Quelle est la prochaine étape pour réduire le compactage du sol?
Tant qu’on utilisera de la machinerie lourde dans les champs cultivés, le compactage du sol va demeurer une préoccupation. La machinerie agricole, surtout lorsqu’elle sert à transporter de lourdes charges (épandeurs, pulvérisateurs, semoirs, remorques pour le grain), doit être configurée pour supporter une charge maximale sur les routes. Cela signifie souvent que la pression des pneus doit être plus élevée que celle qui devrait être utilisée dans le champ. La combinaison de grosses charges et de pressions de pneus élevées augmente considérablement les risques de compactage.
Pour toutes ces raisons, les producteurs agricoles doivent souvent accepter de faire des compromis. Cependant, la plupart des compromis ne sont pas gagnants! Ainsi, un nouvel ensemble de pneus 900/60R32 pour un épandeur à fumier demanderait une pression sur la route de 40 psi alors que dans un champ cette pression pourrait être aussi basse que 10 psi. Si le « compromis » est de répartir l’écart (ce qui ne doit pas être fait) et de mettre une pression de 25 psi dans les pneus, ce compromis est un échec. En effet, cela diminue le niveau de sécurité sur la route, accroît les risques de défaillances des pneus, réduit leur durée de vie, augmente la consommation de carburant ainsi que le compactage du sol comparativement à une optimisation de la pression des pneus selon les changements de situations.
Malheureusement, les concessionnaires n’offrent aucune nouvelle pièce de machinerie qui convient à toutes les utilisations. Même avec les meilleurs pneus, l’ajout de ballasts et d’accessoires pour répondre aux exigences de la circulation sur la route et dans le champ et les différentes utilisations du tracteur, il est fondamentalement impossible d’optimiser la machinerie pour toutes les situations. Même si votre équipement est configuré pour une seule utilisation comme un pulvérisateur automoteur, s’il doit circuler sur la route, il ne peut pas être optimisé à la fois pour la route et pour le champ. Dans ce cas, le mieux qu’on puisse faire, c’est d’avoir deux ou trois ensembles de configuration de pneus qui peuvent être interchangés, mais cela n’est pas encore optimal, et prend beaucoup de temps tout en étant coûteux.
Il pourrait y avoir une exception quand dans une rare circonstance où tous les champs cultivés sont situés très près les uns des autres et où l’agriculteur prend soin de choisir de rouler sur la route à une vitesse nettement inférieure à la vitesse normale de transport, il pourrait alors régler beaucoup plus bas la pression des pneus.
Une solution théorique pourrait être de se doter d’un compresseur et de régler manuellement la pression des pneus lorsqu’on passe de la route au champ et vice-versa. Comme si quelqu’un allait faire ça! Avec les dimensions des pneus, le nombre de pneus et les accessoires, en plus de la fréquence des transitions entre la route et le champ, c’est tout simplement irréaliste.
C’est ici qu’entrent en scène les systèmes centralisés de gonflage de pneus (CTIS)!
Systèmes centralisés de gonflage de pneus (CTIS)
Ces systèmes fonctionnent par la manipulation de la surface de contact du pneu avec le sol en modifiant la pression de celui-ci (figure 1). Plus grand est le volume du pneu, plus il est possible de modifier sa pression tout en assurant le soutien de la charge, de même que l’intégrité du pneu et la sécurité. La diminution de la pression du pneu permet aux parois latérales de celui-ci de s’étirer ce qui accroît sa surface de contact avec le sol, réduit le poids par pouce carré en contact avec le sol, diminuant ainsi le stress imposé au sol. À la figure 1, la surface de contact ou empreinte de pneus de mêmes dimensions est nettement modifiée à mesure que la pression du pneu change. Ces pneus aplatis semblent plus larges, mais en fait ils créent une empreinte plus longue.
Figure 1. Modification de l’empreinte de la surface de contact d’un pneu de machine agricole à la suite d’un changement de pression du pneu. (Would-you-run-100-psi-teaching-0510)
Ces systèmes permettent à l’opérateur d’optimiser automatiquement la pression des pneus à partir de la cabine. Cette optimisation peut être réglée manuellement ou de manière autonome en vue de régler la pression des pneus en fonction des conditions de la route et du champ. Le système centralisé de gonflage de pneus peut être utilisé pour ajuster la pression de ceux-ci de manière différentielle en fonction des changements de poids supportés par la machinerie au cours des chargements ou des déchargements en circulant dans le champ. Cependant, le recours à ce système centralisé exige encore qu’on utilise les pneus qui conviennent à l’usage qu’on en fait.
Même avec le système CTIS, l’optimisation représente encore une sorte de compromis selon la situation. Si l’on revient à l’exemple du pulvérisateur automoteur, les agriculteurs changent souvent leurs pneus plus larges utilisés en début et en fin de saison pour des pneus plus étroits pour les opérations de pulvérisation sur les cultures. Toutefois, ces pneus plus étroits ont un volume plus faible ce qui empêche de profiter au maximum des avantages du système centralisé de gonflage. Des pneus plus larges de plus gros volume peuvent supporter des pressions plus basses pour une même charge et sont donc en mesure de créer une surface de contact plus large sur le sol qui répartit davantage la charge sur celui-ci comparativement à des pneus plus étroits. Heureusement, mais ce n’est pas toujours le cas, les conditions du sol durant la saison de pulvérisation des cultures sont souvent plus sèches qu’au printemps ou à l’automne.
