Matériel de travail du sol du maraîchage aux grandes cultures
Introduction
En fonction des besoins, du type de sol, de la taille de l’exploitation, le matériel de travail du sol devra répondre à des caractéristiques différentes en termes de poids, de forme et de dents.
Pour effectuer un choix correct, il y a six points à considérer au moment de l’achat de son matériel de travail du sol.
• Le type de sol : argileux, limoneux, sableux, etc. Cela exercera une grande influence sur le choix de l’outil et sa résistance à l’effort.
• La largeur de travail : les outils seront adaptés à la largeur des plantations ou de semis. Cela est d’autant plus important dans le cadre des cultures en planches permanentes.
• Le réglage des écartements : nécessaire autant pour le passage du tracteur que pour celui des outils, afin de pouvoir travailler l’inter-rang des cultures.
• Le réglage de la profondeur de travail : très utile afin de ne travailler que la quantité de terre nécessaire à chaque opération. Cela peut être réalisé avec des roues de jauge, des rouleaux, ou simplement la gestion hydraulique du relevage pour certains tracteurs.
• Les planches permanentes sont aussi un facteur dans le choix des outils.
• La combinaison d’outils : permet de limiter les coûts en carburant et d’effectuer plusieurs actions en un seul passage.
Pour certaines exploitations, le guidage RTK permet d’augmenter l’efficacité du désherbage, la gestion des graines, l’épandage des pesticides, de limiter les tassements en constituant des planches rectilignes.
On peut considérer deux types de travail du sol :
• Le premier, dit « primaire », vise à ameublir la couche arable jusqu’à 15 ou 25 cm de profondeur. Vient aussi le travail de décompaction plus en profondeur ;
• Le deuxième, dit « secondaire », crée des conditions de structure, d’humidité propices au démarrage des cultures, en préparant un lit de germination correcte.
Les outils de travail primaire
La charrue
Le labour permet de réorganiser convenablement la structure du sol. Pour une parcelle donnée, seuls l’observation et le suivi du profil cultural peuvent permettre un diagnostic sur l’opportunité de supprimer le labour.
La profondeur du travail:
- les labours légers : entre 10 et 18 cm de profondeur,
- les labours moyens : entre 18 et 25 cm,
- les labours profonds : entre 25 et 35 cm de profondeur.
- Le défonçage est une forme de labour peu utilisée, qui peut dépasser 40 cm de profondeur. Travailler à une profondeur supérieure dilue la matière organique et diminue la fertilité du sol.
Les buts du labour:
- Créer des conditions physiques convenables pour le développement ultérieur des cultures (moindre résistance à la pénétration des radicelles, bonne porosité et perméabilité suffisante) ;
- Ameublir la couche arable et recréer une structure favorable, en particulier en décompactant et en détruisant les traces de roues issues de la culture précédente ;
- Favoriser la préparation des sols et l’action des agents atmosphériques, en vue d’obtenir :
- Un lit de semences satisfaisant ;
- De supprimer les plantes adventices concurrentes et certains parasites par enfouissement ;
- D’enfouir les résidus de récolte ;
- D’enfouir les amendements organiques ou minéraux, ainsi que certains engrais de fond.
- Eliminer une levée précoce des adventices laissant la culture prendre le dessus.
Les différents labours recherchés (en fonction de la composition physique des sols, le climat, la saison et la culture envisagée) :
- Les labours d’hiver et, dans une moindre mesure, ceux d’automne, notamment dans les limons battants pauvres en argile, doivent être motteux, avec peu de terre fine en surface ;
- Les labours d’hiver, destinés à des cultures de printemps, peuvent être assez motteux et dressés, sans terre fine pour faciliter la percolation de l’eau ;
- Les labours de printemps doivent, au contraire, être plats et émiettés, afin de réduire le nombre de passages ultérieurs. On les réalise en sol sableux ou limoneux, juste avant le semis.
Charrue rotative ou Civello
Action: Labourage et fraisage sont deux opérations sont fusionnées en une seule opération.
La machine permet aussi de créer ses propres planches de cultures en maraîchage sur petites surfaces.
