Your SlideShare is downloading. ×
Compte renduETUDE DES PERFORMANCES ENERGETIQUES DES MATERIELS VITICOLES Auteurs : Christophe Gaviglio – Philippe Saccharin...
SOMMAIRERESUME                                              31 – IDENTIFICATION DE L’ACTION                      32 – DESC...
ETUDE DES PERFORMANCES ENERGETIQUES DES MATERIELS VITICOLESRESUMELe montage d’un débitmètre à gasoil sur un tracteur vitic...
o   broyeur à sarments                 o   tondeuse                 o   intercep rotatif                 o   disques de tr...
Nous pouvons constater qu’à 1000 ou 1500 tours par minute, la température semble avoir trèspeu d’influence sur la consomma...
L’écart le plus important (12%) a été observé à 3,5 km/h. Compte tenu du fait que le tracteurfonctionnait seul, on peut im...
La surconsommation liée à la climatisation est plus importante à régime élevé.Conséquence : les écarts mesurés pouvant êtr...
Ce test simple ne met en évidence aucune surconsommation liée à l’utilisation des 4 rouesmotrices. En revanche, à bas régi...
L’enregistrement en temps réel de la consommation instantanée montre que la mesure estsujette à des variations parfois imp...
3.2.1 – Le broyeur à sarmentsNous avions à notre disposition un broyeur hors sol (avec pick-up pour le ramassage dessarmen...
Sur cet histogramme on remarque que l’utilisation de la pdf 750 donne un gain de 2,48 L/ha(33%) en travaillant lentement (...
Le gain obtenu au ralenti est très significatif, que l’on utilise la pdf 750 ou pas. Par ailleurs,celle-ci permet encore u...
La résistance à l’avancement rencontrée dans la terre est proportionnelle à la vitesserecherchée et la consommation instan...
Avec la turbine à vitesse maximale, le gain de consommation par hectare atteint 28 % si laprise de force économique est en...
Tous les chiffres donnés dans le graphique ci-dessus sont donnés pour un régime moteur de2000 trs/min, à l’exception des o...
Outil                Nombre de passages                          intercep                     4                          p...
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Etude des performances energetiques des materiels viticoles

307

Published on

Etude des performances energetiques des materiels viticoles

Published in: Business
0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total Views
307
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
1
Actions
Shares
0
Downloads
1
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Transcript of "Etude des performances energetiques des materiels viticoles "

  1. 1. Compte renduETUDE DES PERFORMANCES ENERGETIQUES DES MATERIELS VITICOLES Auteurs : Christophe Gaviglio – Philippe Saccharin – Nicolas Barthes - IFV pôle Sud-Ouest Contact : V’innopôle – BP 22 – 81310 Lisle sur Tarn Date de publication : 2009
  2. 2. SOMMAIRERESUME 31 – IDENTIFICATION DE L’ACTION 32 – DESCRIPTION DE L’ACTION 3 2.1 – Motivations et objectifs 3 2.2 – Protocole expérimental 33 – RESULTATS 4 3.1 - Méthodologie 4 3.2 – Mesures sur le panel de matériels 94 – CONCLUSION – PERSPECTIVES 16
  3. 3. ETUDE DES PERFORMANCES ENERGETIQUES DES MATERIELS VITICOLESRESUMELe montage d’un débitmètre à gasoil sur un tracteur viticole, associé à un ordinateur pourl’enregistrement des données, a permis d’élaborer une méthodologie de mesure de laconsommation liée au matériel attelé. L’utilisation de parcelles de référence sur lesquelles ungrand nombre de données ont été acquises, l’évaluation de l’incidence des facteurs extérieurssur la consommation, permettent d’obtenir des chiffres fiables pour différents matérielsviticoles allant du broyeur à sarments au pulvérisateur, dans des configurations d’utilisationvariables.MOTS CLES : matériel, consommation, gasoil, débitmètre, énergie1 – IDENTIFICATION DE LACTION 1.1 – Responsables techniques de laction : Christophe Gaviglio, Philippe Saccharin, Nicolas Barthes 1.2. – Situation de laction : Domaine Expérimental du Vignoble Tarnais (81), V’innopôle Midi Pyrénées 1.3 – Etat de laction : action démarrée en 2009, année de mise en place du dispositif et de calage de la méthodologie.2 – DESCRIPTION DE LACTION 2.1 – Motivations et objectifsLa consommation de carburant représente aujourd’hui un poste de dépense non négligeablesur les exploitations viticoles. La hausse du cours des énergies fossiles impose de raisonnermieux qu’avant le choix du matériel et de porter une attention particulière aux réglageseffectués, facteurs de qualité de travail mais aussi d’économies de carburant. Il n’existaitjusqu’alors aucune information impartiale sur la consommation liée aux différents matérielsviticoles. L’objectif du projet est donc de réaliser des mesures par catégories de matériels(pulvérisateur, travail du sol par exemple) et par technologie employée dans chaque catégorie(pneumatique, jet porté, outils animés par prise de force ou non, etc.). En complément, nousétudierons les impacts des réglages effectués. Pour cela, la première phase du projet consiste àétablir une méthode de mesure fiable et répétable. 