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Guidage GPS : des applications utiles aussi aux éleveurs

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Guidage. Un équipement de base avec antenne GPS et écran en cabine coûte entre 500 et 1 000 €. © D.L.

Introduite en France depuis vingt-cinq ans environ, l’agriculture de précision offre toujours plus de solutions technologiques, y compris pour les éleveurs dans leurs travaux aux champs. À chacun de choisir son niveau de précision et ses équipements selon les objectifs recherchés.

Le terme GPS vient de l’anglais « Global Positioning System », signifiant « système mondial de positionnement ». Il désigne un ensemble de vingt-quatre satellites militaires américains tournant autour de la Terre. Depuis 2000, ces signaux sont accessibles sans abonnement payant pour les applications civiles, notamment le guidage, très courant aujourd’hui dans l’automobile. Pour déterminer sa position, un récepteur...
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Le terme GPS vient de l’anglais « Global Positioning System », signifiant « système mondial de positionnement ». Il désigne un ensemble de vingt-quatre satellites militaires américains tournant autour de la Terre. Depuis 2000, ces signaux sont accessibles sans abonnement payant pour les applications civiles, notamment le guidage, très courant aujourd’hui dans l’automobile. Pour déterminer sa position, un récepteur est indispensable. Cet appareil se connecte aux différents satellites détectés dans le ciel et calcule sa propre position par rapport à la distance qui le sépare de chacun d’entre eux.

En théorie, l’antenne a besoin de repérer trois satellites au minimum pour établir une position exacte. En pratique, comme ils sont en mouvement permanent, il est préférable d’en détecter six à huit pour maintenir un signal continu. Cela n’est pas toujours possible, notamment en lisière de forêt ou le long d’un grand bâtiment par exemple. En effet, ces obstacles peuvent perturber la connexion.

Depuis quelques années, la constellation de satellites russes Glonass est également accessible au grand public, ce qui améliore la couverture. Les récepteurs GPS compatibles avec Glonass sont donc moins sensibles au risque de perte de signal. Les constellations de satellites Beidou (Chine) ou Galileo (Union européenne) seront en principe totalement déployées d’ici un à deux ans, offrant alors un choix encore plus large, mais sans amélioration notable du côté de la précision.

Une précision qui varie de 2 à 30 cm

Le GPS seul donne une position précise à quelques mètres près, ce qui n’est pas suffisant pour les applications agricoles. Tous les récepteurs sont donc connectés en parallèle à un second signal dit de « correction ».

Le principe est le suivant : une station dont la position est connue reçoit les mêmes informations que le récepteur du tracteur et calcule la correction à apporter. Cette valeur est transmise au récepteur qui corrige alors sa position. Plusieurs moyens existent pour obtenir cette correction avec des degrés de précision variables. C’est la finesse de la correction qui détermine le type d’application envisageable.

Les principaux fournisseurs d’antenne GPS du marché sont Trimble et John Deere. Les autres fabricants comme Teejet, Raven, Topcon, Ag Leader, Novatel, etc. proposent aussi des équipements équivalents avec différents niveaux de précision. La plupart des antennes GPS sont ainsi compatibles avec le signal de correction satellitaire Egnos. Ce système fiable à 20 ou 30 cm près a été développé par les pays européens. Il est gratuit et disponible sur tout le territoire. De son côté, John Deere propose l’antenne SF1 avec un accès gratuit à un signal précis à 10 ou 20 cm près.

Les autres systèmes de correction nécessitent un abonnement payant, parfois gratuit la première année. La finesse du positionnement oscille entre 15 cm pour les abonnements les moins chers (200 à 400 €/an), et 2 cm, voire moins, pour les systèmes les plus performants proposés à des prix annuels de 500 à 1 000 €. « L’éleveur choisira une offre adaptée au type de chantier qu’il souhaite réaliser, souligne David Méallet, chef de cultures à la station expérimentale de Kerguéhennec (Morbihan). Pour de la pulvérisation ou des apports d’engrais sur une prairie ou un sol nu, sans aucun repère pour le chauffeur, une précision de 10 à 30 cm suffit, car sur la largeur, cela n’influera pas beaucoup sur la répartition. Cela convient aussi pour épandre du lisier ou du fumier, ou pour diviser une parcelle en deux avec sa faucheuse en restant parallèle au bord. Le chauffeur évite ainsi de faire des pointes compliquées à reprendre ensuite. En revanche, si l’objectif est d’éviter les recroisements ou les oublis en travail de sol, semis ou fauche par exemple, une précision de 3 à 5 cm est indispensable. Pour du binage, qui est l’une des opérations les plus délicates à réaliser, le guidage est extrêmement intéressant. Le GPS permet de travailler sur une culture avant même sa levée, à condition d’opter pour une excellente précision de 2 cm et une répétabilité dans le temps avec le principe RTK. » En effet, hormis un abonnement RTK (voir encadré), tous les autres systèmes sont soumis à une dérive plus ou moins rapide du signal dans le temps. Cela se traduit concrètement par un léger décalage de la ligne de référence. Cette dérive apparaît parfois au bout de quelques minutes, alors que d’autres abonnements garantissent une stabilité sur plusieurs mois.

