Dossier pulvérisateurs : Comment choisir son pulvérisateur

À travers ce dossier spécial, ETA Mag veut aider ses lecteurs à savoir investir sans se tromper dans un matériel aussi important que le pulvérisateur.

Le coût des machines est important, justifié par des performances… Encore faut-il avoir déterminé préalablement quelles sont celles qui correspondent le mieux au contexte de son exploitation agricole. Suivez le guide!

Découvrez notre guide : Comment choisir son pulvérisateur?

Avant de dresser n’importe quel pronostic sur la qualité de travail d’un pulvérisateur à rampe, il faut considérer que le matériel (combinaison pulvérisateur-buses) influence pour moins de 20 % la réussite du traitement.

Les contrôles de pulvérisateurs périodiques ont largement évincé les aberrations de fuites ou défaillances majeures mais n’excluent pas des erreurs de manipulations ou des conditions d’utilisation défavorables.

Dans ce dossier, l’objectif est de vous guider anticiper un investissement ou un renouvellement afin de ne plus subir des contraintes dues à un équipement sous-exploité, au débit de chantier décevant, ou à une qualité de traitement hasardeuse. La finalité demeure de définir le juste équilibre entre niveau d’équipement et rentabilité économique sur votre exploitation ou entreprise de prestation.

Vous êtes éventuellement en train de réfléchir à renouveler le 23e pulvérisateur de votre carrière, ou vous découvrez peut-être en novice le langage imbuvable des technologies embarquées de votre premier « pulvé ». Quoi qu’il en soit, ce dossier s’adresse à vous. Quel que soit votre niveau d’expertise, il est plutôt mesuré de s’interroger sur la rentabilité d’une option à 1 000 € par mètre de largeur de rampe ou sur un automatisme qui majore le prix d’achat de 10 % à lui tout seul.

Le prix, mais pas seulement

L’application de produits phytosanitaires est une activité coûteuse dont les incidences sont lourdes, positivement d’abord, pour la protection des cultures, et pouvant présenter un impact négatif sur les coûts de production. Les pulvérisateurs du marché sont toujours plus précis et ergonomiques. Ces technologies ont évidemment alourdi les prix d’achat. Un modèle traîné de 24 mètres de largeur et 2 500 litres de capacité a subi une augmentation de 16 % en moins de cinq ans. À performances équivalentes, un pulvérisateur automoteur de 2013 était 15 000 à 20 000 € moins cher qu’aujourd’hui.

Se baser uniquement sur le prix d’achat constitue sûrement une hérésie, mais l’équilibre coût-bénéfice ne tient pas uniquement dans le facteur du débit de chantier. Doit-on viser un développement des surfaces (en production et/ou prestation) pour atteindre la chimère économie d’échelle ?

Verra-t-on des flottes de robots chevaucher les rangs un à un pour valoriser des applications de microdoses ultra-localisées ? Parce qu’il n’existe pas une réponse universelle, nous allons vous guider pour définir les performances et le niveau d’équipement optimal. Limiter le capital au juste nécessaire sans pénaliser ni la qualité de travail ni les charges de traction et main-d’œuvre, voilà le défi de ce dossier.

Une combinaison pas si simple

Avec humilité, retenons que la machine n’est qu’un des éléments qui garantissent l’efficacité d’un traitement. Les items exposés ci-dessous présentent les facteurs de réussite d’un traitement, quelle que soit la culture. Leur chevauchement illustre qu’une modification d’un paramètre touche très souvent les autres. Les conditions météorologiques ou le mode d’action du produit vont par exemple modifier la taille de goutte optimale et donc le réglage de pression de l’appareil.

L’utilisateur est au centre du schéma et démontre qu’il est le seul facteur qui se répercute sur tous les autres. Même avec le plus automatisé des pulvérisateurs, une inattention ou une erreur de l’opérateur se répercute sur la précision de l’application. Ce guide vous accompagne dans la définition d’un appareil, mais retenez que les compétences et l’attitude de l’opérateur prévaudront toujours. Côté investissement, c’est pourtant bien l’équilibre technologie-performance qui vous permettra de contrôler vos charges et valoriser vos coûts de revient.

