C15Réglage des outils - Chambres d`agriculture

FICHE TECHNIQUE « ENERGIE »
Réglage des outils
N° : C15
Date de mise à jour : Mai 2007
Rédacteur Pierre DEMEURE- [email protected]
Le rendement global d’un tracteur est très mauvais !
Au niveau du moteur : sur 100 litres de fioul mis dans le réservoir, un tiers part en fumée, un
tiers est évacué dans le système de refroidissement et seulement un tiers est récupéré au
niveau du vilebrequin. A cela il faut ajouter les pertes dues aux transmissions, hydraulique,
climatisation… Le rendement global du tracteur en traction est de l’ordre de 15%.
Il est donc important de faire la chasse au « gaspi ».
Les pertes se produisent à différents niveaux.
1- Le roulement.
Le roulement correspond à l’effort que doit fournir le tracteur pour se déplacer lui-même. Elle
sensible pour un pneumatique sur route et très importante sur sol meuble.. Cette résistance
est due principalement à la déformation verticale du sol (tassement) : le tracteur laisse une
trace dans le sol, et la création de cette empreinte lui fait gravir en permanence l’équivalence
d’une pente, fonction de la déformation du sol.
La résistance au roulement est proportionnelle à la charge verticale sur les roues.
Toutes les masses superflues génèrent donc inutilement des pertes de puissance. Mais
cette même charge sur les roues est indispensable pour générer l’effort de traction, et
chacun sait qu’un tracteur trop léger « patine » beaucoup. L’important est de trouver le bon
compromis au niveau du poids pour minimiser la somme des pertes.
2 - Le glissement.
La patinage ou glissement est le phénomène le plus visible au niveau du contact pneu-sol.
Le sol agricole par nature déformable, se tasse sous l’effet du poids du tracteur ( ?) . La
diminution de la pression de gonflage des pneus est l’un des éléments clefs de l’adhérence.
Le réglage de la charrue est très technique ; c’est
un outil qui demande énormément de puissance
de relevage donc de poids à l’avant et de poids au
total pour avoir suffisamment d’adhérence. D’où la
nécessité d’un bon réglage. L’association avant
arrière est certainement l’idéal
en matière
d’adhérence pour ce type d’outil.
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Exemple (mesure au champ) de calcul du rendement
d’un tracteur au labour.
Tracteur de 80 chevaux . 4 tonnes (50 kg/cheval)
Charrue portée 3 corps 14 pouces.
Effort résistant mesuré charrue : 15 kN (kilo Newton)
Report de charge charrue 10 kN
Résistance au roulement mesurée : 10 kN (= 20 % de la charge sur les roues).
Vitesse réelle de travail 7 km/h (environ 2 m/s)
Glissement mesuré : 15%
• Pertes de puissance par glissement =
FT * (Vch – Vr) (force totale *perte de vitesse) =
8.8 kw
• Pertes de puissance par roulement =
+
Fr * Vr (force roulement * vitesse réelle) =
20 kw
• Puissance à la barre (utilisée par l’outil)=
+
Fo * Vr (force outil * vitesse réelle) =
30 kw
• Puissance totale = force Totale * vitesse théorique
58.8 kw
Rendement = Puissance à la barre = 30
=51%
Puissance totale
58.8
L’exemple chiffré ci-dessus montre que, dans le cas d’une utilisation tracteur très cohérente,
où l’on a accepté 15% de patinage, les pertes par glissement sont inférieures à 10 kw alors
que les pertes par roulement atteignent 20 kw, soit plus du double.
La somme des pertes étant minimum lorsqu’elles sont égales entre elles, il serait judicieux
(d’un point de vue économique) d’alléger le tracteur présenté pour limiter les pertes par
roulement (les plus importantes). La contrepartie serait une augmentation du patinage, qui
pourrait devenir préjudiciable agronomiquement.
Une guerre sans merci doit être menée contre les pertes par roulement, les plus insidieuses
car invisibles mais combien prépondérantes : enlever les masses inutiles, éviter tout
transport de poids, adopter des dispositifs qui utilisent le poids des outils plutôt que de
surcharger le tracteur.
Quant au glissement, la recette à appliquer est toute simple : lorsque tous les facteurs
favorables à l’adhérence ont été vérifiés et respectés (pression des pneus, type de carcasse,
répartition des charges…) le glissement doit être amené pour un travail donné, au maximum
que peut supporter le sol agronomiquement. L’optimum couramment retenu est de 15 à 20%
de patinage. Ceci explique l’intérêt des systèmes de « contrôle actifs de patinage » présents
sur les tracteurs principalement de haut de gamme. Ces contrôles doivent s’utiliser en
complément du contrôle d’effort et plafonnent le patinage à une valeur choisie en fonction
des conditions du moment, pour éviter tout « dérapage » préjudiciable au sol.
3- L’adaptation tracteur outil.
