Résumé¶

Dans le cadre de la spécialisation en Agro-Equipements et Nouvelles Technologies du parcours ingénieur Agronomie et Agro-Industries, 4 élèves ingénieurs travaillent en partenariat avec le lycée horticole de Fayl-Billot, représenté par sa directrice d'exploitation,afin de trouver une solution qui permette de botteler mécaniquement au champ l'osier après sa coupe par une machine

Contexte du projet¶

Le cadre¶

Le lycée agricole de Fayl-Billot, référent en France pour la production d’osier et la vannerie, fait face au contexte particulier de la filière de l’osier en France : des petites exploitations, peu mécanisées, générant peu d’intérêt auprès des agroéquipementiers de par la taille de la filière, confrontées à une demande en hausse importante, qui engendre une pénurie d’osier à l’échelle française.

Le commanditaire¶

• Lycée agricole publique de Fayl-Billot (EPLEFPA)​
• Pôle Lycée (CAP, CAPa, BEPA, bacs professionnels)​
• CFPPA (Maraîchage biologique, osiériculture, vannerie)​
• Pôle exploitation (150ha, 3ha d’osier)​
• Interlocutrice principale : Amélie GOULARD​, Directrice de l’exploitation

Notre équipe¶

Nous sommes un groupe de 4 élèves ingénieurs en quatrième année Agronomie et Agro-Industries en cours de spécialisation au travers du parcours Agro-équipements et nouvelles technologies. Antonin, Gaétan, Henri et Victor

Les objectifs¶

Concevoir et réaliser un outil permettant de réaliser efficacement deux étapes de la récolte de l’osier : la coupe et le bottelage

Une machine déjà existante (une récolteuse à poireaux)permet de réaliser la coupe des brins d'osier, à l'aide d'une section. Ces brins sont ensuite acheminés vers une caisse. Le placement des brins d'osier dans la caisse après la coupe est une opération fatigante qui nécessite un opérateur en permanence pour réceptionner l'osier et le placer dans la caisse. Cette caisse est ensuite déposée en bout de champ, ou d'autres opérateurs s'attellent à la vider en reprenant l'osier pour le fagoter avant de le placer dans une remorque, enfin prêt à retourner sur le site d'exploitation. Au final, ce sont 4 à 5 personnes qui sont actuellement nécessaires pour récolter l'osier : 1 chauffeur, 1 opérateur sur la machine et 2 ou 3 "fagoteurs" en bout de la parcelle. L'objectif et de mécaniser ces étapes pou n'avoir besoin plus que de 2 personnes maximum pour récolter l'osier au champ.

La culture de l'osier¶

Généralités:¶

• L’osier correspond à des jeunes pousses de saules obtenus par une coupe annuelle hivernale, les oseraies sont implantées pour une vingtaine d’année​

• Le saule est à l’origine une plante pérenne vivace qui se développe dans des zones humides près des cours d’eau​

• Objectifs : produire des brins fins, non cassants, non branchus, longs et souples. ​

• Besoins hydriques : 750mm d’eau par an​

• La taille des brins produits par les plants de saules est variable, entre 1,2m et 1,8m et les brins ne sont pas aptes à la vente durant les deux premières années suivant la plantation​

• On estime qu’une oseraie atteint son plein rendement au bout de 3 ans

Les débouchés :¶

On distingue différents types d’osier en fonction de leur usage :​

L’osier vert (osier vivant): ​

- désigne les osiers fraîchement récoltés, commercialisés vivants pour être ensuite replantés - principalement utilisé en architecture végétale (structures, cabanes, palissage des vignes)​

L’osier brut (avec écorce) - osier vert qui a subi une opération de déshydratation pendant quelques mois (environ 2 à 3 mois selon la ventilation et les conditions) ​utilisé pour des réalisations d’intérieur​

L’osier blanc (sans écorce)​: osier vert qui a été écorcé, opération appelé décorticage​

L’osier brut et l’osier blanc sont les deux types d’osier commercialisés en vannerie et ce sont les plus demandés.

