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Le TRIPOP

Le TRIPOP

Ce porte-outil à traction animale a été conçu pour et conjointement avec une série d’outils pour la préparation de sol en maraîchage en planches permanentes. Une partie des outils qui l’équipe est directement inspirée du « Triptyque » Atelier Paysan : 3 outils phares et primordiaux pour la culture en planches permanentes. D’où son nom : Triptyque-Porte-Outil pour attelage en Paire (à deux chevaux).
Il est le fruit d’un partenariat entre l’Atelier Paysan et l’association Hippotèse.


PROTOTYPE EN COURS DE DÉVELOPPEMENT !

La machine est en développement, c’est un prototype fraîchement construit au printemps 2021. Il n’a pas à ce jour été mis en conditions réelles d’utilisation. Ce tutoriel a vocation à fournir une première présentation qui sera abondée au fur et à mesure des essais de terrain, des modifications et autres affinages.

Si le sujet vous intéresse, n’hésitez pas à nous contacter directement !

NB : les mots annotés d’un* sont définis dans un lexique en bas de cette page web.


Contexte et historique

Dès la création du Triptyque* pour les planches permanentes et suite à la rencontre entre l’Atelier Paysan (alors Adabio Autoconstruction) et l’association Hippotèse en 2013, la perspective de pouvoir un jour concevoir ces outils pour la traction animale est lancée.

Dans la continuité du travail engagé sur le POP4 à partir de 2018, les ingrédients sont à peu près réunis pour relever le défi en 2021 :

  • un travail d’animation et R&D spécifique à la Traction Animale réalisé par l’Atelier Paysan au second semestre 2020.
  • un groupe de R&D soudé, dynamique et mobilisé ayant déjà travaillé ensemble, notamment sur le prototypage du POP4.
  • la disponibilité temporaire d’un des protagonistes pour accompagner le projet à quasi temps plein et la proposition de l’Atelier Paysan de l’intégrer dans l’équipe salariée pour réaliser ce travail.

Présentation générale du projet

Objectif : pouvoir réaliser la préparation de sol des planches permanentes, en traction animale

Les partis pris de départ

• Les planches permanentes (pour les intérêts qu’elles présentent, notamment : meilleur ressuyage , sol qui se réchauffe plus vite en sortie d’hiver, pas de tassement de la zone cultivée, facilite l’organisation et le plan de culture).
• Garder les tournières enherbée et pouvoir se déplacer d’une parcelle à une autre facilement quel que soit le type de surface.
• Avoir des outils qui enjambent la planche, pas de travail en demi-planche pour ne pas les déformer.
• Pas de traction déportée.
• Avoir dans le même champs de vision les chevaux et le travail des outils.
• Se donner les moyens de travailler en sécurité avec les chevaux, être attentif à leur bien-être et à leurs capacités, les soulager des efforts inutiles.
• Nous soulager des efforts inutiles.
• L’ensemble des opérations et du travail doit pourvoir s’effectuer seul.
• Ne pas charrier trop de poids inutilement : les outils à traction animale peuvent être construit avec des sections de ferraille moindre par rapport aux outils tracteur (historiquement, la construction des outils de traction animale était savamment étudiée pour mettre de la ferraille seulement là où il y en avait besoin). L’environnement prégnant du machinisme actuel pourrait avoir tendance à nous influencer ; être vigilant à tenter de rester dans la lignée du machinisme traction animale.
• Choisir un système de relevage et trouver des systèmes technologiquement simples et accessibles, efficaces, résiliants et facilement réparables.
• Durabilité des constructions et assemblages

Les contraintes connues

• L’encombrement : les outils de préparation de sol sont souvent volumineux (plusieurs poutres espacées les unes des autres pour limiter les bourrages).
• Le poids des outils :
- l’outil en lui-même, par exemple : covercrop ;
- et/ou le poids nécessaire pour son fonctionnement, par ex : rouleaux ;
• Le relevage doit être rapide et facile : les longueurs de planches font généralement entre 30 et 50m, il faut relever l’outil entre chaque planche pour les demi-tours : donc très souvent.
• L’inter-changement des outils doit pouvoir se faire rapidement et facilement : il faut en général plusieurs passages successifs de différents outils et parfois on ne sait pas, avant d’essayer lequel des outils conviendrait le mieux. L’opération de changement d’outils ne doit pas être un frein au choix du bon outil.
• Aspects généraux de la traction animale : disposer de bons chevaux, de bons harnais et être formé à l’attelage et à la conduite.

