Calculs des gains de consommation carburant

l
fue
eco
méthodologie : les calculs
des gains de consommations
de carburant
Didier DEBROIZE - 2015
contexte
calcul des gains sur le levier machine
Le premier objectif du projet Ecofuel a été d’augmenter la
connaissance des usages des tracteurs et automoteurs agricoles
notamment en affinant la précision de cette connaissance. Cette
précision devait nous permettre de mieux définir les facteurs
prépondérants quant à la consommation de carburant des
exploitations agricoles. Rapidement, le besoin de quantifier des
économies potentielles s’est imposé. La réflexion a amené à
répartir ces possibilités de gain de consommation entre 6 leviers
différents : la machine (tracteur), le mode de conduite,
l’adéquation tracteur outils, les transports et déplacements, le
système de l’exploitation et la stratégie d’équipement. Ces 6
leviers sont distincts d’abord par les solutions qu’ils mettent en
œuvre mais également par la facilité de mise en œuvre : on peut
changer son mode de conduite tous les jours mais pas son
tracteur ni son parcellaire ! L’objectif de cette fiche est de préciser
le contenu des différents leviers et de préciser le mode de calcul
des gains. En effet, il faut garder à l’esprit qu’un gain (ou perte)
s’établit à la comparaison entre une situation de départ et une
situation d’arrivée. Dans le cadre d’Ecofuel, la situation de départ
est la plus simple à comprendre : c’est la situation rencontrée par
le tracteur au cours des travaux réalisés pendant l’année. Les
situations d’arrivée pour les différents leviers sont bien sûr plus
spécifiques mais présentent tout de même une caractéristique
commune : elles calculent le gain maximum, qui pourrait être
difficile à obtenir selon les cas.
Le levier machine vise à quantifier le gain potentiel si on changeait
de machine, c’est-à-dire de tracteur. Le mode de calcul est le
suivant : on récupère dans les essais OCDE (essais de performance
internationaux) les tracteurs, de puissance équivalente au
tracteur considéré, encore présents sur le marché. On réalise
leur cartographie de puissance et on choisit le plus performant
(celui dont la moyenne comparée des consommations spécifiques
est la plus faible). On insère ensuite les points de fonctionnement
du tracteur considéré dans la cartographie de ce nouveau
tracteur et on calcule les consommations associées. La différence
entre la consommation totale du nouveau tracteur et celle de
l’ancien correspond au gain attendu à l’achat du nouveau tracteur.
Le gain est donc dépendant des performances du tracteur
considéré mais également de celles des tracteurs de sa gamme
de puissance vendus au moment du calcul.
Leviers pour la réduction de consommation de carburant
calcul des gains sur le levier mode de
conduite
Le levier mode de conduite vise à quantifier le gain potentiel si on
améliorait la gestion des régimes moteurs à l’utilisation. Il est
connu qu’un tracteur est plus performant énergétiquement
lorsqu’il travaille à bas régime pour une même puissance (même
si dans certains cas spécifiques, l’écart est faible). Les
transmissions à variation continue appliquent ce principe en
descendant très bas le régime moteur lorsque la charge moteur
est faible. Dans le cadre de notre calcul, nous avons comparé la
consommation constatée à la consommation obtenue à la même
puissance consommée mais au régime de couple maxi + 100 t/
min, rejoignant en cela les préconisations en matière de conduite
économique. Cela revient à proposer au conducteur de passer
une ou plusieurs vitesses supplémentaires pour atteindre ce
régime optimal. Par contre, il est des situations où cette
possibilité n’est pas utilisable : c’est le cas lorsque le régime
constaté est inférieur au régime de couple maxi + 100 t/min. C’est
également le cas lorsqu’il n’est pas possible de passer une
vitesse supplémentaire, notamment au transport où on se
retrouve au dernier rapport de vitesse pour atteindre les 40 km/h.
Enfin, c’est le cas lorsque le régime est contraint par le réglage
de la machine comme par exemple, avec un distributeur d’engrais
où doit être respectée la vitesse de rotation des disques et donc
la vitesse du moteur, dans ce cas, seuls les tracteurs équipés
d’une prise de force économique peuvent optimiser l’usage du
moteur. Il s’ensuit que sur toute la durée d’usage du tracteur, la
durée pendant laquelle les techniques de conduite économique
peuvent être mises en place est inférieure au temps de travail du
tracteur, parfois largement, ce qui en limite la portée et
l’efficacité. Le gain dépend donc du potentiel d’économie lié à la
diminution du régime moteur, de la durée pendant laquelle cette
diminution est possible. Il dépend également de l’usage préalable
de cette solution par le chauffeur. Si le chauffeur utilise déjà ces
techniques, le gain attendu sera forcément faible.
calcul des gains sur le levier
adéquation tracteur/outil
L’adéquation tracteur outil vise à mettre en évidence le gain
attendu lorsque la puissance du tracteur est bien adaptée aux
besoins des différents chantiers couverts par une machine.
