Comment planifier la flotte agricole pour plus d'efficacité

Lors du dimensionnement du parc agricole, il est nécessaire pour le producteur d’analyser l’activité en termes de production et d’aspects financiers. Les coûts réels d'acquisition d'un tracteur et son retour sur investissement réel doivent répondre à la politique d'acquisition ou de remplacement de ce parc.

Dans ces conditions, la première question devrait être de savoir comment les tracteurs affectent la production, en identifiant les raisons pour lesquelles l'achat devrait être envisagé, ainsi que les avantages de cette acquisition.

Un tracteur peut être acheté pour plusieurs raisons, comme la fiscalité et la vétusté du modèle en exploitation. Cependant, la politique d'approvisionnement peut être modifiée lors de l'identification d'opportunités d'augmentation des bénéfices. Un exemple est un meilleur contrôle des coûts, en particulier dans des environnements inflationnistes, où les prix des intrants sont plus importants par rapport aux avantages que le producteur tirerait du prix plus élevé de ses produits sur le marché.

Une autre raison d’acheter un nouveau tracteur est d’augmenter la production. Des tracteurs plus gros (ou adaptés) peuvent libérer de la main-d'œuvre pour d'autres activités sur la propriété. En revanche, une meilleure organisation de la flotte existante peut produire les mêmes résultats. Les nouveaux tracteurs peuvent remplacer une main-d'œuvre rare ou non qualifiée ou même améliorer les attentes des employés, contribuant ainsi à leur rétention et à leur engagement sur la propriété.

Toutes ces questions concernent la gestion utilisée et la manière dont elle affecte la production et les coûts. En effet, la demande énergétique doit être la principale préoccupation, et les opérations sur le terrain doivent atteindre les valeurs les plus basses possibles de consommation d'énergie spécifique par surface (UEA), en kWh/ha, calculée comme un rapport entre la puissance requise dans le timon du tracteur et capacité effective sur le terrain.

La puissance nécessaire peut varier en fonction des caractéristiques du sol, de la culture et du climat. Les performances du tracteur varient toutefois considérablement en fonction des conditions d’utilisation et des compétences de l’opérateur. Dans les opérations nécessitant moins d’effort de traction, comme la pulvérisation par exemple, le temps passé par la machine peut être une bonne estimation de cette performance.

Cet indicateur, en revanche, peut être inadéquat en raison des différences de taille des tracteurs, ainsi que des variations dans les résultats obtenus par les différents opérateurs, notamment lors de la traction d'équipements lourds ou fortement chargés. Dans ces cas-là, l'UEA nette peut être une bonne estimation de l'énergie requise par cet équipement, en « actualisant » l'effet de la taille du tracteur, des pertes de transmission et des compétences de l'opérateur.

Bien que des tracteurs plus gros puissent augmenter la capacité des champs, il est nécessaire de considérer la composition des pratiques agricoles adoptées, en particulier dans les périodes de plus grande demande, ainsi que les conditions de la zone cultivée. Ainsi, le pouvoir qui permettra la production et son rapport au temps est lié aux particularités de la propriété, tant au niveau de l'entreprise que des conditions d'exploitation.

Le fait est que l’énergie générée dans le moteur ne peut pas être pleinement utilisée, une partie de la puissance nominale étant disponible pour un travail utile. La puissance totale disponible pour la production peut être modifiée en remplaçant un tracteur par un autre plus grand ou plus petit.

Les tracteurs plus gros sont associés à des coûts d’acquisition et d’exploitation plus élevés. Ces coûts peuvent être dilués en raison de la plus grande échelle de production que permettent ces machines (économie d'échelle), et le producteur doit établir les coûts par surface dans des limites économiquement acceptables. Des tracteurs plus gros dans une flotte réduite entraînent moins d'opérateurs, ce qui, d'autre part, réduit le ralentissement dans les périodes critiques du système. Dans ce cas, le temps consacré aux réparations et à l'entretien pendant ces périodes est proportionnellement plus important.

En revanche, la planification opérationnelle devient plus difficile lorsque le propriétaire doit évaluer l'acquisition d'un nouvel ensemble de machines, notamment avec des tracteurs différents. L’utilisation du temps machine dans l’analyse de la capacité de travail future, en supposant que la relation entre le taux de fonctionnement et la puissance du tracteur est la même pour des tracteurs de différentes tailles, n’est pas idéale. D’un autre côté, de petites augmentations de puissance peuvent faire la différence entre fonctionner et ne pas fonctionner.