Remarque sur l’effort de traction

• En traction animale l’effort qu’un animal peut fournir a une limite : variable selon l’état, l’âge, l’entraînement de l’animal, les conditions météo, la durée du travail, ... (On considère généralement qu’un cheval dans des conditions normales peut tirer entre 80 et 100 kg force pour un travail de quelques heures en incluant des pauses).
NB : un kilogramme-force représente la force due à la gravité subie par une masse de 1 kilogramme. Pour une bonne approximation, en Newton : 1N = 0,1Kgf.

• Les efforts de traction à fournir pour tirer certains des outils envisagés vont être très importants : 2 chevaux bien entraînés seront nécessaires. Les travaux les plus tirants demanderons plusieurs passages pour obtenir le résultat escompté : un réglage de profondeur progressif, un réglage d’angle moindre ou une réduction du nombre de pièces travaillantes qui seront à répartir progressivement et symétriquement...
(possibilité envisagée : mettre un troisième cheval au milieu de la planche pour augmenter la force de traction, seulement dans des conditions bien particulières : pour un outil tirant à fort terrage et seulement sur sol très portant. Il faudrait alors prévoir des changements sur le timon, le maître-palonnier* et le joug*).

• L’opposition entre deux logiques : des outils de largeur fixe pour les planches permanentes et la logique traditionnelle des outils à traction animale : largeurs travaillées inversement proportionnelles aux efforts à fournir pour les tirer (une charrue prend 20 cm de large quand un rouleau peut faire 3m, pour un même attelage)

• Cette limite impose d’autant plus de choisir les bons outils et de les passer au bon stade (hygrométrie du sol, enherbement, …).

Travailler avec des animaux impose d’être concentré et méthodique dans son travail, la moindre inattention peut très rapidement engendrer d’importants dégâts humains, animaux et matériels
(c’est par ailleurs, également valable pour le travail avec un tracteur).

Pour plus de photos, voir aussi l’album "Ressources & inspirations" sur Flickr.

Préambule technique sur l’attelage et le relevage d’outils

Pour bien savoir de quoi on parle !

Dans le vocabulaire du machinisme tracteur, on distingue en général les outils selon 3 catégories :

1. Matériel traîné : attelé par un timon ou chaîne. L’outil traîne par terre, ce qui limite :

  • le déplacement entre parcelles (sans ravager les abords).
  • le choix de « tournières » enherbées.
  • la possibilité de manœuvre.
  • le type d’outils compatibles avec ce système (contraintes mécaniques, ex : outil à dents).

2. Matériel porté : attelé sur le relevage 3 points du tracteur, c’est le plus courant.
Le relevage permet de varier la hauteur de travail. Des roues ou patins de terrage sur les outils servent de butées de profondeur maximale. Il y a beaucoup de porte-à-faux : pour les outils lourds ou longs, on arrive aux limites du système. En ce qui nous concerne : les chevaux n’ont pas de relevage intégré, donc : ça marche pas !

3. Matériel auto-porté : c’est un outil traîné complémenté d’un système de relevage intégré.
On peut faire varier la profondeur de travail et relever l’outil du sol pour les déplacements et manœuvres. L’outil est attelé via un timon rigide, qui sert à la traction, la direction, les marche-arrières. Le timon supporte une partie du poids pour les outils équipés de 2 roues ; il est libre pour les outils stables (sur 3 roues ou plus). Ce type d’outil devient plus complexe que les précédents : articulations, hydraulique, roues. Ce qui génère un surcoût. (Utilisé pour les outils encombrants et lourds, par exemple en grande culture).

En traction animale :

On distingue 2 systèmes d’attelage :

Le système de la « traîne directe » : c’est le plus simple, rapide, rudimentaire et à l’origine le plus répandu : on accroche l’outil directement au palonnier* par l’intermédiaire d’une chaîne + crochet.

Avec ce système on ne travaille qu’en traction, pas de marche arrière et on se débrouille pour les demi-tours. Ça marche très bien pour les petits outils qu’on peut manipuler facilement (et qu’on peut notamment mettre sur un traîneau de transport) exemple : bineuse type Néo-Planet.

Ça marche aussi très bien pour d’autres outils plus gros, sur des fermes où toutes les parcelles sont attenantes, avec la place pour être toujours en marche avant.
Remarque : en l’absence de roues ou patins, on gratte les chemins et on fatigue inutilement chevaux et matériel.

