Systèmes de conduite guidés par satellite en cultures maraîchères de plein champ

(1)

Fiche technique GPS | octobre 2011

Systèmes de conduite guidés par satellite en cultures maraîchères de plein champ

État de la technique, expériences pratiques et recommandations

Auteurs

Jacob Rüegg, René Total, ACW Martin Holpp, Thomas Anken, ART Thomas Bachmann, SPAA

(2)

Impressum

2 Fiche technique GPS | octobre 2011

Impressum

Éditeur Station de recherche Agroscope Changins-Wädenswil ACW Extension cultures maraîchères

Schloss, Postfach 1, 8820 Wädenswil, Schweiz Téléphone 044 783 61 11, Fax 044 780 63 41 www.cultures-maraicheres.agroscope.ch Texte Jacob Rüegg, René Total,

Station de recherche Agroscope Changins-Wädenswil ACW Martin Holpp, Thomas Anken,

Station de recherche Agroscope Reckenholz-Tänikon ART Thomas Bachmann, Service de prévention des accidents dans l'agriculture (SPAA), 5040 Schöftland, Schweiz

Maquette Brigitte Baur

Photos Jacob Rüegg, René Total

Copyright Station de recherche Agroscope Changins-Wädenswil ACW ; la publication, même d'extraits, n'est autorisée qu'avec l'indication intégrale des sources

(3)

Sommaire

1. Introduction ... 4

2. Technologies disponibles ... 5

2.1. Global Navigation Satellite Systems (GNSS)... 5

2.2. Positionnement GPS précis au moyen du signal correcteur payant ... 5

2.3. Positionnement local (LPS) ... 5

3. Guidage et pilotage du tracteur par positionnement global ... 6

3.1. Affichage et archivage des données de parcours et de travail ... 6

4. Conseils pour le choix d'un système de guidage ... 7

4.1. Situation des champs ... 7

4.2. Qualité de réception des signaux ... 7

4.3. Temps nécessaire à la familiarisation ... 7

4.4. Quels sont les utilisations prévues du système de guidage? ... 7

5. Choix du système et du fournisseur ... 8

6. Expériences pratiques en cultures maraîchères de plein champ ... 9

6.1. Installation du récepteur GPS ... 9

6.2. Déviation des machines tractées ... 9

6.3. Marquage de la position d'une station mobile ... 9

6.4. Ligne de base A – B ... 9

6.5. Trajets continus ... 10

6.6. Signaux correcteurs ... 10

6.7. Collaboration entre le fournisseur du tracteur et celui du système de guidage ... 10

6.8. Transmission du signal de guidage au système de pilotage du tracteur... 10

6.9. Signal correcteur payant de swisstopo ... 10

7. Avantages des systèmes GPS de guidage parallèle ... 11

8. Tracteurs à guidage GPS et sécurité au travail ... 12

8.1. Assistance à la conduite par un guidage GPS facilitant la tâche du conducteur ... 12

8.2. Tracteurs à pilotage GPS sans conducteur ... 12

8.2.1. Principe ... 12

8.2.2. Tâches du conducteur à son poste de conduite ... 12

8.2.3. Exigences en cas de déplacement du poste de travail du conducteur ... 12

8.2.4. Autres exigences de sécurité ... 13

8.2.5. Prévention de l'écrasement de personnes ... 13

8.3. Prescriptions et responsabilité du fabricant ... 13

Annexe: fournisseurs de systèmes de guidage parallèle en Suisse (état: février 2011) ... 14

Remerciements

Cette fiche technique a vu le jour suite à des entretiens et des visites d'exploitations auxquels de nombreuses personnes ont participé. Nous leur exprimons notre reconnaissance, et particulièrement à Hubert Bollhalder - ART Tänikon, Reto Huber - Steinmaur, Marius Frei - Warth, Andreas Wiedmer - Hornussen, Werner Rüttimann et Bruno Sticher - Eschenbach, Felix Schmidt - Felben/Wellhausen, Michele Giurgola - Heerbrugg, Toni Schmid - Schaffhausen, Hansruedi et Björn Hänni - Frauen- feld, Gerhard Ziehli - Lyss, Simon Forster - Stettfurt, Ivo Pfammatter - Othmarsingen, Dominique Buesser - Dinhard, Walter Remund - Rizenbach, Thorsten Bank - Grünberg/Harbach (D), Christian Kirchhoff et Kristian Brubacher - Vaihingen/Enz (D), Stefan Platzdasch (entreprise Reichhardt GmbH, technique de pilotage) - Hungen (D).

Ce travail a été réalisé dans le cadre de ProfiGemüse CH, un projet intégré de ProfiCrops. Ce dernier est un pro- gramme de recherche interdisciplinaire des stations de recherche agronomique Agroscope.

(4)

1. Introduction

Le positionnement et la navigation des avions, des bateaux et des véhicules terrestres au moyen des systèmes globaux de navigation par satellites (Global Navigation Satellite Systems GNSS) est aujourd'hui généralisé. Les moissonneuses- batteuses et les tracteurs sont pilotés au champ à l'aide de systèmes basés sur la technologie de navigation GNSS. Ces systèmes ont pris une place prépondérante dans les cultures maraîchères de plein champ de Hollande, du Danemark, d'Allemagne et d'Australie. Dans notre pays, seules quelques exploitations maraîchères de plein champ ont fait le pas vers le pilotage assisté et disposent ainsi des premières expé- riences pratiques. Plusieurs fournisseurs ont entrepris de mettre en place une offre de systèmes de pilotage et de services associés pour le marché suisse, et particulièrement de les adapter aux besoins spécifiques de la branche maraî- chère. Le présent document a été réalisé en commun par ACW Wädenswil, ART Tänikon et le SPAA. Il a été conçu comme base documentaire neutre destinée à instruire et orienter les producteurs, les conseillers cantonaux et les autres acteurs de la branche appelés à travailler avec des systèmes de pilotage précis. Toutefois, il ne remplacera pas une discussion approfondie entre le fournisseur du système et le maraîcher mais aidera à établir un dialogue fructueux entre ces partenaires.

