Brevet FR2462697A1 — publié le 19810213

La présente invention est relative à un appareil servant à prélever des échantillons de sol. Ainsi qu'il est bien connu, avec un tel appareil de prélèvement d'échantillons de sol, on prélève dans le sol à étudier des échantillons ciits individuels, frequemment appelés "carottes". On rassemble les échantillons individuels et on en tire ce qu'on appelle un é- chantillon moyen. Les échantillons moyens rassemblés sont ensuite soumis en laboratoire à des examens dans lesquels on étudie les propriétés du sol en question, par exemple sa teneur en substances nutritives, son état, etc... L'étude du sol basée sur l'échantillon moyen donne une image fidèle du sol de culture analysé lorsque ltechantillon moyen est composé d'un nombre suffisant d'échantillons individuels.Un autre point important consiste dans le fait que 1'opération même du prélèvement d'échantillons doit se produire de façon rapide et reproductible. Le résultat de l'étude du sol a une incidence décisive sur le choix du type de culture à prévoir sur ce sol, ou sur son mode de fertilisation, c'est-à-dire sur son mode d'exploitation. Les appareils de prélèvement d'échantillons de sol destinés à exécuter le travail défini plus haut sont en général des tiges ou tubes que l'on enfonce à une profondeur d'environ 20 cm dans le sol à étudier et que l'on retire ensuite. Lors de l'enfoncement, l'échantillon se fixe à la profondeur prévue pour l'appareil de prélèvement. Après avoir retiré du sol les tiges ou tubes, on les secoue ou on les gratte pour en extraire la matière de l'échantillon pour obtenir et rassembler les échantillons individuels. Dans la plupart des cas, l'enfonce ment des appareils de prélèvement d'échantillons de sol dans le sol s'effectue manuellement. Cette solution est décrite, par exemple, par S.L.TISDALE et W.L.NELSON dans leur ouvrage "Produktivitàt des Erdsbodens und seine Düngung" (Productivité du sol et sa fertilisationj (Landwirtschaftlicher Verlag, Budapest, 1966, page 330). On connait par ailleurs mie solution dans laquelle le tuze preneur est monté sur un tracteur, l'enfoncement et l'extraction de l'appareil étant exécutés au moyen d'un vérin hydraulique. Aussi bien dans la solution manuelle que dans la solution mécanisée, le prélèvement des échantillons s'effectue de facon intermittente et lente ; il exige un personnel nombreux et recèle un grand nombre de sources d'erreurs. Un autre inconvénient du prélèvement mécanisé consiste dans le fait qu'il est difficile de conduire le tracteur exactement sur le site de pré- lavement.Toutes ces circonstances contribuent dans une large mesure au fait qu'actuellement les échantillons moyens ne sont composés que d'un nombre d'échantillons individuels relativement petit. I1 convient de rappeler une circonstance aggravante consistant en ce que, pour les études de sol, on ne dispose que d'une période relativement courte, d'environ une à deux semaines; par exemple, dans la culture du mais, cette période est le temps compris entre le broyage des cannes et l'épandage de l'engrais. Or, l'expérience dont on dispose actuellement montre qu'avec les procédés actuellement connus, il n' est pas possible d'exécuter une étude du sol suffisamment précise pour fournir un tableau exact de la qualité et de l'état du sol en question. Par ailleurs, le prélèvement des échantillons de sol est fréquemment rendu plus difficile ou altéré par la présence des chaumes ou restes de racines. Le but de l'invention est d'éliminer tous ces inconvénients. Le problème que l'invention vise à résoudre consiste donc à créer un appareil de prélèvement d'échantillons de sol au moyen duquel l'opération m & de prélèvement d'échantillons puisse être exécutée de façon relativement rapide, reproductible et automatique. Le principe de base de l'invention consiste dans la découverte du fait que l'on peut résoudre ce problème en réalisant un prélèvement continu en remplacement du prélèvement intermit- tent et en utilisant à cet effet des organes qui tournent les uns par rapport aux autres. Le problème indiqué est résolu par le perfectionnement d'un appareil de prélèvement d'échantillons connu en soi et qui comprend un organe de prise d'échantillons (preneur d'échantil lons). Ce perfectionnement consiste en ce que le preneur d'échantillons est fixé à un disque monté pour tourner autour d'un axe horizontal et muni d'un dispositif d'extraction des échantillons (extracteur d'échantillons) qui coopère avec le preneur d'échantillons. Avec cette construction, on est parvenu à obtenir avec des moyens simples