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machine pour la récolte des céréales cultivées De Wikipédia, l'encyclopédie libre
Ne doit pas être confondu avec Moissonneuse-lieuse ou Moissonneuse.
Une moissonneuse-batteuse est une machine agricole automotrice destinée à la récolte de plantes à graines, principalement les céréales, en une seule opération. Elle permet de réaliser simultanément la moisson et le battage.
Les moissonneuses-batteuses spécialisées pour la récolte du maïs sont aussi appelées cueilleur-égreneur ou corn-sheller.
Les machines les plus récentes sont équipées de divers perfectionnements : cabines climatisées, systèmes de contrôle divers (horizontalité de la barre de coupe, correction de dévers, aide à la conduite avec le GPS, cartographie de rendement, semoir pour couverts végétaux, etc.). Dans le cadre du développement de l'agriculture de précision[1], elles ont aussi été équipées de systèmes de guidage divers, y compris localisation par satellite, de systèmes de mesures des quantités récoltées, voire de la qualité du grain (évaluation de la teneur en eau et en protéine[2]).
Il en existe trois types : les conventionnelles possèdent des secoueurs (comme le schéma plus bas dans la page), les axiales ont des rotors à la place du batteur et des secoueurs, et les hybrides sont un mélange des deux avec batteur et rotor.
C'est l'Américain Cyrus McCormick qui déposa le brevet de la moissonneuse mécanique, en 1834 pour la Virginia reaper. Il s'agissait d'une faucheuse à lame à sections prolongée d'un tablier. Un homme suivant la machine devait constituer les javelles avec les céréales arrivant sur ce tablier. Les modèles suivants furent équipés d'un tourniquet de rabatteurs réalisant et déposant les javelles à terre : c'est la moissonneuse-javeleuse. Il fallait encore lier ces javelles (gerbes), les entasser, les transporter avant de les passer dans la batteuse.
Après l'invention du noueur mécanique (John Appleby, 1878), les moissonneuses-lieuses permirent de produire directement des gerbes. En même temps le tourniquet de rabatteurs fut remplacé par des rabatteurs montés sur un axe horizontal. Depuis lors, les coupes de céréales à paille n'ont que très peu évolué.
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Un autre américain, Hiram Moore déposa un brevet sur un modèle de moissonneuse-batteuse aussi en 1834. Lewis Miller[3] proposa de mettre la lame de coupe à l'avant de la batteuse. Cette combinaison d'une faucheuse-récolteuse et d'une batteuse mobile est à l'origine de l'appellation nord-américaine de la machine : combine-(harvester). En 1866, Célestin Gérard construit la première batteuse mobile de France[4]. En Europe, la première moissonneuse batteuse a été construite par Claas[5]. Les premières machines étaient tractées avec une coupe latérale et leur mécanisme entraîné par un moteur auxiliaire. Dans les années 1920, la mise au point de tracteurs plus puissants équipés de prise de force permit de supprimer le moteur auxiliaire[6]. L'utilisation de machines automotrices se développa à partir des années 1950 et en 1952 sort la Claeys MZ, première automotrice européenne fabriquée en grande série. Les commandes hydrauliques facilitèrent la conduite de la machine.
Lorsque la largeur des coupes s'approcha de 4 m, il fallut prévoir des coupes facilement amovibles. Cette possibilité facilite le transport et favorise la polyvalence de la machine à laquelle on peut adapter des coupes à maïs, tournesol…
Peu à peu, surtout à partir des années 1990 à 2000, les machines ont été dotées de systèmes toujours plus sophistiqués de séparation mécanique et/ou pneumatique du grain (et des matières autres que le grains). Ceci a notamment demandé des études fines des propriétés aérodynamiques des grains en suspension dans un flux d'air[7]. Les machines ont été aussi dotées de capteurs plus précis et résistants à la poussière et aux conditions du battage[8], de même pour les automatismes de pilotages associés à des caméras et mesures GPS/galileo (système de positionnement)[9],[10], capteur de débits et capteurs radar de vitesse notamment[11].