Utilisation d'un cultivateur pour une préparation précise de planches de culture de légumes. Par l'antenne du plus proche émetteur de téléphonie mobile, le tracteur équipé d'un récep- teur GPS reçoit de swisstopo, en temps réel, le signal de correction précise de trajectoire (Real Time Kinematic sur- veying RTK). Les bandes cultivées sont tracées en lignes droites et parallèles avec une tolérance de 5-8 cm, ce qui facilite et accélère les travaux ultérieurs de plantation et de sarclage.

(5)

2. Technologies disponibles

2.1. Global Navigation Satellite Systems (GNSS)

Les systèmes actuels de navigation assistée par satellites (GNSS) sont exploités par les USA (GPS Global Positioning System) et par la Fédération de Russie (GLONASS Global- naja Nawigazionnaja Sputnikowaja Sistema). Deux autres systèmes sont en préparation, l'européen GALILEO et le chinois COMPASS. Les récepteurs actuels de signaux satellitaires sont pour la plupart équipés de processeurs rapides modernes, qui captent et traitent les signaux GPS et en partie GLONASS provenant de satellites éloignés d'environ 20'000 km. Basé sur ceux-ci, le positionnement est calculé avec une précision de 3 à 10 mètres. Généralement, il s'y ajoute les signaux correcteurs du satellite EGNOS qui se trouve en situation géostationnaire au-dessus de l'équateur, au sud- ouest de l'Europe. La combinaison de ces signaux gratuits permet d'atteindre des précisions de positionnement d'environ

± 30 cm, ce qui suffit pour certains travaux agricoles (épan- dages d'engrais ou de compost, applications d'herbicides). Il faut cependant garder à l'esprit que l'on n'atteint pas toujours cette précision et qu'elle ne peut être répétée qu'à intervalles de 15 minutes.

2.2. Positionnement GPS précis au moyen du signal correcteur payant

Divers travaux nécessitent une grande précision de conduite des machines et appareils au champ: la préparation des planches de culture, la plantation, le sarclage, les applications d'engrais ou de produits phytosanitaires. Par exemple, des planches de culture parallèles ne doivent pas présenter des écarts de plus de 3-5 cm. Pour atteindre une telle précision, les données satellitaires de positionnement doivent être com- plétées par des informations provenant de stations terrestres.

Il s'agit là de systèmes groupés sous l'acronyme RTK (Real Time Kinematic = cinématique en temps réel). Ces signaux correcteurs peuvent être envoyés par une station de base fixe installée sur un bâtiment, ou par une station de base mobile installée au bord du champ. La transmission des signaux nécessite une liaison visuelle entre le tracteur et la station de base, qui ne doivent pas être éloignés l'un de l'autre de plus de 5-20 km (selon le type d'installation) pour ne pas perdre de la précision.

L'exploitation peut aussi disposer de sa propre station de base dont les signaux correcteurs, élaborés par l'ordinateur de l'entreprise, parviennent par Internet au modem du sys- tème de navigation du tracteur. Ce mode de transmission est considéré comme plus fiable, mais il doit aussi respecter des limites de 20-25 km de distance. Pour travailler avec une grande précision de positionnement des parcelles éloignées, parfois séparées par des forêts ou des collines, les exploitations individuelles ou les entreprises de services n'ont généra- lement pas avantage à travailler avec une station de base reliée par ondes radio, mais plutôt à utiliser le signal correcteur mis à disposition par swisstopo ou par un fournisseur local. C'est un service payant transitant par le réseau de télé-

phonie mobile. Swisstopo exploite un réseau national de stations terrestres fixes qui génèrent des signaux correcteurs précis. Associées au dense réseau d'antennes de téléphonie mobile, ces stations fixes mettent à disposition un signal correcteur fiable partout où la réception de téléphonie mobile est possible. Le récepteur coûteux installé dans le système de pilotage du tracteur est souvent encore capable d'acquérir un signal alors qu'un téléphone mobile ordinaire ne trouve plus de réseau.

Les signaux correcteurs satellitaires fournis par Omnistar et Starfire permettent d'atteindre une précision de 10-20 cm. On ne donnera pas davantage de détail à leur sujet, car cette précision est en général insuffisante en cultures maraîchères.

Le choix d'une variante de réception du signal correcteur dépend des caractéristiques de l'exploitation. Il doit donc être étudié de cas en cas. Indépendamment de la variante choisie, il faut savoir qu'aucun système ne garantit à tout moment une sécurité absolue de transmission du signal. De courtes inter- ruptions de réception des signaux satellitaires de positionnement ou de correction peuvent être dues au relief, à la couverture végétale (arbres, haies en direction du sud) ou à des raisons techniques.

2.3. Positionnement local (LPS)

Le pilotage précis d'un instrument de travail (par exemple pour la mise en place de plantons, le sarclage, la fumure ou l'aspersion de produits dans les cultures en place) ou le guidage d'une récolteuse de carottes dans les lignes existantes peuvent être réalisés au moyen de capteurs mécaniques (palpeurs) tâtant les buttes, les sillons ou les lignes de plantes cultivées. Ces capteurs peuvent être remplacés par des ca- méras numériques bi- ou tridimensionnelles, ou par des capteurs à ultrasons, qui peuvent suivre sans contact des lignes déterminées telles que marquages, buttes ou sillons. Les systèmes de positionnement local permettent par exemple d'économiser la présence d'un employé sur la sarcleuse et peuvent donner de très bons résultats, particulièrement lors de déplacements lents. La condition préalable est que le capteur dispose d'une ligne directrice (guide) clairement identifiable, et qu'il soit calibré et ajusté en fonction du travail à effectuer. Selon l'opération à réaliser et les exigences posées par le producteur, les systèmes de positionnement local peuvent être utilisés indépendamment ou en combinaison avec des systèmes GNSS de positionnement global. Utilisés seuls, ils permettent la conduite précise d'une machine pour autant qu'ils aient à suivre un guide clairement identifiable. Pour établir des lignes de culture parfaitement rectilignes, il faut disposer d'un système GPS de conduite parallèle. Le positionnement local LPS ne permet pas de relever les données spécifiques géoréférencées des parcelles pour les fichiers informatiques de l'exploitation.

