Brevet FR3018661A1 — publié le 20150925

La présente invention concerne une machine de récolte de racines plantées en terre suivant des rangs, comme des betteraves, ainsi qu'un procédé de récolte prévu pour une telle machine. Pour récolter des alignements de racines alignées suivant des rangs 5 longitudinaux, lorsqu'elles arrivent à maturité, en particulier pour la récolte des betteraves à sucre, un type de machine connu, présenté notamment par le document EP-B1-1772050, comporte un ensemble disposé à l'avant d'un tracteur motorisé, comprenant successivement en partant de l'avant, des roues de guidage, une unité d'effeuillage de l'essentiel des feuilles, une unité de 10 coupe horizontale de la tête des betteraves pour éliminer les feuilles restantes et scalper la betterave, et une unité de récolte qui creuse la terre en dessous des betteraves pour les extraire, éliminer la terre, et les faire remonter vers un moyen de stockage. Dans la suite de ce document, le terme betterave englobera tous types de 15 racines qui peuvent être récoltées avec ces machines. L'unité de coupe de la tête des betteraves comporte pour chaque rang une lame de coupe horizontale, comprenant juste en avant un guide en hauteur ou came, présentant des barres parallèles formant une courbe remontant vers l'avant de manière à glisser sur le sommet de la betterave à couper, qui se 20 termine vers l'arrière un peu au-dessus de la lame. Pour chaque rang de betteraves, l'unité de coupe est montée sur un support sensiblement équilibré qui permet une montée et une descente du guide prenant appui successivement sur le dessus de chacune des betteraves. De cette manière, la lame suivant derrière étant ajustée un peu en dessous de 25 ce guide, coupe horizontalement la betterave juste en-dessous de son sommet. L'unité de récolte suivant cette unité de coupe, comporte aussi un positionnement en hauteur lié au niveau de la lame de coupe, de manière à creuser le sol suivant une hauteur prédéfinie par rapport au niveau de coupe. On obtient ainsi une optimisation de la profondeur de creusement du sol, pour 30 des betteraves comportant une hauteur standard. Toutefois ce type d'ajustement automatique du niveau de l'unité de récolte n'est pas optimisé dans tous les cas. En particulier si les betteraves sont plus petites avec une hauteur réduite, ou s'il y a une absence de betterave, on creusera trop profondément ou inutilement la terre, avec une consommation de carburant trop forte pour motoriser la machine. À l'inverse si les betteraves sont plus grosses avec une hauteur plus importante, on risque alors d'endommager leurs bases et de perdre une partie de la récolte car on n'aura pas creusé assez profondément. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure. Elle propose à cet effet une machine de récolte de racines plantées en terre et alignées suivant des rangs, comprenant une unité de coupe horizontale de la tête des racines disposant d'un moyen d'ajustement automatique du niveau de sa lame de coupe en fonction du niveau de cette tête, qui est suivie d'une unité de récolte creusant la terre en dessous des racines à une hauteur relative en dessous du niveau de coupe, caractérisée en ce qu'elle comporte un moyen de détection de la hauteur du sommet de la racine et de la durée de passage d'un guide de coupe sur ce sommet, et un moyen d'ajustement de la hauteur relative de l'unité de récolte par rapport au niveau de coupe, en fonction de cette hauteur et de cette durée de passage sur le sommet. Un avantage de cette machine de récolte et qu'en fonction de la hauteur du sommet de la racine indiquée par le moyen de détection de la hauteur, et de la taille indiquée par la durée de passage, prolongée quand ces racines sont plus grosses et réduite quand elles sont plus petites, on peut en déduire facilement des indications sur leur dimension et ajuster alors de manière optimisée l'unité de récolte à la profondeur juste nécessaire. On assure ainsi un creusement optimum du sol qui permet de diminuer la consommation de carburant en creusant moins profondément quand la betterave est haute, et