Essai routier exclusif avec la presse à balles Massey Ferguson MF 2234

La mécanisation agricole est de plus en plus nécessaire pour les processus impliquant le respect des normes et procédures environnementales dans la production agricole. Les moteurs agricoles intègrent des systèmes de contrôle des émissions polluantes, les véhicules agricoles utilisent désormais des pneus à grande portance pour réduire le compactage du sol, et les pulvérisateurs peuvent détecter les chevauchements de passages, contrôler le débit des buses, réutiliser les produits et minimiser les déchets. En bref, l'ensemble de la chaîne de production des machines agricoles est actuellement mis à contribution pour contribuer au développement de technologies visant à atténuer les problèmes environnementaux.

Dans ce test, la presse à balles rectangulaires Massey Ferguson MF 2234 est utilisée pour collecter la paille qui sera utilisée pour produire de l'énergie en la brûlant dans des chaudières d'usines de production d'alcool et de sucre.

Pour connaître la machine et la tester, nous nous sommes rendus dans une zone de production de canne à sucre, à l'Usina da Pedra, au bord de la Via Anhanguera, SP-330, entre les villes de Cravinhos et Ribeirão Preto, pour évaluer son fonctionnement avec cette matière première, dans la formation de grandes balles rectangulaires.

Ces machines sont fabriquées aux États-Unis dans l'usine Hesston, au Kansas. Hesston, une marque d'AGCO, fabrique les presses à balles Massey Ferguson. Fabricant traditionnel de ces produits aux États-Unis, l'entreprise possède des décennies d'expérience dans la fabrication d'équipements de fenaison et de fourrage. Elle a importé la MF 2234 au Brésil, offrant des solutions de pressage couvrant tous les modèles qu'elle fabrique.

Actuellement, Massey Ferguson propose sur le marché brésilien, outre le modèle que nous avons testé, la MF 1840, qui produit des petites balles rectangulaires de 356 mm de haut sur 457 mm de large, ainsi que les MF RB F et MF RB V, qui produisent des balles rondes. La première est équipée d'une chambre fixe et la seconde d'une chambre variable. Ces deux modèles sont conçus pour traiter de gros volumes de matériaux. La MF 2234 a été lancée au Brésil en 2025 lors de l'Agrishow de Ribeirão Preto, à São Paulo, et est actuellement en pleine production commerciale. Outre le modèle que nous avons testé, Massey Ferguson propose également les MF 2200, MF 2233 XD et MF 2234 de la série 2244.

Notre précédente expérience de test de presses pour le magazine Cultivar Máquinas remonte à novembre 2012. Nous avions alors testé quatre modèles Hesston à Estância JE, dans le sous-district de Santa Eudóxia à São Carlos, dans l'État de São Paulo. Nous y avons testé la SB 34 pour les petites balles, la LB 34B pour les grosses balles rectangulaires et la RB 452 pour les balles rondes ou roulées. Cette nouvelle gamme, actuellement commercialisée au Brésil, est similaire à celle produite à l'époque, mais présente plusieurs améliorations qui témoignent d'une évolution du produit, tant visuellement que technologiquement.

Usina da Pedra appartient au Grupo Pedra Agroindustrial S/A et produit de la canne à sucre pour la production d'éthanol, de sucre et d'énergie depuis les années 1930. Elle possède actuellement quatre unités à Serrana, Buritizal et Nova Independência, dans l'État de São Paulo, et à Paranaíba, dans l'État du Mato Grosso do Sul. Comme la plupart des entreprises du secteur, la responsabilité sociale et environnementale de l'entreprise transparaît dans ses processus de production. La préoccupation face aux incendies et l'engagement de produire de l'énergie propre à partir des déchets s'inscrivent parfaitement dans l'accord conclu avec Sítio Muro de Pedras, à Serrana, dans l'État de São Paulo, propriété de l'ingénieur Antonio Fernando Tittoto, qui récolte la paille de canne à sucre et produit des balles pour la production d'énergie ultérieure.