(6)

3. Guidage et pilotage du tracteur par positionnement global

La transmission du signal de guidage au pilotage du tracteur se fait ici par un moteur électrique actionnant une roulette caoutchoutée qui entraîne le volant, ce qui implique un cer- tain retard dans l'adaptation de la trajectoire et une précision moindre que celle offerte par l'actionnement direct du sys- tème hydraulique de pilotage directionnel. Par contre, ce système peut être monté sur des tracteurs anciens ou alter- nativement sur plusieurs machines de l'exploitation.

3. Guidage et pilotage du tracteur par positionnement glo- bal

Le système de positionnement peut informer le conducteur par un signal optique ou acoustique lorsque le tracteur dévie de la trajectoire prévue. Le conducteur utilise alors le volant pour corriger la direction. Ce système de correction de trajectoire avec intervention manuelle exige du conducteur qu'il se concentre sur les signaux acoustiques ou optiques. L'attention qu'il doit porter à la conduite est plus grande que dans une situation de conduite manuelle sans signal d'écart.

De plus en plus utilisés, les systèmes automatiques de correction de trajectoire transmettent le signal de navigation à un moteur électrique entraînant le volant par une roulette caout- choutée, ou directement au système hydraulique de commande de direction. Sur les tracteurs plus anciens ou lorsqu'un système GPS est utilisé alternativement sur plusieurs machines de la même entreprise, la variante avec moteur électrique et roulette d'entraînement représente une option valable. Il faut cependant savoir que la transmission de la commande du système de guidage est un peu plus lente et moins précise avec cette technique qu'avec une activation directe du système hydraulique: il faut davantage de temps pour que le tracteur reprenne la ligne prévue.

L'activation directe du système hydraulique s'impose sur les tracteurs modernes, qui sont équipés en usine à cet effet. La correction automatique de trajectoire présente le grand avantage de soulager le conducteur qui peut, si nécessaire, assu- mer de longues journées de travail même par mauvaises conditions de visibilité (brouillard, crépuscule, nuit). Plutôt que de se concentrer sur le guidage du tracteur, il peut accorder toute son attention au fonctionnement des machines instal- lées à l'avant ou à l'arrière de son véhicule.

On observe parfois dans la pratique que le conducteur d'un tracteur guidé par GPS en descend pour vérifier précisément le fonctionnement d'une machine installée à l'arrière, ou pour donner un coup de main au personnel occupé sur la machine à planter qu'il tracte. Ce comportement, bien compréhensible du point de vue professionnel maraîcher, présente toutefois des dangers pour la sécurité du trafic et nuit à la prévention des accidents. Il est donc à proscrire, même si la machine à planter est équipée d'un bouton d'arrêt d'urgence.

Tout utilisateur d'un tracteur piloté par positionnement GNSS doit se mettre au courant des prescriptions en vigueur. Il doit également clarifier avec son assurance la situation de couverture des risques spécifiques. L'utilisa- tion sûre et adéquate d'un tracteur piloté par GNSS est sous la responsabilité exclusive de la personne sous le nom de laquelle le véhicule est inscrit.

Si vous avez besoin de renseignements techniques neutres, vous pouvez vous adresser à Agroscope Reckenholz-Tänikon (personnes de contact: Martin Holpp, Thomas Anken).

Le Service de prévention des accidents dans l'agriculture SPAA a rédigé à la fin de cette fiche technique un chapitre sur les aspects de sécurité à considérer absolument lors de l'utilisation de la technologie GNSS.

3.1. Affichage et archivage des données de parcours et de travail

On trouve aujourd'hui sur le marché un grand choix d'écrans, depuis les petits affichages simples jusqu'aux dalles permet- tant une représentation tridimensionnelle des champs avec le tracé actuel du parcours et les surfaces déjà travaillées. De nombreuses autres données peuvent être affichées et archi- vées, au gré du perfectionnement des équipements informati- sés et des logiciels: vitesse actuelle d'avancement, presta- tions et rendement des appareils portés ou tractés, quantités ou volumes distribués (engrais, produits phytosanitaires) etc.

S'il faut considérer les préférences personnelles du conducteur quant à la richesse de l'affichage graphique des processus en cours, il faut aussi, lorsque l'on choisit l'équipement informatique et les logiciels, penser à la possibilité d'archivage des données de chaque parcelle sur l'ordinateur de l'entreprise afin de pouvoir les mettre à profit l'année suivante. La traçabilité des travaux exécutés sur chaque parcelle peut être utile, voire indispensable selon l'entreprise, les cultures et les exigences de la commercialisation.

(7)

4. Conseils pour le choix d'un système de guidage

Nous proposons ci-dessous une synthèse des expériences faites jusqu'ici avec des systèmes de guidage parallèle. Ces considérations se basent sur de nombreux entretiens et sur des observations faites au champ dans des exploitations maraîchères professionnelles utilisant les systèmes GPS.

Le maraîcher qui envisage d'acquérir un système moderne de guidage devrait clarifier les points suivants avant le premier entretien avec un fournisseur potentiel.

4.1. Situation des champs

 Quelle est la situation des champs où l'utilisation d'un sys- tème de guidage est envisagée, les uns par rapport aux autres ainsi que par rapport aux bâtiments de l'exploitation?

 Ces champs ont-ils des dimensions régulières et des con- tours nets, et sont-ils éloignés de moins de 20-25 km des bâtiments de l'exploitation?

 A-t-on une vue dégagée sur les champs à travailler, ou sont-ils divisés ou séparés par des bandes forestières, des monticules ou des groupes de bâtiments élevés?

Reporter éventuellement sur une carte topographique la situation des champs à travailler.