une prise d'échantillons de sol qui est à la fois relativement rapide, reproductible et automatique. Il est avantageux de prévoir une forme de réalisation dans laquelle on associe å l'extracteur d'échantillons un organe de rassemblement d'échantillons (collecteur d'échantillons) dans lequel on peut recueillir un certain nombre d'échantillons individuels. On peut obtenir une forme de réalisation particulièrement simple lorsque le preneur d'échantillons est constitué par une plaquette de prélèvement munie d'une arête coupanteetqui forme un angle aigu avec la face latérale du disque. Dans ce cas, l'extracteur d'échantillons est monté sur une partie de la trajectoire de la plaquette releveuse de nîère à s'engager en coin dans l'espace compris entre la face latérale du disque et la plaquette de prélèvement. L'extracteur d'échantillons est monté sur le support du disque. Dans une forme de réalisation particulièrement avantageuse, l'appareil de prélèvement d'échantillons comprend un châssis qui peut être monté sur un cadre de suspension relevable et abaissable appartenant à un tracteur et auquel le disque est suspendu par un montage autoréglant, c'est-à-dire de manie- re à pouvoir pivoter dans un plan horizontal. Dans cette forme de réalisation, les positions relatives du châssis et du disque peuvent être réglées au moyen d'éléments de réglage. Finalement, suivant une caractéristique avantageuse le collecteur d'échantillons est composé d'une ferrure fixée au support du cisque et d'une boîte collectrice d'échantillons que l'on peut emboîter dans cette ferrure et en extraire. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparattront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, - la Fiy. 1 est une vue en élévation de côté d'un exemple de réalisation de l'appareil de prélèvement d'échantillons de sol suivant l'invention, monté sur un tracteur - la Fig. 2 est une vue en perspective d'un détail de la Fig. 1 - la Fig. 3 est une vue en perspective d'un autre exemple de réalisation de l'appareil de prélèvement d'échantillons de sol suivant l'invention. Suivant l'exemple d'exécution représenté sur la Fig.l, l'appareil 10 de prélèvement d'échantillons de sol suivant l'invention con prend un châssis 16 qui peut être relié d'une façon connue en soi à un châssis de suspension 14, lequel est solidaire d'un tracteur 12 dans le cas représenté. Un disque 20 est suspendu au châssis 16 par l'intermédiaire d'un bras porteur 18 et par un montage autoréglant, ctest-à-dire que le disque est monté de façon à pouvoir pivoter dans le plan horizontal. La position de travail du disque 20 est représentée en traits continus et sa position relevée est représentée en traits interrompus. Suivant 1'invention, un preneur d'échantillons 22 est fixé sur-le risque 20. Dans le cas représenté, le risque 20 tourillonne sur le bras porteur 18 et tourne autour d'un axe horizontal 24. Suivant l'exemple d'exécution représenté sur la Fig. 1, le disque 20 est muni de deux preneurs d'échantillons 22 que l'on appellera des preneurs pour abréger) mais le nombre nes preneurs 22 ainsi que leur répartition sur le disque 20 peuvent etre choisis arbitrairement. Le sens de la marche du tracteur 12 est désigné par la référence 32. Suivant l'invention, l'appareil de prélèvement d'échantillons 10 est muni d'un extracteur d'échantillons 26 (que l'on appellera un extracteur pourabréaer) qui coopère avec le preneur 22. Cet extracteur a pour fonction d'extraire du preneur 22 l'échantillon que ce preneur a tiré du sol. Sur la Lit.2, on voit que le preneur 22 est constitué par une plaquette de prélèvement 28 qui forme un angle aigu N avec la surface latérale 20a du disque 20. Dans ce cas représenté, la plaquette 28 est directement soudée au bord 30 du disque 20 L'angle q est avantageusement compris entre 15 et 400 ; il est de 350 dans la forme de réalisation représentée. La plaquette 28 est munie latéralement d'une are te coupante 34. Dans le cas représenté, l'extracteur 26 est un élément en forme de coin qui est soudé au bras porteur 18 et s'engage dans la fente formée entre la plaquette 28 et la surface latérale 20a du disque 20 sur une certaine zone de la trajectoire circulaire du preneur 22. Le sens de rotation du disque 20 est désigné sur le dessin par la référence 35. Sur les Fig. 2 et 3, le disque 20 est représenté avec un bord dentelé, mais on peut utiliser n'importe quelle autre sorte de disque. Le preneur d'échantillons 22 ne doit pas nécessairement être fixé au bord 30 du disque 20. Les preneurs 22 peuvent être fixés de façon quelconque à la surface