En France, le CEMAGREF et l'INRA ont joué un rôle important dans le perfectionnement du machinisme agricole, ainsi que certaines universités dont l'université de Clermont-Ferrand II [réf. nécessaire]. Les moissonneuses actuelles font plus de 600 ch, ont des coupes jusqu'à 12 m (un fabricant (Mid West) propose une coupe de 18 m). Elles sont capables de battre plus de 80 t de céréales et ne consomment pas plus de 20 L de carburant par hectare.
À l'apparition de la mécanisation, les opérations de coupe (moisson) et de battage étaient séparées et dissociées.
Les premières machines de coupe mises sur le marché étaient tirées par un attelage de chevaux, puis par un tracteur, et les batteuses étaient actionnées par un cheval sur un tapis roulant, puis par une machine à vapeur (locomobile), puis par la prise de force d'un tracteur. La moissonneuse-batteuse en associant ces deux opérations simultanément a permis un important gain de temps et de productivité, mais au détriment de l'emploi agricole. Cette nouvelle machine a aussi permis une plus grande réactivité face aux aléas climatiques.
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La puissance de ces machines est de plus en plus importante : elle est passée d'un intervalle de 100 à 180 ch en 1980 à un intervalle de 200 à 790 ch actuellement[12]. Leur grande taille les rend inutilisables sur les petites parcelles bocagères et au-delà d'une certaine pente. À la fin des années 1990, pour augmenter le rendement et diminuer la pénibilité du travail, un système de guidage (télémétrie laser) et de géopositionnement a été intégré dans le pilotage de la machine[13]. Les machines agricoles ont profité des progrès scientifiques en sciences appliquées dans le domaine de la dynamique des fluides et dans la mesure de précision d'un flux variable[14] et continu[15].
Les capteurs de débit sont parmi les plus importants de l'électronique embarquée, car mesurant le flux de grain conduit vers la trémie. Ils doivent être régulièrement calibrés, et l'on doit préciser le poids spécifique du grain pour certains d'entre eux. Plusieurs modèles sont commercialisés, basés sur des principes physiques différents :
La mesure est pondérée par le facteur humidité du grain, paramètre mesuré par un « capteur à effet capacitif » parfois lui-même pondéré par une sonde de température.
Pour faciliter une standardisation des matériels électroniques (agricoles et forestiers) et/ou des protocoles de mesure et transduction, les interfaces montées sur les engins, les réseaux de commande et de communication de données en série, la réalisation d'un dictionnaire de données agricoles, les échanges de données informatisés entre systèmes d'information agricoles, etc., l'ISO a mis en place un sous-comité technique « Électronique en agriculture »[16].
« Cartes de rendement » : les mesures faites par les capteurs (décrits ci-dessus) sont faites au moins au rythme d'une par seconde et associées à la position de la moissonneuse (connue grâce au GPS, souvent à un ou deux mètres près. Ces données sont informatiquement mémorisées. Après une correction visant à tenir compte du temps mis par le grain pour quitter son emplacement dans le champ et passer devant le capteur de débit ; une base de données est ainsi constituée. Elle permet de générer des cartes de rendement qui sont nécessaires à l'agriculteur s'il veut développer une « agriculture de précision » tout en restant dans le contexte d'une agriculture industrielle et mécanisée. La carte de rendement est produite par un logiciel de cartographie qui va dessiner les zones d'équirendement (de rendement égal, sachant que dans un champ de céréales, la productivité peut varier de plusieurs tonnes de grain par ha) en lissant les dégradés par des méthodes géostatistiques (moyenne arithmétique, krigeage, poids inverse de la distance, etc.), de manière à combler les trous correspondant aux zones non couvertes par des mesures effectives. Dans certains cas, le terminal informatique qui enregistre ces mesures sur la moissonneuse-batteuse peut lui-même être transféré vers un tracteur qui ensuite pourra moduler ses applications d'intrants en fonction de la carte : là où le rendement était moindre, la distribution d'engrais pourra être plus importante, et inversement pour les endroits où le rendement était optimal. Une certaine marge spatiale d'erreur est due à la largeur de la barre de coupe, et à la perte de certains grains. Pour les grandes surfaces, cette approche semble moins coûteuses que l'établissement de cartes de qualité des sols par des analyses de sol, même si des systèmes légers de préleveurs d'échantillons montés sur des quads équipés de GPS ont été mis au point par les prestataires d'analyse de sols. Les cartes de rendement peuvent aussi orienter le positionnement des futurs échantillons de sol à analyser pour mieux comprendre les facteurs expliquant les zones de moindre rendement[17].