ITK :¶

• Travail du sol
  Amendement (compost 30/40 tonnes par hectares)

• Taille des boutures : 20cm
  Densité : 50 000 à 100 000 pieds/ha
  Ecartement : Inter-pied/Inter-rang

*Désherbage : Bineuse (2 à 5 passages)
Irrigation selon les besoins
Lutte chimique contre les ravageurs (1 à 3 passages)

La réalisation¶

Hiérarchisation des besoins¶

1. Bottelage de l'osier
2. Rangement/conditionnement sur la machine
3. Amélioration du système de coupe déjà existant

Les critères¶

• Coupe propre et nette, le plus bas possible, sans fissurer les brins, couper tous les brins (même les petits)​
• Ne pas abîmer ni l’osier, ni la souche
• Facile d’utilisation, d’entretien, maniable, coût raisonnable, sécurisée​
• Rabattre correctement l'osier sans en laisser beaucoup sur le champ​
• Possibilité d’atteler derrière un tracteur​
• Possibilité de botteler correctement et de pouvoir convoyer les bottes sur une remorque ou en palox​
• Coupe net, réglable en hauteur​
• Machine légère qui ne tasse pas le sol

Notre concept¶

Après visite dans les locaux du lycée, nous avons établi une première ébauche CAO du prototype que nous voulons réaliser. (Voir partie verte photo)

1: Déplacement de l'osier jusqu'au lieur¶

Réception des brins d'osier dès la fin des courroies existantes sur une plateforme ​
Mise en place d'éléments de guidage des brins vers le lieur: ​

barrettes métalliques (2cm de diamètre) espacées d'environ 15 cm​
Fixation au même niveau des barrettes actuelles ​
Formation d'une accumulation de tiges (future botte)
Accumulation sur les 30 cm entre le lieur et les courroies

2: Liage de la botte¶

Système d'actionnement du système de liage (capteur ou actionneur mécanique) pour faire une botte d’environ 10 kg ​
Actionnement du lieur dès l’arrivée du bras de rabattement incurvé pour fermer la botte (entre 10 et 15 cm du bas)

Nous partons présentement sur un liage vertical réalisé à la sortie des courroies de l'arracheuse à poireaux. Nous voulons récupérer le système de liage d'une presse faible ou moyenne densité afin de le fixer sur le châssis. L'ensemble du prototype est monté sur brides afin de pouvoir le démonter à tout moment en cas de problème ou de dysfonctionnement.

Un concept revisité après une visite en Touraine¶

Le mercredi 12/01/2022 nous nous sommes rendus sur l’exploitation de l’Osier de Gué Droit, à proximité de Tours, qui possède une machine fonctionnelle pour botteler mais non homologuée. Voici ce que nous en retenons :
• Arracheuse à poireaux modifiée pour l'osier
• Travail sur coté gauche
• Adaptation sur tracteur de petite taille
• Poids limité
• Gabarit réduit et ensemble démontable
• Aguilles disposées derrière le chauffeur sous la zone de pressage
• Système d’entrainement hydraulique, par chaînes
• Ameneur entrainé par le même moteur

Cela nous a conduit à une réflexion sur la position de la réalisation du nouage. Nous avons ainsi déterminé les avantages et les inconvénients de chaque position. Les voici :

Position verticale : Avantages
• Bonne visibilité sur le chargement du palox
• Coût lié à la ferraille plus faible (tôle en moins)

Position verticale : Inconvénients
• Ajout d’une charge supplémentaire sur le côté pouvant entraîner un déséquilibre important
• Difficile de respecter le gabarit routier (aiguille qui dépasse, bloc de liage assez imposant)
• Pour de l’osier de grande taille, difficulté supplémentaire à le maintenir bien droit
• Si le nœud n'est pas assez serré, la botte risque de s’éparpiller
• Ajout d’un système d’expulsion des bottes

Position horizontale : Avantages
• Répartition de la charge sur l’ensemble de la largeur
• Faciliter l’éjection des bottes par gravité avec leur poids
• Même disposition qu’une presse à petite botte
• Compacité du dispositif
Position horizontale : Inconvénients

• Ajout d’un système permettant de coucher l’osier pour réaliser le liage (Moteur hydraulique avec des courroies cranté)
• Faible visibilité sur l’arrière de la machine

Finalement, nous optons pour une position horizontale du bloc de nouage, dont voici une modélisation CAO :

Budget prévisionnel :¶

Dans le but de chiffrer nos dépenses à venir et celles ayant déjà eu lieu jusqu’à présent, voici un budget prévisionnel. Il pourra faire l’objet de modifications et sera revu lors des révisions budgétaires en cours de projet. Il est découpé en plusieurs postes afin d’identifier ceux qui sont plus ou moins onéreux.

