Mécanisation : Le tracteur de demain

Mécanisation : Le tracteur de demain

TRACTEUR DE DEMAIN

Connecté, autonome, polyvalent, pour une agriculture de pointe

 

Abdelmoumen Guennouni

Souplesse, performance, sécurité, puissance, moindre consommation de carburant, … les innovations dans le domaine des tracteurs ne cessent de faire leur apparition à toutes les occasions et de nous étonner par les efforts permanents des constructeurs, chercheurs et agriculteurs-innovateurs pour s’adapter aux besoins et exigences des utilisateurs, à l’évolution rapide des nouvelles technologies, à la protection de l’environnement et aux besoin d’amélioration constante des conditions de travail des conducteurs.

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Dans le cadre de cet article, il serait prétentieux de vouloir aborder toutes les innovations, surtout vues d’un pays comme le notre où la mécanisation est jugée insuffisante (FAO) et basée sur des systèmes qui restent bien éloignés de ce qui se pratique dans les pays développés. On peut citer cependant quelques exemples parmi les nombreux aspects et tendances vers lesquelles le tracteur, outil de base de l’agriculture, est appelé à évoluer, espérant tenir nos lecteurs informés. Plusieurs de ces innovations ont été primées à l’occasion de salons, expositions etc. internationaux et reçu des prix et médailles prestigieux.

 

Autonomie et guidage GPS

 

Parmi les évolutions les plus importantes dans le domaine des tracteurs, l’adoption du guidage par satellite. Désormais, la plupart des tracteurs embarquent un GPS qui, grâce à une grande précision, permet aux agriculteurs de ne jamais repasser deux fois au même endroit dans leurs champs. En outre, ceci permet de diminuer de 10 %, voire 20 % la consommation de carburant et de produits phytosanitaires, qui sont les deux principaux postes de dépenses des producteurs de céréales.

Le satellite récupère les données les plus précises possibles de la parcelle à la motte près. « Ensuite, on l’interprète pour la traduire en pratiques et éventuels traitements » explique un des fabricants.

 

Un autre concept-tracteur, sans cabine, pensé pour les cultures en rangs, est en mesure de fonctionner de manière autonome avec une vaste gamme d’outils. Il représente une solution de guidage automatique et de télématique sur l’équipement pour la gestion à distance des machines agricoles et du personnel. Ce concept de tracteur autonome montre comment les fermiers et leurs salariés pourraient directement surveiller et piloter à distance leurs machines. Cette technologie leur permettra d’atteindre des niveaux d’efficacité opérationnelle supérieurs pour des tâches telles que la préparation du sol, la plantation, la pulvérisation ou encore la récolte.

 

D’autres fabricants ont opté pour une approche  modulaire consistant à coupler deux tracteurs, un principal et l’autre téléguidé, qui effectueraient les mêmes opérations pilotés par un seul chauffeur. Il s’agit d’un système entièrement automatisé grâce auquel un tracteur sans conducteur suit un tracteur conduit par un chauffeur. Les deux véhicules communiquent par signal radio et sont guidés par une direction assistée par GPS de haute précision. Le conducteur du tracteur servant de guide surveille les deux engins tout en ayant accès à l’écran de commande du tracteur suivant. La productivité du conducteur augmente de façon décisive lorsqu’il travaille simultanément avec deux tracteurs. Le tracteur téléguidé et sans chauffeur suit parfaitement le tracteur principal et réalise exactement les mêmes opérations, le même travail, les mêmes manœuvres tout en évitant les mêmes obstacles. L’avantage de ce système est qu’il permet de travailler de grandes largeurs avec un maximum de flexibilité. L’agriculteur peut optimiser l’utilisation de ses tracteurs qu’il peut, à tout moment, utiliser séparément ou couplés pour plus de puissance.