Pour les outils roulants, ça peut être dangereux car l’outil peut toucher l’animal dans les descentes ou lors des arrêts, (même au plat, avec l’inertie). L’utilisation de frein manuel résout ce problème, mais sa manipulation demande une attention sans erreur possible. Sur certains outils agraires, des solutions de freinage rudimentaires existent pour le transport du matériel : patin à mettre sous l’une des roues, pour la bloquer et empêcher tout emballement de l’outil.

l’attelage rigide :

  • par limonières (un seul cheval), appelés brancards, quand ils sont indépendants entre gauche-droite.
  • par timon pour l’attelage en paire (2 chevaux) ou à plus.

Les machines sont ainsi manœuvrables, reculables et sécurisées pour les arrêts et les descentes légères. Les harnais sur les chevaux sont plus complexes : ils permettent de retenir et aussi de pousser en arrière ; la partie rigide timon ou limonière fait le lien vers la machine qui ne peut alors plus se rapprocher de l’animal (on peut apparenter ce type d’attelage aux outils tracteur traînés qui sont attelés par timon rigide).

Côté machine :

Dès qu’on veut régler la profondeur de travail (terrage) et relever un outil pour les transports ou manœuvres, on a un système apparenté au type « auto-porté » qui se décline en deux solutions :

Avec 2 roues : attelage rigide avec limonières ou timon (ex : Néo-Bucher - photos ci-dessous).

On doit correctement équilibrer la machine pour ne pas faire supporter des appuis trop importants sur le dos et sur le ventre de l’animal. Cet équilibre est difficile à trouver puisqu’il dépend de plusieurs paramètres : relevé ou au travail, types d’outils utilisés et réglages, des pentes et irrégularité de terrain.

Avec 3 roues ou plus : on a un outil stable. On peut l’atteler en traîne directe ou en limonières/timon. On soulage l’animal des appuis liées à l’équilibre de la machine et on ouvre la possibilité de régler indépendamment le terrage sans varier l’angle d’attaque (ex : POP4 ci-dessous).

Le cahier des charges (issu des partis pris et contraintes)

Outils :
• Des outils de même largeur.
• Régler l’attaque et la profondeur de travail facilement.

Relevage :
• Relevage intégré, si possible manuellement et par système mécanique.
• L’opération de relevage doit pouvoir se faire facilement et rapidement (10 secondes).
• L’attelage et l’inter-changement d’outils doit être facile, sans forcer et rapide (éviter l’ajustement manuel des outils).
• Pouvoir atteler des outils posés à même le sol (sans palettes) et qui peuvent être de biais.

Motricité :
• Traction avec 2 chevaux, qui marchent de chaque côté de la planche travaillée.
• Attelage rigide avec timon.
• Direction assurée par les chevaux (essieu avant), essieu arrière non-directeur.
• Pouvoir tourner dans des tournières d’environ 6m de large.
• 4 roues : 2 essieux qui enjambent la planche, essieu avant à bascule.
• Frein mécanique (à pédale + blocage pour stationnement).
• Moyeux de roues à roulement à billes.
• Grandes roues pour un bon franchissement des irrégularités de terrain : roues pneumatiques 3 bandes : compromis entre roulage et absorption des chocs.

Meneur :
• Position arrière du meneur et attelage ventral des outils.
• Facilité d’accès aux commandes pour les opérations courantes (réglages, relevage).
• Possibilité de marcher ou de monter sur une plateforme arrière ;
• Plateforme avec siège demi-assis et balustrade. Montée/descente facile.

Mécanique :
• être attentif au dimensionnement des sections utilisées pour réduire le poids total.
• Réduire les frottements dans les assemblages.
• Durabilité des montages.
• L’entretien doit être facile.

Focus sur le POP4

Au départ du projet, le porte-outil POP4 devait permettre d’atteler aussi bien des outils de préparation de sol, que des barres de binage.

De par sa conception actuelle, il y a trois contraintes qui empêchent l’attelage d’outils de préparation de sol :
• les roues folles à l’arrière limitent l’espace utile sous le châssis (elles viennent sous le châssis dans les marche-arrières et les manœuvres).
• le système de relevage hydraulique n’arrive pas en l’état à porter les outils trop lourds. Ce système, de type « tracteur », porte les outils en porte-à-faux, ce qui aggrave les efforts qu’il doit encaisser pour les outils encombrants et longs. Obligeant alors à le sur-dimensionner.
• l’extraction latérale des outils oblige à avoir des chariots amovibles à roulettes et une dalle plane. Le système d’attelage à triangle vertical est encombrant en hauteur, ce qui limite la hauteur maximale des outils.

À noter : le système de correction de trajectoire dirigé au pied est indispensable en binage, mais il ne l’est pas pour la préparation de sol.