Le bloc de nouage :¶

Maintenant que la position du bloc de nouage est arrêtée, il nous faut récupérer une base de nouage sur une presse à faible densité d’ancienne génération. Pour cela nous avons opté pour une presse MF14 car l’entrainement des noueurs se fait à droite et cette solution est préférable pour notre concept.

!noueurs MF14.png!

Après avoir démonté les éléments qui gênaient l'accès aux noueurs, tels que le canal et des carénages, nous avons procédé à la remise en mouvement des noueurs. Cela n'a pas été simple vu l'ancienneté de la presse, mais nous sommes parvenus à effectuer des noeuds en entrainant le cardan manuellement. Ainsi, voici les différents points testés sur le nouage pour garantir son fonctionnement :

1 : Les aiguilles permettent l’acheminement de la ficelle jusqu’au lieur
2 : Ouverture et fermeture du bec noueur
3 : L’enchainement des nœuds n’entraine pas de bourrage
4 : Le bec noueur est réglé de façon à facilité l’extraction du nœud
5 : Les couteaux permettent une coupe nette de la ficelle

Les objectifs ont été remplis avec succès après de nombreux réglages et recherches de solutions.

Voici l'état des noueurs après nettoyage et remise en fonctionnement :

!noueurs propres.png!

Poste métallurgie¶

Concernant l'acier, le coût total des fournitures concernant ce poste s'établissait à 449€ dans le budget prévisionnel. Après commande et réception, il s'est avéré que nous en avons eu pour 502€. Cette différence de couts est dû à l'ajout d'une plaque qui n'a pas été budgétisée.

Choix du système hydraulique¶

2 possibilités s'offrent à nous concernant le choix du système hydraulique. Soit l'un avec commandes électriques soit l'autre avec commandes mécaniques. Le premier système offre plus de confort pour le chauffeur qui peut régler la vitesse de rotation du moteur entrainant les noueurs depuis la cabine, sur le même principe qu'un boitier d'épandeur. Le second nécessite de descendre du tracteur pour faire varier la vitesse de rotation du moteur. Etant donné que, normalement, la vitesse de rotation des noueurs n'a pas besoin d'être changée une fois réglée, nous optons pour la deuxième solution à commande mécanique, qui est moins onéreuse que la première.

Voici le schéma hydraulique du circuit à commande électrique :

!Commande électrique.png!

Voici le schéma hydraulique du circuit à commande mécanique :

!Commande mécanique.jpg!

Debut du prototypage¶

Après avoir réuni l'ensemble des matériaux et fait rapatrier la récolteuse existante du lycée de Fayl-Billot, nous nous sommes attachés à réaliser le prototype. Voici le résultat en date du 18/05/2022 :

!prototype v1.png!

!prototype vue arrière.png!

Nous avons pu commencer à tester notre prototype et savons désormais ce que nous devons améliorer :
-Le diamètre des liens est trop important et ne serre pas assez les bottes
-Le bloc noueur bouge trop lorsque le moteur hydraulique est en marche : risque de rupture à force de répétition et avec le tracteur en marche
-Les brins d'osier ne parviennent pas jusqu'au noueur et s'arrêtent à la sortie des courroies
-La ficelle ne se coupe pas encore suffisamment bien

Poursuite du projet et améliorations¶

Guidage de l'osier :
constat:

• Bourrage de l'osier en sortie de courroie avant l'arrivée au noueur
• Fagots irréguliers et difficiles à réaliser
• Guider l'osier jusqu'au noueur 
• Faire coucher l'osier au niveau du noueur pour simplifier la mise en fagot.
• Utiliser les moteurs hydrauliques existants

Objectif de l'amélioration apportée :