Motoriser un robot agricole ou une mule de récolte à l'électrique
Les robots de désherbage, les mules de récolte et les petits transporteurs à chenilles se multiplient dans les champs et les vignes. Ils ont un point commun : ils avancent lentement, longtemps, dans des conditions difficiles. Leur motorisation n'a presque rien à voir avec celle d'un véhicule rapide. Ce guide explique comment la choisir.
L'essentiel
- Un engin agricole a besoin de couple à très basse vitesse, pendant des heures, pas de vitesse de pointe.
- Les machines à deux trains de roues ou à chenilles demandent deux moteurs pilotés ensemble.
- Boue, poussière, eau de lavage : l'électronique doit être protégée en conséquence.
- La batterie se dimensionne sur la journée de travail réelle, pentes et charge comprises.
Du couple à basse vitesse
Un robot de désherbage avance au pas, mais il doit démarrer en côte, chargé, dans une terre meuble. C'est donc le couple à très basse vitesse qui dimensionne le moteur. Deux solutions existent : un moteur moyeu à fort couple dans chaque roue, ou un moteur plus rapide suivi d'un réducteur. Le réducteur permet un moteur plus petit et plus léger, au prix d'une pièce mécanique de plus à entretenir.
Le pilotage à très basse vitesse demande aussi un contrôleur précis : sans capteur, un moteur estime mal sa position à l'arrêt et au démarrage. Sur un engin agricole, des capteurs de position sont presque toujours nécessaires. Voir notre guide sur les capteurs Hall, codeurs et résolveurs, et celui sur l'observateur sans capteur, qui explique ses limites à basse vitesse.
Deux moteurs, une seule direction
Un transporteur à chenilles ou un robot à direction différentielle tourne en faisant tourner ses deux côtés à des vitesses différentes. Les deux moteurs doivent donc être pilotés ensemble, de façon coordonnée. Un contrôleur double, qui commande les deux moteurs, simplifie le câblage et la coordination.
Résister au terrain
Un engin agricole roule dans la boue, la poussière, sous la pluie, et passe au nettoyeur. Le contrôleur et la batterie doivent être enfermés dans des boîtiers étanches, les connecteurs choisis pour l'extérieur, et le refroidissement conçu sans entrée d'air directe. Les vibrations et les chocs sont permanents : fixations et câbles doivent être prévus pour.
La batterie de la journée
La saison n'attend pas. La batterie doit couvrir une journée de travail réelle, avec les pentes, la charge et les démarrages répétés. La mesure sur le terrain d'une journée type vaut mieux que tout calcul théorique. Le BMS doit pouvoir dialoguer avec le reste de la machine, souvent par bus CAN, pour que le système de guidage connaisse l'état de charge.
Le dialogue avec le guidage
Sur un robot, ce n'est pas un conducteur qui commande les moteurs mais un calculateur de guidage. Le contrôleur doit recevoir ses consignes de vitesse ou de couple, lui renvoyer ses mesures et ses défauts, et s'arrêter proprement en cas de perte de communication.
Ce que fait Rage pour l'agritech
Notre bureau d'études conçoit la traction électrique des engins agricoles légers : moteurs choisis pour le couple à basse vitesse, contrôleurs doubles, batteries dimensionnées pour la journée et suivi de chaque machine dans RageLink. Voir notre page agriculture et viticulture.
Le conseil de l'atelier
Prévoyez dès le départ comment la machine s'arrête en cas de défaut : perte de communication, batterie vide en pleine parcelle, moteur bloqué. Sur un robot sans conducteur, c'est une question de sécurité avant d'être une question de confort.
Pour la méthode générale, voir notre guide électrifier une machine, par où commencer.
Questions fréquentes
Moteur moyeu ou moteur avec réducteur ?
Le moteur moyeu est simple et sans entretien mécanique ; le moteur avec réducteur est plus léger et plus compact pour le même couple à la roue. Le choix dépend de la place disponible, du poids et de l'accès pour l'entretien.
Faut-il des capteurs de position sur les moteurs ?
Pour un engin qui démarre souvent en charge et avance très lentement, oui dans la plupart des cas : ils assurent un couple franc dès l'arrêt.
Le contrôleur peut-il recevoir les ordres d'un calculateur de guidage ?
Oui, à condition qu'il dispose d'une liaison numérique, en général un bus CAN, et d'un protocole convenu avec le système de guidage.
Pouvez-vous travailler sur une petite série ?
Oui : nous travaillons du prototype à la petite et moyenne série, les volumes habituels des fabricants de robots et de porteurs.