Plus un pneu est grand, plus il peut passer la puissance au sol. Le problème est que le tracteur devient vite moins maniable. Les concepteurs de tracteurs ont alors coupé la poire en deux : des grandes roues à l’arrière pour passer la puissance et des petites roues à l’avant pour tourner. Même l’arrivée des 4 roues motrices n’ont rien changé à cette architecture. Puis sont apparus dans les années 60-70 des tracteurs avec 4 grandes roues égales plutôt destinés aux grandes plaines.
Outre la maniabilité, le critère de plus en plus scruté aujourd’hui est la consommation de gasoil. Ainsi, à puissance de traction égale, c’est-à-dire l’effort que peut tirer le tracteur, celui qui consommera moins a :
Si aujourd’hui les constructeurs arrivent à calculer assez finement les deux premiers points, le troisième point est plus complexe.
Beaucoup d’études ont été réalisées sur des paramètres modifiables par les agriculteurs comme la pression des pneus, l’ajout de masses avant ou arrière, etc. En revanche, il y a peu de recherches sur les choix de conception des constructeurs de tracteurs. Une équipe de chercheurs italiens s’est demandé comment la conception des tracteurs impactent le passage de la puissance des roues vers le sol.
Dans cette étude [1], cinq paramètres ont été pris en compte : la répartition des masses entre l’avant et l’arrière, le rapport des diamètres de roues entre l’avant et l’arrière, l’avance aux roues avant (le glissement des roues avant par rapport aux roues arrière), l’empattement (distance entre roues avant et arrière) et la hauteur du piton ou des barres d’attelage par rapport au sol.
Les résultats de cette étude publiée en 2019 montrent tout d’abord que les paramètres les plus influents sont dans l’ordre, la répartition des masses, le rapport des diamètres de roues et l’avance aux roues avant.
Les chercheurs ont ensuite fait varier les 5 paramètres dans le but de déterminer pour quelles valeurs l’efficacité de traction est la plus grande. Les résultats montrent qu’en condition de travail, pour faire passer le maximum de puissance au sol, le tracteur devrait avoir des roues de même diamètre, une répartition du poids de 54% à l’avant et 46% à l’arrière et aucune avance aux roues avant.
C’est le portrait craché du tracteur américain à quatre roues égales, à la cabine et le moteur très en avant comme sur l’illustration.
Tout en étant moins efficace à la traction, les tracteurs aux roues de tailles différentes pourront être optimisés en ayant une avance positive des roues avant et un centre de gravité beaucoup plus à l’arrière en condition de travail.
Par exemple, un tracteur avec des roues de 1,8m à l’arrière et 1,45m à l’avant (rapport des diamètres de 0,79) et une avance aux roues avant de 2%, la répartition du poids du tracteur en condition de travail devrait être de 70% à l’arrière et 30% à l’avant.
Ainsi, pour chaque configuration il existe un optimum que les constructeurs peuvent faire varier pour concevoir des tracteurs qui maximisent l’efficacité de traction.
Aurélien MILLE
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[1] Regazzi, N., Maraldi, M. & Molari, G. (2019). A theoretical study of the parameters affecting the power delivery efficiency of an agricultural tractor. Biosystems Engineering, 186, 214–227.
Par Rédaction Wikiagri
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