on réduit les risques d'endommagement des racines en creusant plus profondément quand la betterave est profonde. La machine de récolte des racines selon l'invention peut comporter de 30 plus une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, le moyen de détection de la durée de passage sur le sommet de la racine comporte un moyen qui détecte l'effort ou la déformation du support de la lame de coupe de l'unité de coupe, qui est flexible. Ce type de capteur donne de manière simple l'indication de la durée de passage de la tête de coupe sur chaque racine. Dans ce cas, la lame de l'unité de coupe peut être montée sur un parallélogramme, donnant pendant le passage du guide de coupe sur la racine un mouvement de ce parallélogramme qui est mesuré par un capteur d'angle. Pendant la durée de montée du parallélogramme, on repère ainsi à la fois la hauteur de la betterave et la taille du sommet de la betterave. Avantageusement, le moyen d'ajustement de la hauteur relative de l'unité de récolte comporte un vérin hydraulique piloté par une unité de contrôle électronique. Les vérins hydrauliques développant des forces importantes, permettent des accélérations élevées donnant une bonne dynamique. Avantageusement, la machine de récolte comporte un dispositif permettant au conducteur de prédéfinir pour chaque rang un niveau moyen de l'unité de récolte avant son ajustage automatique par le moyen d'ajustement. La course à accomplir pour l'ajustement de la hauteur relative de l'unité de récolte est ainsi en moyenne réduite. Avantageusement, chaque unité de récolte comporte un capteur de hauteur. On peut ainsi ajuster sa hauteur par une régulation en boucle fermée. L'invention a aussi pour objet un procédé de fonctionnement d'une machine de récolte de racines plantées en terre et alignées suivant des rangs, comprenant une unité de coupe horizontale de la tête des racines disposant d'un moyen d'ajustement automatique du niveau de sa lame de coupe en fonction du niveau de cette tête, qui est suivie d'une unité de récolte creusant la terre en dessous des racines à une hauteur relative en dessous du niveau de coupe, ce procédé réalisant une détection de la durée de passage sur la racine par l'unité de coupe, puis un ajustement de la hauteur relative de l'unité de récolte par rapport au niveau de coupe, en fonction de cette durée de passage. Avantageusement, le procédé de fonctionnement comporte une étape préliminaire de prédéfinition du niveau moyen de l'unité de récolte. Avantageusement, à partir de la hauteur relative moyenne, pour une durée de passage sur la racine importante le procédé de fonctionnement 5 augmente cette hauteur relative, pour une durée moyenne il conserve cette hauteur relative, et pour une durée faible il réduit cette hauteur relative. Avantageusement, en l'absence de racine détectée, le procédé de fonctionnement met la hauteur relative au minimum. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages 10 apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une betterave plantée dans le sol, prête pour la récolte ; - les figures 2a, 2b et 2c sont des vues en coupe transversale de six 15 rangs de betteraves correspondant à la largeur de coupe d'une machine de récolte ; - la figure 3 est une vue de côté d'une machine de récolte selon l'invention; - la figure 4 est une vue transversale des unités de récolte de cette 20 machine ; - la figure 5 présente le fonctionnement de cette machine sur une vue en coupe longitudinale d'un rang de betteraves ; et - la figure 6 présente sur la même vue en coupe, le gain en profondeur de creusement apporté par la machine de récolte. 