Le guidage des bineuses par photocellule : Technologies et applications pour un désherbage de précision

Le désherbage mécanique est une pratique agricole essentielle pour limiter l'utilisation des produits phytosanitaires. Pour optimiser son efficacité, les bineuses modernes s'appuient sur des systèmes de guidage de plus en plus sophistiqués, parmi lesquels les photocellules jouent un rôle clé, souvent en complément d'autres technologies. Ces innovations visent à améliorer la précision du travail, le confort de l'opérateur et le débit de chantier, tout en s'adaptant à des conditions culturales variées.

Les différents systèmes de guidage pour bineuses

Pour un désherbage mécanique performant, plusieurs technologies de guidage sont utilisées, chacune ayant ses spécificités et ses domaines d'application privilégiés. Elles peuvent être combinées pour maximiser la fiabilité et la précision.

Le guidage par palpeurs : Une approche mécanique éprouvée

Les palpeurs sont l'un des systèmes de guidage les plus anciens et les plus fiables. Il s’agit de tiges métalliques qui vont palper le rang de la culture. Si un décalage est capté, un système hydro-électrique corrigera la position de la bineuse. Une roue ou un coutre placé sur le semoir va imprimer une trace au sol qui va être retrouvée et suivie par un palpeur lors du désherbage.

Souvent utilisés en complément de la caméra pour intervenir dans les situations plus difficiles, par exemple lorsque l’on arrive au stade huit-dix feuilles du maïs, ou bien quand le vent fait bouger fortement le feuillage, les palpeurs pilotent le vérin du double châssis lorsqu’une pression est exercée (le pied de maïs). Le coût des palpeurs avoisine 7 000 euros, ce qui les rend moins onéreux que les systèmes GPS RTK ou caméras. Cependant, cette solution ne fonctionne pas en toutes situations : le maïs doit être suffisamment développé et rigide pour assurer une détection efficace.

Le guidage par caméra : La vision au service de la précision

Le guidage par caméra représente une avancée majeure dans la précision du désherbage mécanique. Ce système d’interface, composé soit de palpeurs soit d’une caméra installés entre le tracteur et la bineuse, suit un ou plusieurs rangs de cultures et dispose d’un système de correction de trajectoire électrohydraulique réactif.

Le fabricant français BINNOVE propose une interface d’autoguidage par caméra(s) colorimétrique(s) robuste et compacte. Disposant de série d’un attelage arrière de catégorie 2 ou 3, elle peut recevoir tout type de bineuse, qu’il s’agisse de sa propre bineuse BINNOVE à parallélogramme inversé unique sur le marché, ou d’autres bineuses. Elle offre un réel confort de travail pour le chauffeur en permettant d’augmenter le débit de chantier et la précision de travail pour se rapprocher au plus près des rangs. Avec un dégagement sous châssis de 75 cm et une amplitude de translation latérale de 50 cm, l’interface d’autoguidage caméra peut être équipée de roues de jauges pneumatiques ou de roues coutres métalliques de 540 mm de diamètre. Elle comprend une paire de béquilles de stationnement. Son système d’analyse nouvelle génération d’une ou deux caméras avec auto-focus permet d’analyser plusieurs lignes de cultures semées à partir de 12,5 cm d’inter rangs et jusqu’à 80 cm. Les rangs de la culture sont filmés puis traités en continu.

La caméra est un outil de guidage très coûteux, autour de 15 000 à 25 000 euros. Cela peut doubler le prix de la bineuse. Elle est utile essentiellement pour les grandes exploitations qui ont une grosse importance et la nécessité de biner d’importantes surfaces en un temps limité. La bineuse est équipée d’un double châssis, la caméra est fixée sur un châssis fixe et guide les mouvements gauche-droite du châssis mobile de sorte qu’il suive le rang. C’est une aide intéressante à la conduite, cela rassure le chauffeur. La caméra est précieuse notamment aux stades précoces de développement cultural : précision, débit de chantier élevé.