=> Voir image entête de la présente fiche technique.
Les décompacteurs
Paramètres techniques: Ils travaillent le sol en profondeur (25 à 100 cm), grâce à des dents très robustes, fixées à un bâti porté ou semi-porté, attelé à l’attelage trois points du tracteur.
Les puissances de traction peuvent varier de 25 à 40 kW (34 à 55 CV) par dent.
Action: Le décompactage consiste à tenter de corriger des dégradations de structure dues à des semelles de travail d’outils, à un tassement excessif (roues de tracteurs) ou à une évolution défavorable de la structure du sol, due à une reprise en masse ou à une sécheresse.
Les chisels
Paramètres techniques: Couramment utilisé en France, Chisel signifie « ciseau » ou « burin ».
Action: Préparation des sols sans retournement complet de la terre et sans enfouissement systématique de tous les débris végétaux encore en surface dans les régions semi-aride a forte érosion éolienne.
Aujourd'hui en Belgique, ils sont couramment employés en déchaumage, lorsque l’on craint un excès de terre fine en surface, et aussi en techniques culturales simplifiées (TCS).
Les machines à bêcher
Paramètres techniques: Ce type de machine présente un axe horizontal, disposé transversalement par rapport à l’avancement et qui est en forme de vilebrequin. Entraîné en rotation par la prise de force, il tourillonne sur des paliers et communique, par des manetons, un mouvement alternatif à un certain nombre de bêches obliques (mouvement lemniscate).
Pour une largeur de travail donnée, la taille des mottes est d’autant plus réduite que le nombre de bêches est grand : 3 ou 4 bêches par mètre de largeur travaillée.
De 1 à 3 mètres de large ils sont entraînés par des tracteurs ou des motoculteurs de 10 à 400 CV (il doit supporter le poids de la bêcheuse).
Action: le sol est divisé en mottes comme sous l’action d’une bêche. Ces outils sont utilisés principalement pour la préparation des sols compacts et humides ainsi que dans des vignobles, des vergers, des pépinières et certaines plantations en lignes.
Particularité: elle ne laisse pas de semelle de labour.
La rotobêche
Paramètres techniques: Ne pas confondre avec les machines à bêcher. La rotobêche est un cultivateur rotatif à axe horizontal lent. De grandes dents sont montées sur un axe rotatif et suivant le modèle, la dent en rotation peut descendre à 1,35 m dans le sol. Certaines machines peuvent être équipées d’un rouleau de finition animé aussi par la prise de force.
Les outils de travail secondaire
Les outils à dents
Les cultivateurs
Paramètres techniques: Le terme « cultivateur » s’applique à de nombreux outils ayant des fonctions variées et des appellations aussi diverses que « canadiens », « déchaumeuses à dents », « vibroculteurs ». Ils sont portés ou semi-portés et constitués d’un bâti muni de 2 à 4 traverses parallèles permettant la fixation des dents. Les cultivateurs semi-portés sont munis de roues de jauge réglables, fixées sur les côtés du bâti.
Action: fonction de leur dégagement sous bâti et de la forme des dents qui les équipent, les cultivateurs sont utilisés pour le déchaumage, les reprises en profondeur, les travaux de reprise superficielle et de préparation des lits de semences, leur action provoque, en terre suffisamment ressuyée :
- Un éclatement des mottes friables et volumineuses ;
- Un ameublissement du sol sur une largeur de 8 à 15 cm autour de chaque dent et sur une profondeur de 5 à 15 cm ;
- On obtient, en terre meuble, une couche de terre très aérée :
- Une action de triage de la terre fine et des mottes (les mottes en surface, la terre fine au fond) ;
- Une action contribuant à la destruction des plantes adventices ;
- Une remontée des éléments durs et de grande taille enfouis dans le sol (pierres, mottes durcies) et le mélange de la terre avec les débris végétaux.
Particularité: Ils comportent des roues de contrôle de profondeur par opposition aux herses. Pour les appareils portés, ce sont celles du tracteur.