2.2 – Protocole expérimentalLes différentes expérimentations menées cette année avaient pour but : - de déterminer l’incidence de certains facteurs extérieurs sur la consommation : o température o pente de la parcelle utilisée pour la mesure o climatisation o l’utilisation des 4 roues motrices - de déterminer l’organisation optimale des tests pour obtenir une mesure stabilisée rapidement : quelle est la durée minimale d’acquisition ? - de mesurer pour un panel d’outil la consommation en fonction de différents réglages : Etude des performances énergétiques des matériels viticoles – page 3
  4. 4. o broyeur à sarments o tondeuse o intercep rotatif o disques de travail du sol o cadre à étançons rigides o pulvérisateurPour cela, un tracteur vigneron a été équipé d’un capteur de débit de gasoil, relié à un micro-ordinateur remplissant la fonction de centrale d’acquisition. Une mesure est prise toutes lessecondes, avec à chaque fois les informations suivantes : la date, l’heure de capture, laconsommation totale en L, la consommation instantanée en L/h. Ces informations sontrécupérables sous forme de fichier Excel, ce qui en facilite le traitement. Avant chaque prisede mesure, le tracteur est mis en route quelques minutes pour que le moteur monte entempérature.Pour chaque matériel testé et chaque configuration de travail, une mesure à vide est effectuéeafin de pourvoir faire la part des choses entre l’énergie consommée pour l’avancement dutracteur et celle nécessaire au fonctionnement de l’outil.Le capteur nous donnant une information de consommation instantanée, nous pouvonstransformer la valeur en consommation par ha à partir des données de vitesse de travail et denombre de rangs travaillés simultanément.3 – RESULTATS 3.1- Méthodologie 3.1.1 – Incidence de la températureProblématique : en fonction de la température extérieure, les pertes d’énergie par déperditionde chaleur peuvent fluctuer et influencer la mesure de consommation. Pour un outil donné, lapériode d’utilisation ne varie pas beaucoup : par exemple une prétailleuse sera toujoursutilisée l’hiver avec des températures basses. Par contre, on peut se poser la question pour lesmatériels utilisés lorsqu’il y a une forte amplitude thermique entre le matin et l’après midi.Cela peut conditionner le moment choisi pour réaliser les mesures.Nous avons relevé la consommation horaire du tracteur à 3 régimes moteur et à 2températures : 19°C (matin) et 30°C (après midi). Etude des performances énergétiques des matériels viticoles – page 4
  5. 5. Nous pouvons constater qu’à 1000 ou 1500 tours par minute, la température semble avoir trèspeu d’influence sur la consommation, alors qu’à 2000 tours la différence apparaît un peu plusnettement, elle est de l’ordre de 10 %.Conséquence : même si les différences sont peu marquées, il est préférable de réaliser lesessais destinés à être comparés dans une même plage de température. 3.1.2 – Incidence de la pente de la parcelle de testProblématique : lorsque l’on travaille sur une parcelle plane, l’incidence de la topographiesur la consommation est nulle. En pente, on peut choisir de réaliser la mesure sur un nombrede rangs pair pour prendre en compte les effets contraires de la montée et de la descente, maisquelle incidence cela a-t-il sur la mesure par rapport à une parcelle plane ?Le test a été réalisé à deux vitesses de travail, 3,5 et 6,5 km/h., avec le tracteur seul. La pentede la parcelle choisie était modérée sur l’ensemble de la longueur d’un rang maisponctuellement assez marquée (15%). Etude des performances énergétiques des matériels viticoles – page 5