 

D’autres innovations proposées par tous les fabricants, ont porté sur les différentes parties constituant le tracteur, son mode de fonctionnement, les aspects sécuritaires, confort et efficacité pour le conducteur, haute technologie, visibilité, efficace à l’utilisation, …

Ainsi, sur le marché on trouve toutes sortes de tracteurs, dont les modèles ont chacun ses attributs et spécialités. Pour les professionnels, les marges d’amélioration restent considérables.

 

Le moteur

 

Parmi les innovations concernant la transmission, l’utilisateur a le choix entre les différentes boites à vitesse ou la transmission à variation continue. Elles totalisent un grand nombre de vitesses et de rapports soit vers l’avant soit en marche arrière, avec des versions entièrement robotisées et donc automatiques. L’électronique choisira la plus adaptée des vitesses, celle qui correspond le mieux au travail et qui s’adapte à la conduite du chauffeur. La Transmission à Variation Continue permet aux tracteurs compacts d’atteindre de nouveaux niveaux d’équipements tout en tirant pleinement profit de la puissance du moteur. Le chauffeur dispose de quatre gammes robotisées et de six rapports sous charge. Le passage des vitesses est facile. Pas besoin de la pédale d’embrayage, il suffit d’utiliser le levier multifonction. Le régime du moteur est moins élevé. Résultat : sur la route, le bruit et la consommation de carburant diminuent.

Parmi les options, la boite à vitesses multichoix permettant de choisir de la vitesse la plus lente utilisée dans les cas des traitements et pour un mouillage maximal des plantes, à la vitesse la mieux adaptée dans les champs et sur ka route. Sans oublier l’engagement des 4 roues motrices au besoin dans les pentes et au freinage ou leur désengagement à partir d’une vitesse donnée.

 

Une autre innovation concerne le système de refroidissement et vise à améliorer les performances du moteur grâce à un meilleur rayonnement thermique. Les différents radiateurs sont en aluminium pour mieux dissiper la chaleur. Le système s’ouvre pour faciliter le nettoyage et une fois fermé, sa compacité permet au capot de conserver une extrémité plongeante, ce qui maintient une bonne visibilité.

 

Pour l’échappement une solution de Réduction Catalytique Sélective a été introduite pour le contrôle des émissions afin de transformer les toxiques NOx présents dans les gaz d’échappement en N2 et en eau, molécules complètement inoffensives, tout en permettant un des niveaux d’émissions les plus propres du marché, la solution SCR permet de réduire significativement la consommation de carburant. Elle permet également de réduire les nuisances sonores.

 

En matière d’hydraulique, différentes possibilités s’offrent aux agriculteurs, avec un bon niveau de confort tout en tirant le meilleur profit de la puissance moteur. Par exemple, les commandes peuvent être mécaniques ou hydroélectriques et jusqu’à cinq distributeurs proportionnels peuvent être installés à l’arrière, deux à l’avant. La pompe peut débiter 170 l/min et réduire l’absorption de puissance de 30 %. Le relevage affiche une capacité de 9,2 à 10 t. Pour entraîner tout type d’outil, la prise de force possède quatre régimes : 540, 540 Éco, 1 000 et 1 000 Éco. À l’avant, l’engin soulève jusqu’à 5 480 kg.

Quand au freinage, des freins à disque à l’avant assurent sécurité et confort. En fonction de l’intensité de freinage et de la vitesse d’avancement, cette technologie amène de la stabilité évitant les phénomènes de cabrage ou de plongée. Même à grande vitesse, les freins à disques du pont avant stoppent le véhicule sans problème. Pour aller plus loin, l’agriculteur peut choisir de compléter ces freins par une assistance supplémentaire.

