Exploitation de tracteurs électriques autonomes pour la culture du gazon

Les pelouses, élément emblématique de l'aménagement paysager américain, recouvrent les banlieues, fournissent des surfaces luxuriantes pour les pique-niques dans les parcs et offrent aux athlètes de tout le pays une couverture végétale pour les jeux sur le terrain dans les stades, les terrains de golf et les écoles. Une grande partie de ce vaste espace vert entretenu provient des gazonnières. Une gazonnière, également appelée ferme de gazon, est une exploitation agricole qui se consacre à la culture et à la récolte d'herbe qui peut être transportée puis déroulée pour la transplantation instantanée d'une pelouse vivante et verte ou d'un vaste gazon.

Mais tout comme leurs collègues producteurs de fruits et légumes, les gazonnières sont confrontées à de nombreux défis et les acteurs du secteur cherchent des moyens de rester à la pointe de la demande et de la rentabilité. Une stratégie qui retient l'attention des gazonnières est l'utilisation d'un tracteur électrique autonome.

Pourquoi les gazonnières sont-elles importantes ?

La gazonnière est un élément important de l'aménagement des propriétés résidentielles, publiques et commerciales, car elle répond aux besoins des promoteurs, des planificateurs et des propriétaires qui recherchent une certaine esthétique et une certaine fonctionnalité dans leur aménagement paysager. Sur les nouveaux sites de construction, la culture de gazon en plaques constitue une ressource abordable pour prévenir l'érosion des sols et aider à réguler les températures dans les "îlots de chaleur" urbains et suburbains causés par le revêtement noir et le manque de végétation.

Le gazon en plaques joue également un rôle important dans l'économie agricole des États-Unis. Selon l'enquête de 2017 du ministère américain de l'agriculture (USDA) sur les statistiques agricoles, l'industrie américaine du gazon naturel était évaluée à plus de 1,1 milliard de dollars, produit par 1 465 fermes sur 339 451 acres dans 49 États. En bref, il s'agit d'une culture spécialisée importante qui a suscité l'intérêt des nouveaux venus sur le marché qui se demandent comment démarrer une gazonnière.

Quels sont les principaux défis de la culture du gazon en plaques?

Comme beaucoup de producteurs, les gazonnières sont confrontées à plusieurs défis liés au calendrier des récoltes, aux conditions météorologiques et saisonnières, ainsi qu'à la pénurie de main-d'œuvre.

1. Moment de la récolte

Le choix du moment de la récolte est essentiel dans la culture du gazon en plaques, car la fenêtre de récolte est étroite. Couper le gazon trop tôt ou trop tard peut avoir un impact significatif sur sa qualité et son rendement. Le gazon doit arriver à maturité avant d'être récolté. Le bermuda et le pâturin des prés, deux variétés courantes de gazon en plaques, peuvent prendre de 10 mois à deux ans pour arriver à maturité. Une récolte trop précoce donne du gazon immature qui risque de ne pas bien s'implanter, tandis qu'une récolte tardive peut entraîner une croissance excessive et un enracinement du gazon.

Le choix du moment est également crucial pour la logistique de livraison entre une ferme de gazon en plaques et un client. Le gazon en plaques doit être récolté à la commande et non stocké, car il peut se détériorer rapidement par temps chaud s'il est laissé sur des palettes pendant de longues périodes. Une coordination précise entre les horaires de récolte et de livraison des gazonnières permet de garantir que les gazons parviennent aux clients dans des conditions optimales et qu'ils ne se décomposent pas.

2. Défis liés aux conditions météorologiques et à la saisonnalité

Les conditions météorologiques et les variations saisonnières peuvent avoir un impact significatif sur la croissance et la qualité du gazon. Les conditions de sécheresse stressent le gazon et réduisent les rendements. Des précipitations excessives, en revanche, augmentent la probabilité de maladies et de moisissures. La culture du gazon est également fortement influencée par les changements saisonniers, les taux de croissance et les périodes de récolte variant tout au long de l'année. Dans les climats plus froids, la saison de croissance peut être limitée, ce qui nécessite une planification et une gestion minutieuses afin de maximiser la production pendant les mois optimaux. En outre, les conditions météorologiques extrêmes et imprévisibles peuvent perturber les opérations sur le terrain, telles que la plantation, la fertilisation et la récolte, entraînant des retards et des pertes de rendement potentielles.

3. Pénuries de main-d'œuvre

Comme de nombreux secteurs agricoles, la gazonnière est confrontée à d'importants défis en matière de main-d'œuvre. Trouver des employés fiables et qualifiés pour travailler sur l'exploitation ou effectuer des travaux d'installation peut être un obstacle majeur. La nature physiquement exigeante de la gazonnière, associée aux fluctuations saisonnières de la charge de travail, peut rendre difficile le recrutement et la fidélisation d'une main-d'œuvre régulière.

