Brevet FR2810499A1 — publié le 20011228

PROCEDE DE GUIDAGE MAGNETIQUE D'UN OUTIL PAR RAPPORT A UNE CULTURE PALISSEE, DISPOSITIF POUR LA MISE EN CEUVRE DUDIT PROCEDE ET MACHINE EQUIPEE DUDIT DISPOSITIF. La présente invention se rapporte à un procédé de guidage magnetique d'un outil par rapport à une culture palissée, au dispositif pour la mise en oeuvre dudit procédé ainsi qu'à la machine agricole équipée dudit dispositif de guidage. De nombreuses machines sont utilisés pour la culture de la vigne. Lors de leur déplacement le long des rangs, ces machines plus particulièrement la partie active appelée outil, doivent être disposées de manière la plus précise possible par rapport à la vigne. Dans la plupart des cas, ces machines sont fixées de manière rigide au tracteur ou à l'enjambeur si bien que c'est l'utilisateur en conduisant l'engin qui détermine directement la position de l'outil par rapport à la vigne. Aussi, le résultat obtenu dépend principalement de la dextérité de l'utilisateur qui doit ajuster en permanence en jouant sur la direction de l'engin la position de l'outil par rapport à la vigne. Selon une première variante, le ou les outils sont solidaires par l'intermédiaire d'actionneurs, par exemple des vérins, d'un bâti relié à un tracteur ou un enjambeur. Dans ce cas, on peut ajuster le positionnement de l'outil par rapport à la vigne grâce aux actionneurs. Même si cette solution permet d'ajuster la position de l'outil indépendamment de la position du tracteur ou de l'enjambeur, cette solution n'est pas pleinement satisfaisante car là encore le résultat dépend de la dextérité de l'utilisateur qui doit à la fois diriger le tracteur ou l'enjambeur et l'outil. Dans les deux cas, pour obtenir un résultat satisfaisant l'utilisateur doit se déplacer lentement ce qui nécessairement nuit au rendement. Une autre variante consiste à prévoir des capteurs positionnement sous forme de palpeurs prenant appui sur la végétation sur les ceps de vigne proprement dit qui pilotent automatiquement et en temps réel les actionneurs. Selon cette variante, le résultat ne dépend plus de la dextérité de l'utilisateur qui ne dirige plus que le tracteur ou l'enjambeur, la position de l'outil étant ajustée automatiquement par les capteurs. Toutefois, cette solution ne donne pas pleinement satisfaction car, d'une part, il est nécessaire que les capteurs appuient sur la végétation ce qui peut entraîner des dégâts à la culture, et d'autre part, le positionnement de l'outil par rapport à la culture est relativement médiocre. Aussi, la présente invention vise à pallier les inconvénients de l'art antérieur en proposant un nouveau procédé de guidage d'un outil par rapport à une culture palissée, relativement simple à mettre en oeuvre, qui ajuste automatiquement et en temps réel la position de l'outil sans l'intervention de l'utilisateur et dont le prix de revient pour sa mise en oeuvre est relativement attractif. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de guidage d'un outil par rapport à une culture palissée à l'aide d'au moins un fil conducteur caractérisé en ce qu'il comprend les étapes qui consistent à - générer un champ électromagnétique à partir d'un des fils de palissage appelé fil de référence, et - ajuster, si nécessaire, automatiquement et en temps réel la position de l'outil en fonction des valeurs mesurées dudit champ électromagnétique. Selon les cas, on ajuste le positionnement de l'outil, soit en commandant des actionneurs lorsque l'outil est relié l'intermédiaire d'éléments articulés à un bâti lui-même relié à un tracteur un enjambeur, ou soit en agissant directement sur la direction du tracteur, de l'enjambeur ou des moyens de motorisation auquel est fixé directement l'outil. Selon une première variante, le fil de palissage servant de fil de référence est électrifié pour générer le champ électromagnétique. Dans ce cas, le dispositif pour la mise en ceuvre du procédé comprend un dispositif d'électrification d'un fil utilisé pour palisser la culture, combiné à un dispositif de détection informant un dispositif de pilotage susceptible d'ajuster le positionnement de l'outil, tous deux embarqués sur une machine portant l'outil. Selon une seconde variante, le champ électromagnétique géneré par le fil de palissage utilisé comme fil de référence est produit grâce à courant induit au niveau dudit fil. De préférence, le positionnement de l'outil est ajusté en fonction des variations de la différence entre deux mesures du champ électromagnétique généré par le fil de référence diamétralement opposées par rapport audit fil. Dans ce cas, le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé comprend un émetteur, combiné à un dispositif de détection informant un dispositif de pilotage. Avantageusement, l'émetteur est un émetteur radio haute fréquence qui génère un champ électromagnétique de fréquence variant de 3 à MHz, et de préférence égale à 10,7 MHz. