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Outils innovants pour la maîtrise des épandages

P. Rabarison (CG Guyane) et V. De Rudnicki (IRSTEA)

Le projet LIFE + IMCM (Integrated Mosquito Control & Management) LIFE08 ENV/F/000488 regroupe un certain nombre d’organismes de démoustication (EID Méditerranée, EID Rhône-Alpes, Conseils généraux de la Corse-du-Sud, de la Guyane et de la Martinique). Ces opérateurs publics de démoustication sont amenés à réaliser des traitements insecticides en milieu naturel (zones humides littorales ou continentales) ou en milieu urbain.
Pour ce faire, ils disposent d’un panel de moyens de lutte contre les populations de moustiques à la fois diversifié en termes de méthodes de traitements, mais restreint en termes de solutions commerciales disponibles. Ainsi pour répondre à des objectifs techniques et réglementaires les engins et appareils utilisés ont évolué localement. Le projet LIFE08 ENV/F/000488 a, dans sa tâche 2, le but de faire évoluer les outils qu’ils utilisent de manière commune et cohérente.

Cette présentation expose les résultats concernant les améliorations des performances des outils de traitement terrestres (QUAD et ARGO) et les systèmes dits d’Hygiène et Sécurité (H&S) pour améliorer les conditions d’utilisation des outils :

 

  • évaluation des systèmes de pulvérisation
  • étude d’améliorations des matériels: DPA, Mélange Bouillie, Rinçage



Evaluation des systèmes de pulvérisation


Le but de ces essais étaient de caractériser le système EID et de proposer une autre solution susceptible d’apporter une nette amélioration en qualité d’application mais aussi en terme H&S.(bruit)

Évaluation en laboratoire

  • Les systèmes EID : les systèmes actuels utilisent un canon jet porté  avec un système de génération d’air STILH à moteur thermique (vitesse de sortie d’air de 40 ms) et une buse Teejet ATR 11002 (2 bars – 0.63 L/mn).

    Nous avons comparé la granulométrie des gouttes des différents systèmes puis effectué des mesures de répartition en test réels. Les mesures de répartition du système EID avec buses ATR ont montré clairement que la portée de celui-ci dépasse difficilement les 3 m avec la dose de 12.2 L/Ha.


Figure 1 : Système EID sur ARGO

 

 

  • Le système prototype électrique : le système prototype électrique se compose d’une buse centrifuge et d’un système électrique de génération d’air. La taille des gouttes du système prototype est beaucoup plus type, ce qui favorise la portée mais aussi peut engendrer de la dérive. Les mesures de répartition du système électrique montrent Une amélioration jusqu’à 5 m de portée.


Figure 2 : Granulométrie des buses testées sur système canon EID et prototype.


Evaluation en extérieur, en situation de traitement


Nous avons comparé le système EID équipé des buses TT puis AVI avec le système prototype électrique dans des conditions de terrain réelles. De plus, une évaluation de la mortalité des larves a été effectuée suivant les protocoles de l’EID Méditerranée.



Figure 3 : Comparaison des solutions de pulvérisation en répartition et mortalité

 

Conclusion

Nous vérifions par ces résultats que :

La répartition mesurée avec le système prototype est plus homogène et importante (6 m vs. 3.5 m). Les mesures de mortalité sont corrélées avec la répartition. Les gouttes fines portent plus loin et la mortalité à 100 % jusqu’à 6 m avec un vol/Ha moyen de 2 L. Cependant, pour projeter à cette distance, il est probable que la consigne de 12 L/Ha doit être conservée compte tenu des systèmes de traitement.


Étude d’améliorations des matériels : DPA, mélange bouillie, rinçage


Le système DPA, débit proportionnel à l’avancement

L’objectif est d’éviter les variabilités de Volume/Hectare dues aux variations de vitesse. Pour cela nous mesurons la vitesse par GPS, les débits en sortie (via le système de mélange). En outre le système intègre le déclenchement électrique des circuits de pulvérisation et le réglage automatique de la pression et débit de consigne. L’autre objectif est d’améliorer l’ergonomie générale & précision des épandages.