Le système ROW-GUARD d’Einböck, par exemple, dirige les bineuses avec une précision absolue le long des cultures via un translateur fiable et sûr. Il garantit ainsi un travail précis et proche de la bineuse, même à grande vitesse, tout en soulageant le conducteur et en augmentant la précision. Un seul translateur Einböck peut s’atteler et se dételer facilement et rapidement grâce à son attelage catégorie II ou III, permettant de l'utiliser sur plusieurs bineuses. Grâce à la construction étroite du translateur linéaire Einböck, le centre de gravité reste au plus près du tracteur. La construction extrêmement étroite du Row-Guard ne déplace le centre de gravité que de 20 cm vers l’arrière. Ce système détecte les plantes à partir de 12,5 cm d’inter-rang et de 1 cm de hauteur de la plante (selon le type de la plante).

Avantages du système caméra :

• Visibilité optimale : Le logiciel détecte les rangs de cultures même si l’envahissement par les mauvaises herbes est important et/ou s’il y a des petites plantes, et peut être constamment adapté aux conditions.
• Précision maximale avec une 2e caméra : Une caméra supplémentaire assure une meilleure identification des rangs en regardant deux fois plus de rangées. Une deuxième caméra est préconisée particulièrement pour les bineuses à relevage hydraulique des parallélogrammes « SECTION-CONTROL ». Cela assure qu´une rangée de plantes reste toujours dans le champ de vision d´une des deux caméras sur des tournières pointues, ce qui garantit un binage parfait jusqu´au dernier rang.
• Adaptation à la culture : Le réglage de la caméra peut être adapté à la culture en fonction de sa couleur ou de sa hauteur. Les choix possibles sont vert/jaune (par ex. maïs), vert/bleu (par ex. soja, légumes) ou rouge (légumes par ex. betteraves) en mode 2D. Le mode 3D peut être utilisé entre autres pour le maïs, le soja, le tournesol, etc., lorsque les rangées ont une nette avance de croissance (à partir d’environ 10 cm) sur les mauvaises herbes. Le réglage correct en fonction des cultures implantées augmente encore la précision du guidage.
• Mode 3D : Les rangs peuvent également être identifiés grâce à leur différence de hauteur. Cette fonction supplémentaire permet une plus grande précision, surtout en cas d’envahissement par les mauvaises herbes important.
• Manipulation ISOBUS : Le système ROW-GUARD peut être commandé au choix via un terminal ISOBUS autonome/indépendant, externe ou intégré au tracteur. Toutes les fonctions et tous les réglages sont entièrement à la disposition de l’utilisateur.
• Support de caméra pivotant automatiquement : Le support de caméra escamotable disponible en option pivote automatiquement vers le haut lorsque la machine est repliée, évitant ainsi une éventuelle collision entre la caméra et le translateur. Cet accessoire pratique apporte un confort et une sécurité d’utilisation supplémentaires, en particulier pour les machines de petite taille (par ex. 6 rangs, 70 cm).
• Correction de la direction et de la dérive SMART-HILL : SMART-HILL ajoute un axe supplémentaire au translateur ROW-GUARD, qui corrige automatiquement la dérive et l’angle de la bineuse. Grâce à cette compensation des dévers unique, la bineuse reste parfaitement alignée, même sur les terrains en dévers, et travaille avec plus de précision, de rapidité et d’efficacité.
• Caméra de surveillance pour bineuse : La caméra de surveillance avec son objectif spécial pour champ de vision étroit est conçue pour les bineuses et permet une bonne observation de la rangée et de la bande de binage grâce à un écran dans la cabine du tracteur. La caméra se fixe à l’aide d’un support sur n’importe quel endroit de la poutre.

La caméra, système très onéreux, permet de désherber jusqu’au stade 8-10 feuilles. Elle n’aime pas les ombres, mais avec les progrès de l’intelligence artificielle, ses défauts se résorbent avec le temps. Au stade 8-10 feuilles, cela ne fonctionne plus. De même, en cas de reflets prononcés du soleil sur sols secs, la luminosité sature la caméra et l’empêche d’identifier les nuances. Un éclairage d’appoint, souvent Led, est généralement monté sur la bineuse pour garantir une luminosité plus constante. Beaucoup de caméras aujourd'hui distinguent les couleurs et certaines permettent de les paramétrer pour identifier plus facilement les adventices. L’évolution technologique est très rapide grâce à l’intelligence artificielle tant sur la résolution que le traitement des données, ces défauts sont donc progressivement corrigés. C’est ainsi que le mode 3D, qui a fait son apparition, peut se révéler utile lorsque le sol est jonché d’adventices.