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre du procédé et dispositif de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement et en regard des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une vue en perspective d'une rogneuse équipée du dispositif de guidage de l'invention, - la figure 2 est une vue schématique du dispositif d'électrification d'une parcelle selon une première variante, - la figure 3 est une vue schématique du dispositif d'électrification d'une parcelle selon une autre variante, - la figure 4 est une vue en élévation d'un manchon pour isoler le fil de guidage au niveau des poteaux de palissage en fer, - la figure 5 est un schéma électrique du générateur de courant du dispositif d'électrification, - la figure 6 est une vue schématique du dispositif de détection du champ électromagnétique, - la figure 7 est un schéma électrique simplifié d'un exemple de capteur de champ magnétique, et - la figure 8 est une vue schématique du dispositif selon variante utilisant un courant induit. Le procédé de guidage de l'invention est plus particulièrement adapté aux cultures palissées telles que la vigne par exemple. Selon ce mode de culture, les pieds sont disposés selon rangs 10 matérialisés par des poteaux 12 qui soutiennent au moins un 14. Les branches, rameaux ou pousses sont ligaturés aux fils 14 pour soutenir la végétation afin d'avoir une meilleure exposition au soleil et de faciliter les traitements. Dans le cas de la vigne, les sarments fructifères sont reliés au fil de palissage. Dans le cadre de la culture de la vigne, de nombreuses machines sont utilisées telles que des pulvérisateurs, effeuilleuses, rogneuses, épampreuses, machines à vendanger, bineuses, etc.... Ces machines peuvent être reliées à un tracteur interligne ou fixées à un enjambeur ou être équipées de moyens de motorisation propres. De manière générale, ces machines comprennent au moins outil 16, tel qu'une lame, des couteaux, des jets, des batteurs, des griffes par exemple, qui doit être parfaitement positionné par rapport à la végétation, afin d'obtenir de bons résultats. Selon les cas, ce ou ces outils sont reliés par l'intermédiaire éléments articulés à un bâti qui est lui même relié à un tracteur interligne fixé à un enjambeur. Le positionnement des outils par rapport au bâti ou par rapport à la végétation peut être ajusté grâce à des actionneurs, par exemple des vérins, qui agissent sur les éléments articulés. Ainsi, le mouvement des outils peut être indépendant de la direction du tracteur ou de l'enjambeur. Selon l'invention, le procédé de guidage d'un ou des outils 16 par rapport à la culture palissée comprend les étapes qui consistent à - générer un champ électromagnétique à partir d'un des fils de palissage appelé fil de référence - à mesurer en continu ou par intermittences ledit champ électromagnétique, et - à ajuster, si nécessaire, automatiquement et en temps réel la position de l'outil 16 en fonction des valeurs mesurées dudit champ électromagnétique. Ainsi, le ou les outils sont guidés par rapport à la végétation en étant guidés par rapport à un des fils de palissage utilisé comme fil de référence, lui même positionné par rapport à la végétation. Le principal intérêt de ce procédé réside dans le fait que le fil de palissage existe déjà et qu'il peut servir de référence car la végétation se développe par rapport à ce dernier si bien qu'implicitement ce fil est positionne par rapport à la végétation et constitue la meilleure référence possible pour positionner des outils travaillant à proximité de la plante et des grappes. Un autre intérêt réside dans le fait que le guidage par rapport à végétation est obtenu sans prendre appui sur cette dernière, si bien que risques d'endommager les grappes sont limités car les sarments portant grappes sont reliés auxdits fils dans le cas de la vigne. Dans le cas où le ou les outils sont reliés par l'intermédiaire d'éléments articulés à un bâti, le positionnement du ou des outils est ajusté en agissant sur les actionneurs, en fonction des valeurs mesurées du champ électromagnétique. Dans le cas où le ou les outils sont directement reliés au tracteur interligne, à l'enjambeur ou bien disposent de moyens de motorisation propres, le positionnement du ou