Les caractéristiques des outils utilisés sur la propriété définissent le besoin de puissance. Le tracteur présente cependant des pertes de puissance brute du moteur par rapport à ses organes internes, ce qui se traduit par moins de puissance disponible au timon. Selon l'Asabe (American Society of Agricultural and Biological Engineers), la puissance nette du moteur correspond à 92 % de la puissance brute du moteur.

La méthodologie prend également en compte le type de traction des pneus et les conditions de surface pour estimer la puissance disponible au niveau de la barre de traction (BT). Dans le cas des tracteurs 4 x 2 avec traction avant auxiliaire, cette puissance peut correspondre à 59 % (0,65 x 0,90) et 78 % (0,87 x 0,90) de la puissance nette du moteur lorsque la machine se déplace sur des sols meubles et du béton. , dans cet ordre.

Connaissant la puissance disponible dans le BT du tracteur, le producteur doit estimer la puissance requise par l'équipement à tirer, en la considérant comme le produit de l'effort de traction et de la vitesse de l'ensemble mécanisé. La norme technique d'Asabe établit une équation qui, remplaçant les paramètres respectifs de la machine, offre une estimation de la demande de traction dans les conditions générales du sol et dans les configurations de fonctionnement de base.

Cependant, lorsque l'on inclut des conditions d'exploitation typiques, cette estimation doit être incluse dans une plage de variation. Pour les semoirs-engrais par exemple, cet écart est de ±25%.

Il convient de noter que, lors de l'estimation de l'effort requis par les semoirs-engrais, la norme susmentionnée finit par ne considérer que le nombre de rangs. En fait, d'autres variables affectent la demande de force et de puissance, comme la texture, la résistance du sol à la pénétration, la teneur en eau, en plus de la profondeur de travail et du type de mécanismes de sillonnage.

Une étude menée par des chercheurs de l'Université fédérale de Vale do São Francisco et de l'Université fédérale de Viçosa a analysé les résultats d'expériences menées sur le terrain avec des semoirs-engrais, dans différentes conditions de fonctionnement. Ces résultats proviennent de 43 travaux, parmi lesquels des articles de revues indexées, des mémoires, des thèses et des rapports techniques d'organismes nationaux de recherche publiés entre 2000 et 2016. 

Ces travaux ont essentiellement évalué la demande énergétique des semoirs à flux continu et de précision, dans lesquels les chercheurs ont principalement évalué l'effort de traction requis sur le timon d'un ensemble traînant. Les valeurs de force moyenne et de force maximale ont été obtenues à l'aide de cellules de pesée ou de jauges de contrainte à résistance électrique. Ces valeurs ainsi que les conditions de fonctionnement respectives et les conditions du sol constituent la base de données qui a permis de générer neuf mille modèles pour prédire la demande de force sur le timon.

En considérant les attributs du sol tels que les fractions granulométriques, la densité du sol, la masse de résidus de culture en surface, en plus d'ajustements tels que la vitesse et la profondeur d'action des sillonneurs d'engrais, il a été possible de trouver des modèles plus précis pour estimer l'effort de traction. Cette moindre variabilité peut conduire à une plus grande précision dans le dimensionnement des machines et des outils sur une propriété rurale.

Le modèle proposé dans l'étude pour prédire la force de traction spécifique (force de traction divisée par le nombre de rangs sur le semoir) a montré une erreur de prédiction inférieure à celle prédite dans la norme technique Asabe. L'erreur type du modèle était de 2,93, tandis que celle de l'évaluateur de la norme technique, selon l'étude, était de 63,51. Un tel modèle est décrit par :

L'équation peut également être utilisée pour calculer la force moyenne sur le timon, en multipliant simplement « F » par le nombre de rangs sur le semoir-engrais. En multipliant le résultat par la vitesse de l'ensemble mécanisé, on obtient la puissance moyenne nécessaire.

L'étude a conclu que le nombre de rangs et la densité du sol sont les variables qui affectent le plus la demande de puissance pour les semoirs-engrais, suivis par la quantité de résidus de culture en surface, la profondeur de fertilisation et la vitesse de l'ensemble mécanisé.

*Par Edmo Henrique Martins Cavalcante, Daniel Mariano Leite, Marconi Ribeiro Furtado Júnior e Hugo Colombarolli Bonfa, de l'Université fédérale de Vale do São Francisco