La caméra à double optique Culticam MK4HD d’origine Claas distingue les plantes de la terre par reconnaissance de la couleur verte. Le système haute définition parvient ainsi à calculer le milieu des lignes et le compare avec la position de l’outil. Le module intervient ensuite en effectuant les corrections nécessaires par commande électrique d’une vanne hydraulique. Ce système est annoncé efficace dès les premiers stades de la culture, lorsque le rang de culture peut être distingué des mauvaises herbes. L’utilisateur peut faire varier la sensibilité de couleur et paramétrer sa bineuse via le nouveau terminal Communicator 3.

Les cellules photoélectriques et ultrasons : La simplicité au service de la détection

Les cellules photoélectriques et ultrasons offrent une approche plus simple pour la détection des cultures. Ces systèmes sont généralement moins coûteux que les caméras complexes ou les GPS RTK, mais leur précision peut être légèrement inférieure.

La société Godin frères à La Pommeraye (Mauges-sur-Loire, Maine-et-Loire) a développé un dispositif de guidage de précision avec cellules photoélectriques, « Précizo ». Cette interface se place entre le tracteur et la bineuse. Deux cellules détectent les pieds de culture et actionnent au besoin le châssis coulissant, la précision annoncée est de deux centimètres. C’est très simple d’utilisation, il y a peu de réglages à faire. On boulonne les photocellules avec la clé de 19, c’est tout. Godin frères a développé une interface pour détecter les plantes par capteur, qui se place entre le tracteur et la bineuse. Facile à utiliser, mais pas fiable à 100%.

Damien Legault, cultivateur bio en Loire-Atlantique, a fait le choix des cellules photoélectriques. Il dispose en revanche d’un GPS RTK pour réaliser ses semis. Le guidage se fait par l’orientation du tracteur, ce qui amène une plus grande précision, mais cela demande aussi au chauffeur une plus grande attention.

Le guidage GPS RTK : La haute précision pour le désherbage

Le RTK (« real time kinematic ») est le seul système GPS qui permet une précision au centimètre, et qui enregistre la trace d’un passage. Il peut être intéressant pour des travaux réalisés à la herse étrille ou à la houe rotative pour éviter les chevauchements, mais c’est surtout en binage qu’il est précieux.

Principal avantage par rapport aux autres systèmes, le RTK permet de travailler de jour comme de nuit. Il apporte par ailleurs de la souplesse. Quand on sème en six rangs, il est normalement indispensable de biner en six rangs. Disposer d’un système RTK permet de s’affranchir de cette contrainte, on peut travailler avec une bineuse quatre rangs même si le semis a été fait en six ou huit rangs. Le RTK ayant enregistré toutes les lignes de semis, il se recale automatiquement au moment du binage. Il est en tout cas indispensable d’avoir un parfait calage entre le semoir et la bineuse.

« Souvent on s’aperçoit que les réglages ne sont pas bons, soit sur le semoir, soit sur la bineuse, raconte Hervé Masserot, conseiller machinisme à la fédération des Cuma de l’Ouest. Cela peut aller jusqu’à deux ou trois centimètres, et cela décale tout ». Avoir un RTK ne suffit pas si l’on n’a pas vérifié ses réglages au préalable. « Il est préférable aussi d’avoir semé avec le même tracteur que pour le binage, pour une meilleure précision » complète Stéphane Volant expert nouvelles technologies à la fédération des Cuma de l’Ouest.

Par ailleurs, si la distance entre l’antenne (sur le tracteur) et les pièces travaillantes (éléments semeurs, lames de la bineuse) varie d’un chantier à l’autre, cela peut engendrer des décalages. Attention aussi aux dénivelés, « si le champ est en pente, le RTK peut se tromper, on peut avoir de l’écart » avertit Damien Legault, cultivateur bio à Vritz (Vallons-de-l’Erdre, Loire-Atlantique). Il existe des systèmes de compensations : systèmes de caméra ou second GPS sur la bineuse. Le RTK peut être couplé à un palpeur de rang, pour compenser l’éventuelle disparition de signal. Mais « la disparition du signal est de moins un moins un problème » remarque Stéphane Volant.

Le coût du RTK suppose de bien réfléchir son investissement. Il faut compter au minimum 10 000 euros sur le tracteur et 5 000 à 10 000 euros pour l’équipement des outils. Il faut aussi ajouter le coût de l’abonnement, plusieurs centaines d’euros par an. Pour Hervé Masserot, « il faut avoir une utilité globale du RTK pour son système, si c’est juste une aide à la conduite en maïs, cela ne présente pas d’intérêt ».