À l’issue d’un an et demi d’utilisation, en été 2020, il est considéré que :
• le POP4 est un porte-outil de binage (voir gamme d’outils dédiés)
• la géométrie, la cinétique et certains assemblages pourraient être améliorés ou ré-étudiés, à l’occasion de la construction d’une version 2 avec remobilisation du groupe de R&D.
il faudra concevoir une ou des machines différentes pour la préparation de sol.

Suite à l’expérience d’utilisation et de construction du POP4 et en vue de la conception d’une ou plusieurs machine(s) de préparation de sol, certains éléments sont remis en cause, pour des raisons de simplification ou la volonté d’expérimenter d’autres solutions techniques :
• le système de correction de trajectoire, les roues folles arrière et le timon non articulé.
• l’attelage / dételage des outils en latéral.
• le triangle d’attelage vertical.
• le système de relevage hydraulique au profit d’un système mécanique.
• les bagues en polymère dans les liaisons rotatives.
• le timon double au profit d’un timon simple.

Retrouvez plus d’informations sur le POP 4 sur notre page web dédiée.

Les grands principes envisagés au départ

Une réflexion ouverte sur les possibilités techniques.

3 systèmes étudiés :

Outils indépendants, avec timon, relevage, roues, freins, à atteler avec les chevaux :

tous les outils « anciens » sont sur ce modèle-là. Cela permet d’avoir un châssis spécifiquement dimensionné par usage (donc pertinent vis à vis du poids embarqué). L’attelage-dételage aux chevaux peut se faire rapidement si l’on prévoit un maître-palonnier* et un joug* facilement amovibles.
Cependant, la multiplication de tous les équipements (roues, moyeux, frein, système de relevage) par le nombre d’outils souhaités serait onéreuse en matière première et en temps de fabrication propre à chacun des outils. Cette piste a été écartée.

Un avant train et des outils à atteler par liaison rigide :

ce compromis aurait pu permettre de mutualiser en un même avant-train, un essieu freiné et le système de relevage. Les essieux arrière sur chacun des outils auraient été conçus individuellement et en intégrant une articulation de relevage (à relier au système de relevage principal). Les dispositifs de couplage rigide entre avant-train et outils semblent difficiles à mettre en œuvre facilement avec les contraintes d’usage fréquent, rapidité de l’opération et sans dételer les chevaux. L’inter-changement d’outils et la conception du système s’annonçait fastidieuse.

Voir les articles du blog d’hippotèse :

Un porte-outil et des outils :

Des outils attelés en ventral, avec un système d’attelage par triangle horizontal, relevage intégré au porte-outil, outils extractibles par l’arrière.
Cette solution permet d’apporter certaines réponses aux problèmes cités ci-dessus.

C’est le système qui a été retenu, malgré des inconvénients :

1. les choix de conception pour les outils risquent d’être arbitrés en raison des contraintes du porte-outil et non en faveur de l’efficacité de travail attendue.

2. les possibilités de développement d’autres outils sont jalonnées : ça verrouille à demeure le poids et l’encombrement maximal (largeur, longueur et hauteur) que le porte-outil pourrait embarquer (cela oblige à concevoir les outils et le porte-outil conjointement).

3. on embarque toujours le même poids de porte-outil, et ce parfois inutilement : son dimensionnement est conçu pour les outils les plus lourds et encombrants. Il se trouve surdimensionné de manière incontestable pour les outils plus petits et légers.

Différents systèmes de relevage mécaniques :

Dans le but d’essayer de se passer des solutions actuelles, en apparence « de facilité » (hydraulique avec pompe électrique et batteries, hydraulique manuel ou avec accumulateur entraîné par l’avancement, vérin électrique) les pistes suivantes ont été envisagées :

• béquille à manivelle (vis trapézoïdale) indépendante ou montée en série avec entraînement par pédalier de vélo
• Palans à chaîne
Bras de levier, avec assistance par ressort : c’est ce système qui a été retenu.

Pour plus de photos, voir aussi l’album "Croquis" sur Flickr.


Le type de solution retenue : un porte-outil et ses outils

Avec relevage intégral du châssis complet

Deux types de relevage ont été étudiés :

• Un premier, qui a ensuite été mis de côté : châssis à hauteur fixe, posé sur ses roues et relevage uniquement des outils.

• Un deuxième, qui a été retenu : châssis à hauteur variable, outils et châssis sont solidaires. Cette solution est directement inspirée des outils traditionnels de type cultivateur et également de la version moderne : le porte-outil « Flex » D’Albano Moscardo (Equi-idea). Cette solution a été choisie pour faciliter la conception des pièces articulées, réduire l’encombrement et le poids total.