Les herses
Paramètres techniques: Les herses sont des outils très courants à dents très rapprochées (3 à 7 cm), dont la profondeur de travail ne dépasse pas 5 à 10 cm.
Elles ne sont pas munies de roues de contrôle de profondeur par opposition aux cultivateurs.
Constitution classique: bâti porté par l’attelage trois points du tracteur. Les herses sont constituées de modules suspendus sous le bâti par des chaînes. Chaque module comprend une ossature en forme de parallélogramme ou de Z, supportant les rangées de dents positionnées en quinconce par boulonnage. Ce positionnement permet d’obtenir des intervalles de passage des dents de quelques centimètres seulement, tout en maintenant les dents suffisamment espacées dans la direction d’avancement pour limiter les risques de bourrage.
Selon les modèles, la largeur des herses varie de 1 à 12 mètres ; un système hydraulique permet de les replier à un gabarit de transport convenable.
Action: Les principales fonctions des herses se situent au niveau de la préparation du lit de semis :
• Émietter les mottes superficielles et niveler le terrain ;
• Aérer le sol et accélérer son réchauffement, tout en brisant la croûte superficielle ;
• Ameublir la couche superficielle du sol, et préparer le lit de semences, en opérant un triage des agrégats, la terre fine ayant tendance à descendre dans le sillage des dents ;
• Dans une certaine mesure, elles effectuent aussi un tassement de la zone immédiatement située au-dessous de la profondeur travaillée ;
• Assurer le recouvrement des graines semées à la volée, ou l’incorporation de produits épandus (engrais, produits phytosanitaires).
Les herses à dents vibrantes
Paramètres techniques: Leurs dents flexibles sont montées en quinconce sur les traverses d’un bâti. Elles se présentent soit sous forme de herses portées, à bâti fixe ou repliable, soit sous forme d’éléments associés à un train d’outils combinés, portés ou traînés. On les nomme aussi « herses canadiennes ». Lorsqu’elles entrent en contact avec le sol à une vitesse assez élevée, les dents flexibles sont animées d’un mouvement vibratoire régulièrement entretenu par la progression de l’outil dans le sol. Les herses à dents vibrantes ne doivent pas être confondues avec les herses animées. Certains matériels disposent de traverses pivotantes, actionnées par une commande mécanique à leviers, qui permet de modifier l’angle d’attaque des dents. Les herses à dents vibrantes sont souvent associées à des cages roulantes, afin de parfaire le nivellement et l’état final superficiel. Une lame de nivellement est parfois montée sur ces matériels.
Les vibroculteurs
Paramètres techniques: Le mode d’action des dents fait appel aux vibrations. Les dents des vibroculteurs ont une amplitude de débattement nettement plus élevée que celles des cultivateurs à dents flexibles. Les étançons des dents sont en forme de « S » et présentent une grande flexibilité du fait de leur forme, de leur faible section et des aciers utilisés pour leur fabrication. Selon les cas, les étançons peuvent être renforcés par un second ressort parallèle.
Au travail, les dents sont animées de vibrations longitudinales et latérales qui remuent énergiquement les agrégats du sol en combinant, selon la nature du sol et la vitesse d’avancement, des effets de chocs, d’écrasement, de sectionnement. Le degré de flexibilité de l’étançon étant variable, l’angle d’entrure du soc peut varier selon le niveau de cohésion du terrain.
L’intervalle entre les passages de dents est, en général, de 10 à 18 cm et chaque soc peut travailler le sol jusqu’à une profondeur de 10 à 15 cm, la terre étant ameublie de part et d’autre sur 10 à 15 cm de largeur, en conditions favorables.
Action: Les vibroculteurs sont particulièrement adaptés aux reprises superficielles et aux préparations rapides des lits de semences, à condition toutefois que la terre présente déjà une structure friable.