La pénurie de main-d'œuvre peut avoir un impact sur divers aspects des opérations de la gazonnière, du travail sur le terrain à la livraison et à l'installation. Sans main-d'œuvre suffisante, des tâches telles que le fauchage, la récolte, l'empilage et le chargement du gazon dans les camions peuvent être retardées ou compromises, ce qui entraîne des pertes potentielles et le mécontentement des clients. En outre, la disponibilité d'une main-d'œuvre qualifiée peut être un problème pour les tâches qui nécessitent des connaissances ou une expérience plus spécialisées.

Que sont les tracteurs électriques autonomes?

Un tracteur électrique entièrement autonome est un véhicule agricole autopiloté, alimenté par une batterie et conçu pour fonctionner sans conducteur humain à bord. Ces tracteurs sont équipés de technologies de pointe telles que le GPS, des caméras, des capteurs et des systèmes d'intelligence artificielle (IA) qui leur permettent de naviguer dans les champs, d'effectuer des tâches telles que le fauchage, l'ensemencement et la culture, tout en prenant des décisions de manière autonome, par exemple en s'arrêtant lorsqu'ils détectent un être humain ou un objet à proximité du tracteur.

L'autonomie réelle d'un tracteur est une technologie complexe et, en 2024, Monarch Tractor est le seul fabricant à avoir réussi à commercialiser son tracteur électrique autonome MK-V. Les opérations entièrement autonomes exigent que le tracteur soit entraîné à négocier de nombreuses variables, notamment différents types de cultures, d'outils, d'espace en bout de champ, de largeur de rangée et de topographie, tout en maintenant des normes de sécurité rigoureuses et une précision opérationnelle. Monarch introduit l'autonomie par étapes afin de garantir le succès des exploitations agricoles. Le MK-V étant conçu avec du matériel à logiciel, le tracteur peut être mis à jour avec de nouvelles fonctionnalités et améliorations, qui sont transmises au tracteur par le biais de mises à jour en direct. Les développements sont publiés pour étendre les capacités à de nouvelles cultures et à de nouveaux paramètres opérationnels. À partir de 2024, Monarch s'intéresse activement à l'Autodrive pour le fauchage en plein champ des gazonnières.

Certains tracteurs intègrent des systèmes avancés d'aide àla conduite (ADAS), qui fournissent une version d'autonomie partielle aux opérations . Avec les ADAS, une personne doit rester assise sur le siège du conducteur, mais le tracteur peut gérer automatiquement certains aspects de l'opération, par exemple se maintenir aligné dans une rangée pendant l'utilisation d'un outil. De nombreux véhicules de tourisme modernes circulant aujourd'hui sur les routes sont équipés de diverses fonctions ADAS et il est probable que vousutilisiez déjà régulièrement cette technologie sans vous en rendre compte. Dans les voitures particulières, les systèmes d'aide à la conduite (ADAS) permettentd'effectuer des tâches telles que le régulateur de vitesse adaptatif, le maintien de la trajectoire et le freinage d'urgence automatique . Alors que de nombreux tracteurs utilisés dans les grandes exploitations industrielles disposent d'une fonction d'autoguidage semi-autonome, Monarch est le premier à proposer cette fonction (qu'il appelle Row Follow) et les avantages qui l'accompagnent, aux petites exploitations spécialisées.

Quel rôle lestracteurs électriques autonomes peuvent-ilsjouer dans la culture du gazon?

Alors que les exploitations de gazon en plaques sont aux prises avec des budgets de plus en plus serrés et des ouvriers agricoles de plus en plus nombreux, elles recherchent de nouvelles stratégies pour les aider à rester en tête. Le déploiement d'un tracteur électrique autonome apparaît comme une solution potentielle à forte valeur ajoutée. Un tracteur qui associe l'électrification et l'autonomie totale, comme le fait le MK-V, peut jouer un rôle important dans la culture du gazon en améliorant l'efficacité des ressources, en garantissant la précision, en contribuant à atténuer les problèmes de main-d'œuvre et en réduisant le fardeau que représente le respect de normes environnementales rigoureuses.

Efficacité des ressources

Les cultivateurs de gazon doivent respecter des exigences de tonte quotidienne pour maintenir l'herbe à une hauteur optimale. Cette hauteur varie en fonction de l'espèce, mais le maintien de l'herbe dans les paramètres de hauteur visés exige une attention constante. Atteindre les objectifs d'efficacité est la clé de la rentabilité. Pour qu'un tracteur électrique soit utile dans une gazonnière, il doit atteindre les objectifs d'efficacité de l'exploitation. Le MK-V, en supposant une journée de travail de 12 heures avec un cycle de charge court pendant la pause déjeuner, effectue 80 à 120 acres de tonte par jour en fonction de la taille de l'outil.