Principe du relevage par essieu coudé pivotant sur son axe :

Le Flex, de chez Equi-idea :


Présentation du porte-outil

Pour plus de photos, voir aussi l’album "Prototypage" sur Flickr.

Des poutrelles triangulées :

Pour tenter de gagner en poids tout en ayant une rigidité importante.
L’idée de construire des poutrelles triangulées en s’appuyant sur l’expérience de l’Aggrozouk a pris forme sur des croquis de principe.

À partir de là, c’est devenu un parti pris d’utiliser cette technique, même si elle s’avère plus chronophage qu’une construction directement réalisée avec des gros profilés. De plus, les éventuelles évolutions sur le châssis seront plus compliquées à ajouter.

Un châssis en forme de triangle :

Le triangle horizontal d’attelage permet de résoudre les contraintes d’encombrement du triangle vertical tout en gardant le principe et la rapidité d’attelage.

Au fur et à mesure des réflexions sur l’efficience solidité/poids, le groupe a opté pour un châssis directement en forme de triangle : c’est le châssis qui sert de triangle mâle d’attelage. Il est équipé de cornières (LPAF) qui servent de rails d’usure, pour sauvegarder la structure principale.

Les triangles côté outils :

Le triangle femelle, surplombant chacun des outils est un profilé en U (UPAF). Les ailes basses du U seront complétées avec de la tôle de même épaisseur pour les élargir et avoir une surface plus grande, de manière à facilement poser le triangle mâle dessus (châssis-porte-outil). Ainsi, le triangle mâle est présenté dans le fond du triangle femelle et l’enclenchement se fait par avancement du porte-outil.

Plateforme :

La plateforme permet d’y monter et d’en descendre facilement des deux côtés.
Son plancher est antidérapant.
Le petit siège de type demi-assis* permet de s’appuyer dans une position intermédiaire : garder un appui sur ses jambes, avoir le dos droit et rester réactif.
Une balustrade de sécurité est prévue à l’avant.
La plateforme doit être relevée à chaque attelage/dételage d’outils pour les laisser passer dessous.

Détails mécaniques

Essieu avant :

• Freins à tambours commandés par câble : les freins à tambours permettent un freinage souple même à basse vitesse. Ils sont placés sur les roues avant. La pédale de frein sera au centre de la plateforme arrière.
• Essieu bascule : pour garder les 4 roues toujours au sol dans les ruptures de pente prises en biais.
• Le système de direction est pensé pour avoir un rayon de braquage court.
• Les moyeux de pivot de direction sont à roulements coniques avec bagues d’étanchéité et graisseur.

Transmission des forces de traction et de direction :

La hauteur et la position du maître-palonnier permet d’avoir le bon angle de traction (traits* – collier).

• Le timon est réglable en longueur.
• Le joug* et le maître-palonnier* sont amovibles facilement.
• Les butées de directions sont indicatives et demandent une attention dans le menage.
• Le pivot de bascule de l’essieu avant est équipé d’une butée à bille + bague d’étanchéité.
• Les branches du parallélogramme avant sont proches de l’horizontal quand les outils sont au travail.
• La force de traction est transmise aux outils par l’intermédiaire du châssis triangle.

Liaisons pivots :

Les assemblages à pivots (parallélogramme avant, essieu arrière, plateforme, pivot d’essieu bascule, pivots de timon) sont réalisés acier contre acier avec graisseurs.


Fonctionnement

Principe général de fonctionnement du relevage

L’essieu arrière pivote sur son axe, tout le système de relevage est centralisé dessus

• Les montants des roues arrières s’inclinent vers l’avant et provoquent la descente du châssis (partie arrière) : c’est le système de l’essieu coudé (en violet sur la photo ci-dessous) que l’on trouve sur bon nombre de machines anciennes et dont le relevage est souvent commandé par bras de levier. Avec l’essieu qui s’incline dans ce sens là : si les chevaux bougent lors du relevage en fin de planche, ils accompagnent le mouvement plutôt que de le rendre plus difficile.
Pour relever l’avant : une double bielle solidaire de l’essieu est reliée à une tire centrale (en bleu) qui commande le parallélogramme avant (en rouge). Celui-ci permet le relevage de l’avant du châssis en même temps que l’arrière.
Aide au relevage : 4 ressorts de traction (en orange) avec des forces différentes peuvent être activés ou désactivés pour assister plus ou moins le relevage du châssis. Les ressorts s’étirent à la descente et se rétrécissent lors du relevage. Le choix des ressorts à activer se fait en fonction du poids de l’outil attelé. Les ressorts sont tendus par des bras de levier en forme d’arcs (en vert), ainsi leur efficacité est optimisée : on évite les géométries défavorables : angles trop aigus ou trop obtus entre bras de levier et brin tirant.