4.2. Qualité de réception des signaux

 La bonne réception des signaux GPS et GSM (téléphonie mobile) est-elle assurée sur tous les champs où l'on envisage d'utiliser un système de guidage GPS?

Pour commencer, on peut vérifier avec un récepteur GPS manuel ordinaire la réception des signaux GPS sur les diffé- rents champs à travailler; les secteurs critiques sont particu- lièrement les bordures de forêts ou les fonds de vallée entre des chaînes de collines élevées. La réception des signaux GPS est d'autant meilleure qu'il y a plus de satellites en vue directe, c'est-à-dire que la portion de ciel dégagée au-dessus de l'horizon est plus grande dans toutes les directions, surtout vers le sud et l'ouest.

La réception des signaux GSM est importante lorsque les signaux correcteurs sont transmis par les antennes de télé- phonie mobile. La réception GSM peut être vérifiée sur les champs au moyen d'un téléphone mobile ordinaire.

 L'appareil affiche-t-il partout une bonne qualité de réception ou y a-t-il des champs ou des portions de champs situés dans un "trou radio"?

Il vaut la peine de faire vérifier la qualité de réception par le fournisseur envisagé, car il dispose de moyens plus précis que les téléphones mobiles ordinaires.

4.3. Temps nécessaire à la familiarisation

 En tant que chef d'entreprise, suis-je prêt à consacrer du temps (le mien ou celui d'un collaborateur) pour me familia- riser avec cette technologie relativement nouvelle, pour in-

vestir activement dans la maîtrise du système et pour être disponible à son utilisation en cas de besoin?

Les expériences faites jusqu'ici montrent que la personne en charge du système doit disposer d'au moins deux ou trois jours, selon le système choisi et ses propres connaissances préalables, pour maîtriser son fonctionnement. Il y faut un certain entendement des questions techniques, et un entraî- nement à l'utilisation dans des conditions de la pratique. Cer- tains utilisateurs ont indiqué que les conducteurs de tracteurs avaient eu besoin d'une semaine de formation et d'entraîne- ment pour maîtriser leur système.

4.4. Quels sont les utilisations prévues du système de guidage?

 Quels travaux doivent être exécutés à l'aide du système de guidage, maintenant et si possible à l'avenir?

 S'agit-il seulement de guider précisément un combiné récol- teur le long d'une ligne ou veut-on aménager des planta- tions rectilignes avec des trajectoires précises d'accès aux lignes voisines?

 Le système sera-t-il utilisé aussi pour guider le tracteur, précisément et sans l'aide du conducteur, dans les trajets à moins de 1 km/h avec la machine à planter?

 Est-ce que je souhaite relever maintenant ou plus tard sur le système les données des parcelles et des travaux qui y sont effectués, afin de les mémoriser et de les exploiter sur l'ordinateur de l'exploitation?

 Dois-je envisager d'acquérir un nouveau tracteur équipé des dispositifs nécessaires à l'installation, ou le système peut-il être adapté sans trop de frais à des tracteurs plus anciens?

Champ de céleri planté avec précision avec un tracteur guidé par GPS et signal correcteur RTK. Les planches sont disposées de manière optimale pour le parcours et l'accès consécutif, ce qui facilite beaucoup les travaux ultérieurs tels que p.ex. le sarclage.

(8)

5. Choix du système et du fournisseur

Ces réflexions et renseignements aideront à choisir un sys- tème et un fournisseur. Le tableau annexe (p. 14) présente quelques fournisseurs avec leurs représentants et partenaires commerciaux. Les services et les conseils proposés par le fournisseur et surtout leur disponibilité durant la saison de culture sont aussi importants que l'adéquation technique du système. La proximité géographique du fournisseur peut aussi présenter des avantages. Il est également souhaitable qu'il ne soit pas seulement fournisseur de systèmes GPS pour les grandes cultures, mais qu'il connaisse les besoins spéci- fiques des cultures maraîchères et qu'il soit prêt à y répondre dans une optique professionnelle. Par exemple, il s'est avéré que les systèmes de guidage GPS n'étaient pas tous ca- pables de fonctionner impeccablement lorsque les vitesses d'avancement sont inférieures à 1 km/h, mais il faut admettre que les produits proposés sont en constante amélioration chez certains fournisseurs. Les besoins de l'exploitation à équiper doivent être analysés de manière approfondie dans la discussion préalable au choix du fournisseur, afin que le client puisse voir clairement si l'offre proposée est à même de satis- faire ses exigences. Dans la négociation du prix, il faut savoir que l'investissement de base pour un système de guidage offrant une précision de réception de ±2.5 cm sera d'environ 30'000 à 40'000 francs. L'offre devra comporter une désigna- tion détaillée des appareils, des logiciels et des services in- clus dans la prestation de base, ainsi que les éventuels frais de services et de conseils s'y ajoutant par la suite. Si l'on achète le signal correcteur de swisstopo ou d'un fournisseur local pour un système RTK, il faut vérifier à l'avance les taxes actuellement applicables pour le signal correcteur et pour la téléphonie mobile, par tracteur et par unité de temps.

Lorsque le client est vraiment intéressé, les fournisseurs sont souvent prêts à mettre à sa disposition un tracteur équipé à l'essai pour quelques jours. Il ne faut pas hésiter à profiter d'une telle offre qui facilite le choix bien motivé: renoncement ou achat, et dans ce dernier cas choix du produit adéquat.

L'essai permet aussi de clarifier les exigences à poser au système et les questions qui devront encore trouver une ré- ponse.

Le choix des dimensions et du confort d'utilisation d'un écran graphique dépend des préférences personnelles de l'utilisa- teur et des données à afficher. L'écran affiche les bandes déjà travaillées et celles qui sont encore à travailler, la vitesse d'avancement et les déviations de la trajectoire réelle par rapport à celle qui était programmée. Un complément logiciel permet aussi d'enregistrer et d'afficher d'autres données spé- cifiques des parcelles, ce qui permet de constituer et d'alimen- ter un fichier central d'exploitation.