Les outils à disques
Les disques, en forme de calotte sphérique, sont fabriqués en acier mangano-siliceux. Avec un biseau dont le tranchant est orienté vers l’extérieur. Par rapport aux charrues à disques, le diamètre des disques de ces outils est plus faible et le plan passant par le tranchant périphérique des disques est vertical (angle d’entrure nul), ce qui permet de monter plusieurs disques sur un même axe, pour constituer un train de disques. Chaque train de disques est supporté par le bâti, au moyen de paliers à roulements à rouleaux coniques. Les disques sont caractérisés par leur diamètre, leur épaisseur, leur profil périphérique et leur angle d’attaque.
Les pulvériseurs à disques ou cover-crop
Action: Les pulvériseurs servent à l’ameublissement des sols déjà labourés et à la destruction des mauvaises herbes ou au déchaumage. La
profondeur travaillée peut varier de 5 à 35 cm. Parfois, des pulvériseurs lourds sont utilisés pour réaliser un pseudo-labour ou même des
défrichages.
Paramètres techniques: La classification des pulvériseurs est réalisée selon deux critères :
Le poids par disque (=> faculté de pénétration dans le sol)
- Les pulvériseurs légers : ils sont munis de disques de 45 à 60 cm de diamètre, espacés de 17 à 23 cm, avec une charge unitaire de
20 à 60 kg par disque.- Les pulvériseurs moyens : ils sont munis de disques de 45 à 60 cm de diamètre, espacés de 20 à 23 cm, avec une charge unitaire de 60 à 80 kg par disque.
- Les pulvériseurs lourds : ils sont munis de disques de 45 à 60 cm de diamètre, espacés de 23 à 35 cm, avec une charge unitaire supérieure à 80 kg par disque.
- La géométrie des trains de disques :
pulvériseurs offset et pulvériseurs tandem. Certains pulvériseurs lourds sont équipés de disques de grande taille ayant des diamètres de 810, 910 mm ou plus, et des épaisseurs correspondantes de 8, 11 ou 13 mm, avec une charge unitaire pouvant atteindre 300 kg par disque.
Les bêches roulantes
Paramètres techniques: Il s’agit d’outils de travail superficiel autoanimés, portés ou autoporteurs, présentant un châssis comparable à un pulvériseur, dont les disques auraient été découpés en croix ou remplacés par une succession de croisillons à lames radiales tranchantes et courbées. La courbure des lames et l’inclinaison de leur axe par rapport à l’avancement provoquent leur rotation.
Des trains de bêches roulantes sont souvent combinés à d’autres outils, tels les pulvériseurs à disques et les chisels. Il existe aussi des cellules de semis à la volée placées sur l’avant du tracteur ou le châssis de l’outil, afin de semer des engrais verts et des céréales.
Action: Outil de travail superficiel: La courbure, l'inclinaison et la rotation des lames conduit à un émiettement du sol par bêchage, d’autant plus efficace que la vitesse d’avancement est grande.
Les outils animés par la prise de force
Le développement important des outils animés par la prise de force des tracteurs est certainement l’évolution qui a le plus marqué les pratiques de travail du sol depuis les deux dernières décennies. Cette évolution est particulièrement sensible en Europe. Les principales raisons qui expliquent le développement des outils animés sont :
• La réduction importante des efforts de traction, souvent préjudiciables pour le sol. La puissance nécessaire est transmise directement aux
organes rotatifs de l’outil ;
• Un travail énergique du sol pouvant conduire à un ameublissement poussé, en un seul passage ;
• La préparation plus rapide des terres, grâce aux possibilités de combinaisons de différents outils et à la réduction du nombre de passages.
Les outils animés constituent une catégorie de matériels très diversifiée, suivant la position, la forme et la trajectoire des pièces travaillantes, le profil du sol travaillé est donc variable, avec parfois la création de semelles et la formation de terre fine plus ou moins superficiellement. Il convient donc d’adapter le type d’outil et sa conduite à la nature du sol et aux conditions climatiques, notamment lorsqu’un émiettement excessif risque de créer un effet défavorable (terres battantes).
L’action des pièces travaillantes, sur un sol de nature donnée, dépend de leur mouvement de base, du recouvrement de leurs trajectoires, de la fréquence de leurs cycles et de la vitesse d’avancement du tracteur.