Client de longue date de Massey Ferguson, Sítio Muro de Pedras possède plusieurs presses à balles et autres équipements pour l'andainage, la collecte et le transport des balles. La zone que nous avons travaillée était une repousse de canne à sucre, récoltée il y a 20 jours, qui sera défrichée pour la culture ultérieure de soja.

Bien que l'utilisation la plus fréquente d'une machine pour la mise en balles de matières végétales concerne des matières plus légères, comme la luzerne, les pâturages et les résidus de cultures annuelles, tous les tests réalisés par l'équipe de développement de MF, comme le travail réalisé par l'équipe de Sítio Muro das Pedras, ont montré qu'elle est capable de traiter ces matières plus lourdes et plus résistantes, comme les résidus de canne à sucre.

Dans cet environnement de production intense, nous avons testé la presse à balles Massey Ferguson MF 2234 par une journée ensoleillée et avons effectué un travail de terrain intensif. Nous avons bénéficié du soutien de l'ingénieur Marcelo Pupin, coordinateur marketing du produit Foin et fourrage de Massey Ferguson pour l'Amérique du Sud et fort d'une vaste expérience de ce type d'équipement. Ce furent des moments d'intense information et de travail intense.

La machine sur le terrain

La machine était couplée à un tracteur Massey Ferguson 8S 265, d'une puissance maximale de 265 ch, équipé d'un moteur AGCO Power six cylindres d'une cylindrée de 7,4 litres. D'autres tracteurs, notamment ceux équipés de transmissions Powershift, peuvent être utilisés avec ce système mécanisé, à condition qu'ils développent une puissance moteur maximale d'au moins 170 à 180 ch.

L'attelage principal de la machine est assuré par le timon, actionné mécaniquement par la prise de force à 1.000 cannelures de 21 XNUMX tr/min et le système hydraulique via cinq prises de commande à distance (RCV). Une chaîne de sécurité et un dispositif de suspension et de réglage (vérin) sont fixés à l'attelage, qui se rétracte après utilisation grâce à un ressort. Ce dispositif ajuste le point d'attelage en fonction de la hauteur du timon du tracteur, qui varie selon sa taille et ses pneus.

L'espacement des rangs de canne à sucre étant de 1,80 m, les écartements des roues du tracteur et de la machine doivent être ajustés à cette mesure. Un râteau ramasse la paille et forme un andain de 80 cm de large et d'environ 30 à 35 cm de haut entre les rangs. Un andain est ensuite formé tous les quatre rangs, ou cinq rangs, comme le disent généralement les techniciens. Des conditions de pressage optimales nécessitent de la paille sèche dans l'andain. L'écartement des chenilles de la presse est de 2,25 m, mesuré aux pneus d'appui du collecteur, qui sont des 4.80/4.00 8 NHS, et aux pneus d'appui de la machine, qui sont des pneus à grande flottaison de 700/50-22.5. Cette machine était équipée d'un essieu simple, mais le modèle devait être équipé d'une roue tandem, avec des pneus spécifiés comme 500/50x17. L'écartement des chenilles du tracteur, quant à lui, était de 1,92 m, mesuré à la roue arrière.

Opération Système

Le fonctionnement de cette machine est assez complexe, car elle repose sur un ensemble de systèmes mécaniques qui doivent fonctionner en parfaite synchronisation. Le premier système est le système de collecte et d'élévation, chargé de soulever la paille du sol et de l'alimenter. Un autre système sépare et forme une tranche, et, une fois dans la chambre, un troisième système compacte et consolide la balle, assurant ainsi sa consistance et augmentant sa densité, en fonction de l'objectif de l'opération. Ces systèmes de base sont complétés par d'autres, tels que le mécanisme complexe de liage et le système d'éjection des balles.  

Il est évident que pour le bon fonctionnement d'une presse à balles, la coupe et le conditionnement du matériau sont essentiels. Des facteurs tels que le type de matériau, la méthode de coupe, le conditionnement des andains et le taux d'humidité du matériau influencent directement le bon fonctionnement de la machine.

Le système adopté sur cette machine permet de presser sans andainage préalable, permettant ainsi de ramasser le matériau répandu à la surface jusqu'à une largeur de travail d'environ 2 m. Cependant, il est connu que l'andainage et la collecte d'un andain dans la partie centrale du collecteur améliorent considérablement la qualité et la quantité du travail.