des outils est ajusté en agissant sur la direction tracteur, de l'enjambeur, de la machine à vendanger ou des moyens motorisation toujours en fonction desdites valeurs. Selon une première variante, le fil de palissage servant de fil référence est électrifié pour générer le champs électromagnétique. Dans ce cas, le dispositif pour la mise en oeuvre du procedé comprend un dispositif 18 d'électrification d'un fil 14 utilisé pour palisser la culture, combiné à un dispositif 20 de détection informant un dispositif pilotage, tous deux, embarqués sur la machine. Le dispositif 18 d'électrification d'un fil de palissage est decrit au regard des figures 2 à 5. Ce dernier comprend une boucle 22 formée d'un fil 14 de palissage pour chaque rang 10, d'éléments 24 de liaison pour relier les fils 14 différents rangs, ladite boucle étant alimentée par un générateur de courant 26. Les fils 14 électrifiés constituent des fils de guidage émettant un champ électromagnétique susceptible d'être détecté par le dispositif 20. Comme illustré par les figures 2 et 3, les éléments 24 de liaison peuvent être disposés de différentes manières afin de former une boucle 22 fermée. Chaque élément 24 est constitué d'un fil conducteur dont les extrémités sont reliées aux fils 14 de palissage par tout moyen approprié connu de l'homme de l'art pour assurer la continuité électrique. Ces fils 24 de liaison sont de préférence galvanisés et enterrés en bout de rang. Il est important pour obtenir un guidage précis d'avoir un champ électromagnétique constant tout le long des fils 28 de guidage. Aussi, des manchons 30 en matériau isolant peuvent être prévus au niveau des poteaux en fer 12 de manière à isoler le fil 28 de guidage et limiter les déperditions. Préalablement à l'utilisation, la boucle 22 est contrôlée pour vérifier la constance du champ électromagnétique et détecter ainsi les éventuelles discontinuités, notamment au niveau des raccords des fils 14 de palissage. Une fois formée, la boucle électrique 22 reste en l'état en permanence, et il suffit alors à l'utilisateur de relier les bornes de ladite boucle à celles du générateur 26 pour électrifier les fils 14 de palissage et les transformer en fils 28 de guidage. De préférence, un même générateur 26 est utilisé pour alimenter successivement différentes boucles. Pour obtenir un champ électromagnétique constant, il est important que le générateur 26 délivre un courant constant tout le long du fil de guidage, quelque soit la longueur de fil électrifié. Selon un mode de réalisation illustré par la figure 5, le générateur 26 de courant se présente sous la forme d'une alimentation à découpage avec un régulateur 32, alimentée par une batterie de 12 V et qui délivre une tension maximale de 48 V. Compte tenu de la consommation relativement faible du générateur, on peut prévoir des moyens de recharge de la batterie sous forme de panneaux solaires. De préférence, ce générateur comprend des moyens pour adapter automatiquement le courant à la longueur de la boucle et des moyens de détection de fil coupé susceptibles d'informer l'utilisateur en cas de coupure. Le dispositif d'électrification de l'invention permet de transformer un fil 14 de palissage de chaque rang en un fil 28 de guidage émettant un champ électromagnétique sensiblement constant tout le long desdits fils 28. En combinaison avec ce dispositif d'électrification 18, l'invention prévoit un dispositif de détection 20, illustré par les figures 6 et 7, susceptible d'informer un dispositif de pilotage. Le dispositif de détection 20 est relié à la machine et comprend deux capteurs 34, 36, de préférence disposés sensiblement à 90 , susceptibles de mesurer automatiquement et en temps réel, respectivement les distances L1 , appelée hauteur, et L2, appelée écartement, séparant lesdits capteurs au fil 28 de guidage qui sont proportionnelles aux distances séparant l'outil au fil de guidage. Ces valeurs L1 et L2 sont transmises au dispositif de pilotage qui agit en conséquence sur les actionneurs ou directement sur la direction pour les distances L1 et L2 soient sensiblement constantes lorsque la machine déplace le long des rangs. Les capteurs 34, 36 peuvent être disposés selon deux rayons quelconques autour du fil 28 de guidage, les mesures du champ électromagnétique des deux capteurs étant ensuite analysées pour définir valeurs L1 et L2. Le fait de disposer les capteurs à 90 à l'horizontale et à la verticale du fil simplifie la chaîne de traitement du signal et améliore la précision du positionnement En pratique, au bout du premier rang ou de chaque rang, l'utilisateur