Outre la lumière, l'eau et les oligo-éléments, les plantes n'ont besoin que de six nutriments : phosphore, potassium, magnésium, calcium, soufre et azote. Ce dernier, identifié par le symbole chimique N, est le plus important en termes de quantité. Il est notamment nécessaire à la formation des composés protéiques et de la chlorophylle, ainsi qu'à la croissance des pousses et des feuilles.
L'azote est la principale composante de l'atmosphère terrestre. Il y règne en abondance sous sa forme élémentaire gazeuse (N2). Malheureusement, la plupart des plantes ne sont pas en mesure d'en faire usage dans cet état. Elles ne peuvent absorber l'azote que du sol, par leurs racines, et en ont besoin sous forme d'ammonium (NH4+) ou de nitrate (NO3-).
Les composés nitrés figurent parmi les engrais les plus utilisés par l'agriculture moderne pour obtenir des rendements élevés. Épandus au bon moment et en bonne quantité, ils peuvent être presque complètement absorbés par les plantes et transformés en aliments et en biomasse. Les problèmes subséquents ne se posent que si une trop grande quantité de nitrate est répandue dans les champs. Tôt ou tard, l'excès de nitrates s'infiltre jusqu’à la nappe phréatique avec la pluie.
Affiner le schéma d'épandage
La méthode classique d'épandage des engrais minéraux sur un champ utilise des épandeurs à doubles disques : l'engrais tombe de la trémie située derrière le tracteur sur deux disques en rotation horizontale. Leur mouvement rotatif projette les grains à une distance allant jusqu’à 25 mètres à gauche et à droite pendant que la machine se déplace sur le champ. Bien que cette méthode permette de fertiliser de grandes surfaces en peu de temps, la fertilisation, calculée sur la base de la surface totale, est effectuée à un débit fixe. Le « schéma d’épandage » manque de précision ; lorsque les champs présentent une forme irrégulière, dans les virages et en bordure de chemin, des bandes de terrain sont forcément trop ou trop peu fertilisées. De plus, l'éjection de l'engrais par la force centrifuge ne fonctionne de manière fiable que si les granulés d'engrais sont de taille et de qualité homogènes.
« Avec nos épandeurs d'engrais de précision de la gamme Aero, nous sommes en mesure d’éviter tous ces inconvénients », déclare Maximilian Zimmer. Il est chef d'équipe pour le développement électronique chez RAUCH Landmaschinenfabrik à Sinzheim (Bade-Wurtemberg, Allemagne). « Dans ce système, les granulés ne sont pas projetés sur une grande surface, mais déposés sur le champ via un système de tuyaux qui assurent leur répartition fine en bonne quantité. Ce faisant, la machine peut épargner des zones spécifiques qui ne nécessitent aucun engrais. »
Système de dosage avec sections commutables
Le système de dosage MultiRate constitue la base de cette fertilisation de précision ; selon le fabricant, il s’agit du « premier système de dosage et de distribution d'engrais granulés au monde pour la nutrition des plantes sur une petite surface et avec une grande précision » pour les épandeurs d'engrais pneumatiques. Il permet d'activer et de désactiver séparément trente sections d'épandage. En même temps, la quantité épandue peut être régulée de manière individuelle pour chaque section. Cela permet de réduire la consommation d’engrais de jusqu'à 23 % par unité de surface et d'augmenter considérablement le rendement.
Les granulés d'engrais sont déposés sur le champ au moyen de trente tuyaux, le dosage précis des granulés étant réalisé par bandes de 1 à 1,2 mètre de large. L'alimentation individuelle utilise une technologie sophistiquée : l'engrais est acheminé à travers plusieurs entonnoirs vers six arbres de dosage comportant chacun cinq segments.
Ceux-ci sont commandés par bus CAN et disposent de roues à cames qui répartissent les granulés en petites portions. Les granulés sont ensuite accélérés par un flux d'air et transportés vers la sortie.
La vitesse du moteur régule la quantité d'engrais
Chaque segment de la roue à cames est déplacé par un moteur plat sans balais FAULHABER de la série 4221... BXT équipé d'un réducteur spécial personnalisé et peut être actionné de manière individuelle. « La vitesse du moteur régule la quantité d'engrais épandue, explique Maximilian Zimmer. La machine peut ainsi faire en sorte, par exemple, que la quantité par unité de surface soit toujours la même dans une courbe, même si chaque sortie parcourt un rayon différent. Si des rangées se croisent dans des champs à la géométrie irrégulière ou si la machine arrive au bord d'un chemin, certaines sorties peuvent être automatiquement désactivées et réactivées plus tard. Dans ce cas, la dynamique du moteur joue un rôle essentiel. Il doit en effet atteindre la vitesse spécifiée avec précision, pratiquement sans délai, et délivrer un couple élevé. »
Cette puissance provient d'un entraînement extrêmement compact d'un diamètre de 42 millimètres seulement et d'une longueur de 49 millimètres, réducteur compris, le tout étant logé dans des boîtiers robustes en acier et en aluminium. L'unité peut ainsi résister aux vibrations mécaniques qui se produisent inévitablement dans l'agriculture. Elle peut aussi affronter sans problème des conditions climatiques extrêmes puisque la plage de température s'étend de -10 à +60 °C.
Prise en compte d'une qualité de sol variable
Le système de dosage MultiRate entraîné par le moteur FAULHABER favorise une « agriculture de précision » au sens propre du terme. Les voies de passage - c'est-à-dire les marques laissées par les roues du tracteur - sont exclues de la fertilisation, tout comme les petits biotopes ou autres zones non agricoles éventuellement situés au milieu des champs.
De plus, la quantité d'engrais peut également être adaptée avec précision aux différents types de sols au sein d'un champ. « La qualité du sol est enregistrée de manière détaillée dans des cartes d'application numériques, explique Maximilian Zimmer. À l'aide de ces cartes et de données GPS, la commande de la machine peut adapter la distribution d'engrais aux conditions rencontrées de manière entièrement automatique. »
Outre la fertilisation, les épandeurs d'engrais Aero peuvent également être utilisés pour planter des cultures intercalaires, comme le colza ou la moutarde. Celles-ci lient les nutriments, protègent le sol et contribuent à son amendement. La qualité des granulés d'engrais joue un rôle moins important qu'avec les épandeurs à disques : même s'il y a beaucoup de brisures et de poussière, la machine peut doser finement et épandre de manière ciblée.
Maximilian Zimmer résume finalement : « Cette technologie de précision ne préserve pas seulement l'environnement et, en particulier, la nappe phréatique, elle permet aussi de réduire les coûts. L’exploitation agricole atteint un rendement de récolte plus élevé en utilisant moins d'engrais. De plus, si les granulés sont de qualité inférieure, l'engrais peut même coûter nettement moins cher. »
L'épandeur d'engrais Aero a reçu en novembre 2021 le Prix de la technique environnementale (Umwelttechnikpreis) dans la catégorie des Technologies de mesure et de régulation, Industrie 4.0, décerné par le Land de Bade-Wurtemberg.
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