La Cuma de Rozès (32), déjà équipée d’une bineuse avec guidage caméra, maîtrisait depuis plusieurs années le désherbage mécanique de précision. Mais cette technologie montrait ses limites sur certaines parcelles avec un salissement important ou à des stades de la culture. La Cuma, déjà équipée avec des solutions John Deere et ayant peu d’alternative sur le marché, a adopté la solution Autopath John Deere avec une antenne SF7000. Les adhérents sont unanimes : pour garantir un désherbage mécanique performant, surtout sur des parcelles très sales, la précision du RTK fait une vraie différence. Le guidage actif permet d’intervenir à tous les stades et même dans des parcelles avec un salissement important. La mise en route de 2 jours avec le concessionnaire a permis de démarrer sereinement, l’évaluation montre que la vraie difficulté réside parfois dans la maîtrise de certaines fonctionnalités, en particulier pour la gestion des lignes de guidage.

La Cuma de Rozès montre que le guidage actif RTK sur une bineuse, d’autant plus lorsqu’il est bien maîtrisé et utilisé avec rigueur, permet d’aller plus loin dans le désherbage mécanique de précision. La technologie rend plus fiable la pratique, notamment dans les parcelles fortement salies ou à des stades de culture où le guidage par caméra atteint ses limites.

Interfaces et équipements complémentaires pour le guidage

Pour optimiser l'efficacité du guidage, les fabricants développent des interfaces et des équipements qui améliorent l'intégration et la performance des systèmes.

Translateurs et attelages : L'interface mécanique entre le tracteur et la bineuse

Un translateur est un élément crucial des systèmes de guidage. Il s’agit d’une interface composée soit de palpeurs soit d’une caméra installés entre le tracteur et la bineuse, qui suivent un ou plusieurs rangs de cultures et d’un système de correction de trajectoire électrohydraulique réactif. Le translateur Einböck s’attelle et se dételle facilement et rapidement grâce à son attelage catégorie II ou III et un seul translateur peut donc être utilisé sur plusieurs bineuses.

Grâce à la construction étroite du translateur linéaire Einböck, le centre de gravité reste au plus près du tracteur. La construction extrêmement étroite du Row-Guard ne déplace le centre de gravité que de 20 cm vers l’arrière. Le translateur est équipé de série de roues stabilisatrices en caoutchouc ou à coutre haut (pour les pentes p. ex.) qui permettent de conduire la bineuse avec précision le long des rangs. Ces roues peuvent être facilement adaptées aux différents types de traces laissées par les pneumatiques des tracteurs. Si un translateur est commandé avec une bineuse Einböck, des roues stabilisatrices réglables en hauteur sont inclues. Ces roues s’adaptent aux voies des tracteurs et à l’inter-rang. Selon votre type de sol, vous pouvez choisir une version en caoutchouc ou une version à coutres. Maschio propose deux types de roues de guidage; des roues caoutchouc pour des sols bien nivelés et à plat.

Les interfaces de guidage PHENIX, comme X-GREEN et LYNX, sont conçues pour optimiser la précision du désherbage mécanique en ajustant automatiquement la position latérale des bineuses grâce à un système de caméra colorimétrique et une translation fluide de 50 cm. Les roues d’ancrage donnent la réactivité au système de guidage. La caméra donne le signal, l’interface modifie la position latérale de la bineuse. Si l’interface n’est pas ancrée dans le sol, le déplacement latéral sera incertain.

Le translateur avec vue dégagée ROW-GUARD 380 est conçu pour le maraîchage. Une deuxième caméra est disponible en option pour permettre un binage jusqu´au dernier rang avec SECTION-CONTROL et/ou sur les tournières pointues.

La gamme Phenix : L'innovation française au service de l'agronomie

La gamme Phenix, conçue en Bourgogne, reflète l'excellence de l'ingénierie agricole française en combinant harmonieusement agronomie et innovation technique, fruit du savoir-faire d'agriculteurs passionnés. Chaque composant est issu de productions locales, garantissant ainsi une excellente qualité. Les machines Phenix sont conçues par des agronomes passionnés, sensibles aux enjeux environnementaux. La marque privilégie les techniques durables et les circuits courts, intégrant les dernières innovations tout en s'inspirant du bon sens agricole.