Identifier votre contexte de prestation est une étape clé pour garantir une bonne adéquation du niveau d’équipement à vos exigences. La rentabilité d’une option de plus de 3 000 € est dépendante de la surface travaillée mais également de la plus-value qu’elle apporte en termes de chiffre d’affaires.

Avant de vous présenter une amorce de cahier des charges, nous vous proposons de pointer les sous-ensembles principaux qui composent un pulvérisateur. Vous pourrez ainsi être sûr de faire le choix qui vous convient le mieux. Les propositions et dimensionnements suivent des tendances ou références qui ne conviennent pas toujours aux cas particuliers de votre exploitation. Vous pourrez ainsi évaluer vos besoins en suivant nos préconisations ou en privilégiant vos exigences techniques et organisationnelles.

Quelle est l’architecture qui répondra le mieux à vos besoins ?

S’il peut paraître insignifiant de s’attarder sur le choix d’un châssis ou d’une cuve, ces éléments présentent, en réalité, une influence importante sur le débit de chantier, le confort, ou encore le coût à l’hectare.

Le châssis

C’est l’organe qui présente le plus d’impact sur le débit de chantier et le rendement énergétique. Nous le subissons fréquemment en fonction des choix de traction disponibles sur l’exploitation.

Les pulvérisateurs portés sont privilégiés pour un coût d’investissement modéré. Attention toutefois à ne pas pénaliser le débit de chantier avec les temps d’attelage, à l’impact négatif sur ces appareils. La facilité de manœuvre à la parcelle est en effet contrebalancée par un attelage plus contraignant.

Le report de charge sur l’essieu arrière du tracteur peut favoriser la capacité du tracteur en parcellaire limitant mais cette charge supplémentaire augmente la compaction et l’orniérage. L’ajout d’une cuve avant améliore l’équilibre et l’autonomie, surtout en cas de fertilisation liquide. Il faut également bien considérer la complexité d’attelage et de rinçage supplémentaire.

Si le gabarit routier ne dépasse pas 2,55 mètres de largeur, c’est le moyen le plus économique de rouler à 40 km/h au transport sans automoteur dédié. La capacité de cuve est la plus limitée en attelage porté avec un rapport de 10 à 15 l/ch d’autonomie en moyenne.

À capacité et équipements équivalents, un pulvérisateur semi-porté (appelé à tort traîné) est plus abordable à l’achat, et présente quelques avantages supplémentaires. Sa facilité d’attelage rend disponible plus aisément le tracteur dédié à la pulvérisation. Son autonomie dépasse même parfois certains automoteurs et son rendement énergétique est le plus favorable avec un rapport possible de plus de 25-30 l/ch.

Pour les cultures les plus exigeantes en pertes par écrasement, l’ajout d’un essieu ou timon orientable limite ses performances économiques mais fait rouler l’appareil dans les traces du tracteur. Lorsque les 5 000 hectares développés par an ou quand les travaux en concurrence sont limitants, les pulvérisateurs automoteurs sont les plus économiques malgré leur prix d’achat plus important.

La protection de classe 4 des cabines pressurisées confirme leur succès en entreprise de prestation ou en investissement partagé. Enfin, leur garde au sol en fait des spécialistes des cultures hautes comme le colza ou le maïs pour les applications les plus tardives. Une vigilance particulière sera à apporter au choix des équipements et de la transmission pouvant pénaliser ses performances en parcellaire vallonné ou portance limitante.

Le train roulant

Même si les pulvérisateurs portés ne sont pas concernés dans ce chapitre, nous attirons votre attention, lors de l’investissement, sur le poids de l’appareil arrière et/ou avant. Une fois chargé (d’autant plus en solution azotée) veillez à ce que la charge sur l’essieu arrière du tracteur ne dépasse ni la limite d’homologation, ni l’indice de charge des pneumatiques.

Concernant les autres appareils semi-portés, en considérant une limitation de vitesse de 25 kilomètres par heure trop souvent dépassée, il est judicieux de choisir l’amortissement d’essieu et de flèche d’attelage le plus performant. C’est ici la durabilité de l’ensemble de votre appareil qui est en jeu au champ : vous ralentissez principalement le vieillissement de la rampe et améliorant sa suspension et donc sa stabilité. Le choix de pneumatiques est directement lié à vos contraintes de cultures en rangs. C’est surtout la voie qui devra être ajustée de manière identique à celle du tracteur.