latérale 20a du disque 20, en tout nombre voulu, en fonction du nombre d'échantillons qu'il s'agit de prélever et de la profondeur à laquelle il s'agit de les prélever dans le sol. La Fig. 3 montre une forme de réalisation dans laquelle deux disques 20 sont montés sur le châssis 16' de l'appareil, à un certain écartement mutuel et par des montages autoréglants. En dehors de cette particularité, la construction correspond à celle des Fig. 1 et 2. On voit clairement sur la Fig.3 que les bras porteurs 18 sont reliés chacun à un pivot 38 au moyen d'un palier 36 constitué par exemple par un coussinet en bronze. Le pivot 38 peut être fixé en position réglable dans un manchon 40 du châssis 16, par exemple au moyen d'une vis 42. De cette fa çon, on peut régler en hauteur les positions relatives du châssis 16 et du disque 20. Pour déterminer exactement la profondeur de travail du preneur 20, on prévoit une roue 44 formant béquille. On peut régler la position en hauteur de la roue-béquille 44 par rapport au châssis 16 à l'aide de vis 46 que l'on peut enfiler dans différents trous 47 percés dans le bras 45 de la roue 44.Ainsi que les dessins le montrent, dans cet te forme de réalisation, les preneurs 22 et les extracteurs 26 sont montes sur les disques 20 dans une disposition symétrique, de sorte que ces détails ne sont pas visibles sur le disque 20 situé à droite sur la Fig.3. Suivant l'invention, un collecteur d'échantillons 48 est combiné à l'extracteur 26. Dans la forme de réalisation représentée sur la Fig.3, le collecteur 48 est constitué par une ferrure 50 en acier, en forme de U, qui est fixée au bras porteur 18, dans laquelle on emboîte une boîte collectrice 52 et d'ou on peut retirer cette boîte. Pour débarrasser la surface latérale 20a du disque 20 muni des preneurs 22 des mottes de terre ou autres impuretés qui y adhèrent, on a prévu pour chaque disque 20 une raclette 54, par exemple en caoutchouc dur, qui s'applique contre cette surface latérale 20a. Le châssis 16' représenté sur la Fig.3 peut être suspendu d'une façon connue au cadre 14 du tracteur 12 au niveau des points 56, 58 et 60. On décrira maintenant le mode de fonctionnement et les possibilités d'utilisation de la forme de réalisation de l'ap- pareil de prélèvement d'échantillons de sol qui est représentée à titre d'exemple sur les dessins. On amène l'appareil 10, dans sa position relevée représentée en traits interrompus sur la Fig .1, sur le terrain d'où il s'agit de prélever les échantillons. A cet effet, le conducteur du tracteur 12 relève le cadre de suspension 14 du tracteur 12 à sa position supérieure ou de transport à l'aide d'un vérin hydraulique non représenté sur les dessins. Arrivé sur le champ où il s'agit de procéder au prélèvement d'échantillons, le conducteur du tracteur abaisse le cadre de suspension 14 et 1' appareil 10 monté sur ce cadre pour les amener à la position de travail représentée en traits continus sur la Fig. 1. L'appareil 10 s'enfonce alors dans le sol à étudier jusqu'à une profondeur qui a été par exemple réglée à l'avance à l'aide de la roue-béquille 44. I1 est recommandé de conduire le tracteur dans le champ dans une direction transversale à la direction des lignes ou raies de la culture. Pour ses essais, la Demanderesse a choisi de faire circuler le tracteur sur le champ dans une direction diagonale. Pendant l'avance du tracteur 12, le disque 20 représenté sur les Fig. 1 à 3, exécute une rotation forcée et s'enfonce dans le sol à une profondeur qui est déterminée par la hauteur du cadre de suspension 14 ou par la roue bequille 44. Pendant la marche du tracteur, les preneurs 22 fixés au disque 20 plongent dans le sol et en ressortent. Grâce à son arase te coupante 34, la plaquette 28 s'enfonce facilement dans le sol et, en mêe temps, elle découpe facilement les restes de végétaux qui se trouvent éventuellement sur son passage.Au début de l'enfoncement du preneur 22 dans le sol, la terre passe librement entre la plaquette 28 et la surface latérale 20a du disque, Lorsque le preneur 22 parvient au point le plus profond de sa trajectoire circulaire, il entraîne à partir de cette profondeur le fragment de terre saisi entre la plaquette 28 et la face latérale 20a du disque et qui formera l'échantillon indi viduel, et il amène ce fragment à la surface en le faisant pas ser dans la fente formée dans le sol par le preneur. Dans cette opération, le disque 20 tourne dans le sens indiqué par la flè che 35. Lorsque le preneur 22 atteint la zone de l'extracteur 26, ce dernier extrait un échantillon individuel de ce