K.U.L.T et Nalatec : Une approche innovante sans interface

K.U.L.T va lancer en France un système de guidage de bineuse inédit, conçu par la société autrichienne Nalatec. Ce pathfinderAgrar fait appel à une caméra placée en avant de la bineuse, sur le marchepied du tracteur. Et celle-ci vise vers l’arrière. Ainsi, elle analyse à la fois l’image du rang de la culture, et une cible fixée dans l’axe d’un des éléments de la bineuse. Cette dernière permet de vérifier en temps réel l’effet de la correction apportée. Pour piloter la trajectoire de la bineuse, Nalatec a choisi de se passer d’interface. Un simple vérin hydraulique installé à la place d’un stabilisateur de bras de relevage s’en charge. On trouve le même mécanisme mais dans une réalisation beaucoup plus complexe sur l’Autotrac Implement Guidance de John Deere et Monosem. Ce principe donne à la bineuse des mouvements paraboliques. Donc, il vaut mieux qu’elle soit assez courte pour conserver la précision du travail des organes les plus en arrière. L’installation de la caméra et du vérin font que ce dispositif demande de dédier un tracteur particulier à la bineuse. En contrepartie, il n’a pas besoin d’être très lourd vu l’absence d’interface. C’est un avantage pour le respect du sol. La caméra dispose d’un éclairage pour le travail de nuit.

Optimisation et défis du guidage de bineuse

Malgré les avancées technologiques, l'optimisation du guidage des bineuses reste un enjeu constant pour les agriculteurs. Des ajustements précis et une bonne compréhension des systèmes sont essentiels pour exploiter pleinement leur potentiel.

Réglages et calibration : La clé de la performance

Souvent on s’aperçoit que les réglages ne sont pas bons, soit sur le semoir, soit sur la bineuse. Cela peut aller jusqu’à deux ou trois centimètres, et cela décale tout. Avoir un RTK ne suffit pas si l’on n’a pas vérifié ses réglages au préalable. Il est préférable aussi d’avoir semé avec le même tracteur que pour le binage, pour une meilleure précision. Par ailleurs, si la distance entre l’antenne (sur le tracteur) et les pièces travaillantes (éléments semeurs, lames de la bineuse) varie d’un chantier à l’autre, cela peut engendrer des décalages.

Gestion des conditions difficiles : Adaptabilité des systèmes

Les systèmes de guidage doivent faire face à des conditions de travail variées. En cas de reflets prononcés du soleil sur sols secs, la luminosité sature la caméra et l’empêche d’identifier les nuances. Un éclairage d’appoint, souvent Led, est généralement monté sur la bineuse pour garantir une luminosité plus constante. L’évolution technologique est très rapide grâce à l’intelligence artificielle tant sur la résolution que le traitement des données, ces défauts sont donc progressivement corrigés. C’est ainsi que le mode 3D, qui a fait son apparition, peut se révéler utile lorsque le sol est jonché d’adventices.

Attention aussi aux dénivelés, « si le champ est en pente, le RTK peut se tromper, on peut avoir de l’écart » avertit Damien Legault, cultivateur bio. Il existe des systèmes de compensations : systèmes de caméra ou second GPS sur la bineuse. Le RTK peut être couplé à un palpeur de rang, pour compenser l’éventuelle disparition de signal. Mais « la disparition du signal est de moins un moins un problème » remarque Stéphane Volant.

Importance de la disponibilité immédiate et de la maîtrise des outils

Au-delà de tous ces équipements de précision, il est un élément à ne pas sous-estimer : la disponibilité immédiate. « Je préfère que les gars aient leur ensemble prêt à démarrer, un tracteur à clé pour la saison avec la bineuse accrochée et réglée plutôt que s’appuyer sur un GPS par exemple », témoigne Hervé Masserot, conseiller machinisme à la fédération des Cuma de l’Ouest. « Quand on n’est pas habitué au boîtier, on peut faire des erreurs ». Une hotline ROW-GUARD est disponible pendant la saison de binage si vous avez oublié les réglages ou si vous avez besoin d’aide pour effectuer correctement vos réglages.

La qualité, la fiabilité et la convivialité des réglages sont des aspects importants. 75 % de l'équipe de département technique et de vente sont des professionnels de la filière, ce qui garantit des machines et des options de réglage faciles et conviviales.

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