Défendez-vous d’investir dans des pneumatiques plus étroits que ceux du tracteur : en augmentant la compaction des sols, vous n’éviterez pas non plus l’écrasement de culture. Pour les largeurs de rampe de 24 mètres et davantage, l’enjeu économique de perte de culture ne compense pas les avantages de portance fournis par des pneumatiques larges. Dans le cas d’un achat d’automoteur de pulvérisation, il faut privilégier les roues d’un diamètre maximal et faire stipuler par le fournisseur l’indice de charge toléré.

Côté compaction et choix d’attelage, retenez que c’est principalement le poids par essieu qui génère les tassements en profondeur. Un pneumatique plus large va surtout modifier la compaction de surface et donc limiter l’orniérage.

Flèche articulée ou essieu directeur ?

Flèche articulée ou essieu directeur permettent, l’un comme l’autre, de faire circuler les roues d’un pulvérisateur semi-porté dans les traces du tracteur.

Jusqu’ici réservées essentiellement aux cultures à forte valeur ajoutée, les commandes mécaniques nécessitent des réglages d’embiellage et d’étalonnage pour respecter le suivi des traces.

Aujourd’hui davantage commandés électriquement, les essieux directeurs offrent également un rayon de braquage du pulvérisateur plus court. Pour les parcelles à fort dévers, la flèche ou l’essieu directionnels constituent également des solutions pour éviter la mise en crabe du pulvérisateur.

Les éléments assurant la circulation de la bouillie

Une circulation optimale de la bouillie, grâce à une pression constante, par exemple, est assurée par la pompe, la régulation, la filtration, la rampe, ou encore les buses. Ce sont autant d’éléments essentiels à une pulvérisation de qualité.

La pompe

On parle parfois de plusieurs pompes sur un même appareil. Cela confirme que chaque technologie présente une plage d’utilisation spécifique. Les pompes volumétriques sont les plus courantes, elles offrent une stabilité et une étendue de pression plus importantes. À pistons ou membranes, leur fiabilité n’est plus à démontrer.

Ce sont également des solutions économiques pour les utilisateurs qui ne font pas du débit une contrainte majeure. Justement, nous voilà à l’estimation du débit. En utilisant la formule suivante : Dose (l/ha) x Vitesse (km/h) x Largeur de rampe (m) / 600 vous obtiendrez le nombre de litres qui s’écoulent de votre rampe toutes les minutes.

Pour garantir la stabilité dans une régulation classique du retour en cuve, nous ajouterons une marge de 15 % et vous obtiendrez votre débit de pompe maximum nécessaire. Pour les applications de fertilisation liquide qui nécessitent davantage de dose ou de vitesse, et pour les circulations continues, certains constructeurs vous proposent une pompe centrifuge.

Telle une pompe d’irrigation réduite, son débit est bien plus important que les pompes à membranes ou à pistons-membranes. Attention toutefois à la pression maximale atteignable, qui peut limiter l’utilisation de buses à induction d’air à plus de cinq bars. Le mode de remplissage va également dicter votre dimensionnement de pompe.

En cas d’aspiration par le pulvérisateur depuis une cuve d’engrais ou un réservoir tampon d’eau claire, certains constructeurs vous proposent deux pompes afin d’assurer du débit lors du remplissage et de la pression lors de l’application. Prenez le temps d’estimer la durée de remplissage maximal en fonction du débit de pompe annoncé en considérant que votre tracteur n’animera certainement pas la rotation à plein régime.

Le poste de remplissage

Lors du choix du bac d’incorporation, ce sont d’abord le volume et sa graduation qu’il faut contrôler. L’utilisation de certains produits poudreux nécessite un prémélange pour garantir l’efficacité. Côté ergonomie, privilégiez les supports pour vos fûts ou votre pichet.

Il faudra également favoriser une ouverture sans effort du bac d’incorporation, voire avec une seule main lorsque l’on est chargé de faire le remplissage du produit. Un rince-bidon n’est pas superflu. Faites confirmer à votre fournisseur que son utilisation est possible directement depuis la cuve de rinçage. Pour les couche-tard ou les lève-tôt, prévoyez un éclairage du poste de remplissage afin de manipuler les vannes et le bac d’incorporation sereinement.