  6. 6. L’écart le plus important (12%) a été observé à 3,5 km/h. Compte tenu du fait que le tracteurfonctionnait seul, on peut imaginer que dans une configuration de travail les écarts auraientété amplifiés.Conséquence : pour les matériels réalisant un travail « marqué » ou « destructif » comme lesoutils de travail du sol, ou les effeuilleuses, pour lesquels il est impossible de réutiliser lesmêmes rangs (donc la même topographie), il faudra impérativement travailler sur une parcelleplane. Pour les autres matériels (pulvérisateurs par exemple), on peut envisager d’utiliser lesmêmes rangs d’essais plusieurs fois pour être vraiment en conditions comparables même si onsait que la mesure sera à chaque fois un peu surévaluée. 3.1.3 – Incidence de la climatisationProblématique : l’incidence de la climatisation sur la consommation est connue en voiturepar exemple. Elle est inévitable puisque c’est un « consommateur » de plus. Il s’agit pournous de quantifier cet effet.Nous avons réalisé la mesure à trois régimes moteur et à 30° C, avec et sans la climatisation,le tracteur étant à l’arrêt. Etude des performances énergétiques des matériels viticoles – page 6
  7. 7. La surconsommation liée à la climatisation est plus importante à régime élevé.Conséquence : les écarts mesurés pouvant être significatifs, la climatisation doit être unparamètre constant dans les essais, et systématiquement renseigné dans la base de résultats. 3.1.4 – Incidence de l’utilisation des quatre roues motricesProblématique : la traction intégrale est un élément permettant au tracteur d’être plus stableen conditions d’adhérence difficiles. A priori elle implique aussi plus de frottementsmécaniques et peut être une surconsommation. C’est ce que nous voulions vérifier.Le test a été réalisé lors des essais de matériel de travail du sol, avec un pulvériseur à disquesà 4 km/h, à 2 régimes moteurs différents (exploitation de la plage d’utilisation du moteur). Etude des performances énergétiques des matériels viticoles – page 7
  8. 8. Ce test simple ne met en évidence aucune surconsommation liée à l’utilisation des 4 rouesmotrices. En revanche, à bas régime, l’enclenchement du pont avant permet de réduired’environ 12 % la consommation instantanée. Est-ce dû à une meilleure répartition de l’effort? Il faudrait peut-être réaliser d’autres tests pour affiner ce résultat. 3.1.5 – Incidence du rapport de boîte ou du rapport sous chargeProblématique : il s’agit ici de bien connaître le tracteur et la manière d’exploiter les rapportsdisponibles. La consommation est très directement liée au régime moteur mais pour un mêmerégime on peut avoir différents rapports enclenchés. Nous avons choisi de passer en revue lesélecteur de gamme (tortue, homme, lièvre), les vitesses 1, 3 et 5 et le rapport sous charge (1et 2) pour le tracteur à vide à 1500 tours/min.Nous observons que la gamme « tortue » est peu sensible à la démultiplication en ce quiconcerne la consommation. En revanche les gammes supérieures induisent des variationsassez marquées, d’une part pour un même rapport de boîte en enclenchant le rapport souscharge, et d’autre part entre rapports.Conséquence : comme il est possible d’obtenir la même vitesse d’avancement avecdifférentes combinaisons gammes / rapports, cette information est à enregistrerimpérativement à chaque mesure. 3.1.6 – Durée de test minimale pour l’obtention d’une mesure stableProblématique : le débitmètre à gasoil nous fournit une mesure par seconde. Au cours d’untest en conditions constantes une valeur moyenne se forme. En traçant la courbe de cettemoyenne en fonction du temps on observe qu’un plateau est atteint quand la moyenne eststable. Le temps nécessaire pour cette stabilisation sera le temps minimal de test à respecterpour être sûr d’obtenir une valeur fiable. Etude des performances énergétiques des matériels viticoles – page 8
  9. 9. L’enregistrement en temps réel de la consommation instantanée montre que la mesure estsujette à des variations parfois importantes, liées au terrain ou aux manœuvres (pics). A partirde ces données, on peut tracer la courbe d’évolution de la moyenne de ces valeursinstantanées.Cette courbe nous montre qu’il faut attendre environ 180 secondes soit 3 minutes pour êtrevraiment sur le plateau où nous avons une valeur stabilisée.Conséquence : les tests seront effectués sur une durée minimale de 200 secondes. 3.2 – Mesures sur le panel de matérielsPour les mesures qui suivent, la consommation a systématiquement été convertie en L/ha enprenant en compte la vitesse de passage et le nombre de rangs par passage. Etude des performances énergétiques des matériels viticoles – page 9