Pas de dérive du signal avec le RTK

Par exemple, pour des chantiers de semis où le tracteur fait des allers et retours, la dérive n’influe généralement pas sur la qualité du travail puisque chaque passage est calé sur le précédent. Toutefois, si le chauffeur fait une pause pour déjeuner, à son retour, il est parfois contraint de retracer une nouvelle ligne de référence, car celle établie le matin a bougé.

L’application principale des systèmes GPS est le guidage du tracteur. Il existe pour cela plusieurs solutions techniques, avec des précisions et des coûts différents. Les barres de guidage, composées de diodes s’allumant à droite ou à gauche dès que le tracteur dévie de sa trajectoire, sont quasiment obsolètes. Elles sont remplacées par un écran, avec une ligne fixe matérialisant le cap à suivre par le chauffeur. Si le tracteur n’est pas équipé en standard d’une console adaptée, l’achat d’un modèle basique varie entre 500 et 1 000 € selon sa taille et ses fonctions.

Le volant électrique ou hydraulique

Pour se libérer complètement de la contrainte de la conduite, le client peut opter pour un volant électrique ou hydraulique directement géré par la console. « Ce type d’équipement d’autoguidage est plus fiable et plus réactif que la main de l’homme, souligne Pascal Lafond, responsable de la société Euratlan qui distribue les équipements Trimble dans le Grand-Ouest. Quand un agriculteur choisit un équipement avec une précision de quelques centimètres, il a tout intérêt à s’équiper en autoguidage. Sinon, il ne parviendra pas à maintenir son tracteur en permanence sur sa trajectoire. » Un kit complet comprenant l’antenne GPS et un volant autoguidé coûte entre 6 000 et 8 000 €. Le volant électrique est déplaçable d’un engin à un autre moyennant un étalonnage plus ou moins long.

Les essais réalisés par Arvalis ont montré qu’un volant à commande hydraulique était plus précis et plus réactif qu’un modèle électrique. « Le paramétrage est primordial car il est facile de perdre plusieurs centimètres de précision si tous les éléments ne sont pas correctement réglés, souligne Caroline Desbourdes, spécialiste en agriculture de précision chez Arvalis. Dans nos tests, nous trouvons parfois des corrections haut de gamme dont la précision n’est que de 10 cm, alors que l’utilisateur pensait être à 2 ou 3 cm. Le client doit donc mesurer régulièrement l’écart entre deux passages et contacter son concessionnaire si besoin. »

Toutefois, la technologie s’améliore sans cesse. En plus du guidage, les constructeurs proposent des solutions employant le positionnement du matériel, comme la coupure automatique des tronçons, intéressante en pulvérisation ou en fertilisation. La modulation d’intrants en continu sur la parcelle est également une technique prometteuse. Cela se pratique en fertilisation à partir de cartographies de sols : beaucoup d’essais sont réalisés en semis de maïs. Ces applications nécessitent l’emploi de consoles spécifiques (surcoût de 3 000 à 5 000 euros). La majorité de ces consoles étant désormais Isobus, une seule peut servir sur plusieurs matériels.

Denis Lehé
Fonctionnalité. En cabine, l’écran indique la position du tracteur par rapport à sa trajectoire. Les consoles les plus sophistiquées servent aussi à piloter la coupure de tronçons ou la modulation des intrants. © D.L.
Confort. Le volant électrique gère la conduite dans le champ sans l’intervention du chauffeur. Il peut passer d’un tracteur à l’autre moyennant un étalonnage plus ou moins long. © D.L.
Précision. Le guidage garantit au chauffeur d’apporter la bonne dose, en suivant des passages parallèles avec toujours le même écart. © D.L.
Fiabilité. RTK, le seul signal qui reste constant dans le temps

La plupart des signaux de correction sont fournis par des satellites dont la position se décale petit à petit dans le temps. Il est donc souvent impossible de repasser exactement au même endroit au bout de quelques jours. Seuls les abonnements RTK ont un signal fiable, car établi à partir de balises fixes au sol. Leur position est toujours la même. Le positionnement donné par un signal RTK est donc « répétable » dans le temps. Un avantage intéressant pour réaliser du binage quelques semaines après le semis. Autre intérêt du RTK : l’enregistrement des lignes de semis et des tours de champs mémorisés une première fois reste en mémoire les années suivantes. Avec d’autres systèmes, le chauffeur est obligé de les retracer à chaque chantier.

Sa position est toujours la même

Un abonnement à un signal RTK coûte aux alentours de 500 €/an. L’équipement est plus onéreux : 7 000 à 8 000 €. Deux modes de transmission du signal existent : par radio ou par téléphone GSM. Le système radio fonctionne à partir d’émetteurs souvent installés chez le concessionnaire ou directement chez l’agriculteur. Efficace, l’équipement ne fonctionne que sur la zone couverte par le ou les émetteurs. Le RTK par GSM a tendance à se développer de plus en plus car les zones blanches non couvertes par les opérateurs téléphoniques se réduisent. Seul inconvénient parfois signalé par des utilisateurs travaillant à proximité d’une grande agglomération : la perte du signal à certaines périodes de la journée, lorsqu’un grand nombre de personnes utilisent leur téléphone portable et saturent le réseau.

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