Que les commandes soient en cabine ou manuelles sur le pulvérisateur, il est important que les icones utilisées vous paraissent évidentes. Leur regroupement a contraint les fabricants à simplifier l’identification des commandes, complexifiant parfois paradoxalement la compréhension. L’utilisation d’un joystick en cabine ne doit pas dispenser d’une identification de commandes claires pour éviter des actions involontaires (surtout avec plusieurs opérateurs).

Pour les travaux nécessitant des rinçages ou changements de produits fréquents, préférez les commandes intégralement depuis la cabine. Pour les pulvérisateurs plus modestes, assurez-vous simplement que les vannes manuelles sont activables sans contrainte de débrayage de prise de force.

La circulation

La circulation classique est identifiable par l’absence de retour en cuve au bout de rampe. Son avantage principal est de réduire le volume résiduel après désamorçage la pompe. A contrario, c’est la circulation qui demande le plus de temps d’amorçage de la rampe en début de chantier. Même si le coût de ces pulvérisateurs est le moins dispendieux, la circulation classique n’est pas recommandée pour les traitements à moins de 80 l/ha.

La circulation continue autorise, elle, le retour en cuve en bout de rampe en permanence. Les porte-buses sont donc toujours alimentés par la même concentration que la cuve principale. Cette configuration oblige à utiliser des antigouttes commandés électriquement ou pneumatiquement. Le prix et la maintenance sont donc accrus par cette circulation la plus performante.

Une troisième possibilité est appelée semi-continue. La circulation de la bouillie est possible en bout de rampe uniquement lors des phases de pulvérisation. Ce compromis empêche principalement la formation de dépôts dans les canalisations en conservant un investissement dans de simples porte-buses à membranes.

La régulation

Souvent confondue avec la circulation, la régulation peut pourtant être choisie de manière indépendante. Cet équipement définit donc le débit instantané qui s’écoule des buses en fonction de la vitesse d’avancement. Les pulvérisateurs à pression constante sont les moins répandus. L’utilisation d’un régulateur de pression sur le retour en cuve permet de stabiliser le débit aux buses quelle que soit la vitesse de progression du tracteur.

Dans ce cas, la pression est stable et on conserve une micronisation identique dans toute la parcelle. L’inconvénient principal est de ne pas respecter le dosage par hectare en cas de variation de vitesse ou de patinage des roues.

Le sigle DPM signifie « débit proportionnel au régime moteur ». Le dosage est respecté, malgré un changement de régime de prise de force, en adaptant la pression de travail des buses. La limite de la régulation DPM réside dans la contrainte de maintenir la vitesse d’avancement la plus stable possible. Dans les cas particuliers où le tracteur patine, il y a surdosage systématique puisque le débit instantané à la rampe n’est pas modifié.

À l’investissement, c’est pourtant la régulation la plus économique. Si vous souhaitez respecter le dosage malgré une modification de vitesse d’avancement, il faudra vous tourner vers une régulation DPA. Aujourd’hui majoritairement géré par une mesure de vitesse électronique (capteur de roue, vitesse du tracteur, antenne GPS, radar…), cet automatisme adapte le débit aux variations d’avancement.

Il faut toutefois s’assurer que le capteur de vitesse n’est pas placé sur une roue motrice, ce qui annule toute prise en compte du patinage. Les régulations DPAE se distinguent par une vérification du débit pour le calculateur selon deux procédés.

La filtration

La standardisation des finesses de filtration facilite le choix des filtres. La plupart des constructeurs font correspondre le code couleur du filtre au calibre de buse minimum utilisable. Attention toutefois à ne pas vous perdre dans les unités utilisées. S’il s’agit de µm (1/1 000e de millimètre) : plus la valeur est petite, plus la filtration est fine.

Dans le cas d’unités anglo-saxonnes, les « mesh » indiquent une densité de mailles. Dans ce cas, plus le chiffre est petit, plus la filtration est grossière. Une progressivité doit être conservée depuis l’aspiration jusqu’aux filtres de rampes pour éviter de colmater un seul composant. Soyez vigilant sur la possibilité de démonter les filtres principaux (aspiration et refoulement) sans nécessité de vidanger la bouillie avant les interventions de nettoyage.