Fonctionnement sans correction DPA

Fonctionnement avec correction DPAE

Figure 4 : Principe du DPA

 

Nous avons testé 2 types de commande : l’un par l’intermédiaire d’un système utilisé classiquement sur les engins agricole avec une électrovanne proportionnelle, l’autre en contrôlant directement la pompe électrique en vitesse et couple.

 

 

Conclusion régulation DPA sur QUAD ou ARGO


Figure 5 : Mesures de la précision des asservissements DPA

 

•    Régulation pompe plus stable grâce au temps de réponse plus court de la pompe et à sa large plage de fonctionnement mais...

•    Stabilisation de vitesse impossible sur QUAD et ARGO, Trop d’écarts trop rapide de vitesse pour pouvoir corriger


Le système de mélange de bouillie et de rinçage


Les systèmes de pulvérisation pour la lutte insecticide utilisent des produits colmatant (BTI, Vectobac12AS) fortement dosé (10 à 30 % de bouillie mère). Cela engendre une nécessité d’entretien du matériel avec un rinçage obligatoire et complet des machines.
La réalisation des bouillies présente un risque opérateur ainsi qu’il faut calculer les quantités en fonctions des surfaces à traiter pour éviter les reliquats de bouillie en fin de traitement. Ces manipulations sont fastidieuses et engendrent toujours des résidus de cuve donc des pertes et pollutions ponctuelles.

Le but de l’étude est de réaliser un système simple de mélange d’un produit sous forme bouillie liquide concentrée (vectobac, bouillie BT 30 %) avec l’eau de la cuve.

Le système développé s’appuie sur le module de traçabilité déjà utilisé par l’EID auquel ont été ajoutées les fonctionalités de contrôle du mélangeur rinceur avec un IHM (Interface Homme/machine) ad hoc.

Le CDC : mélange à 30 % de produit, tolérance de ± 3 %.

Une architecture hydraulique a été étudiée de façon à obtenir une équation linéaire de la gestion du mélange. Cette architecture fait l’objet d’une protection industrielle.

 

 

Figure 6 : Système Mélange/rinçage embarqué sur QUAD et synoptique d'ensemble

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

• Le % de produit est réglé en temps réel par la mesure des débits bouillie en sortie et eau, donc sans cesse corrigé.


• La quantité de produit est gérée par la vitesse de la pompe péristaltique / débit final de bouillie,

–    Débit Pompe = f ( Tension alim Pompe)

• QSortie=Q eau + Q produit

–    Donc :  % Q produit + ( 1-%) Q Eau =Q bouillie

Figure 7 : Temps d'établissement de 11s et vérification de la tolérance à ± 3 %


La courbe figure 7 montre un enregistrement et la variation du mélange. Notons que la boucle d’asservissement du DPA influe sur la précision du mélange car la consigne de débit évolue en fonction de la vitesse d’avancement. Sans DPA, le pourcentage de mélange sera plus stable.

Les paramètres que nous avons cherché à obtenir sont :

Un temps d’établissement court du mélange.

Une tolérance de ± 10 % du mélange ( testé ± 5 %) soit entre ± 1.5 % et ± 3 % sur le volume total de bouillie.

Le système de rinçage réalise le cycle automatiquement en fixant le temps nécessaire pour obtenir un résidu <1 % à la buse.

Figure 8 : Tableau récapitulatif sur 100 mesures

 

 

Figure 9 : le système embarqué et son boitier de contrôle

 

 

Conclusions


Le système de mélange rinçage est opérationnel. Le système de pilotage doit être optimisé pour être valoriser industriellement.

Le système DPA est difficilement exploitable sur le quad étant donné les difficultés à avancer régulièrement à 8 km/h. Un régulateur de vitesse intégré à l’engin améliorerait le fonctionnement de tous les systèmes.