Lorsqu'un tracteur électrique peut atteindre les objectifs d'efficacité, une gazonnière est en mesure d'obtenir d'autres gains d'efficacité des ressources grâce à un tracteur électrique. La réduction de la consommation de carburant et l'absence d'émissions permettent de réduire les coûts d'exploitation. Non seulement les tracteurs électriques éliminent le besoin de diesel, mais l'économie d'énergie liée au chargement et au fonctionnement d'un tracteur électrique est bien inférieure à celle liée au fonctionnement d'un tracteur diesel. En outre, les tracteurs électriques autonomes ont des coûts d'entretien inférieurs à ceux des tracteurs diesel traditionnels. Leurs moteurs électriques sont plus efficaces et comportent moins de pièces mobiles qu'un moteur à combustion interne classique, ce qui réduit les besoins d'entretien.

Précision

Grâce au guidage par GPS, aux capteurs et à la vision par caméra à 360 degrés, un tracteur autonome comme le MK-V fonctionne avec un haut niveau de précision, effectuant des tâches telles que la tonte avec une grande exactitude. Ses systèmes de guidage précis et son rythme cohérent optimisé par des algorithmes réduisent également le chevauchement des passages, ce qui accroît encore l'efficacité. Si l'on multiplie le nombre d'hectares fauchés dans une gazonnière, la réduction ou l'élimination du chevauchement des passages se traduit rapidement par des économies supplémentaires de carburant et de temps.

Grâce à la technologie Wingspan Ag Intelligence (WingspanAI), le MK-V améliore la visibilité sur les opérations des tracteurs, en fournissant des mesures telles que la distance parcourue, les heures de fonctionnement, la vitesse moyenne, l'énergie utilisée et les économies d'émissions de carbone réalisées par chaque tracteur. De telles informations permettent à l'agriculteur de prendre des décisions basées sur des données et non sur des suppositions.

Économies de main-d'œuvre

Les opérations de tracteur autonome permettent à un seul opérateur de surveiller plusieurs tracteurs à distance, ce qui réduit la demande de main-d'œuvre et les coûts associés. Le fait qu'un seul opérateur surveille plusieurs tracteurs libère de la main d'œuvre pour se concentrer sur d'autres tâches opportunes telles que la plantation, la récolte et le transport des rouleaux de gazon vers les clients. La main-d'œuvre étant difficile à obtenir, les gazonnières peuvent utiliser au mieux leur personnel et leur budget limités sans sacrifier la productivité. L'évolutivité et l'adaptabilité des gazonnières sont également plus faciles à réaliser, car les parcs de tracteurs autonomes peuvent être augmentés ou réduits pour gérer des superficies de gazon variables. Il suffit au gazetier d'ajouter ou de retirer des tracteurs pour s'adapter aux besoins de la charge de travail sans être limité par la disponibilité de la main-d'œuvre qualifiée.

Des économies de main-d'œuvre sont également réalisées en améliorant le niveau de compétence de l'opérateur. Grâce à la précision inhérente à un tracteur autonome, les cultivateurs de gazon peuvent rapidement former un nouvel opérateur qui manque peut-être d'années d'expérience à tondre avec des niveaux élevés d'efficacité et d'exactitude. Monarch a pris soin de rendre son système Autodrive facile à comprendre afin que les opérateurs familiers avec les tracteurs diesel puissent se sentir à l'aise et confiants dans la surveillance de multiples tracteurs électriques et autonomes de haute technologie.

Respect de l'environnement

Les tracteurs diesel représentent un défi pour les cultivateurs de gazon en raison de la fréquence et des coûts associés aux réparations et à la mise en conformité des émissions de niveau 4 de l'Agence de protection de l'environnement (EPA). Les normes d'émissions de niveau 4 de l'EPA sont les plus strictes établies pour les moteurs diesel non routiers et visent à réduire de manière significative les émissions de particules et d'oxydes d'azote des moteurs diesel non routiers, tels que les tracteurs. La chaîne cinématique électrique d'un tracteur EV ne produit aucune émission, ce qui élimine les coûts et les difficultés liés à la conformité aux normes d'émissions Tier 4.

L'élimination des émissions diesel est un facteur positif pour un environnement de travail plus sûr et plus sain pour les opérateurs. L'autonomie complète porte la sécurité à un tout autre niveau. En retirant les opérateurs humains du siège du tracteur, on élimine les risques de retournement, de collision et d'enchevêtrement de la prise de force, ce qui crée des conditions de travail plus sûres.