Toutes Les commandes sont à l’arrière du porte-outil

Commande du relevage : un levier avec clenche sert de commande principale (en jaune). Son mouvement est inversé par rapport à celui des roues arrières : quand on pousse le levier vers l’avant, les roues partent vers l’avant et font descendre le porte-outil. Quand on tire le levier vers soi, les roues partent vers l’arrière pour relever le porte-outil. L’inversion se fait par pignons avec une légère démultiplication. Ainsi, en cas d’avancement inopiné des animaux pendant le relevage, qu’on soit sur la plateforme ou à terre, le mouvement à faire avec le levier n’est pas empêché par une perte d’équilibre ; à la descente, le problème serait moindre puisque les outils sont rapidement mis en terre.
Le bras de levier circule sur une crémaillère (en rouge), sa clenche commandée par une poignée permet de verrouiller sa position.

Activation des ressorts :

des biellettes sont soudées à l’essieu et pivotent avec lui (en violet), des manchons de couplages arcs-biellettes permettent d’activer ou désactiver chacun des ressorts (en rouge). Pour désactiver un ressort, le manchon est placé en haut, la biellette circule librement et l’arc (en vert) reste à sa place (butée basse et ressort détendu). Pour activer un ressort, porte-outil relevé, le manchon est descendu pour maintenir l’arc à la biellette : quand on agit sur le relevage, la biellette entraîne l’arc, ce qui met en tension le ressort.

Pédales complémentaires :

  • Une pédale à « kick » (en jaune) permet d’amorcer la descente quand la force des ressorts activés l’empêche, par exemple : en l’absence d’outils ou mauvais équilibre poids d’outils /force des ressorts.

Remarque : pour les outils très lourds, si tous les ressorts sont activés avant l’attelage, la descente sans outil risque d’être impossible. Dans ce cas, il faudra descendre le porte-outil en diminuant le nombre de ressorts activés et seulement une fois l’outil attelé les ressorts supplémentaires seront activés individuellement l’un après l’autre par une mise en tension manuelle, à l’aide d’un bras de levier amovible qui prendrait sa prise directement sur les arcs. (À tester !)

  • Pour aider à relever, si les ressorts ne sont pas assez puissants, deux pédales peuvent venir en renfort du bras de levier à main. Il y a deux pédales pour des contraintes d’encombrement, elles ont chacune leur plage d’amplitude (si le porte-outil est très bas, l’opération se fait en deux fois : une première étape avec la 1ère pédale (rouge) jusqu’à sa butée, on re-clenche le levier, puis avec la 2ème pédale (orange) on termine le relevage).

Attention ! : L’utilisation de ressorts peut être dangereuse :

• Si l’on a plus de ressorts activés que nécessaire : leur force est telle qu’au moment de relever le porte-outil, le mouvement va être brutal. On risque alors d’effrayer les chevaux, de se faire surprendre, de se faire prendre par l’élan du levier ou d’endommager le porte-outil. (cette situation peut se retrouver après chaque dételage d’outil, quand on relève le porte-outil à vide. Il faut donc impérativement désactiver la majorité des ressorts en même temps que le dépôt d’un outil)

En cas de rupture d’un ressort ou de ses attaches, des pièces peuvent être éjectées et blesser sur leur passage. Les serres câbles et les câbles doivent être bien utilisés et en bon état. L’ajout d’un câble de sécurité dans les ressorts est prévu.

Utilisation du relevage et des réglages

Attelage d’un outil :

Les outils sont attelés en ventral, le porte-outil enjambe les outils par l’arrière pour les atteler et les dételer. La largeur entre les roues arrières et la hauteur sous le châssis sont les maxima des outils compatibles. Des déflecteurs ont été envisagés pour servir à la fois de rails d’alignement et de protection des roues pour faciliter l’attelage d’outils, notamment quand il est réalisé porte-outil attelé aux chevaux.

Ordre des opérations :

  • Le porte outils doit être relevé.
  • La plateforme et les disques arrières remontés.
  • Reculer sur l’outil en l’enjambant avec l’essieu arrière.
  • Descendre le porte-outil sur l’outil (si l’outil n’est pas sur le même plan, on peut continuer d’actionner le levier jusqu’à ce que le châssis du porte-outil repose complètement sur l’outil en relevant une ou plusieurs roues).
  • Avancer pour enchâsser le triangle mâle (châssis) dans le triangle de l’outil.
  • Verrouiller l’attelage (le système de verrouillage n’est pas encore prototypé).
  • Relever le porte-outil et partir travailler.