(9)

6. Expériences pratiques en cultures maraîchères de plein champ

6.1. Installation du récepteur GPS

Il faut disposer de compétences professionnelles pour instal- ler et mettre en service correctement le récepteur GPS, l'ordinateur de bord et l'éventuelle antenne de téléphone mobile, ainsi que les capteurs de position en rapport aux axes hori- zontal et vertical du tracteur. Une installation bricolée entraî- nera des dysfonctionnements désagréables, avec les inter- ruptions de fonctionnement que cela implique. L'antenne du récepteur GPS doit disposer vers le ciel d'un hémisphère de visibilité de 180°, ce qui implique qu'elle soit montée sur le toit du tracteur ou sur un mât suffisamment haut pour qu'une machine tractée ne puisse pas non plus perturber le signal.

6.2. Déviation des machines tractées

Lorsqu'il s'agit de travailler des champs en pente avec un guidage GPS, on a constaté que le tracteur sur le toit duquel était installée l'antenne réceptrice était bien guidé conformé- ment à la trajectoire programmée, mais qu'une grosse machine (par exemple un semoir à six rangs), si elle n'était pas fixée à l'attelage trois points mais tractée, pouvait dévier légè- rement de cette trajectoire. Il faut examiner si cette déviation peut être compensée par une consigne correctrice donnée au système de guidage. Il faudra peut-être trouver une solution impliquant des frais (montage d'une antenne supplémentaire) pour que l'ensemble tracteur-engin tracté suive la trajectoire programmée. On peut aussi envisager d'asservir la machine tractée à un cadre rigide qui la maintienne en position.

6.3. Marquage de la position d'une station mobile

Si l'on travaille avec une station de base mobile placée en bordure d'un champ, il est recommandé de marquer exactement sa position afin de pouvoir la retrouver s'il faut exécuter ultérieurement d'autres travaux dans le même champ. Il faut aussi veiller à ce que la station mobile soit placée et enclen- chée 10 à 15 minutes avant le début du travail, afin qu'une bonne réception satellitaire soit alors assurée, et que son accumulateur ait suffisamment de réserve pour "tenir" le temps nécessaire à terminer le travail.

6.4. Ligne de base A – B

Lorsque l'on commence le travail sur un champ, on commence habituellement par guider manuellement le tracteur sur une ligne de base longue d'au moins 50 mètres du point A (début du champ) au point B (extrémité du champ). Cette ligne de base est mémorisée par le système. On introduit alors la consigne "ligne identique", et le système guide le tracteur sur une ligne exactement parallèle à la ligne A-B tracée. Certains utilisateurs recommandent de recréer manuellement une ligne directrice et de la remettre en mémoire après une interruption de travail de plusieurs heures.

On peut alors reprendre le guidage automatique, mais cette réinitialisation de la consigne n'est pas toujours nécessaire.

La station de base mobile (ici: Leica) est disposée en bor- dure du champ à un endroit dégagé. Sa position doit être marquée afin qu'elle puisse être mise en place exactement au même endroit lors de travaux ultérieurs. Le signal correc- teur est transmis au tracteur par onde radio, ce qui exige un contact visuel direct; pour une exactitude de ± 5 cm, la dis- tance ne doit pas dépasser 20 km.

L'orientation du tracteur (gauche et droite par rapport à la direction d'avancement) est connue déjà à l'arrêt grâce aux deux antennes installées sur son toit. Cette information faci- lite et raccourcit la mise en œuvre du pilotage de la trajectoire parallèle. S'il est réalisé au moyen de la roulette caoutchou- tée apposée au volant, le pilotage nécessite davantage de temps d'initialisation en début de trajectoire (ne concerne que les technologies Leica et Autofarm).

(10)

6.5. Trajets continus

Les systèmes équipés d'un écran de qualité qui affiche gra- phiquement les bandes déjà travaillées et celles qui doivent encore l'être, permettent d'éviter les fastidieuses manœuvres de retournement aux extrémités du champ à condition que celles-ci offrent suffisamment de place. Ce sont alors les lignes 1 – 3 – 5 – 7 – 9 qui sont travaillées, puis les lignes 8 – 6 – 4 – 2.

6.6. Signaux correcteurs

Selon les conditions particulières des exploitations, les utilisateurs ont fait des expériences très contrastées avec les diffé- rents signaux correcteurs et avec les qualités de transmission de ces signaux. Certains ont pu travailler sans problème pour des précisions de travail de 20-30 cm avec le signal satellitaire Egnos, alors que d'autres l'ont décrit comme plutôt ins- table et peu fiable. Certains aussi sont satisfaits de la transmission radio des signaux correcteurs au tracteur par leur station mobile au champ ou par celle installée sur leur bâti- ment d'exploitation, alors que d'autres jugent la liaison radio peu fiable. Ces derniers ont alors changé de mode pour acheter le signal correcteur de swisstopo ou pour faire transiter celui de la station de base par Internet afin de le capter au moyen d'un téléphone mobile adéquat. Chaque entreprise doit trouver, essayer et éventuellement adapter un système qui puisse correspondre à ses besoins. Il faudra toujours compter avec un certain temps d'apprentissage et de mises au point.

6.7. Collaboration entre le fournisseur du tracteur et celui du système de guidage

À l'avenir, les fournisseurs de systèmes de guidage GPS devront vraisemblablement collaborer encore plus étroitement avec une sélection de fabricants de tracteurs, afin de pouvoir proposer à leurs clients des systèmes et des paramétrages éprouvés. Actuellement, on ne voit pas encore clairement avec qui les fabricants de tracteurs entendent travailler dans la durée, ni non plus quels fournisseurs de systèmes de guidage s'imposeront sur le marché. Pour le maraîcher, le princi- pal est que le fournisseur d'un système de guidage GPS propose un service fiable et adapté à son exploitation, prêt à intervenir immédiatement et efficacement en cas de panne subite, à tout moment si les conditions météorologiques et le travail en cours l'exigent, et non seulement du lundi au ven- dredi. Jusqu'ici, Leica Geosystems est le seul fournisseur à proposer un diagnostic en ligne (Virtual Wrench) et un conseil téléphonique (mobile) correspondant. Une intervention directe sur la console de l'ordinateur de bord du client permet ainsi de corriger rapidement des manipulations erronées ou des er- reurs dans les consignes.

