Des AGV écologiques dans les vignes

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Imaginés et développés dans la région de Bordeaux, des robots autonomes entretiennent les vignes en toute autonomie. Vitirover Solutions a conçu un robot motorisé capable de tondre les mauvaises herbes au pied des vignes en totale autonomie. Une success-story, inspirée de l’aventure des robots martiens.

Un petit pas pour l’Homme, un grand pas pour l’environnement.

La société Vitirover, installée à Saint-Emilion (Gironde), vient de mettre au point un robot tondeur pour les domaines viticoles. Actuellement en phase de pré-industrialisation, ce robot également appelé Vitirover a la particularité d’être autonome, puisqu’il fonctionne à l’énergie solaire. Il peut également être piloté à distance via le web avec un smartphone, par des techniciens formés et employés par l’entreprise. Une vingtaine de robots tondeurs fonctionnent déjà dans les domaines de Saint-Emilion.

Le principal atout du petit robot (à peine 70 cm de long) est d’être écologique, puisqu’il se substitue à l’utilisation dans les vignes de pesticides, comme le glyphosate. D’un point de vue économique, il dégage également les propriétaires de parcelles de toute contrainte, ainsi que du coût de maintenance ou de la mise à jour des équipements nécessaires au contrôle de l’enherbement. Enfin, le robot, très léger (à peine 20 kilos), permet d’épargner les sols en évitant les tassements que peuvent provoquer les tracteurs ou les chevaux.

Une collaboration étroite avec l'ESA

Concevoir un robot autonome capable de tondre sur deux hectares l'herbe au plus près des pieds de vignes a été un long chemin. Presqu'aussi compliqué que pour un robot martien ! D'ailleurs, pour établir son premier cahier des charges, l'entreprise bordelaise a travaillé avec l'Agence spatiale européenne pour passer en revue tous les projets de robots destinés à être envoyés sur Mars. La raison ? Les sols des vignes et de la planète rouge, très instables, se ressemblent énormément. « Cette expérience nous a beaucoup aidés car nous n'avons pas trouvé sur terre de robots plus proches de notre cahier des charges » raconte Xavier David Beaulieu, CTO de Vitirover, entreprise qu’il a cofondée en 2010 après avoir repris le domaine familial (le Château Coutet à Saint-Emilion) et avoir été confronté directement au challenge du contrôle de l’enherbement dans les rangs de vigne.

Le Vitirover ne mesure que 70 centimètres de long et pèse un peu moins de 20 kilos. Il coupe l'herbe et les mauvaises herbes à un rythme de 300 mètres par heure.

Stress mécanique toutes les 12 secondes

Terrain chaotique, caillouteux et souvent en devers… La société girondine a mesuré que son robot, malgré sa capacité à détecter les obstacles pour aller couper l’herbe à moins d’1 cm des pieds, subissait dans les vignes un stress mécanique toutes les 12 secondes. Mais en bon robot, il doit pouvoir se remettre en action de manière autonome, quel que soit l’accident, et continuer à se déplacer d’une bosse à l’autre dans cet espace contraint. Les exigences de motorisation étaient donc importantes et les solutions mécatroniques imaginées sont le fruit d’une collaboration engagée depuis plus de dix ans entre Vitirover et maxon France (MDP).

Pour le déplacement, quatre moteurs sont présents dans le robot, un dans chaque roue. Des moteurs DCX 22 L, une nouvelle gamme de maxon, qui offrent une densité de puissance dans un encombrement réduit. Avantages de ce moteur ? Il est plus léger (donc moins de poids à tracter), plus compact que les versions précédentes (moins de 3mm au diamètre) et surtout il dispose d'un meilleur rendement, ce qui le rend moins gourmand en énergie électrique pour la sauvegarde de la batterie.

Le robot tondeur utilise quatre roues motrices équipées chacune d’un moteur DCX 22 L, une gamme de maxon France qui propose une densité de puissance dans un encombrement réduit, ainsi que d’un réducteur GP 32 C permettant de reprendre les charges axiales et radiales et l’effort couple important. Trois lames de tonte. Le robot utilise dans sa face avant trois lames de tonte, qui intègrent chacune un moteur DCX 32 L, une gamme de maxon France offrant une très grande vitesse de rotation pour assurer une coupe nette et homogène. 

Associée à un réducteur GP 32 C, cette solution permet de reprendre les charges sur les roues et l’effort de couple nécessaire à la traction. « Pour la propulsion, le problème de charge radiale qui s’exerce sur l’axe des roues n’a pas été facile à résoudre, mais nous y sommes arrivés », confirme Xavier David Beaulieu. Le robot tondeur affiche en effet des performances étonnantes, puisqu’il est capable d’atteindre une vitesse de 300 m par heure et d’avaler des pentes allant jusqu’à 15%.

Une cloche en aluminium pour encapsuler l’arbre

La plus grande difficulté était ailleurs. En effet, trois lames de tonte, utilisant des moteurs de la gamme DCX 32 L, sont installées dans la face avant du robot. Sans réducteur cette fois, car une grande vitesse est indispensable pour une coupe nette et homogène. « Mais on s’est rendu compte au bout de quelques mois que les brins d’herbe hachés remontaient le long de la lame et du roulement à billes du moteur, ce qui coinçait l’axe et créait régulièrement des pannes », raconte Xavier David Beaulieu.

Pendant plusieurs mois, Vitirover et le service R&D de maxon France (MDP) vont travailler main dans la main pour élaborer une solution simple et peu coûteuse. Après plusieurs essais, les ingénieurs de maxon France (MDP) finissent par concevoir une cloche en aluminium chargée d’encapsuler la face avant et de protéger le roulement du moteur. « On a beaucoup échangé avec maxon France (MDP), on leur envoyé des dessins, des images de moteurs cassés… Pour finalement trouver une solution », se réjouit Xavier David Beaulieu.

 

Des solutions adaptées aux contraintes d’application

Une relation de confiance conforme aux engagements de Kevin Schwartz, en charge du projet Vitirover. « Le rôle de maxon France n’est pas simplement de fournir des moteurs électriques, mais des solutions complètes pour répondre au besoin du client et surtout adapter un produit aux contraintes de son application réelle. »
Les applications du petit robot tondeur sont nombreuses : outre les vignes, qui représentent un marché considérable avec les 8 millions d’hectares de vignobles sur la planète, il peut être aussi utilisé en arboriculture. Vitirover Solutions vient également d’être choisi par Réseau de Transport d’Électricité (RTE) pour s’occuper de la tonte autour de ses postes électrique à haute tension et par la SNCF pour l’entretien de 75 000 km de chemins de fer à entretenir. Le début, sûrement, d’une très belle histoire.

 

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