Réglage du terrage et reprise de charge :

De chaque côté de la machine, des manivelles à vis trapézoïdale (en jaune) servent de butée basse : les montant des roues (en violet) viennent en appui contre elles. Ces butées servent à la fois de repère pour retrouver le même terrage à chaque changement de planche et pour reprendre une partie de la charge et des efforts pour protéger l’ensemble du mécanisme de relevage (essieu, engrenage, crémaillère, clenche).

Réglage de l’attaque :

La tire centrale (en bleu, reliée au parallélogramme en vert) est réglable en longueur par une vis trapézoïdale (en violet). En variant sa longueur, on modifie la hauteur de l’avant du châssis (il pointe vers l’avant ou est parallèle au sol), ce qui permet de régler l’attaque des outils. La partie manivelle pour le réglage de la tire est montée avec 2 butées à billes dans un boitier étanche (bleu foncé, ouvert sur la photo pour permettre de voir les butées à billes).

Disques de maintien de la butte

Outils complémentaires, placés à l’arrière du porte-outil pour être utilisés en combinaison avec les outils principaux.

Fonctions :

En planches permanentes, la planche est surélevée d’une dizaine de centimètre par rapport aux passe-pieds ; chaque passage d’outil entraîne l’effondrement de ses bords latéraux.
Pour l’éviter, on a deux solutions : soit des déflecteur au niveau des parties travaillantes pour encadrer la terre (comme sur le Vibroplanche), soit des éléments à l’arrière qui reforment les bords après le passage de l’outil principal en récupérant la terre tombée dans les passe-pieds (comme les disques du Cultibutte). Cette deuxième solution avec les disques est retenue car elle est plus polyvalente :
• elle peut être utilisée facilement avec tous les outils si on en fait un équipement du porte-outil, indépendamment des outils ventraux.
• elle devrait générer moins de frottement (donc de tirage) que les déflecteurs.
• cette paire de disques de maintien de planche peut venir se substituer à celle de la troisième poutre de la Butteuse : dans les outils du triptyque*, les côtes de montage et d’utilisation montrent un espace inter-disques presque identique entre la dernière paire de disques de la Butteuse et celle du Cultibutte).

Fonctionnement, positions et réglages :

Les disques sont fixés sur des supports triangle montés sur pivots, à l’arrière du châssis du porte-outil. Il y a plusieurs positions de travail en fonction de l’utilisation : pivot libre, verrouillé ou escamoté. Les montants de disques sont réglables en hauteur par chevilles, les patins de terrage sont amovibles. Il est également possible de rapprocher les supports-triangle en cas de besoin particulier (buttage étroit).

Les disques utilisés font 510 mm de diamètre (au lieu de 610 mm pour le Cultibutte et 450 mm pour la Butteuse à planche). Les moyeux, les coupelles et les montants sont sous-dimensionnés par rapports aux outils du triptyque* (les étançons* sont en tube carré de 40 x 3, les moyeux proviennent du déflecteur du Vibroplanche, les coupelles passent de 10 à 6 mm d’épaisseur).

La hauteur des montants de disques est à régler en fonction du terrage voulu sur l’outil principal. L’objectif est d’avoir les supports-triangle proches de l’horizontal pour conserver le bon angle d’attaque des disques. La butée basse des supports-triangle permet de relever les disques en même temps que le porte-outil.

Trois positions de fonctionnement

Le maintien de planches :
• Les patins en bas des montants permettent aux disques de suivre le sol dans les passe-pieds sans les creuser. Les patins sont plus longs à l’arrière (par rapport à ceux du Cultibutte) pour pouvoir glisser aussi en marche arrière sans se piquer dans le sol en cas de reculée involontaire.
• Le pivot des supports triangle est laissé libre : c’est leur propre poids qui agit, ils se relèvent si besoin.

Utilisation en disques arrière de butteuse, en complémentarité avec l’outil Butteuse-TRIPOP :
• Le pivot des supports triangles est verrouillé.
• Les patins de terrage sont escamotés pour permettre aux disques de prendre plus de terre.

Escamotage rapide :
On peut relever complètement les disques et leur support-triangle, par basculement. C’est nécessaire pour atteler et dételer les outils ventraux. Le système de maintien de la position haute sera un chevillage ou une chaîne.


Prototypage

Les outils conçus conjointement avec le porte-outil TRIPOP regroupent aujourd’hui :
• 2 outils à disques,
• 2 outils à dents,
• 2 paires de rouleaux et 4 rouleaux différents pour libre combinaisons à monter en paire.