règle la position relative de l'outil par rapport au fil de guidage de palissage et fixe de la sorte des distances de réglage L01 et L02. Lorsque l'outil se déplace le long du rang, le dispositif de détection mesure de manière automatique et en temps réel les distances L1 et L2. Ces valeurs sont alors transmises au dispositif de pilotage qui compare lesdites valeurs L1 et L2 aux valeurs prédéterminées L01 et L02. Dès que les différences entre les valeurs mesurées et les valeurs prédéterminées dépassent un certain seuil, appelé consigne, le dispositif de pilotage agit sur les actionneurs ou directement sur la direction de manière à ce que les distances L1 et L2 restent sensiblement égales respectivement à L01 et L02 lorsque la machine se translate le long des rangs. Les mesures L1 et L2 sont réalisées par les capteurs 34, 36 sensibles au champ électromagnétique du fil de guidage qui varie en fonction de la distance au fil. Avantageusement, des moyens de visualisation des distances L1 et L2 sont prévus pour informer l'opérateur. A la manière connu, ces moyens de visualisation se présente sous forme de rangées de LED qui matérialisent l'axe horizontal et l'axe vertical. Ces moyens de visualisation peuvent également aider l'opérateur à déterminer les distances de réglages L01 et L02. Un exemple de mode de réalisation d'un capteur 34, est représenté sur la figure 7. Ce capteur comprend un circuit 38 dit "bouchon" sensible au champ électromagnétique qui délivre une tension proportionnelle au champ électromagnétique mesuré. De préférence, cette tension mesurée est traitée grâce à des moyens 40 de traitement du signal analogique - comprennent différents étages d'amplificateurs opérationnels, par exemple adaptateur d'impédance, un filtre passe bande et un amplificateur, ainsi qu'un intégrateur. Le signal issu de la sortie des moyens 40 de traitement peut par la suite être transmis au dispositif de pilotage pour être comparé aux valeurs de réglage. Selon une autre amélioration, pour rendre le capteur 'intelligent", évolutif et auto-adaptatif, le capteur comprend un convertisseur analogique numérique 42 sous forme de microprocesseurs qui permettent d'ajuster la sensibilité du capteur ou qui adaptent automatiquement ladite sensibilité. Ces capteurs 34 et 36 sont disposés de préférence à proximité des outils et sensiblement à 90 pour optimiser la mesure du champ électromagnétique et de la sorte le positionnement du ou des outils. Le dispositif de pilotage n'a pas été détaillé car il ne constitue pas l'objet principal de l'invention et reste à la portée de l'homme de l'art qui peut utiliser les dispositifs de pilotage utilisés dans le cadre d'un guidage à l'aide palpeurs. Selon une seconde variante illustrée par la figure 8, le champ électromagnétique généré par le fil de palissage utilisé comme fil de référence est produit grâce à un courant induit au niveau dudit fil. Dans ce cas, le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé comprend un émetteur 50, combiné à un dispositif 52 de détection informant dispositif de pilotage, tous embarqués sur la machine. Selon un mode de réalisation préféré, l'émetteur 50 est un émetteur radio haute fréquence qui génère un champ électromagnétique de fréquence variant de 3 à 20 MHz et de préférence égale à 10,7 MHz pour limiter risques d'interférence. Cet émetteur est placé à distance du fil et génère courant induit au niveau du fil 14. De préférence, comme illustré sur la figure 8, cet émetteur est lie l'outil d'un point de vue cinématique. Il peut être disposé, soit directement l'outil, ou bien au niveau de l'élément motorisé déplaçant l'outil. Le principal intérêt de cette variante réside dans le fait qu'il n'est plus nécessaire de former un circuit électrique et de relier les extrémités des fils palissage. Les dispositifs de détection 52 et de pilotage peuvent être identiques aux dispositifs de détection 20 et de pilotage de la première variante à fil de palissage électrifié. Selon une amélioration illustrée par la figure 8, les capteurs du dispositif de détection 52 fonctionnent par paire. Ainsi, une première paire de capteurs 54, 56 permet de déterminer la position de l'outil par rapport au fil selon une première direction et une seconde paire de capteurs non représentés selon une seconde direction. Dans ce cas, on ajuste la position de l'outil en fonction des variations de la différence entre les valeurs mesurées par les capteurs d'une même paire et non pas directement à partir des valeurs mesurées par les capteurs comme cela a été expliqué plus haut. Ainsi, cette solution permet