  10. 10. 3.2.1 – Le broyeur à sarmentsNous avions à notre disposition un broyeur hors sol (avec pick-up pour le ramassage dessarments) de marque Grégoire. C’est un outil animé par la prise de force avec lequel nousavons pu évaluer : - l’incidence du travail en prise de force économique - l’incidence de la vitesse de travail : le débit de chantier compense-t-il la consommation liée à la vitesse ?Le broyage est réalisé tous les deux rangs, les sarments étant rassemblés de cette manière laplupart du temps. La faible densité de sarments a permis de travailler de 3 jusqu’à 4,6 km/h.Ces résultats nous permettent de quantifier le gain obtenu à vitesse équivalente (2,8 et 3 km/h)avec la prise de force économique (ici notée 750) : la consommation par hectare baisse de1,79 L soit 26 % ! D’autre part, nous pouvons voir l’incidence très importante du débit dechantier pour un même régime prise de force : la consommation baisse de 46 % !Si la densité de sarments le permet, il est très avantageux de travailler plus vite et si possibleen utilisant la prise de force économique. Les chiffres présentés ici peuvent être considéréscomme des chiffres annuels puisque l’on ne passe qu’une fois par an. 3.2.2 – La tondeuseLe matériel testé était de marque Humus Hugg, avec un double rotor. Nous avons pu travaillersur : - l’incidence de la hauteur de l’herbe fauchée - la vitesse de travail - la prise de force économique Etude des performances énergétiques des matériels viticoles – page 10
  11. 11. Sur cet histogramme on remarque que l’utilisation de la pdf 750 donne un gain de 2,48 L/ha(33%) en travaillant lentement (4km/h) et de 1,91 L/ha (36%) à vitesse plus élevée (6 km/h).On note aussi que réaliser un passage de moins et donc travailler lorsque l’herbe est plushaute induit une surconsommation de 0,89 L/ha pour un gain dans des conditions équivalentesde 4,92 L/ha. Le bilan est donc positif si l’on ne regarde que les critères consommation decarburant et temps passé. Il faudrait tempérer ces éléments avec l’éventuel surplus deconcurrence hydrique et azotée si l’on ne tond pas assez.L’intérêt de l’augmentation du débit de chantier est - comme avec le broyeur - très net.Vitesse de travail et prise de force économique permettent vraiment d’économiser ducarburant. Faucher moins et donc plus tardivement induit une vraie surconsommationinstantanée de carburant compensée par le gain en nombre de passage. L’aspect agronomiquedes choses mériterait d’être approfondi. 3.2.3 – L’intercep rotatifC’est le Tournesol® Pellenc qui a été utilisé. C’est un outil rotatif fonctionnant avec unecentrale hydraulique. Il désherbe deux demi-rangs. Nous avons joué sur le régime moteur et laprise de force économique seulement car c’est un appareil avec lequel la vitesse de travail estdictée par les conditions de sol, et que l’on ne peut pas beaucoup faire varier (ici autour de 2,5km/h). Le travail reste superficiel. Il a été possible de rouler au ralenti car lors de l’essai laterre était suffisamment meuble. Dans cette modalité nous n’étions donc pas au régime prisede force. C’est la modalité accéléré qui correspond aux conditions d’utilisations de l’outil à cerégime. Etude des performances énergétiques des matériels viticoles – page 11
  12. 12. Le gain obtenu au ralenti est très significatif, que l’on utilise la pdf 750 ou pas. Par ailleurs,celle-ci permet encore une fois des gains de consommation importants : 1,72 L/ha (21%) auralenti et 3,63 L/ha (27%) au régime accéléré.La consommation de carburant liée au désherbage mécanique sous le rang avec un interceprotatif est essentiellement due à la faible vitesse d’avancement et peut être réduite uniquementen jouant sur le régime moteur si les conditions le permettent et sur la prise de forceéconomique si l’outil dispose d’une centrale. Si l’outil utilise l’hydraulique du tracteur, c’estla capacité de celle-ci qui dictera les conditions d’utilisation optimales. 3.2.4 – Les disques de travail du solLe matériel de marque Quivogne configuré en X a été utilisé à deux vitesses et à deux régimesmoteurs. Les disques réalisent un travail proche du labour, retournant les herbes à enfouir. Letravail au ralenti (1000 trs/min) était possible grâce à l’état du sol.Nous pouvons remarquer que la différence entre 4 et 6 km/h au régime de 1500 trs/min esttrès faible. Ici, contrairement aux autres types d’outil, il n’y a pas d’effet de débit de chantier. Etude des performances énergétiques des matériels viticoles – page 12