Deux de ces outils n’ont pas encore été prototypés, ils le seront prochainement.

Butteuse-TRIPOP :
Pour former (ou reformer) les planches de culture et enfouir les résidus de cultures ou d’engrais verts.

Réhabilitator-TRIPOP (construction du prototype à venir) :
La version traction animale du Cultibutte : Outil de décompaction pour ameublir les planches en profondeur.

Scalpeuse-TRIPOP :
Sarclage intégral pour nettoyer les planches en fin de culture et ameublir le sol sur les premiers centimètres.

Covercrop-TRIPOP : (construction du prototype à venir) :
Covercrop en X, pour incorporer les résidus et ameublir le sol en fin de culture.

Rouleaux-TRIPOP :
• Paire de rouleau Fakirator-TRIPOP pour ameublir , émietter et incorporer.
• Paire de rouleaux Croskicage-TRIPOP effet brise motte superficiel.
• 4 autres rouleaux différents à monter par paire, pour l’affinage en surface.

Lexique

Araire : ancêtre de la charrue, pic simple sans versoir.

Batterie de disques : enfilade de disques montés sur un même arbre.

Brabans : charrue réversible à traction animale

Etançons : partie verticale qui relie le soc au châssis = montant de dent

Joug : pièce rigide à l’avant du timon qui sert à réunir les 2 animaux en les maintenant écartés. Le joug est articulé par rapport au timon, il sert à le diriger et à retenir la machine dans les descentes et les arrêts (la fonction est la même qu’en attelage bovin « au joug » mais la pièce est totalement différente).

Maître-palonnier : réuni plusieurs palonniers en un seul point de traction pour l’attelage à plusieurs chevaux.

Palonnier : pièce de bois ou de métal situé à l’arrière de l’animal. Il réunit les traits gauche et droite, en un seul point de traction avec un équilibrage G/D par effet balance.

Ressuyage : un sol ressuyé, c’est le moment où l’eau de pluie ou d’irrigation s’est suffisamment infiltrée et diffusée dans le sol pour qu’il soit possible de correctement biner ou faire de la préparation de sol.

Siège demi-assis : développé sur plusieurs outils d’Hippotèse et dans différentes configurations, cet appui-fesses permet de garder l’équilibre tout en maintenant un appui sur ces jambes pour rester alerte. De plus, les jambes ont un effet suspension pour soulager le dos de cahots.

Tournières : zone de manœuvre pour se retourner au bout de chaque planche.

Traits : en cuir, chaîne ou corde, ils servent à transmettre la force de traction, entre le collier (ou bricole) au palonnier. Il y a un trait de chaque côté de l’animal.

Triptyque de L’Atelier Paysan : ensemble des 3 outils dédiés à la préparation de sol en planches permanentes. Il comprend la Butteuse à planche, le Cultibutte, et le Vibroplanche (en deux versions possibles : Vibroplanche à dents ou Vibroplanche à étoiles).

Dans le texte, on dit souvent « cheval » pour « animal de trait » par abus de langage, (parce que les fermes engagées dans cette R&D travaillent avec des chevaux) ; ça pourrait être des mûle-t-s, des bovidés ou des ânes. Par contre, le dimensionnement et le type d’outils doit être adapté aux efforts de traction et vitesses de travail de chacun.


Pistes d’amélioration

Techniques constructives :
pour une prochaine construction, revoir : les assemblages pivot acier-acier (section, alésages, …) ; modifier certains assemblages à risques qui sont trop sujets à la déformation due aux soudures ; épurer certains points d’encombrement ; prévoir de l’acier « hardox » pour les pignons ; ...


Partenariats et soutiens techniques

Merci à tous ceux qui ont participé à la R&D et à la construction du prototype, en particulier Mickaël Deschamps (maraîcher 03) et Vincent Bastard (maraîcher 26).


Interlocuteurs principaux

Thomas PEYRE – Paysan, référent R&D en traction animale à l’AP, membre d’Hippotèse
thomas.peyre@orange.fr
06.27.74.06.62

Documents à télécharger

  • Plans du TRIPOP (pdf)
    Non disponibles. R&D en cours.
  • Nomenclature (csv)
    Non disponible. R&D en cours.

SOUTIENS

LICENCE LIBRE

L’ensemble de cet article, des explications, des photos et des plans livrés sont accessibles à tous. Ils sont diffusables et modifiables à condition que vous mentionniez la paternité de l’œuvre (L’Atelier Paysan), et que vous apposiez sur tout document reprenant ces éléments la même licence utilisée par nos soins, à savoir la Creative Commons BY NC SA.