principales qualités de ces machines sont une disponibilité des pièces à coût très raisonnable, elles sont parmi les plus efficaces avec chaque goutte de carburant utilisées et il y a de belles opportunités dans l’usager. Par contre, ces configurations de machines ne peuvent se déplacer sans le traîneau car ces derniers sont utilisés comme gouvernail pour diriger le tracteur. De plus, la conversion est trop profonde pour revenir à la configuration initiale du tracteur pour l’utiliser en été.
Le tracteur agricole converti (4 chenilles) : Largement comercialisée par Soucy Track, ce type configuration remplace les 4 roues d’un tracteur agricole à 4 roues motrices par quatre systèmes de chenilles indépendantes. La direction continue d’être assurée par les roues directrices du tracteur et permettra à ce dernier de manœuvrer sans la gratte. Cette configuration a un grand engouement à cause, notamment, de la grande facilité de changer des chenilles aux roues et vice-versa. De plus, les coûts d’opération sont moindres à cause d’une frugalité plus grande que les machines munies d’une transmission hydrostatique.
Le revers de cette solution technique est un poids considérable qui rend délicat la circulation dans les tourbières qui ne sont pas encore gelées en début de saison, sans compter le stress infligé dans les ouvrages d’art comme les ponts. De plus la motricité est limitée dans les côtes abruptes.
Le skidozer (appelé communément « BR ») : Ce type de véhicule fait partie du paysage d’hiver depuis la genèse du surfaçage au Québec. Ils sont conçus spécifiquement pour un usage en situation hivernale. Légers et puissants, ils offrent une flottabilité ainsi qu’une motricité remarquable qui viendra à bout de toutes les conditions difficiles. Aussi, il offre un champ de vision remarquable à l’opérateur et son passager qui a son plan de travail directement à ses pieds.
La transmission hydrostatique dont son maintenant équipés ces engins permet un souplesse d’opération inégalable en situation serrée, mais sera aussi plus énergivore. En effet, le transmission gommera 20% de la puissance du moteur pour son seul fonctionnement. Les pièces sont plus dispendieuses et quelquefois plus rares. Il pourra arriver qu’une pièce « back-order » mette dans l’embarras un club qui devra suspendre ses opérations avec la machine en panne. Enfin, les compétences mécaniques requises pour entretenir ce type de machine sont plus pointues. Ils faudra au responsable de l’entretien des connaissances adéquates pour éviter de causer des bris à long terme en utilisant des méthodes inadéquates.
Le tracteur articulé : Ces machines, connues généralement sous le nom de Tucker, sont constitués en deux parties articulées en son centre, comme une chargeuse sur roue. À l’avant est située la cabine de commande ou le pilote et son passager sont assis côte-à-côte et à l’arrière est installée l’unitée motrice. En plus d’offrir un bon confort aux passagers parce qu’ils ne sont pas adossés sur le compartiment moteur, la configuration articulée assure aussi une bonne maniabilité à la machine. La motricité est aussi excellente
Cependant, la transmission hydrostatique dont sont aussi munis ces engins sera ici aussi énergivores et la mécanique devra être entretenue avec les égards requis.
Comme on peut le constater, les différents types de machines ont chacune leurs forces et faiblesses dont tous les exploitants devront évaluer en fonction de la topographie de leur territoire, es installations physiques disponibles pour l’entretien, de leurs moyens financiers. Une machine qui semble idéale pour un exploitant sera problématique ou inaccessible pour l’autre.
Les défis à venir
Le monde des véhicules récréatifs est en constante mutation, au rythme de l’imagination débridée des fabricants qui ne cessent de produire des machines différentes, plus lourdes, plus puissantes, plus grosses… et plus dispendieuses.
Les exploitants de sentiers ont dû tant bien que mal s’adapter aux nouvelles réalités dans le passé avec des résultats plus ou moins heureux par endroits, selon les moyens financiers disponibles. Déjà, les VTT plus lourds et performants ont fait tirer les cheveux des exploitants qui ont dû modifier les techniques de flotte de surfaceuses pour y répondre. Ce n’est que la pointe de l’iceberg puisque les défis à venir pour le futur sont encore plus grands. Le challenge le plus titanesque consiste à adapter les sentiers aux largeurs des SidexSide qui font jusqu’à 64 pouces de largeur. La largeur standard des surfaceuses en circulation fait environs 102 pouces. Rencontrer un SxS de 64 pouces avec un quad régulier de 48 pouce de large nécessite 115 pouces si on considère que les roues extérieures touchent le bord du sentier et qu’ils n’y a que 3 pouces entre les machines. Et encore, on ne parle pas faire croiser deux SxS!! Il est évident que les clubs devront envisager sérieusement d’élargir les traineaux et conséquemment, changer le tracteur pour un plus puissant et énergivore. À défaut d’élargir la surfaceuse, les opérateurs seront forcés de faire deux passes alors qu’ils n’en faisaient qu’une auparavant, doublant du coup les frais de carburant et le nombre d’heures de bénévolat requis, sans compter l’usure supplémentaire de la machinerie,
Le deuxième défi est de faire face à la pression croissante du prix des carburants sur les frais d’opération des surfaceuses. Les clubs devront remettre en question les machines plus énergivores comme celles qui sont munies de transmissions hydrostatiques pour choisir des tracteurs efficients au niveau de la dépense de carburant. Enfin, la durée des saisons qui, bon an mal an, diminue toujours un petit peu commence à rendre difficile la justification pour les clubs d’immobiliser des montants qui représentent plus de 50% de leur frais d’opération. Est-ce que cela poussera les clubs à se tourner vers des machines plus versatiles qui pourront fonctionner à l’année?
Les exploitants de sentier doivent faire une évaluation rigoureuse de leurs besoins en fonction de la topographie du terrain ainsi que des capacités du club, que ce soit au niveau financier, des installations de garage, des compétences de mécaniciens spécialisés, etc. A défaut de faire un choix avisé en cernant mal leur besoins ou encore en effectuant un achat sur un coup de cœur irrationnel, ils pourraient se retrouver en situation difficile qui pourrait prendre jusqu’à une décennie à résorber.
Dans les opérations régulières, l’exploitant devra être habile à choisir le bon temps pour faire sortir sa machinerie. Un responsable d’opération compétent appliquera, consciemment ou non, les règles de théorie concernant les propriétés physiques de la neige et obtiendra des résultats beaucoup plus satisfaisant que celui qui lance sa flotte n’importe quand.
Vous comprendrez maintenant que l’art du surfaçage de sentier n’est pas une opération magique mais bien une gestion précise des aléas des conditions hivernales. Quelquefois, malgré toute la bonne volonté des bénévoles, les conditions de la météo et de la neige feront que les résultats seront mitigés, mais quand même optimaux avec les éléments disponibles. Maintenant que vous savez. Peut-être serez-vous plus indulgents…