La machine tire la puissance mécanique du tracteur via un premier arbre à cardan accouplé à la prise de force et la transmet à un second arbre à cardan contenant l'embrayage à friction et un volant d'inertie à haute inertie, qui assure la continuité du mouvement et empêche le grippage de la machine. Grâce à la transmission, le mouvement rotatif est transformé en divers mouvements alternatifs, nécessaires à la formation et au compactage des balles. Ainsi, le mouvement pénètre dans les arbres de prise de force du tracteur, traverse l'embrayage et le volant d'inertie et, via une goupille de sécurité, active le réducteur à double réduction intégré, qui entraîne directement le piston.

La matière pénètre dans la machine par le pick-up, un ensemble de deux cylindres, dont le cylindre inférieur est équipé de doigts. La paille pénètre entre les deux cylindres, soulevée par les fourches du cylindre inférieur, qui doivent être réglées pour ne toucher que la paille et non le sol. Le pick-up est flottant, sa hauteur de travail étant contrôlée par des roues de support.

La paille entrante est ramassée au centre par deux vis sans fin placées de chaque côté. De là, la matière concentrée au centre est déplacée par un vilebrequin, qui la déplace à travers des fourches, commençant ainsi à former la tranche et à amorcer son insertion dans la préchambre de compression.

La tranche préformatée pénètre horizontalement dans la préchambre, s'accumulant progressivement et se déposant verticalement avant d'entrer dans la chambre de compression ou de pressage. Le compactage de la tranche commence alors grâce au piston, qui compacte la balle. Les bras de chargement sont automatiquement contrôlés par le moniteur. Le piston, qui compacte le matériau selon la charge préprogrammée, effectue un cycle de compactage jusqu'à l'insertion d'une nouvelle tranche, qui formera une nouvelle balle.

Une fois la balle formée et ficelée, les dents situées au fond de la chambre la bloquent et la déplacent, agissant comme un mécanisme d'extraction. Les balles sont poussées une à une sur un tapis roulant à inclinaison réglable pour réduire l'impact de la chute. Cependant, grâce à la densité à laquelle la balle sort de la machine et à l'action précise des cordes qui la ficelent, aucun dommage n'est visible à la sortie.

À la fin du processus, une autre machine récupère les balles et les accumule dans une remorque pouvant contenir jusqu'à dix balles.

heurtoirs

Une fois compactée, la balle reçoit le fil grâce à un ensemble de six aiguilles et noueurs, ce qui signifie que six fils parcourent toute la longueur de la balle. En réalité, 12 fils seront utilisés : six par le bas et six par le haut, les fils inférieurs recouvrant le fond et deux côtés dans le sens de la longueur. Les nœuds sont réalisés en haut, au début et à la fin de la balle grâce à un système de double nœud.

Ce système complexe de rouleaux, d'aiguilles et de noueurs fonctionne en conjonction avec un ventilateur à turbine à entraînement hydraulique qui contribue au nettoyage de l'ensemble du système de nouage. Les fils en polypropylène sont dotés d'un système d'huile autolubrifiant, essentiel à leur bon fonctionnement.

L'accès à la zone de liage et au sommet de la machine se fait par une échelle arrière. La zone est protégée par une structure tubulaire de support, conforme aux normes de sécurité.

opération

Tout au long de la journée d'essais, nous avons surveillé la formation des balles et ajusté le fonctionnement de la machine pour des vitesses de déplacement de 4,8 km/h, 5,5 km/h et 6,6 km/h. Nous avons vérifié que les balles pouvaient être formées à toutes les vitesses, répondant ainsi aux attentes du client, qui exigeait un compactage élevé. La vitesse de travail dépendra toujours de la taille de l'andain et de la disponibilité du matériau.

Avec la configuration utilisée, avec un moteur de tracteur tournant à 1.950 180 tr/min et une force de compactage (course) de 33 kN, nous avons pu former une balle avec 47 tranches et XNUMX courses de compactage par minute. Il est connu que moins une balle comporte de tranches, meilleure est la productivité du travail, en termes de poids par heure.

