Coopération d’engins agricoles FICHE TECHNIQUE Les travaux de recherche conduits par le Cemagref dans le domaine de la coopération de machines de taille.

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1 Coopération d’engins agricoles FICHE TECHNIQUE Les travaux de recherche conduits par le Cemagref dans le domaine de la coopération de machines de taille moyenne ont pour objectif de participer à maintenir le rendements des chantiers tout en réduisant les impacts sur l’environnement. Les développements proposés en terme d’intelligence collaborative dépassent l’approche «maître / esclave». Des engins de plus en plus lourds et imposants Afin de répondre aux besoins de l'agriculture en termes de productivité et de rendement, la tendance actuelle du marché est à l'accroissement de la taille et de la puissance des machines. Cette évolution n'est pas sans poser des problèmes sur l'impact environnemental des activité agricoles. En effet, dès 2004, un rapport du Groupe de Travail «Stratégie pour la protection des sols» réalisé à la demande de la Commission Européenne*, met en évidence l'influence du poids des engins dans la compaction des couches profondes du sol. Ce phénomène entraîne la formation d’une couche imperméable qui est de nature à réduire les infiltrations d’eau et les flux de matières organiques, conduisant sur le long terme à une baisse du potentiel de fertilité des sols. La réduction des capacités d’infiltration due aux sous-sols compactés conduit également à l’accroissement du risque de lessivage et d’érosion des sols. Le rapport note également que ce phénomène est accentué par le changement climatique qui voit de plus en plus l’apparition à nos latitudes de fortes précipitations sur des périodes très courtes. Percolation de l’eau rendue difficile par le compactage Du rôle de « conducteur » au rôle de « superviseur » Les travaux scientifiques et techniques réalisés par le Cemagref autour de la coopération de machines semi-autonomes portent sur la gestion automatique des formations de véhicules sous la surveillance d’un seul opérateur. Illustration d’un ensemble coopératif. L’opérateur depuis le poste de pilotage d’une des machines supervise l‘ensemble de la flotte de machines travaillant en coopération étroite Des pratiques alternatives proposées par le Cemagref De nouvelles pistes permettant de réduire l'impact sur l'environnement sans réduire les niveaux de production doivent donc être proposées. L'exploitation de systèmes robotiques œuvrant en interaction avec un opérateur constitue une piste en cours de développement. Introduite en 2007 sous le nom de « troisième voie » à l’occasion d'un colloque organisé par le Cemagref, l'idée est d'utiliser des machines agricoles de taille moyenne travaillant plus rapidement au sein d’une collaboration rapprochée de plusieurs unités sous le contrôle d’un seul opérateur.

2 FICHE TECHNIQUE Exemple 3 : Une gestion commune des obstacles De nombreuses parcelles intègrent des éléments représentant des obstacles pour les véhicules (pylônes, puits de drainage…). Des systèmes actifs doivent permettre de les détecter et de les contourner automatiquement sans que l’agriculteur soit obligé d’intervenir. Trois stratégies pour permettre à une formation de contourner un obstacle (pylônes, zone à éviter…) Contacts scientifiques Michel Berducat - michel.berducat@cemagref.frmichel.berducat@cemagref.fr Christophe Debain - christophe.debain@cemagref.frchristophe.debain@cemagref.fr Roland Lenain - roland.lenain@cemagref.frroland.lenain@cemagref.fr Unité de recherche TSCF – équipe TEAM 24 avenue des Landais, BP 50085, 63172 AUBIERE Cedex Tel. 04 73 44 06 75 – Fax 04 73 44 06 97www.cemagref.fr/tscf a/ Coopération avec des allers/retours successifs b/ Coopération pour un travail en planches * Rapport EUR 21319 EN/6, 872 pp, 2004 Exemple 1: Demi-tours automatiques Les différentes formations intègrent des stratégies diverses pour la gestion des manœuvres en fourrières (en planche ou par aller-retour successifs). Ainsi dans certaines configurations, le véhicule de tête dans la ligne de travail Aller pourra se retrouver à l’arrière dans la ligne de travail Retour (voir fig. a). Les lois de commandes développées pour le contrôle de la flotte dans la ligne de travail prennent en compte à la fois les trajectoires théoriques et réelles de l’ensemble des véhicules mobilisés dans le processus de collaboration. Les écartements longitudinaux et latéraux entre les véhicules sont gérés globalement limitant les zones de recouvrement et/ou de manque. Exemple 2 : Contrôle dans la ligne de travail Démonstration de la faisabilité En relation étroite avec le laboratoire LASMEA de l’université de Clermont-Ferrand, l’équipe TEAM travaille sur le développement des approches présentées dans cette fiche. Des premières validations ont d’ores et déjà été réalisées sur des véhicules électriques urbains. Le projet ANR SafePlatoon (2011-2013) va permettre d’étendre la démonstration aux applications en milieux naturels Des approches flexibles pour une configuration adaptée Selon les types d’interventions (travail du sol, traitement, récolte) différentes formations constituées d’engins homogènes (réalisant la même fonction) ou hétérogènes (réalisant des fonctions/tâches différentes) sont envisageables conférant une flexibilité accrue dans l’organisation et la réalisation des chantiers. Des lois de contrôle à la fois locales et globales pour gérer l’ensemble de la flotte Contrairement aux approches classiques, il n’y a pas de notion de maître-esclave dans le processus de gestion développé. En effet, un degré d'autonomie important est conféré à chaque entité de la flotte, autorisant une grande réactivité face à des situations imprévues (évitement d'obstacles par exemple). Un processus décisionnel est donc présent sur chaque machine pour être le plus proche possible de la consigne (positionnement relatif), tout en évitant les risques de collision et en gérant les différentes perturbations (pente, dévers). Ceci permet de garantir un fonctionnement stable et sûr de la flotte pour effectuer au mieux la tâche désirée avec un minimum d'action de la part de l’opérateur. Cette autonomie permet en outre de s'adapter aux différentes situations nécessaires à la réalisation des tâches agricoles.