6.8. Transmission du signal de guidage au système de pilotage du tracteur

Il s'est avéré que la variante de transmission par moteur élec- trique entraînant une roulette caoutchoutée apposée au volant du tracteur ne convient que pour des vitesses d'avancement de l'ordre de 1-5 km/h. Ce système est inadéquat pour des travaux exigeant des vitesses d'avancement de plus de 5 km/h. Le signal de guidage doit alors intervenir directement sur le système hydraulique de pilotage directionnel, ce qui est possible sur la plupart des tracteurs modernes. Certains sys- tèmes GPS qui ont fait leurs preuves en agriculture ne peuvent peut-être pas assurer un guidage précis à des vitesses d'avancement inférieures à 1 km/h. Si cette exigence doit être remplie, il faut s'assurer auprès du fournisseur que le système donne satisfaction dans ces conditions. Dans certains cas, on a mis en place des "solutions hybrides" consistant à combiner les produits de deux fournisseurs (par exemple Leica Geosys- tems et Reichardt Steuerungstechnik GmbH).

6.9. Signal correcteur payant de swisstopo

Les grandes exploitations ou les entreprises de services peuvent avoir intérêt à acheter pour une année, à titre d'essai, le signal correcteur de swisstopo. Les expériences faites leur permettront de décider en connaissance de cause s'il vaut la peine de travailler avec ce système payant ou s'il est préfé- rable de tester la variante avec station de base en propriété et liaison directe par ondes radio ou Internet par téléphone mobile. Allier fiabilité et modicité des coûts n'est souvent possible qu'en adoptant une solution basée sur sa propre expérience.

L'utilisation de la technologie GPS devrait avoir de l'intérêt surtout pour des exploitations dépassant 20 hectares, et par- ticulièrement pour celles disposant de champs de grande longueur (de préférence au moins 100 mètres).

Vérification au champ du parallélisme de trajectoire: le cultiva- teur a suivi au retour une ligne de base de 200 mètres. Rendu au point d'origine, il accuse une déviation de 5 cm par rapport à la ligne de base.

(11)

7. Avantages des systèmes GPS de guidage parallèle

Après une à deux années d'expérience avec un système GPS de guidage parallèle, les exploitants ont mentionné les avantages suivants:

 Le conducteur du tracteur travaille plus longtemps, mieux, à moindre fatigue et souvent avec une meilleure motivation.

La meilleure qualité de son travail, par exemple la prépara- tion d'un lit de plantation, est très appréciée des équipes de travail qui le suivent.

 L'utilisation de machines spéciales pour la mise en place de plantons ou pour le sarclage entre ou sur les rangs est possible ou nettement facilitée. Les applications en bandes d'engrais et/ou de produits phytosanitaires deviennent éga- lement possibles.

 Même le meilleur conducteur de tracteur ne peut pas suivre pendant une heure une ligne vraiment droite sur 100 mètres lorsqu'il s'agit de mettre en place des cultures spéciales comme la mâche; un système GPS rendra là d'excellents services.

 Lorsqu'il s'agit de mettre en place des plantons de légumes, le conducteur du tracteur peut aider l'équipe travaillant sur la machine à planter, ou se charger de préparer les caissettes garnies de plantons ou d'évacuer les caissettes vides. L'équipe de la machine peut ainsi travailler plus cal- mement et plus régulièrement, ce qui aboutit à des gains de temps dans l'ensemble du chantier de plantation. - Attention: les prescriptions de sécurité doivent être ab- solument respectées (v. chap. 8)!

 La délimitation des champs et les trajectoires dans les pas- sages sont facilitées et plus précises.

 Il est possible d'exécuter sans fatigue excessive un travail précis dans des conditions de mauvaise visibilité (brouillard, crépuscule, nuit).

 Le système permet de relever des données de travail concernant chaque parcelle, et de les transmettre à l'ordinateur de l'entreprise pour y être archivées, exploitées et éventuel- lement réutilisées les années suivantes. Les données enre- gistrées permettent par exemple de documenter des processus de travail dans l'entreprise.

 L'apparence des champs reflète une gestion professionnelle. L'entreprise montre ainsi qu'elle est équipée pour af- fronter l'avenir et son image est améliorée auprès de la clientèle.

 Les traitements phytosanitaires et les applications d'engrais se font avec davantage de précision, ce qui évite les recou- vrements de largeurs de travail. Pour les grandes exploitations, il en résulte une sensible réduction des coûts. La pré- cision d'application permet aussi d'éviter des dégâts aux cultures causés par des traitements herbicides dépassant les intervalles prévus. Les limites imposées peuvent être respectées plus sûrement et les travaux d'application peuvent être clairement et précisément documentés.

Informations complémentaires:

 Holpp Martin. RTK-Lenksystem im Überblick. Schweizer Landtechnik. Februar 2010, Seite 37 – 43.

 Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft KTBL (www.ktbl.de)

 Landtechnische Fachzeitschriften DLZ (www.dlz-agrarmagazin.de und www.profi.com)

 Controlled Traffic Farming (www.ctf-swiss.ch und www.ctfeurope.eu)

 swisstopo: signal correcteur payant, disponible dans tout le pays

www.swisstopo.admin.ch/internet/swisstopo/fr/home/products/services/swipos.html

Planches de laitues préparées sans utilisation de la technolo- gie GPS-RTK: on voit des déviations par rapport à la recti- ligne idéale. Les travaux consécutifs de mise en place des plantons et de sarclage seront plus difficiles et fatigants pour le conducteur du tracteur.