25 Il est à noter que les schémas et explications suivants sont basés sur une machine de récolte à six rangs. L'invention s'applique de la même manière aux machines de récolte adaptées à un nombre de rangs inférieur ou supérieur. En particulier, plus le nombre de rangs arrachés est élevé, plus les bénéfices liés à l'invention seront importants. En effet, les inégalités du terrain et des 30 betteraves sont plus grandes sur huit, neuf ou douze rangs que sur six. Une optimisation de la profondeur du niveau de récolte de chaque rang entraînera donc un bénéfice accru. La figure 1 présente une betterave 2 enterrée dans le sol comportant un niveau de surface 6, qui arrivée à maturité doit être récoltée. Pour la récolte, le dessus de la betterave 2 doit d'abord être coupé horizontalement suivant le niveau de coupe 12 situé un peu en dessous de son sommet 4, afin d'éliminer les feuilles poussant sur cette betterave. La coupe du sommet de la betterave 4 laisse alors un plan de coupe de largeur L, qui dépend de la grosseur de cette betterave. La machine de récolte selon l'art antérieur, comportant un moyen d'ajustement automatique du niveau de coupe, dispose d'un guide en avant de 10 la lame de coupe qui suit le contour supérieur des betteraves 2 en avançant, afin d'obtenir le placement de la lame au bon niveau de coupe 12. Le niveau de récolte situé dans le sol 8 représente le niveau idéal de creusement du sol pour récolter la betterave 2, en venant juste en dessous de son volume principal. Un creusement trop profond consomme inutilement une 15 énergie plus importante pour motoriser la machine de récolte, et entraîne trop de terre avec les betteraves 2, alors qu'un creusement pas assez profond risque d'endommager ces betteraves. On obtient alors pour chaque betterave une hauteur relative H comprise entre le plan de coupe 12 et le niveau de récolte 8, qui peut varier à l'intérieur 20 d'un même rang en fonction de nombreux paramètres, comprenant notamment la qualité locale du sol, le degré d'humidité, l'espace longitudinal entre deux betteraves, le degré d'enfouissement de cette betterave, et le rendement propre pour chacune des betteraves. Les figures 2a, 2b et 2c présentent différentes déformations possibles du 25 champ de culture qui se prolongent longitudinalement sur l'ensemble de ce champ, sur six rangs de betteraves qui sont récoltés en même temps. La droite 22 représente l'inclinaison globale de la machine de récolte, la courbe supérieure 6 le niveau de la surface du sol, et la courbe inférieure 8 le niveau de récolte souhaité réglé individuellement par rang, correspondant à la 30 base de lames latérales 60 de l'unité de récolte venant creuser la terre juste sous chaque betterave. La figure 2a présente une section transversale de la surface du sol 6 qui est bombée, le niveau de récolte 8 des rangs deux à cinq doit être relevé. La figure 2b présente une section transversale de la surface du sol 6 qui retombe sur le côté droit, par exemple en bordure d'un champ, la machine de 5 récolte étant inclinée. Le niveau de récolte 8 des rangs deux à quatre doit être remonté, celui du rang six abaissé. La figure 2c présente une section transversale de la surface du sol 6 comprenant un espace 20 entre les rangs deux et trois qui a été tassé par le passage d'un engin, formant un rail. Le niveau de récolte 8 des rangs deux et 10 trois doit être abaissé. La figure 3 présente une machine de récolte comportant à l'avant deux roues de guidage 30 indépendantes prévues pour suivre les rangs de betteraves, qui sont reliées à l'ensemble de la machine par des bras articulés 32 disposant chacun d'un capteur de position 34 envoyant un signal à l'unité de 15 contrôle électronique 54. Les roues de guidage 34 permettent de déterminer la droite 22 représentant l'inclinaison globale de la machine de récolte, les niveaux de récolte individuels de chaque rang 8 étant déterminés par rapport à cette droite. 20 On a ensuite une unité d'effeuillage 35 qui enlève l'essentiel des feuilles des betteraves. On a ensuite six unités indépendantes de coupe de tête des betteraves 36 alignées transversalement, comprenant chacune en amont de la lame de coupe horizontale un moyen de guidage courbé vers l'avant venant glisser sur 25 le sommet de chaque betterave, afin d'ajuster la hauteur de cette lame située juste en arrière. La hauteur prédéfinie de l'unité de coupe 36, est mesurée par un capteur 38. Chaque unité de coupe 36 comprend un guide et une lame de coupe 30 montés sur un parallélogramme déformable muni d'un capteur d'angle 40, qui permet de