L’étude des chantiers montre en effet que lorsque le besoin de
puissance est faible, le tracteur est moins performant
énergétiquement et gaspille une part de carburant. L’objectif est
donc de définir la puissance maximale utilisée lors des différents
usages d’une machine, de générer une cartographie de puissance
adaptée et de recalculer les consommations pour les différents
usages de la machine. L’écart des consommations liées à cette
machine entre les deux situations donne le gain attendu à cette
solution pour cette machine. Le gain final dépend donc des gains
par machine et des temps passés par machine. Par contre,
compte tenu du fait que nous disposons de donnée chaque
seconde, prendre la valeur maximale présente le risque de
récupérer une valeur artificiellement haute (accélération
subite…) qui ne refléterait pas le besoin réel. Aussi, nous prenons
la valeur maximale de puissance qui permet de couvrir 95% du
temps de travail de la machine. Pour chaque machine, la
puissance adaptée peut être différente, ce qui voudrait dire avoir
un tracteur par machine, ce qui augmenterait fortement les
charges de mécanisation malgré la baisse de la consommation
de carburant.
calcul des gains sur le levier
transports et déplacements
Le levier sur les transports et déplacements vise à quantifier le
gain au cas où il n’y aurait plus ni transports ni déplacements
dans l’exploitation. Cela voudrait dire que toutes les parcelles
seraient accessibles depuis le siège d’exploitation sans passer
par la route, qu’il n’y aurait pas de prise en charge de machine
sur le site d’une Cuma, ni de chargement d’engrais chez un
fournisseur ou de livraison de récolte à l’extérieur. Comme dit
précédemment, les modes de calcul maximisent les gains. Il
permet de mettre en évidence la part représentée par les
transports et déplacements dans les consommations
énergétiques des exploitations. En même temps qu’un gain de
carburant, ce levier économise également du temps de tracteur,
ce qui augmenterait le gain attendu.
calcul des gains sur le levier système
Le levier système d’exploitation correspond aux évolutions de
pratiques agricoles aussi bien en matière de cultures que
d’élevage (alimentation des animaux, gestion des effluents
notamment). Dans la bibliographie sur les économies de
carburant, le levier le plus fréquemment cité, avec la conduite
économique, est l’évolution du système avec notamment la
simplification du travail du sol. En effet, c’est une solution qui
tend à diminuer le temps de travail et le niveau de besoin de
puissance, donc la consommation de carburant. Par contre, c’est
un levier qui peut présenter des risques sur le salissement des
parcelles et le rendement des cultures. Pour pallier ces
éventualités, des pratiques complémentaires sont souvent
préconisées comme les faux semis… On pourrait faire la même
analyse sur les pratiques d’élevage. C’est donc un levier qui ne
peut avoir comme seul indicateur la consommation de carburant
tant ses impacts peuvent être importants. Les pratiques
complémentaires ne peuvent être définies d’une manière
générale, ce qui aurait rendu notre calcul fortement aléatoire
selon les choix pour la solution d’arrivée. C’est pourquoi nous
n’avons pas quantifié de gains liés à ce levier.
calcul des gains sur le levier
stratégie d'équipement
Le levier stratégie d’équipement correspond à la part de
délégation mise en place dans l’exploitation. Dans nos régions de
polyculture élevage, les automoteurs de récolte sont le plus
souvent utilisés en prestation. Pour les travaux d’épandage des
effluents, de nombreuses exploitations font de même. Il en
résulte une diminution de la consommation de carburant pour
l’exploitation. En contrepartie, l’exploitation règle une facture
dans laquelle intervient une part de carburant. Si les prix des
carburants venaient à flamber, il est clair que la facture serait
revue à la hausse, ce qui est cohérent. Il faudrait donc viser à une
réduction globale des consommations de carburant, qui en limite
l’impact sur l’exploitation. La question liée à la situation d’arrivée
pour ce levier est la suivante : quelles sont les consommations
d’un délégataire potentiel pour les différentes opérations
réalisées par l’exploitation ? Pour y répondre, il faudrait définir
les conditions d’interventions de ce délégataire. Prenons le cas
d’une opération de travail du sol : si le délégataire intervient avec
un attelage qui a des performances proches de celles de
l’agriculteur, il y a de fortes chances pour que la délégation
consomme plus que l’agriculteur, tenant compte des
déplacements supplémentaires entre le délégataire et
l’exploitation. Si par contre, les performances sont fortement
améliorées, on peut s’attendre à une diminution de la
consommation. Ces éléments sont encore plus importants pour
l’alimentation des animaux par exemple et ce d’autant qu’il n’y a
parfois pas de délégataire potentiel localement. La situation
d’arrivée est donc difficile à définir de manière générale comme
dans le cas du levier Système d’exploitation. Là non plus, nous
n’avons pas quantifié de gains liés à ce levier.
des fiches spécifiques pour chaque
levier
Des fiches spécifiques ont été rédigées pour présenter, pour les
leviers pertinents, les résultats quantitatifs liés à ces calculs.