(12)

8. Tracteurs à guidage GPS et sécurité au travail

Deux variantes doivent être considérées lorsqu'il s'agit de sécurité dans l'utilisation de tracteurs à guidage GPS: d'une part, l'assistance à la conduite par un guidage GPS, et d'autre part le pilotage du tracteur par un système GPS remplaçant le conducteur. Les exigences minimales de sécurité à respecter sont différentes dans les deux cas.

8.1. Assistance à la conduite par un gui- dage GPS facilitant la tâche du conducteur

La correction automatique du guidage du tracteur présente l'avantage de faciliter la tâche du conducteur. Plutôt que de se concentrer sur la direction à suivre, il peut surveiller le travail des machines installées à l'avant ou à l'arrière du tracteur.

Indépendamment du mode d'intervention du système de guidage (roulette caoutchoutée apposée au volant, ou action directe sur le système hydraulique), le conducteur doit toujours disposer d'une possibilité prioritaire d'intervention manuelle sur la direction. La norme ISO 10975:2009 fixe les exigences de sécurité pour les systèmes d'assistance au pilotage, indépendamment du fait qu'il s'agisse d'impulsions fournies par un GPS ou par un adaptateur de trajectoire. Voici un extrait de cette liste d'exigences:

 Le poste de conduite des tracteurs pourvus d'une assis- tance au guidage et de ceux équipés d'un pilotage auto- nome doit être occupé par un conducteur. C'est pourquoi la présence d'un système de contrôle de la présence du con- ducteur (OPC: operator presence control, p.ex. un contact à l'occupation du siège) est obligatoire. Lorsque le conducteur quitte sa place, l'assistance au pilotage doit être interrom- pue au plus tard après 10 secondes.

 Le conducteur doit être informé par un signal optique si l'assistance au guidage est "active", "prête" ou "déclen- chée". Le système doit toujours être déclenché s'il n'a pas été volontairement mis en service. Le conducteur doit être averti par un signal acoustique du passage en mode actif ou en mode déclenché.

 Lorsque le conducteur intervient en mode actif de pilotage par une manœuvre rapide (plus de 50°/s) ou par une rota- tion du volant dépassant 30°, avec une puissance de 250 N au maximum dans les deux cas, le système doit quitter le mode actif.

 Lorsque l'impulsion de guidage est insuffisante ou inexis- tante, par exemple en cas d'absence du signal GPS, le mode actif doit être immédiatement désactivé.

8.2. Tracteurs à pilotage GPS sans conduc- teur

8.2.1. Principe

La sécurité d'utilisation des tracteurs et de leurs machines portées ou tractées se base en principe sur la présence d'un conducteur qui en assure la marche et la direction. Les mo- dèles les plus récents sont équipés d'un système de contrôle de la présence du conducteur (OPC: operator presence control) qui contribue au respect de cette exigence. Il n'existe actuellement sur le marché aucun tracteur dont l'équipement d'origine prévoie l'utilisation sans la présence d'un conducteur.

Si un tracteur à guidage et pilotage GPS est modifié de telle manière que le chauffeur puisse quitter son siège, il faut respecter un ensemble exhaustif d'exigences de sécurité (voir chapitre 8.2.3).

8.2.2. Tâches du conducteur à son poste de conduite En plus de la conduite, le conducteur d'un tracteur a la res- ponsabilité de réagir immédiatement, adéquatement et avec sûreté à des situations imprévues. Il faut toujours envisager l'occurrence possible de situations d'urgence!

La vitesse d'avancement réduite à moins de 1 km/h lors de nombreux travaux en cultures maraîchères n'est pas un ar- gument pour déléguer les tâches du conducteur à un système de pilotage guidé par GPS. Lorsque le conducteur n'est pas à son poste, toutes les fonctions importantes et particulièrement celles relevant de la sécurité doivent être assumées sans faille par une personne désignée à l'avance ou par des dispositifs techniques fonctionnant de manière fiable. C'est seulement alors et en respectant les conditions décrites ci-dessous que l'on peut envisager d'autoriser le conducteur à quitter son poste de conduite.

8.2.3. Exigences en cas de déplacement du poste de tra- vail du conducteur

A) Conducteur sur le siège du tracteur ou sur une ma- chine au travail

Même lorsqu'il quitte son siège, le conducteur garde la res- ponsabilité de la conduite, du pilotage et des actions à entre- prendre en cas d'urgence. Il ne doit donc pas être respon- sable de surveiller la machine au travail.

B) Personnel desservant la machine au travail

La responsabilité du fonctionnement prévu de la machine doit être assumée par une personne autre que le conducteur du tracteur. Selon nécessité, elle peut avoir recours à l'assistance d'autres personnes.

C) Pilotage du tracteur depuis la machine au travail Après avoir quitté son siège de conduite, le conducteur doit disposer de toutes les commandes nécessaires au pilo- tage lorsqu'il se trouve sur une machine: par exemple, rele- vage hydraulique, enclenchement/déclenchement de la prise de force, arrêt du tracteur etc.

Ce chapitre a été rédigé par le Service de prévention des accidents en agriculture (SPAA). Les consignes de sécurité présentées doivent être respectées en toutes circonstances.

(13)

8. Tracteurs à guidage GPS et sécurité au travail

8.2.4. Autres exigences de sécurité

La liste ci-dessous des exigences minimales destinées à garantir la sécurité n'est pas exhaustive. Elle est constam- ment adaptée aux nouvelles connaissances et aux dévelop- pements techniques ainsi qu'aux nouvelles normes et prescriptions.

 Le bouton d'arrêt d'urgence commandant l'arrêt du tracteur et le blocage de tous les entraînements de la machine au travail doit être accessible non seulement au conducteur mais aussi à toutes les personnes à leur place de travail. La commande peut être assurée par plusieurs boutons d'arrêt d'urgence ou par un cordon d'arrêt à portée de chacun.

 Le tracteur doit s'arrêter en cas d'interruption du signal GPS. De plus, les exigences de la norme ISO 10975 (voir chapitre 8.1.) doivent être respectées. La vitesse maximale d'avancement doit être limitée à 5 km/h.