Le livret d’entretien apporte une aide sérieuse pour adapter l’outil au tracteur (voie, entre
pneu avant et arrière pour la charrue, hauteur d’attelage…). Un attelage correct va permettre
d’équilibrer au mieux le tracteur et d’obtenir une répartition des charges optimum au travail
de 1/3 sur l’avant et 2/3 sur l’arrière pour un tracteur 4 roues motrices inégales. Plus le
troisième point se trouve parallèle au plan des bras inférieurs de traction, plus l’ensemble se
comporte comme un parallélogramme déformable. La charrue réagit alors aux sollicitations
du contrôle d’effort en restant parallèle au sol.
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Une inclinaison plus importante du bras supérieur (vers le tracteur) entraîne un dégagement
plus important de l’arrière de l’outil, parfois nécessaire pour son retournement. L’attelage
trois points à convergence longue permet de réduire les contraintes et la fatigue des
mécanismes du relevage et des composants hydrauliques.
4- Choix et pression des pneumatiques.
Le choix des pneumatiques se fera en fonction du travail principal : transport ou travail du
sol. L’utilisation de carcasses radiales donne de la souplesse au pneu et celui ci peut
épouser le terrain sur lequel il évolue. Il est nécessaire de connaître le poids par roue pour
faire le bon choix de pneu et de la pression à adopter. Les pneus a grand volume d’air (pour
un même diamètre extérieur, un petit diamètre de jante) permettent de travailler à des
pressions de gonflage basses (< 1 bar). La difficulté en travail agricole est de pouvoir
adapter la pression au travail réalisé : basse pression en travail du sol (< 1 bar) et pression
plus forte (4 – 7 bars) pour le transport sur route. Les systèmes de télégonflage permettent
d’ajuster la pression rapidement en fonction du travail effectué, mais le coût encore prohibitif
limite le développement de la technique.
. le télégonflage est la meilleure solution pour
adapter en permanence la pression idéale (route
champ). Ce système est peu développé, à cause
de l’investissement conséquent (7 –8000 €).
Les pneumatiques larges à gros volumes d’air sont
idéals pour les préparations de sol, ils vont poser
problème au niveau de certains travaux et de
circulation routière.
5- Poids du tracteur.
Ce point a été abordé au niveau du glissement et du roulement. On remarque que beaucoup
de tracteurs sont équipés de masses amovibles en fonte, et que celles ci sont rarement
ôtées. Pour certaines, il est impossible de les enlever manuellement (trop lourdes), mais bien
souvent on ignore le coût d’énergie supplémentaire nécessaire pour les transporter à
longueur d’année. Le gonflage à l’eau est une solution intéressante, peu onéreuse, mais il
est difficile d’enlever et de rajouter du poids de la sorte. Aujourd’hui beaucoup de tracteurs
sont équipés de relevage avant, ce qui permet d’atteler rapidement les masses pour des
travaux définis, mais aussi de pousser des outils qui reportent du poids sur le tracteur et en
plus peuvent éviter un passage supplémentaire. Les masses supportées par le relevage
avant sont placées plus en avant du tracteur ce qui augmente le couple anti-cabreur et
nécessite par conséquent moins de poids. La charrue avant est peu répandue dans les
campagnes, à cause des déplacements sur route et de la complexité de conduite (évoquée
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par les non utilisateurs), mais reste l’outil avant le plus avantageux lorsqu’il s’agit d’améliorer
le rendement du tracteur.
A charrue égale en nombre de socs le combiné avant-arrière a besoin d’une puissance de
40 à 50 chevaux de moins (tracteur plus petit, plus léger) du fait des reports de poids. Mais
le réglage des charrues doit être parfait pour que cela fonctionne. Les charrues avant seront
en général limitées à trois corps, du fait du dépassement et du manque de visibilité en
circulation routière. Le pulvérisateur porté arrière peut aussi être utilisé avec une cuve avant
ce qui augmente considérablement l’autonomie et évite l’investissement en appareil trainé.
un exemple de masse déplaçable, qui
permet sans rajouter de poids
supplémentaire,
d’alourdir
artificiellement (+500 kgs) le tracteur en
déportant hydrauliquement le « paquet »
de masses vers l’avant.
Deux exemples d’attelage avant et arrière.
Pour le premier la masse d’engrais sert de contre poids en bout de champs pour relever
l’outil arrière ; au travail cette masse repose sur un rouleau packer qui effectue un travail du
sol.
L’outil avant à dents va éviter un passage supplémentaire.
6- Les solutions possibles pour limiter les pertes.
- Ne pas transporter de masses inutiles (masses, gonflage à l’eau, chargeur inutilisé…)
- Adapter la pression des pneumatiques au travail à réaliser.
- Valoriser l’avant du tracteur si possible. (utilisation de « masses utiles »)
- Adapter l’outil au tracteur (hauteur d’attelage, position des bras…)
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