De même, le système ABS propose les avantages sécuritaires généralement connus et permet le freinage individuel de la roue, très prisé dans l’exécution des demi-tours, avec rayon de braquage court. Proportionnellement à l’angle de braquage la roue se trouvant à l’intérieur du virage est alors ralentie, sans toutefois qu’il y ait blocage avec dégâts consécutifs sur le passage. Le système ménage le sol et soulage le travail du conducteur. La technologie ABS  permet de gérer individuellement le frein de chaque roue, ce qui améliore l’efficacité du freinage, accroît la maniabilité et la sécurité lors du transport d’outils longs et lourds

D’autres améliorations concernent d’une part, le réservoir : Pour faire le plein, plus besoin de choisir le côté. Le réservoir de carburant a deux entrées, une à droite et une à gauche. D’autre part un nouveau filtre à air à particules contribue à réduire la consommation de carburant qui devrait diminuer de 5 %.  Un carter spécial intègre un préfiltre, qui facilite le travail du filtre et donne du souffle au moteur.

 

Cabines

 

Leur développement tend à offrir un confort et une ergonomie maximaux. Pour limiter le bruit et les vibrations, elles peuvent être entièrement détachées du moteur pour être plus silencieuses. La visibilité est donc bonne sous tous les angles, de jour comme de nuit puisque l’éclairage avec des phares à Led éclaire comme en plein jour grâce aux 40 000 Lumens fournis. La vision panoramique peut être associée à un affichage tête haute (informations et tableau de bord entièrement projetés sur le pare-brise).

À bord, les commandes tombent sous la main et sont intuitives, innovation sur la sécurité visant à protéger l’utilisateur contre les maladies chroniques (TMS, troubles musculo squelettiques). L’amélioration des conditions de travail de l’utilisateur évite les contorsions (pour travailler sans se retourner constamment) ainsi que l’arrêt-redémarrage nécessité par certaines machines, le travail répétitif entrainant des inflammations, mal de dos, etc.

Le confort des agriculteurs n’est pas en reste puisque la climatisation est de série sur tous les tracteurs et l’insonorisation n’a plus rien à envier à celles de berlines.

D’autres améliorations concernent le poste de conduite, tel le siège conducteur à composants actifs (pour la première fois électriques voire électroniques). L’utilisation d’un système électrique induit une réaction nettement plus rapide que le système hydraulique tout en réduisant à nouveau la nuisance due aux vibrations ainsi que la puissance absorbée. De même, l’utilisation d’une clé personnalisée permet aux exploitants agricoles et aux entrepreneurs d’optimiser leur productivité grâce à une meilleure gestion des chauffeurs et du parc de machines. Cette clé combat également les vols de matériels. Chaque chauffeur reçoit une clé personnalisée équipée d’une puce de radio-identification programmable (RFID) avec un identifiant unique. Les propriétaires des machines peuvent ainsi s’assurer du bon comportement des chauffeurs et de l’usage des véhicules.  Cette clé personnalisée peut être programmée pour permettre au chauffeur de démarrer uniquement les machines qu’il est autorisé et habilité à conduire. Il est également possible d’associer certains paramètres spécifiques à la clé, par exemple pour limiter la vitesse d’avancement des machines ou enregistrer le profil du chauffeur, comme sa consommation moyenne de carburant, les hectares travaillés et les mauvaises manœuvres éventuelles et même spécifier une date d’expiration des clés individuelles.

 

Côté direction aussi, ça évolue ! Elle devient intelligente et répond à trois logiques selon le mode choisi. Là encore, elle s’enclenche en appuyant simplement sur une touche qui modifie instantanément le nombre de tours de volant nécessaires pour un même angle de braquage. Il faut juste sélectionner le mode parmi les trois proposés et la direction s’adapte. Par exemple, en mode braquage, les roues braquent plus rapidement au fur et à mesure que le volant tourne. À l’inverse, en mode vitesse au-delà de 10 km/h, plus le tracteur roule vite et moins la direction est sensible.

En outre, la direction, par l’intermédiaire d’un dispositif de contrôle, intervient activement dans le circuit de régulation, en vue d’améliorer sensiblement la sécurité et le confort de conduite. En plus des aspects sécuritaires, le système offre, grâce à une démultiplication de la direction en fonction de la vitesse, une nouvelle assistance à la commande, sur le chantier et dans les travaux avec changeurs frontaux.