En exploitation, nous extrayions une balle tous les 45 m, avec un espacement de 7 m entre les rangées de balles. Avec une vitesse de déplacement de 5,5 km/h, nous produisions environ deux balles par minute, soit 122 balles par heure, ce qui dépassait nos prévisions initiales. Bien que la longueur des balles puisse atteindre 2,75 m, nos mesures ont montré que chaque balle mesurait 1,20 m x 0,90 m x 2 m, avait un volume de 2,16 m³ et pesait environ 600 kg par balle.

En termes de capacité de production, compte tenu d'une largeur de 7 m et d'une vitesse de déplacement de 5,5 km/h, on peut déduire que, dans ces conditions, un rendement total de 264 m³/h est atteint. Compte tenu d'un poids moyen par balle de 600 kg, on peut conclure que la machine peut presser, dans les conditions d'essai, environ 73 tonnes par heure.

Ajustements de la cabine

Le système de gestion et de contrôle électronique du travail de la presse à balles peut être utilisé de deux manières. Si le système de surveillance des fonctions du tracteur est compatible avec celui de la machine, le protocole de communication par bus CAN rend le moniteur de la machine superflu. En revanche, si le tracteur n'est pas compatible, le moniteur GTA est utilisé en sortie et toutes les fonctions sont contrôlées via la communication Isobus.

Pour une communication optimale entre le tracteur et la presse, nous utilisons l'écran situé au-dessus de la console latérale du tracteur, fixée à droite du siège, et affichant toutes les fonctions. Pendant l'assemblage de la balle, il est possible de visualiser le nombre de tranches qui la composent, augmentant progressivement en proportion, par exemple 15/37 (soit 15 tranches sur un total de 37), ainsi que la force de 180 kN requise pour la compression de la balle. La vitesse d'entrée de 1.000 1.400 tr/min et la pression totale exercée de XNUMX XNUMX psi sont également enregistrées. Tous ces paramètres peuvent être contrôlés depuis la cabine, modifiant ainsi la compression de la balle.

La machine est équipée de plusieurs capteurs qui fournissent des alertes importantes. Le premier est le capteur d'embrayage de la presse, le deuxième est un capteur situé sur l'embrayage du récupérateur, et le troisième détecte le patinage du convoyeur. Les capteurs d'embrayage de la presse et du récupérateur fonctionnent en coordination. Le patinage du convoyeur indique une surcharge, indiquant une vitesse de déplacement trop élevée. Un capteur de comptage de balles vous avertit de la fin d'une balle lors du dernier mouvement des aiguilles de liage.

Production d'énergie à partir de la paille de canne à sucre

Comme mentionné dans le texte, les machines agricoles sont de plus en plus appelées à participer à des processus de développement durable et à générer des solutions alternatives pour la conservation de la nature et le bien-être des travailleurs. La production d'énergie propre et renouvelable à partir de résidus végétaux constitue une alternative à la culture de la canne à sucre.

Ce procédé est considéré comme une méthode de production durable, valorisant un résidu agricole relativement indésirable, principalement en raison du risque d'incendie, et pleinement disponible lors du renouvellement de la canne à sucre. Ce procédé permet de valoriser une biomasse importante à fort potentiel énergétique, jusqu'alors inexploitée.

Le procédé de production d'énergie à partir de résidus végétaux mis en balles peut être utilisé pour la combustion dans des chaudières, produisant de la vapeur qui alimente des turbines produisant de l'électricité. C'est le procédé le plus simple. Une autre alternative est la production de gaz de synthèse, mais elle est un peu plus complexe.

Ainsi, pour que le processus fonctionne, la matière première doit atteindre la chaudière. Parmi les méthodes de collecte, celles qui transportent des matériaux en vrac continuent d'être utilisées ; cependant, la livraison de matériaux en balles est la plus efficace, car elle est facilement organisée pour le transport et la manutention par le système. Une fois ces matériaux arrivés à l'usine, ils sont broyés et brûlés, permettant ainsi la production d'énergie.

José Fernando Schlosser,
Laboratoire d'agrotechnologie/UFSM