Préoccupations courantes

La mise en œuvre d'un tracteur électrique autonome dans une gazonnière pose quelques problèmes aux producteurs de gazon :

Durée d'utilisation de la batterie et chargement

Les tracteurs électriques ont une durée de vie limitée et le manque de familiarité avec les nouvelles technologies de batterie laisse de nombreux agriculteurs méfiants quant à l'autonomie globale. C'est compréhensible. Avec une infrastructure de charge adéquate, le MK-V de Monarch a démontré une autonomie pouvant aller jusqu'à une journée de travail complète, en fonction de la ferme, de l'exploitation et de l'outil.

Puissance

La question de savoir si un tracteur électrique dispose d'une puissance suffisante pour répondre aux normes d'efficacité d'une gazonnière est au cœur des préoccupations de nombreux agriculteurs. S'il est vrai que les tracteurs diesel ont une puissance plus élevée, de nombreux agriculteurs ne réalisent pas que le système by-wire permet à un tracteur électrique de répartir plus rapidement la puissance entre la chaîne cinématique, le système hydraulique et la prise de force qu'un tracteur diesel. Cela signifie une meilleure réactivité lorsque le tracteur a besoin d'une puissance supplémentaire pour l'un de ces trois systèmes, par exemple pour la traction.

Monarch a porté cette flexibilité dans la distribution de la puissance à un niveau supérieur, littéralement. Dans le MK-V, le moteur a été sélectionné pour avoir une puissance bien supérieure à celle dont chacun des composants individuels a besoin, ce qui permet à chaque système de disposer de 30 CV supplémentaires. Ainsi, chaque système tire ce dont il a besoin, s'ajustant et s'adaptant aux besoins de l'exploitation. Avec un tracteur électrique MK-V commercialisé entre 40 et 70 CV, le tracteur peut fournir 40 CV à la prise de force en continu. Dès que la chaîne cinématique ou la prise de force ont besoin de plus de puissance, les 30 CV supplémentaires sont disponibles. La différence entre une puissance maximale de 70 CV et un sous-système maximal (40 CV) est supérieure à celle d'un diesel comparable.

En outre, de nombreux outils couramment utilisés dans les exploitations spécialisées ne nécessitent pas une puissance totale de 85 CV. De nombreux agriculteurs ont constaté que le couple instantané d'un tracteur EV est supérieur à celui d'un tracteur diesel comparable, ce qui est particulièrement utile. Cependant, le fait d'exiger une puissance constamment plus élevée réduit le temps de fonctionnement, mais dans de nombreux cas, pas suffisamment pour avoir un impact négatif sur une journée de travail. Le MK-V a été testé avec succès en utilisant des outils typiques des gazonnières et a démontré une durée de fonctionnement fiable pour répondre aux besoins de l'exploitation. Les gazonnières ont également tendance à être plates, ce qui optimise également le temps de fonctionnement du tracteur.

En résumé, lorsqu'on compare un tracteur électrique à un tracteur diesel, la puissance ne se résume pas à la valeur annoncée. En même temps, il est important de s'adresser à un représentant ou à un concessionnaire de tracteurs électriques pour s'assurer que la puissance du tracteur correspond aux besoins opérationnels de l'exploitation.

Prix des tracteurs

Le coût initial des tracteurs électriques autonomes est généralement plus élevé que celui des tracteurs diesel conventionnels comparables, et cet investissement initial peut constituer un obstacle pour certains propriétaires de gazonnières. Si le prix d'achat initial d'un tracteur représente la dépense initiale, le coût réel comprend les dépenses récurrentes d'exploitation et d'entretien par rapport au potentiel d'amélioration de la rentabilité du tracteur. Les économies à long terme d'un tracteur électrique et autonome sont très attrayantes pour les cultivateurs de gazon.

Stratégie de réussite des gazonnières

Un tracteur électrique autonome peut contribuer de manière significative au succès d'une gazonnière. Il réduit les coûts de main-d'œuvre, améliore les performances du travail, augmente l'efficacité et élimine les émissions, favorisant ainsi la durabilité. Grâce à une navigation précise et à des performances constantes, un tracteur autonome peut optimiser la production de gazon. Au fur et à mesure que la technologie progresse, l'adoption de tracteurs électriques autonomes donnera aux gazonnières un avantage concurrentiel en réduisant les coûts d'exploitation et l'impact sur l'environnement tout en renforçant la résilience de l'exploitation face aux défis actuels.

Références :
USDA National Agricultural Statistics Service, 2017 Census of Agriculture. Les données complètes sont disponibles à l'adresse suivante : www.nass.usda.gov/AgCensus.