 

Organes 

 

► Sur de nombreux modèles deux ou les quatre roues sont remplacées par des chenilles permettant ainsi au tracteur de manœuvrer sur tout type de terrain.

► En outre certains fabricants ont conçu une roue motrice supplémentaire à l’avant du tracteur, disposée perpendiculairement aux autres, et permettant de manœuvrer en bout de champ en économisant les nombreuses opérations (demi tour) et évitant le tassement du sol. Elle permet en plus de dégager le tracteur en cas d’embourbement.

► Le relevage avant et arrière, la vitesse d’avancement ou le sens de marche du tracteur se pilote depuis le joystick de la cabine.

► La suspension absorbe les chocs grâce à deux longs bras, commandés électroniquement. De même, de nouveaux systèmes d’amortissement permettent de travailler dans de meilleures conditions.

► L’éclairage est modernisé grâce aux feux halogènes montés de série et encore plus futuriste avec le kit feux à Led.

► Pour l’attelage, le problème des outils portés qui n’autorisent qu’un espace de manouvre réduit lors du processus d’attelage, a été résolu au moyen d’un ressort de délestage contribuant à supporter le bras supérieur et qui permet ainsi l’enclenchement à l’aide d’un câble, réalisé à l’abri dans le poste de commande de la cabine. Le bras d’attelage est également stabilisé sur les côtés par un ressort de centrage.

► Pour les pneumatiques, la présence d’une installation intégrée de série pour le réglage de la pression des pneus destinée à satisfaire, sur tracteurs standards, la demande des praticiens.

 

Equipements embarqués 

 

 Différents systèmes permettent à l’agriculteur d’accéder aux données de son tracteur à distance, sans avoir besoin de se déplacer pour surveiller et optimiser les diagnostics. Entre autres avantages : les informations relatives à une parcelle peuvent être sauvegardées automatiquement, exportées dans une fiche parcellaire puis exploitées. L’exploitant peut même comparer les données d’utilisation de sa machine d’une année sur l’autre. Ainsi, depuis les réglages du tracteur, du guidage GPS à la modulation intra-parcellaire, le chauffeur pilote tout depuis le terminal et le tracteur travaille en symbiose avec l’outil.

Différents capteurs peuvent être portés par le tracteur à l’exemple du Capteur multiplex embarqué à l’avant du tracteur. Cet appareil est capable de déceler une maladie avant l’apparition des tous premiers symptômes visibles. Il envoie un rayon lumineux sur le feuillage de la culture et le récupère, une fois réfléchi, avec une quantité d’informations (densité foliaire, type et quantité de chlorophylle, azote absorbé par la plante, réaction prévisible de la plante face aux agressions de champignons, …). L’acquisition des données est automatique et rapide et l’échantillonnage plus représentatif au niveau de la parcelle (vigne, grandes cultures, etc.).  L’idée générale est de détecter une substance, les stilbènes, produite par une plante en réaction à une attaque de maladie (avant symptôme visible par l’homme) pour pouvoir l’éradiquer au plus tôt.

De nombreuses innovations sont mises au point, en relation avec la collecte automatisée de données reflétant une tendance évolutive irréversible depuis quelques années, avec des capteurs, analyse des données afin de moduler les actions sur le terrain. Une façon d’appréhender autrement l’agronomie. Quel que soit le support la machine devient un outil de collecte de données

 

Propulsion, carburant, énergie

 Quel carburant pour les tracteurs de demain ? 

¤ On propose déjà un véhicule à propulsion par moteur diesel-électrique. Ce tracteur standard 220 kW est propulsé par un moteur doté d’une électronique de commande moderne et d’un bon rendement. La prise de force avant est entrainée électriquement et par conséquent largement indépendante du moteur à explosion, y compris pour sa vitesse de rotation. 