de s'affranchir des variations des valeurs du champ électromagnétique généré par le courant induit du fil 14 qui peuvent apparaître par exemple si l'émetteur 50 s'éloigne du fil. Pour pallier à ces variations, on peut envisager de piloter l'émetteur 50 pour que ce dernier génère au niveau du fil 14 un courant induit sensiblement constant. Dans ce cas, on utilisera les valeurs absolues du champ mesurées au niveau des capteurs pour renseigner les moyens de pilotage de l'emetteur et ajuster la valeur du champ émis par ce dernier. D'autre part, ce dispositif de détection utilisant des valeurs relatives du champ c'est-à-dire en analysant les différences des mesures et non pas les mesures elle-même peut s'appliquer à la première variante de l'invention consistant à électrifier le fil 14. Bien entendu, l'invention n'est évidemment pas limitée mode de réalisation représenté et décrit ci-dessus, mais en couvre au contraire toutes les variantes, notamment en ce qui concerne le dispositif d'électrification et le dispositif de détection et de pilotage. De plus, le dispositif a été illustré par la figure 1 dans cas d'une rogneuse. Il est évident que le dispositif de l'invention peut s'adapter aisément à toutes les machines agricoles utilisées pour la culture de plantes palissées et peut agir sur les actionneurs de positionnement du ou des outils de la machine ou agir directement sur la direction machines motorisées tels que les vendangeuses, du tracteur interligne ou l'enjambeur auquel la machine est reliée. REVENDICATIONS 1. Procédé de guidage d'un outil (16) par rapport à une culture palissée à l'aide d'au moins un fil (14) conducteur caractérisé en ce qu'il comprend les étapes qui consistent à - générer un champ électromagnétique à partir d'un des fils (14) de palissage appelé fil de référence, et - ajuster, si nécessaire, automatiquement et en temps réel la position de l'outil (16) en fonction des valeurs mesurées dudit champ électromagnétique. 2. Procédé de guidage d'un outil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on ajuste le positionnement de l'outil en commandant des actionneurs lorsque l'outil est relié par l'intermédiaire d'éléments articulés à un bâti lui- même relié à un tracteur ou un enjambeur. 3. Procédé de guidage d'un outil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on ajuste le positionnement de l'outil en agissant directement sur la direction du tracteur, de l'enjambeur ou des moyens de motorisation auquel est fixé directement l'outil. 4. Procédé de guidage d'un outil selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 3, caractérisé en ce que le fil de palissage servant de fil de référence est électrifié pour générer le champ électromagnétique. 5. Procédé de guidage d'un outil selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'on détermine automatiquement et en temps réel, respectivement les distances L1, appelée hauteur, et L2, appelée écartement, proportionnelles aux distances séparant l'outil (16) au fil électrifié (14), appelé de guidage, les distances L1 et L2 étant fonction de la valeur du champ 'lectromagnétique mesuré, et en ce que dès que les différences entre les valeurs L1 et L2 mesurées et des valeurs prédéterminées dépassent un certain seuil, appelé consigne, le positionnement de l'outil est ajusté. 6. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon revendication 4 ou 5, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif (18) d'électrification d'un fil (14) utilisé pour palisser la culture, combiné à un dispositif (20) détection informant un dispositif de pilotage susceptible d'ajuster le positionnement de l'outil, tous deux embarqués sur une machine portant l'outil. 7. Procédé de guidage d'un outil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le champ électromagnétique généré par le fil de palissage utilisé comme fil de référence est produit grâce à un courant induit au niveau dudit fil. 8. Procédé de guidage d'un outil selon la revendication 7, caractérisé en ce que le positionnement de l'outil est ajusté en fonction des variations de la différence entre deux mesures du champ électromagnétique génère par le fil de référence diamétralement opposées par rapport audit fil. 9. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce qu'il comprend un émetteur (50), combiné à un dispositif (52) de détection informant un dispositif de pilotage. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce l'émetteur est un émetteur radio haute fréquence qui génère un champ électromagnétique de fréquence variant de 3 à 20 MHz, et de préférence égale à 10,7 MHz.