 Toutes les fonctions de sécurité du tracteur comme la ma- nœuvre de l'embrayage, le freinage jusqu'à l'arrêt et le des- serrage des freins au départ du tracteur, doivent pouvoir être opérées par le conducteur depuis une machine au travail.

 Les changements volontaires de direction doivent être possibles avec priorité sur le système de guidage GPS.

 Toutes les fonctions de pilotage désactivées manuellement ou automatiquement ne doivent pouvoir être remises en fonction que par une action volontaire.

 Tous les composants électriques et électroniques doivent être conformes aux normes en vigueur concernant les équi- pements des systèmes de pilotage relevant des mesures de sécurité, par exemple EN ISO 13849-1. Un test automatique de fonctionnement doit s'accomplir à la mise en service. Les systèmes de pilotage relevant des mesures de sécurité doivent avoir priorité sur les systèmes de pilotage des processus.

8.2.5. Prévention de l'écrasement de personnes

 Pour empêcher que le conducteur débarqué ou un tiers puisse être écrasé par le tracteur, ce dernier doit être équi- pé de capteurs (palpeurs) à l'avant et sur les parties laté- rales débordantes. En cas de contact, ces palpeurs arrêtent instantanément le véhicule. Ces dispositifs doivent être ins- tallés le plus bas possible. La distance horizontale entre un palpeur et une roue doit être supérieure à la plus grande distance d'arrêt.

 Le conducteur doit arrêter l'avancement et les entraîne- ments lorsqu'il change de place entre le tracteur et une machine au travail. Il ne doit remettre en marche le tout que lorsqu'il est installé au nouveau poste.

 Il est souhaitable que le conducteur soit informé des dangers à l'avant du tracteur par une caméra numérique et un affichage.

 Toutes les fonctions de sécurité doivent être vérifiées avant le début du travail avec un tracteur à guidage GPS.

 L'utilisation d'un tracteur à guidage GPS est réservé exclu- sivement à du personnel spécialement formé.

8.3. Prescriptions et responsabilité du fa- bricant

Il n'existe pas encore de norme concrètement formulée ni de prescriptions concernant les techniques de travail pour les- quels les tracteurs à guidage GPS sont utilisés et où le conducteur peut se tenir aussi bien sur le tracteur que sur une machine au travail.

D'une façon générale, on se réfère aux exigences de base concernant la protection de la santé figurant dans la directive européenne 2006/42/EG (directive concernant les machines), qui se fonde sur une analyse des risques. Les fournisseurs de telles techniques de travail doivent s'y plier et le confirmer au moyen d'une déclaration de conformité.

Celui qui met en circulation ou respectivement construit un système intégré doit connaître et respecter les mesures de sécurité de base. Le fournisseur d'un tel système (vente et montage) confirme en signant la déclaration de conformité qu'il connaît et respecte toutes les prescriptions en vigueur.

L'exploitant n'a le droit d'utiliser que des systèmes respectant les exigences de sécurité et dont la déclaration de conformité correspondante a été signée par le fournisseur.

En Suisse, le Service de prévention des accidents dans l'agriculture (SPAA, www.bul.ch und info@bul.ch) se tient volon- tiers à disposition pour davantage de renseignements.

(14)

Annexe: fournisseurs de systèmes de guidage parallèle en Suisse (état: février 2011)

Firme

Personnes de contact

Adresse, téléphone Produits / Représentation / Partenaires

Informations supplémen- taires sur Internet:

K.U.L.T. Kress Umweltschonende Landtechnik GmbH

Kirchhof Christian

Eberdingerstrasse 37 71665 Vaihingen-Enz Deutschland

0049 7042 37665 0 0049 170 380 55 91

Autofarm, Robovator

www.kress-landtechnik.de

Leica Geosystems AG

Giurgola Michele

Heinrich Wild Strasse 210 9435 Heerbrugg SG 071 727 46 37 079 364 20 98

Leica MojoRTK, Leica MojoMini u.a.

www.virtualwrench.com/leic a-web-de/

www.leica-geosystems.ch

GVS Agrar AG

Schmid Toni

Im Majorenacker 11 8207 Schaffhausen 052 631 19 00 079 294 28 30

Représentant de Leica Geosystems AG

www.gvs-agrar.ch

Lenzberg Precision Farming

Frei Marius

Gut Lenzberg 8532 Warth TG 052 747 26 55 076 582 01 13

Représentant de Leica Geosystems AG

www.lenzberg.ch

Agronav

Wiedmer Andreas

Waldhof

5075 Hornussen AG 062 871 24 53 076 338 10 31

Représentant de Reich- hardt GPS et Ultraschall Steuerungssysteme

www.agronav.ch

www.waldhof-hornussen.ch

RB Remund – Berger

Vogelbuch 105 3206 Rizenbach BE 031 751 03 57 079 352 90 71

Partenaire commercial de Agronav (produits Rei- chhardt); importation d'ap- pareils de la firme Müller- Elektronik, Salzkotten DE

www.remund-berger.ch

Hilzinger AG

Haenni Björn Haenni Hansruedi

Schaffhauserstr. 111 8500 Frauenfeld TG 052 723 27 27 079 672 05 45 079 672 05 45

Partenaire commercial d' Agronav (produits Rei- chhardt)

www.hilzinger.ch www.reichhardt.com

Allnav AG

Pfammatter Ivo

Ahornweg 5a

5504 Othmarsingen AG 043 25 20 20

079 769 02 18

Représentant des sys- tèmes GPS Trimble

www.allnav.com

Matra Zweignieder- lassung der Robert Aebi AG

Ziehli Gerhard

Industriering 19 3250 Lyss BE 032 387 28 28 079 543 48 81

Représentant de John Deere, Autotrac, Parallel- trac

www.matra.ch

http://de.johndeeredistribut or.ch/index.php/Landtechni k

Agroelec

AGROELEC AG

Hardhofstrasse 15 8424 Embrach +41 (0)44 881 77 27

Trimble

www.agroelec.ch

info@agroelec.ch