La rampe

Souvent présentée comme un critère de débit de chantier, la rampe est surtout une caractéristique à anticiper en lien avec le reste du parc de l’exploitation.

Elle est ajustée en fonction de la largeur du matériel d’épandage, et il faut également veiller à son adéquation avec la cadence de jalonnage des semoirs. Dans le cas de prestations de services ou d’achat à plusieurs, les constructeurs proposent des rampes dont les extrémités se replient synchroniquement aux coupures de tronçons. Veillez donc à ce que l’ensemble des chantiers soient compatibles avec les largeurs de rampes.

Côté plage de hauteur, seuls les pulvérisateurs portés sont limités. À l’image de la garde au sol du tracteur, les traitements en cultures hautes (maïs, colza…) seront plus difficiles à atteindre. Même si les suspensions de rampes sur le marché atteignent des performances satisfaisantes, la question de la correction de dévers mérite d’être posée.

Facultative en plaine, quand les dévers ne sont que ponctuels, la commande hydraulique de l’inclinaison est indispensable lorsque les pentes dépassent les 5 % d’inclinaison. La géométrie variable va modifier l’inclinaison des bras des rampes indépendamment de chaque côté. Assurez-vous que ces mouvements sont possibles verticalement dans les deux sens (positif et négatif ). Sur les pulvérisateurs portés, le repliage des rampes à l’arrière de la cuve facilite l’attelage et évite l’égouttage des bras sur le tracteur. A contrario, si la puissance de relevage est limitante, le repliage en accordéon pénalisera rapidement le porte-à-faux.

Automatismes, modulations, coupures… quand la technologie aide à mieux travailler

L’évolution technologique (démocratisation des capteurs, GPS, etc.) fait aujourd’hui des agriculteurs des chefs d’entreprises high-tech, ce qui leur permet d’affiner leurs méthodes de traitement.

Automatismes de rinçage

Pour rendre les opérations de rinçage plus faciles, les pulvérisateurs peuvent recevoir un automatisme qui gère le volume d’eau claire à chaque dilution ainsi que l’ouverture des tronçons pour épandre la bouillie résiduelle. Cet équipement peut simplement vous épargner des arrêts imposés pour manipuler les vannes (et descendre du tracteur).

Pour les appareils à commandes électriques en cabine, c’est aussi un moyen de séquencer le rinçage dans chacun des circuits de l’appareil sans oubli ou erreur de manipulation de l’opérateur. La sérénité est alors permise lorsque des parcelles à risques se succèdent (par exemple un fongicide sur colza suivant un désherbage de maïs).

Avant d’investir, assurez-vous que le volume de la cuve de rinçage est suffisant pour atteindre l’objectif de dilution au centième. Contrôlez également que le circuit d’incorporation est concerné par cet automatisme de rinçage.

Hauteur de rampe automatisée et géométrie variable

Il s’agit bien de deux niveaux d’équipement distincts. La stabilisation de rampe active modifie la hauteur des buses par rapport à la cible de manière autonome.

Des capteurs placés sur la rampe rigide informent un calculateur, qui adapte uniquement la hauteur du cadre et le correcteur de dévers. C’est un confort évident pour les parcelles pentues ou ceux qui pulvérisent à plus de 12-15 km/h.

Certains appareils peuvent être programmés pour conserver une hauteur de rampe plus élevée lorsque la pulvérisation est stoppée en bout de champ. La géométrie variable possède d’office un contrôle de hauteur de buses actif, mais présente la particularité d’articuler les bras de rampes selon la dénivellation positive ou négative.

Cet équipement plus onéreux est à réserver pour des parcellaires très vallonnés sur de courtes distances. Le développement récent de portebuses tous les 25 centimètres contraint à pulvériser le produit à moins de 50 cm de la cible pour respecter le recouvrement des jets. Dans cette configuration, sauf cas exceptionnel, ces équipements deviennent inévitables.