mesurer la hauteur relative du guide lors de son passage sur la betterave 2, et donc la hauteur du sommet 4 de cette betterave. Ce capteur d'angle 40 permet également de mesurer la durée pendant laquelle le guide et la lame de coupe sont soulevés, ce qui permet d'en déduire la taille de la betterave 2. Les informations de hauteur de l'unité de coupe 36 et de déformation du 5 parallélogramme 40 sont envoyées à l'unité de contrôle électronique 54. On obtient ainsi dans le temps une succession de signaux donnant, en connaissant la vitesse d'avance de la machine de récolte, l'indication de la largeur de chaque betterave en mesurant grâce au capteur d'angle 40, la durée de montée du parallélogramme, et l'indication de la hauteur du sommet de la 10 betterave 4 à partir de l'inclinaison de ce parallélogramme. On a derrière chaque unité de coupe des betteraves 36, une unité de récolte 48 comprenant une roue présentant de chaque côté la succession de lames 60 qui viennent creuser la terre juste en dessous de chaque betterave afin de les arracher, et de les renvoyer vers l'arrière où elles sont reprises par 15 un système de remonté 58. Les six unités de récolte 48 ont chacune un niveau moyen prédéfini par rapport à la machine de récolte, réglé par un vérin 44 en fonction de la position de l'effeuilleuse 35. Pour chaque rang de betteraves le conducteur peut prédéfinir en fonction 20 de l'état global de la surface du sol 6 de ce rang, comme présenté par les figures 2a, 2b et 2c, le niveau moyen de chaque unité de récolte 48. Chaque unité de récolte 48 dispose de plus d'un vérin hydraulique indépendant 50 de modification de sa hauteur par rapport à sa hauteur moyenne prédéfinie, venant ajouter ou retrancher une petite valeur pour donner une hauteur relative 25 ajustable H, qui est piloté par des vannes hydrauliques 56 commandées par l'unité de contrôle électronique 54. En fonction de toutes les informations reçues, en particulier celles données par le capteur d'angle 40 indiquant la durée et la hauteur, l'unité de contrôle électronique 54 réagit de manière très rapide pour ajuster précisément 30 la hauteur relative H, afin d'obtenir le bon niveau de récolte 8 adaptée à chaque betterave 2 qui vient d'être coupée. En variante la détection de coupe de la betterave peut comporter un moyen de mesure différent, comme un capteur de pression ou d'effort, un palpeur physique, un scanner en plusieurs dimensions ou une caméra trois dimensions. La figure 5 présente la courbe de niveau de coupe 10 donnée par le capteur d'angle 40, et le signal 80 envoyé par ce capteur, comprenant des rectangles indiquant l'absence de levée du parallélogramme tenant la lame de coupe, et des espaces L entre ces rectangles indiquant les temps de passage sur les betteraves par le guide de la lame de coupe. La stratégie adoptée est la suivante, illustrée par des lots de betteraves comprenant successivement en partant du côté gauche du dessin, un premier lot 70, un deuxième lot 72, un troisième lot 74, un quatrième lot 76 et un espace laissé vide 78. Pour le lot 70, les betteraves 2 sont grosses et leur sommet est au niveau moyen du sol. Ces caractéristiques sont détectées par le capteur d'angle 40 du parallélogramme de la lame de coupe, et un temps de passage sur la betterave important. La hauteur relative H est augmentée de manière à être sûr de ne pas endommager la base de cette betterave. Pour le lot 72, les betteraves sont grosses et ont grandi en dehors de la terre. Ces caractéristiques sont détectées par le capteur d'angle 40 du parallélogramme de la lame de coupe, et un temps de passage sur la betterave. La hauteur relative H est également importante, mais comme la hauteur du sommet des betteraves est élevée, l'unité de récolte sera relevée par rapport à sa position moyenne. Dans le cas du lot 76, nous avons des petites betteraves, qui ont grandi relativement au-dessus du niveau du sol. L'unité de récolte sera donc relevée pour tenir compte d'une hauteur relative H faible et d'un sommet de la betterave qui est haut. Pour aucune betterave détectée, correspondant à une absence de