  13. 13. La résistance à l’avancement rencontrée dans la terre est proportionnelle à la vitesserecherchée et la consommation instantanée augmente dans des proportions qui ne sont pascompensées au niveau de la consommation par hectare par le gain de temps. Seul le régimemoteur est un facteur de gain, nettement plus à 6 km/h qu’à 4 km/h.Le travail du sol avec un pulvériseur à disques consomme toujours environ 5 L/ha quelquesoient les conditions d’utilisation. Le choix d’une vitesse de travail est plus déterminé par desconsidérations sur le travail à fournir (effet de projection de la terre, etc.) que par la recherched’un effet d’économie de carburant par le débit de chantier. 3.2.5 – Le cadre à étançons rigidesC’est un cadre Ferrand qui nous a permis de réaliser les mesures. Les facteurs que nous avonsfait varier sont : - la profondeur de travail (surface pour couper le chevelu racinaire des adventices ou profond) - l’état du sol au moment du passage (sec ou humide)La profondeur de travail a une incidence considérable sur la consommation : + 50 % !Selon l’objectif du travail : ameublissement ou désherbage mécanique, travailler enprofondeur s’impose ou non.L’état d’humidité du sol joue assez peu sur la consommation, mais plus sur la qualité dutravail réalisé. 3.2.6 – Le pulvérisateurAvec le pulvérisateur Nicolas Tornado (pneumatique) la vitesse de travail était fixée à 6 km/h.Nous avons travaillé sur l’incidence : - du réglage de la turbine (vitesse de rotation pour le flux d’air) - de la prise de force économique Etude des performances énergétiques des matériels viticoles – page 13
  14. 14. Avec la turbine à vitesse maximale, le gain de consommation par hectare atteint 28 % si laprise de force économique est enclenchée. Ce gain est comparable avec la turbine ralentie (30%).Comparativement au travail du sol, la consommation à l’hectare du pulvérisateur est assezfaible, grâce à une vitesse élevée et des passages tous les deux rangs. En revanche, laconsommation annuelle sera forte en raison du nombre de traitements potentiels. Le gain deconsommation entre turbine accélérée et ralentie est d’environ 10 %. Cela a un sens si ladensité de végétation n’est pas trop importante ou en début de saison car abaisser la vitesse dela turbine pourrait provoquer une pénétration de la bouillie de pulvérisation dans le feuillagemoins efficace. 3.2.7 – Vue d’ensemble des consommations par matérielIci nous proposons une vue synthétique des consommations pour les différentes catégories dematériels dans leurs conditions d’usage courantes. La consommation annuelle prend encompte le nombre d’interventions. Grâce à la mesure de consommation à vide avant chaquetest de matériel, nous pouvons identifier la part de l’avancement du tracteur ainsi que la partréellement à mettre au compte de l’outil attelé. Etude des performances énergétiques des matériels viticoles – page 14
  15. 15. Tous les chiffres donnés dans le graphique ci-dessus sont donnés pour un régime moteur de2000 trs/min, à l’exception des outils de travail du sol (pulvériseur à disques et cadre), pourlesquels le régime maximum lors des essais était de 1500 trs/min. La consommationinstantanée la plus élevée est à mettre au compte du pulvérisateur alors que pour quasimenttous les autres outils elle se situe autour de 7 à 8 L/h. Pour la tondeuse on peut descendre cechiffre à 5 L/h, pour le broyeur à 6 L/h, pour l’intercep à 5 L/h, tout dépend des conditionsd’utilisation.Avec les chiffres ramenés à l’hectare parcouru, l’intercep rotatif est le premier consommateurde carburant à l’hectare et par passage, loin devant les matériels de travail du sol interligne etle pulvérisateur. Nous pouvons constater que ce n’est pas du tout la puissance requise parl’outil qui est à l’origine de ces chiffres élevés, mais bien la part liée à l’avancement dutracteur qui est due à la faible vitesse de travail. Etude des performances énergétiques des matériels viticoles – page 15
  16. 16. Outil Nombre de passages intercep 4 pulvérisateur 9 travail du sol 3 tondeuse 5 disques 3 broyeur 1Finalement l’outil le plus énergivore sur une saison sera le pulvérisateur, alors que le broyeurà sarments qui est demandeur de puissance instantanée, ne réclamera pas beaucoup decarburant sur sa période d’utilisation.4 – CONCLUSION - PERSPECTIVESCette première année d’étude sur la performance énergétique des matériels viticoles nous apermis de nous équiper en matériel de mesure ainsi que de définir notre méthodologie et lesprotocoles à mettre en place pour l’étude des différentes catégories d’outils. Nous avons pufaire un premier classement des matériels utilisés couramment et mis en évidence les facteursde gain de consommation existant pour chacun d’entre eux.Les années à venir seront consacrées à l’étude des consommations en fonction de latechnologie employée pour un même type d’outil, afin que le viticulteur dispose de cettedonnée en complément des critères de choix habituels. Etude des performances énergétiques des matériels viticoles – page 16

×