preneur. L'echantillon individuel tombe alors dans la boite collectrice 52 du collecteur 48. La boîte 52 est disposée au-dessous du joint cl rencontre entre le preneur 22 et 1 'extracteur 26. Au cours des essais exécutés avec l'appareil de prélevement d' écbaiitillons suivant l'invention, dans sa forme ae realisation décrite et représentée, la Demanderesse a constaté (outil était souhaitable de prélever les échantillons de sol a une profondeur de 15 à 29 cm. La capacité de la boîte collectrice 52 a été choisie de manière qu'elle corresponde à un multiple du volume d'un e- chantillon individuel pris par le preneur 22. I1 est avanta gueux que la boîte puisse contenir les échantillons individuels nécessaires pour former un échantillon moyen0 Lorsque la boîte est remplie, on la remplace par une autre boîte collectrice 52 vide. Les botes remplies peuvent être réunies dans un récipient non représenté sur les Dessins. Avec la forme de réalisation suivant la Fig. 3, on peut exécuter également un prélèvement d'échantillons parallèle, avec prélèvement d'échantillons individuels doubles. Cette forme de réalisation permet d'augmenter encore le rendement du prélèvement d'échantillons. L'expérience a montré qu'avec un seul tracteur, on peut réaliser un prélèvement d'échan tillons de sol sur une surface de 300 à 500 hectares en une iournée de travail de huit heures, selon les propriétés du terrain. Les principaux avantages de la solution apportée par l'invention consistent donc dans le fait que le prélèvement d'échantillons s'effectue de façon rapide, continue, reproductible et automatique. Les risques d'erreurs subjectives peuvent etre totalement éliminées0 L'échantillon moyen peut etre composé dtun nombre quelconque d'échantillons individuels, les échantillons pouvant en même temps être prélevés à n'importe quelle profondeur.Tous ces paramètres peuvent etre déterminés par le choix du nombre et du diamètre des disques 20, du nombre des preneurs d'échantillons 22 et de leur disposition sur le disque 20. Avec le prélèvement d'échantillons suivant I'inven- tion, on obtient dans chaque cas une image fidèle de la qualité du sol étudié. De personnel nécessaire est limite à un conducteur de tracteur et à une personne préposée au remplacement et à la manipulation des boites collectrices 52. L'agronome chargé du prélèvement d'échantillons a uniquement pour tâ -che de diriger le travail et d'observer le terrain à étudier. At cours de l'expérimentation, la Demanderesse a prélevé six échantillons moyens par hectare avec un appareil à un disque et douze échantillons moyens par hectare avec un appareil à deux dlsques. Avec l'appareil suivant l'invention, l'échantillonnage cu sol de grands domaines peut cotre exécuté de façon satisfaisante et automatique en peu de temps, ce qui permet d'améliorer considérablement le rendement de l'exploitation. Bien que l'on ait décrit dans les exemples de réalisation de l'invention des disques 20 tirés par un tracteur, il est naturellement possible d'envisager des solutions dans lesquelles les disques sont équipés d'un entrainement propre Cependant, la manière dont on fait tourner les disques ne fait pas partie du principe de l'invention, c'est pourquoi ce point nta pas été approfondi dans la description. R E V E I D I C A T I 0 N S 1 - Appareil de prélèvement d'échantillons de sol comprenant un preneur d'échantillons, caractérisé en ce que le preneur d'échantillons (22) est monté sur un disque (20) tourillonnant sur un axe horizontal et muni d'un extracteur d'échantillons (26) qui coopère avec le preneur d'échantillons (22). 2 - Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'à l'extracteur a'échantillons (26) est associé un collecteur d'échantillons (48). 3 - Appareil suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le preneur d'échantillons (22) est constitué par une plaquette de prélèvement (28) qui forme un angle aigu( 4 - Appareil suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le collecteur d'échantillons (48) est composé d'une ferrure (50) et d'une boîte collectrice d'échantillons (52) interchangeable que l'on peut emboîter dans cette ferrure. 5 - Appareil suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend un châssis (16) pouvant etre fixé à un cadre de suspension (14) pouvant être relevé ou abaissé et appartenant à un tracteur (12), le disque (20) étant suspendu à ce châssis (16) par l'intermédiaire d'un bras porteur (18) avec un montage autoréglant, les positions relatives du châssis (16) et du disque (20) pouvant être ré glées à l'aide d'éléments de réglage (38, 40, 42)