détection par le capteur d'angle 40, la hauteur relative H est mise au minimum. Cette caractéristique est présentée par l'espace vide 78. La figure 6 présente une surface de couleur noire correspondant à la différence de hauteur entre un niveau de récolte constant 90 utilisé par des machines de récolte selon l'art antérieur, et le niveau de récolte 8 optimisé avec le procédé suivant l'invention. On constate à la fois une absence d'endommagement des betteraves 2, et un ajustement de ce niveau de récolte 8 au plus haut possible, traduisant une économie d'énergie pour la force de traction de la machine, et une moindre quantité de terre emportée inutilement. REVENDICATIONS1 - Machine de récolte de racines plantées en terre (2) et alignées suivant des rangs, comprenant une unité de coupe horizontale de la tête des racines 5 (36) disposant d'un moyen d'ajustement automatique du niveau de sa lame de coupe en fonction du niveau de cette tête, qui est suivie d'une unité de récolte (48) creusant la terre en dessous des racines à une hauteur relative (H) en dessous du niveau de coupe (10), caractérisée en ce qu'elle comporte un moyen de détection de la hauteur du sommet (4) de la racine (2) et de la durée 10 de passage (40) d'un guide de coupe sur ce sommet, et un moyen d'ajustement de la hauteur relative (H) de l'unité de récolte (48) par rapport au niveau de coupe (10), en fonction de cette hauteur et de cette durée de passage sur le sommet. 2 - Machine de récolte selon la revendication 1, caractérisée en ce que le 15 moyen de détection de la durée de passage sur le sommet de la racine comporte un moyen qui détecte l'effort ou la déformation (40) du support de la lame de coupe de l'unité de coupe (36), qui est flexible. 3 - Machine de récolte selon la revendication 2, caractérisée en ce que la lame de l'unité de coupe (36) est montée sur un parallélogramme, donnant 20 pendant le passage du guide de coupe sur la racine (2) un mouvement de ce parallélogramme qui est mesuré par un capteur d'angle (40). 4 - Machine de récolte selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le moyen d'ajustement de la hauteur relative (H) de l'unité de récolte (48) comporte un vérin hydraulique (50) piloté 25 par une unité de contrôle électronique (54). - Machine de récolte selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif permettant au conducteur de prédéfinir pour chaque rang un niveau moyen de l'unité de récolte (48) avant son ajustage automatique par le moyen d'ajustement. 30 6 - Machine de récolte selon la revendication 5, caractérisée en ce que chaque unité de récolte (48) comporte un capteur de hauteur (46).7 - Procédé de fonctionnement d'une machine de récolte de racines plantées en terre (2) et alignées suivant des rangs longitudinaux, comprenant une unité de coupe horizontale de la tête des racines (36) disposant d'un moyen d'ajustement automatique du niveau de sa lame de coupe en fonction 5 du niveau de cette tête, qui est suivie d'une unité de récolte (48) creusant la terre en dessous des racines à une hauteur relative (H) en dessous du niveau de coupe (10), caractérisé en ce qu'il réalise une détection de la durée de passage sur la racine (2) par l'unité de coupe (36), puis il ajuste la hauteur relative (H) de l'unité de récolte (48) par rapport au niveau de coupe (10), en 10 fonction de cette durée de passage sur la racine. 8 - Procédé de fonctionnement selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte une étape préliminaire de prédéfinition du niveau moyen de l'unité de récolte (48). 9 - Procédé de fonctionnement selon la revendication 7 ou 8, caractérisé 15 en ce qu'à partir de la hauteur relative moyenne (H), pour une durée de passage de l'unité de coupe sur la racine (2) importante il augmente cette hauteur relative, pour une durée moyenne il conserve cette hauteur relative, et pour une durée plus faible il réduit cette hauteur relative. 10 - Procédé de fonctionnement selon l'une quelconque des 20 revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu'en l'absence de racine détectée, il met la hauteur relative (H) au minimum.