Alors que les principaux progrès de l'équipement agricole au cours de la dernière décennie se sont concentrés sur le développement de l'agriculture de précision, les ingénieurs ne sont pas restés les bras croisés, s'attendre à ce que la technologie fasse tout le travail. Les fabricants d'équipements du monde entier expérimentent des moyens d'utiliser des équipements électriques pour améliorer les tracteurs et les outils.
« L'électrification arrive – si nous pouvons trouver un moyen de maintenir le prix bas, " dit Tim Stombaugh, un professeur d'extension de l'ingénierie de l'automatisation des systèmes de machines à l'Université du Kentucky. « C'est plus efficace, est plus calme, nécessite moins d'entretien, est plus contrôlable, et est potentiellement plus sûr et plus léger.
Deux expériences principales sont menées sur l'utilisation de l'énergie électrique :une pour les tracteurs diesel-électriques et une pour les tracteurs à batterie.
Tracteurs diesel-électriques
De retour en 2001, Fendt et AGCO ont commencé à étudier de manière intensive comment l'énergie électrique générée par un tracteur électrique pouvait être transférée à un outil. En 2013, les résultats de ce travail ont été exposés pour la première fois lorsque Fendt a présenté le tracteur X Concept à Agritechnica.
Le X Concept est propulsé par le moteur diesel à quatre cylindres Power d'AGCO. La conception compacte du moteur permet au tracteur d'accueillir les composants nécessaires à la technologie électrique, comprenant un alternateur haute performance, électronique de puissance, câblage, et l'échangeur de chaleur spécialisé.
Les systèmes électriques du X Concept – surnommés Powerbus – peuvent fournir jusqu'à 174 ch. aux outils via une prise de courant compacte. Le système alimente également le tracteur interne, y compris l'entraînement électrique du ventilateur et les pompes à liquide de refroidissement.
Pour voir comment ce prototype pourrait fonctionner à la ferme, Fendt avait également besoin de développer une haute tension, outil électrique. Il y a deux ans, Fendt a présenté un autre prototype :un râteau rotatif à entraînement électrique appelé Former 12555 X.
« Nous sommes convaincus que l'électricité sera de plus en plus utilisée dans l'agriculture. Ceci est un exemple de Fendt, " dit Stéphane Béa, responsable de l'ingénierie des ventes chez Fendt.
Chaque rotor du râteau est doté d'un entraînement électrique intégré alimenté par le tracteur Fendt X Concept. Les moteurs couples sont intégrés dans chaque douille de râteau, éliminant le besoin de logement séparé, boîte de vitesses, ou roulements.
Parce que chaque moteur est régulé indépendamment, vous pouvez faire varier la vitesse de chaque rotor. Par exemple, vous pouvez faire tourner les rotors avant plus rapidement que l'arrière. La vitesse des rotors ne dépend également plus du moteur ou de la vitesse au sol du tracteur. Cela permet de réagir plus rapidement aux différentes situations de culture.
« Le râteau électrique fonctionne bien dans diverses conditions, et il a passé plusieurs tests sur le terrain au cours des deux dernières années, " dit Benno Pichlmaier, AGCO.
En plus de travailler sur ses propres outils, AGCO travaille également avec des partenaires externes dans d'autres domaines clés, y compris le foin, ensemencement, protection de la plante, et la récolte.
Parce qu'il y a une faible demande pour cette technologie, Pichlmaier admet qu'un lancement rapide n'est pas nécessaire. « Les systèmes mécaniques et hydrauliques actuels resteront longtemps en place, " il dit.
Cependant, il croit que les systèmes d'alimentation électrique joueront de plus en plus un rôle important. « Nous sommes convaincus que l'énergie électrique sera utilisée à l'avenir pour des combinaisons tracteur-outil spéciales, », dit Pichlmaier.
Tracteurs à batterie
AGCO n'est pas le seul OEM majeur à travailler sur les façons dont l'énergie électrique peut être utilisée dans les équipements agricoles. Fin 2016, John Deere a présenté un prototype de tracteur tout électrique. Surnommée SESAM (approvisionnement en énergie durable des machines agricoles), le tracteur à batterie a toutes les fonctions et caractéristiques d'un tracteur standard, pourtant il offre les avantages de l'électrification.
Le tracteur est calqué sur les tracteurs de la série 6R de John Deere. Deux moteurs électriques actionnent une transmission DirectDrive adaptée, produisant 174 ch. de puissance continue et de puissance de pointe de 400 ch. Un moteur alimente la transmission ; l'autre moteur est utilisé pour la prise de force et les auxiliaires. Si nécessaire, les deux moteurs sont reliés pour fournir la pleine puissance pour la conduite ou pour la prise de force et les travaux hydrauliques.
Une charge de batterie dure jusqu'à quatre heures de fonctionnement en mode mixte ou pour un trajet de 54 km. La batterie prend trois heures pour se charger et peut être chargée jusqu'à 3, 100 fois.
Lorsque la machine est au ralenti, il n'y a pas de pertes d'énergie. Le tracteur SESAM est sans émission et fonctionne à un niveau de bruit inférieur à celui des tracteurs traditionnels.
Selon un communiqué de presse de John Deere, le tracteur est un élément élémentaire de la vision de John Deere des futures fermes autonomes en énergie. « Le tracteur tout électrique John Deere a été conçu et créé pour aider à évaluer la faisabilité d'un tel tracteur et pour démontrer la technologie avancée de John Deere, une expertise et des capacités innovantes dans la production d'un tracteur à batterie à usage agricole, », indique le communiqué.
Applications futures
Pour les applications sur le terrain, Stombaugh pense que la solution d'électrification de Fendt sera pratique beaucoup plus tôt que la solution de batterie.
« La longévité est la principale limite pour l'utilisation de tracteurs avec technologie de batterie, " il dit. « Les tracteurs n'ont pas les heures généralement nécessaires pour fonctionner pendant une journée complète, il faudrait donc s'arrêter et recharger.
Cependant, la technologie des batteries est un domaine en constante amélioration, Ainsi, de nouvelles batteries plus petites et plus durables pourraient rendre les tracteurs alimentés par batterie plus réalisables, fait remarquer Stombaugh.
En outre, les tracteurs alimentés par batterie pourraient bien fonctionner dans d'autres applications agricoles, comme pour un tracteur de corvée qui n'est utilisé que quelques heures par jour pour nourrir le bétail.
« Le problème, c'est le coût. C'est le compromis, " il dit. « Il existe des applications pour lesquelles la technologie des batteries peut être mieux adaptée, mais êtes-vous prêt à dépenser de l'argent pour cela ? »
Faire baisser le prix sera l'un des principaux facteurs limitant l'introduction de plus d'équipements électriques dans l'agriculture.
« Les moteurs électriques utilisés doivent être spécialisés pour les applications agricoles, ils doivent donc être capables de prendre la poussière et de tolérer une large gamme de températures, », note Stombaugh. « Développer cette technologie et la rendre disponible à un plus grand volume avec un prix qui a du sens prendra un certain temps pour mûrir. »