Coupure de tronçons automatique

La coupure de tronçons automatique nécessite de capter une information de positionnement par GPS. Ce sont la précision du signal, le nombre de tronçons et la compatibilité avec le tracteur qui déterminent principalement le coût de cet équipement.

Accessible pour moins de 5 000 €, la coupure automatisée simplifie la conduite de l’appareil et annule les mauvais dosages dans toutes les zones de croisement de rampe. Même si la fiabilité et le confort ne sont plus à justifier et que l’investissement est possible pour moins de 5 000 €, il reste la question de

la rentabilité. C’est ici que la forme de votre parcellaire et le coût d’intrants à l’hectare vont peser dans le calcul. En effet, pour moins de 200 €/ha de produits de traitement, cette option imposera de réduire le volume de matière active réellement utilisé lors de la préparation de la bouillie. La coupure de tronçons automatique est aussi un bon moyen de contrôler les volumes résiduels en fin de chantier, qui ne sont plus dépendants de la marge de sécurité que l’opérateur a prévue lors de la fermeture et de l’ouverture des buses de pulvérisation.

Même si l’économie de produit n’est pas systématique, elle représente surtout la garantie d’une meilleure répartition du volume dans les zones de croisement, surtout si l’on pousse l’équipement jusqu’à une coupure buse par buse.

Modulation de dose intraparcellaire

Jusqu’ici réservée aux outils d’épandage d’engrais et de semis, la modulation intéresse en premier lieu les utilisateurs de solution azotée. La première limite, en voulant modifier la dose dans une même parcelle, est la largeur de rampe.

Contrairement à un semoir qui régule la densité sur quelques mètres, la largeur de pulvérisation limite la résolution du zonage de la carte de préconisation. L’arrivée de porte-buses à commandes électriques autorise davantage de souplesse face à cet inconvénient. Quelques pratiques semblent se développer sur des applications fongicides.

La rentabilité est directement proportionnelle à l’économie d’intrant. Sans résultats probants et une vulgarisation de la technologie pour limiter leur coût, il semble que ces technologies sont à privilégier sur des grandes surfaces ou cultures industrielles intensives.

La pulvérisation ultra-localisée concerne l’application du produit uniquement sur les cibles et non plus sur toute la parcelle. Développée d’abord pour le désherbage, c’est clairement la précision et le coût des capteurs qui justifieront l’intérêt économique et environnemental de ces options high-tech.

Sélection de buse automatique et vannes PWM

Ces deux accessoires viennent remettre en cause les régulations DPAE déjà très performantes. En effet, une variation de vitesse mesurée va générer une modification du débit instantané à la rampe pour conserver un dosage régulier.

La précision des DPAE a même crû ces dernières années avec l’utilisation des signaux GPS ou radar pour l’information vitesse. La variabilité de pression admise pour adapter le volume par hectare provoque un changement du spectre de gouttes produites. La première option consiste donc à proposer des porte-buses à ouverture pilotée pour modifier le calibre de buse en fonction de la vitesse. Cette sélection de buses automatique permet de conserver une micronisation satisfaisante quelle que soit la vitesse et même malgré de grosses variations dans la même parcelle.

Ce niveau d’investissement est   plus   abordable sur un pulvérisateur à   circulation   continue, où les porte-buses sont déjà souvent pilotées par un circuit pneumatique indépendant. Attention alors à la maîtrise du coût sur des appareils à circulation classique. Les vannes PWM visent à atteindre le même objectif de stabilité de micronisation sans modification du calibre de buse. Pour cela, c’est une commande d’ouverture électrique qui provoque des impulsions, fractionnant le jet à des fréquences différentes selon la vitesse d’avancement.

Ainsi, la pression d’utilisation de la buse est stabilisée. Au lieu d’être continue, la pulvérisation est saccadée plusieurs fois par seconde pour réduire le débit instantané de la rampe. Cette technologie plus récente en pulvérisation est encore l’une des plus chères. La fiabilité n’est pas un point menaçant car il s’agit de la même technologie que celle retrouvée sur les électrovannes hydrauliques proportionnelles   de nos tracteurs depuis plus de quinze ans. C’est donc bien l’équilibre coût-performance qui déterminera l’intérêt de ces équipements de pointe.

Texte: Julien Hérault