Parmi les nombreuses configurations, il est possible de distinguer les mouvements rotatifs, alternatifs, oscillants, vibrants... Les mouvements rotatifs sont surtout utilisés sur les cultivateurs rotatifs, tandis que les mouvements alternatifs, oscillants et vibrants sont surtout utilisés sur les herses animées où ils multiplient les chocs des mottes, entre elles et contre les pièces travaillantes.
Le cultivateur rotatif à axe horizontal
Appelés aussi « fraises rotatives », « rotavator » (à défaut, c’est une marque de la firme Howard), les cultivateurs à axe horizontal existaient déjà avant la Première Guerre mondiale. Ces appareils étaient alors limités en largeur et en profondeur de travail, par suite de la puissance limitée des tracteurs et surtout des moteurs auxiliaires qui les animaient. Généralement portés en transport, les cultivateurs rotatifs à axe horizontal reposent au travail sur le sol par l’intermédiaire de patins ou de roues, qui limitent la profondeur travaillée. Selon le type de pièces travaillantes qui les équipent, ils peuvent être utilisés pour le déchaumage, la reprise de labour ou la préparation de lits de semences. Ils peuvent être associés à des combinés de semis sur labour ou à des combinés de semis sur ameublissement superficiel.
Un cultivateur rotatif à axe horizontal comporte essentiellement un rotor horizontal, placé perpendiculairement à l’avancement et portant les pièces travaillantes, un châssis et la transmission du rotor.
Selon les marques et les modèles, il y a différents rotors adaptables en fonction du travail du sol, mais les plus usuels sont les lames coudées à 45° ou 90° (attention au lissage en fond de travail).
Le cultivateur rotatif à axe horizontal inversé
Appelés aussi « enfouisseurs de pierre », ils réalisent la préparation du lit de semence, en enfouissant les petites pierres et les mottes d’herbe, qui seront recouvertes d’une terre finement émiettée et égalisée. Le tout se fait en un seul passage. Malheureusement, cela demande beaucoup de puissance à la prise de force.
Le cultivateur rotatif à axes verticaux
Appelés aussi herses rotatives, elles sont conçues pour des travaux superficiels plus légers, elles sont moins lourdes et leurs rotors sont plus rapprochés, de manière à obtenir le recouvrement des trajectoires des pièces travaillantes.
Selon les modèles, leur largeur de travail peut varier de 2 à 8 mètres. Les rotors sont espacés de 20 à 33 cm, soit en moyenne 4 rotors par mètre de largeur travaillée. Ils portent deux dents, généralement en forme de lames effilées ou de dents moulées de 22 à 35 cm de longueur. Selon le travail à réaliser, leur vitesse de rotation varie de 130 à 450 tr/min, et la puissance absorbée de 18 à 30 kW (9 à 40 ch) par mètre de largeur.
Chaque rotor tourne en sens opposé de son voisin, décalé d'un quart de tour, de manière à exploiter au mieux les effets de chocs sur les mottes et il assurer la bonne répartition latérale de la terre travaillée. Des panneaux latéraux en tôle font écran aux projections et permettent de mieux raccorder l'aspect de surface des passages successifs.
Les herses rotatives peuvent être accouplée directement avec un décompacteur à l’avant ou simplement un semoir ou une planteuse à l’arrière.
Pour un travail optimal d’émiettement, il faut incliner la herse légèrement en arrière et inversement si on veut plus de motte à la finition.
Les cultivateurs rotatif préparateur de planches
Outil parfait pour constituer des planches maraîchères longues et étroites, il peut être couplé à une dérouleuse de plastiques et de gaines d'irrigation goutte-à-goutte, voir même un semoir. Ils peuvent être à axe verticaux ou horizontaux.
Ca peut être une simple cultivateur rotatif sur lequel on a adapté des disque et un capot arrière, ou simplement une machine dédiée à la préparation des planches comme le cultirateau dont un outil rotatif tourne dans le sens d’avancement de la machine et l’autre tourne en sens inverse, apportant un travail de sélection de la terre, les mottes seront rejetées vers l’avant et le terre fine sera laissée sur place afin de laisser un lit de germination correcte.