Il existe actuellement deux choix réalistes de systèmes centralisés de gonflage (CTIS) offerts en Ontario (AgriBrink & TreadRight) (figure 2). Tous les producteurs qui ont installé un tel système sur un pulvérisateur automoteur (ou sur toute machinerie) sont convaincus que cela est avantageux, quelles que soient les dimensions des pneus. On devrait examiner les systèmes centralisés de gonflage des pneus pour ce qu’ils offrent en termes d’économie par rapport aux pertes de rendement, de rendement énergétique, de la réduction de défaillances de pneu et de prolongation de leur durée de vie. Ne laissez pas l’étiquette de prix vous faire douter de l’importance d’une bonne compréhension de ce que tout ce que ces systèmes offrent et de leur rentabilité. Si vous dépensez beaucoup d’argent pour du nouvel équipement ou que vous achetez de meilleurs pneus pour votre machinerie sans ajouter de système centralisé de gonflage de pneus pour optimiser cet équipement, vous diminuez de beaucoup votre retour sur investissement.
Figure 2. Exemple d’un système centralisé de gonflage de pneu (CTIS) installé sur un pneu d’une machine agricole.
De plus, ce système ajouté à de la machinerie peut être transféré à du nouvel équipement. L’installation des supports pour les compresseurs et les commandes est peu coûteuse (1 500 à 3 000 $) comparativement aux économies réalisées en utilisant le système.
À surveiller notre article dans le prochain numéro du bulletin Grandes cultures pour certains exemples révélateurs provenant des journées de démonstration sur le compactage des sols qui montrent l’utilité des systèmes centralisés de gonflage des pneus.
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If we are going to put big equipment into farm fields, soil compaction will continue to be a threat. Farm equipment, especially that which carries heavy loads (spreaders, sprayers, planters, grain wagons) needs to be configured to support that maximum load under road conditions. This often requires significantly higher tire pressures than what should be used in the field. The combination of big loads and high tire pressures increases compaction risk significantly.
This often results in farmers making compromises. Most compromises are losing propositions! For example, a new set of 900/60R32 tires for a manure spreader would require a road pressure setting of 40 psi whereas the field setting could be as low as 10 psi. If the “compromise” was to split the difference (which shouldn’t be done) and set the tires at 25psi, the compromise is a failure. This compromise results in reduced road safety, greater chance of tire failure, reduced tire life, higher fuel consumption, and increased soil compaction compared to optimizing the pressure for changing situations.
Unfortunately, no new piece of equipment comes from the dealer optimized for all its uses. Even with the best tires, ballast and accessories installed the requirements for road and field travel, along with different uses in the case of a tractor, it’s essentially impossible to optimize equipment for all situations. Even if your equipment is configured for a single purpose such as a self-propelled sprayer, if it has to move down the road it won’t be optimized for both the road and field. In this case the closest you can get to optimized is having 2-3 sets of tire configurations that you switch out, but this still it is not optimized and is time consuming and expensive.
The exception is the rare circumstance where all the fields farmed are in close proximity and the farmer consciously chooses to road travel at much slower than normal transport speed allowing tires to be set at a much lower pressure.
One solution is to have a compressor on hand and manually adjust tire pressures when transitioning between road, field, and back to road. As if that is going to happen! With the tire size, the number of tires on some implements, and the frequency of field to road transitions, it’s just impractical.
Enter, CTIS!
Central Tire Inflation Systems (CTIS)
CTIS works by manipulating the contact patch of the tire on the ground by changing the pressure (Figure 1). The larger the tire volume the more opportunity there is to change the pressure while still carrying the load and ensuring tire integrity and safety. Reducing tire pressure allows the tire side walls to flex, leading to a longer contact patch. This reduces the weight per square inch on the soil, reducing the stress exerted on the soil. In Figure 1 the contact patch/footprint of the same size tire changes length significantly as the psi changes. These squatting tires look to be getting wider but in fact create a longer footprint.
Figure 1. The changing footprint of ag tire contact patch as a result of changing inflation pressure. (Would you run 100 psi teaching 0510)
These systems allow the operator to optimize tire pressures automatically from the cab. That optimization can be manually or autonomously controlled to manage tire pressure according to the transport and field conditions. CTIS can be used to adjust tire pressure differentially as the implement weight changes with loading or unloading as it travels across the field. But using CTIS still requires the right tires for the intended applications.
Even with CTIS, optimization is still somewhat of a compromise depending on the situation. Returning to the self-propelled sprayer example, producers often change over from early/late season wider tires to narrower ones for in-crop spraying. However, these narrower tires have lower tire volume which prevents them from taking full advantage of CTIS. Higher volume wider tires can handle lower pressures based on the same load and are thus able to create a larger contact patch on the ground to spread out the load on the soil compared to narrower tires. Thankfully, but not always, the soil conditions during in-crop spraying are usually dryer than in spring/fall.
There are now two viable options for CTIS available in Ontario (AgriBrink & TreadRight ) (Figure 2). Any farmers who have installed CTIS on their self-propelled sprayer (or any implement for that matter) are convinced it pays regardless of tire size. Every farmer should be examining CTIS systems for what they offer in savings to yield loss, fuel efficiency, less tire failure and tire life. Don’t let the initial sticker shock scare you away from thoroughly understanding what these systems offer and what the pay back is. If you are spending big dollars on new equipment or upgrading implement tires but not adding CTIS to optimize that equipment’s setup, you are significantly impacting your ROI on that investment.
Figure 2. Example setup of CTIS installed on an implement.
Another consideration is that CTIS systems added to equipment can be transferred to newer equipment as replacement occurs. Mounting brackets for compressors and controllers make this a minor cost ($1500-3000) relative to the savings achieved by their use.
Watch for our follow-up article in the next edition of Crop Talk for some striking examples from soil compaction demo days that show the value of CTIS.