De même, l'informatique ne peut pas encore tout expliquer : une partie des baisses de rendement n'est pas due au sol mais au passage de turbulences qui ont couché les céréales, à des grêles, etc. ou aux effets d'un parasite ou d'un pathogènes. D'autres données doivent donc être étudiées, et durant plusieurs années avant d'obtenir une bonne carte de rendement et des prescriptions ou recommandations vraiment adaptées au contexte agro-environnemental[16].
 |
Légende | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | rabatteur à griffes | 11 | grille supérieure | ||
| 2 | barre de coupe | 12 | grille inférieure | ||
| 3 | vis d’alimentation | 13 | vis à otons | ||
| 4 | convoyeur | 14 | recyclage des otons | ||
| 5 | récupérateur de pierres | 15 | vis à grains | ||
| 6 | batteur | 16 | trémie à grains | ||
| 7 | contre-batteur | 17 | broyeur à paille | ||
| 8 | secoueurs | 18 | cabine de conduite | ||
| 9 | table de préparation | 19 | moteur | ||
| 10 | ventilateur | 20 | vis de déchargement | 21 | tire-paille |
Une moissonneuse-batteuse conventionnelle comprend schématiquement :
Il existe deux familles de moissonneuses-batteuses, différenciées par leur système de séparation des grains :
La plupart des moissonneuses-batteuses sont automotrices mais certains modèles doivent être tractés comme la Claas Super ; cependant les tractées ont aujourd'hui (2022) pratiquement disparu. Les automotrices sont généralement mues par un train avant moteur à roues larges, les roues arrière étant directrices. Il existe des machines à quatre roues motrices et des machines à chenilles (simple train ou double train).
Les moissonneuses-batteuses sont des machines onéreuses (de 100 000 à plus de 500 000 euros neuves), et d'une utilisation ponctuelle et saisonnière mais intensive. De ce fait, elles sont souvent exploitées par des coopératives, des groupements d'agriculteurs (CUMA) ou des entrepreneurs spécialisés (ETA).
L'apparition du matériel agricole lourd découle d'une série de progrès (Recherche et développement, sciences appliquées) et de stratégies techniques. Ceux-ci ont été permis par le charbon et la machine à vapeur, puis grâce au pétrole et au moteur à explosion et à l'apparition de machines solides et rustiques, développées à la suite de la Première Guerre mondiale. L'apparition des grandes moissonneuses-batteuses a été l'une des causes de profondes modifications du paysage agricole et rural, qui se sont notamment faites en Europe de l'Ouest au travers des remembrements et dans les pays totalitaires via les regroupements de terres agricoles. Les moissonneuses larges et hautes ne pouvant emprunter les anciens petits chemins, tournant et manœuvrant mal, leur usage n'était pas compatible avec le maintien des structures densément bocagées, ou des zones maillées de fossés, de chemins, de talus et mares autrefois très présents dans les zones cultivées.
Leur poids contribue par ailleurs au tassement des sols déjà souvent dégradés par une perte d'humus et de matière organique et par la formation d'une semelle de labour empêchant les transferts verticaux de l'eau et de nutriments.
Un autre problème est que les moissonneuses modernes avancent très vite, et travaillent sur une largeur très supérieure à ce qu'elle était lors des moissons faites à la main ou avec la traction animale. Ce faisant, elles tuent de nombreux animaux cachés dans la paille.
La généralisation de l'usage des broyeurs à paille sur les moissonneuses favorise cependant la restitution directe de matière organique au sol.
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