¤ Les biocarburants : Dans le cas de la motorisation agricole, il s’agit d’une huile obtenue à partir de plantes comme le colza. Il peut s’agir d’huile pure, ou bien d’un mélange avec du gazole issu du pétrole. Déjà utilisé par certains agriculteurs (notamment sous forme d’huile pure), le biodiesel est une énergie renouvelable qui peut être produite sur la ferme. Du côté technique, seules des modifications mineures sont apportées au moteur diesel.

Une deuxième génération de biodiesel est actuellement à l’étude. Cette dernière serait produite non plus à base de cultures alimentaires (huile de colza par exemple), mais à partir de sources ligno-cellulosiques (bois, feuille, paille). La production de ce biodiesel de 2ème génération ne serait ainsi plus en compétition avec l’alimentation humaine, l’une des principales critiques du biodiesel de première génération. Aujourd’hui, le principal frein à cette technique reste son coût très important, et non pas son efficacité, prouvée depuis longtemps.

¤ En revanche, il existe une autre voie qui pourrait profondément changer le tracteur, du moins sous le capot. Cette voie, c’est la pile à combustible. Cette motorisation fait appel à un tout autre carburant : le dihydrogène (plus simplement appelé hydrogène). Ce  tracteur reprend une des caractéristiques du biodiesel, à savoir la fabrication du carburant sur place. Ainsi, ce n’est pas seulement une nouvelle technologie qu’apporte ce type de motorisation, mais bien tout un concept d’intégration du tracteur au sein de l’exploitation.

La véritable énergie de ce type d’engin est l’électricité, l’hydrogène n’est quant à lui  qu’un vecteur d’énergie. Le concept prévoit également la production de l’hydrogène sur place, soit à partir d’une électrolyse de l’eau, soit à partir de la biomasse. Il faudra ensuite stocker sous pression cet hydrogène.

¤ Une autre voie en cours de développement est d’alimenter les tracteurs avec du méthane. Un moyen de plus pour valoriser les projets de méthanisation. Il s’agit sans doute de la solution la plus probable à court terme. Là encore, cette technologie ouvre la route vers des exploitations énergétiquement indépendantes.

 

High tech ou classique ?

 

Depuis plusieurs années, les constructeurs de matériel agricole ont mis l’accent sur l’électronique et les systèmes d’aide à la conduite. Ils estiment aussi que la demande du marché s’oriente de plus en plus vers les grandes largeurs de travail. Les futurs agriculteurs auront besoin de machines polyvalentes, légères et puissantes avec lesquelles ils pourront réaliser des tâches dépassant les attributions d’un tracteur traditionnel et rationaliser au maximum leur exploitation agricole. Ils soulignent qu’il y a aujourd’hui plus de technologie dans un tracteur, vrais bijoux de technologie, que dans une voiture.

 

Il faut signaler que nombre de ces innovations sont encore au stade de recherche ou développement. D’autant plus qu’on ne sait pas ce que l’économie du futur sera. Certains fabricants, en plus des tracteurs très modernes et équipés de toutes sortes de gadgets high tech, continuent de distribuer des tracteurs simples, non automatisés, sans luxe ni prouesses techniques, et ce, pour s’ajuster aux changements dans la demande. La réalité, c’est peut-être que le fermier moyen, à travers le monde, n’a plus les moyens de se payer des machines haut de gamme. Alors qui sait ? Peut-être que le tracteur de demain ressemblera plutôt au tracteur des années 80.

 

Le prix de ces bijoux high-tech est encore prohibitif  et réservé aux coopératives et aux grandes exploitations de cultures céréalières, les plus rentables Sans oublier que ce type de matériel nécessite du personnel hautement qualifié, bien formé ainsi qu’un service après vente et d’entretien à la hauteur et disponible.  Mais ‘‘c’est comme le téléphone portable : il y a 10 ans ils étaient lourds et chers… la technologie finit toujours par s’adapter’’ prédit un professionnel.