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Dans l'imaginaire collectif, agriculteur et tracteur sont indissociables. Cette image va profondément changer. L'augmentation de la population mondiale nécessite en effet une agriculture plus productive. Pour répondre à ces nouveaux besoins, les machines agricoles deviendront autonomes.

L'accroissement de la productivité agricole passera par des machines autonomes travaillant au centimètre près et sans aucune dérive dans le temps.

D'ici 2050, neuf milliards d'être humainsEstimation de l'Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture (FAO) vivront sur notre planète. Tous auront besoin de se nourrir : un défi de taille pour l'agriculture. Les agriculteurs doivent accroître les rendements alors que les surfaces cultivées sont de plus en plus réduites, et la main d'œuvre qualifiée de plus en plus rare. La solution à cette équation réside dans les machines autonomes. Ces machines peuvent en effet travailler au centimètre près et sans aucune dérive dans le temps. Aussi qualifié soit-il, un conducteur de tracteurs ne peut pas maintenir une telle précision pendant des heures et des heures. Les machines autonomes seront ainsi les machines de l'agriculture du futur.

Accroissement des rendements

Pour permettre à des pommes de terre de pousser normalement et éviter ainsi des pertes lors d'une récolte, il faut s'assurer que les semences ont été plantées exactement au milieu d'un monticule de terre. Une machine autonome peut être programmée afin d'assurer que chaque pomme de terre soit plantée exactement à l'endroit souhaité partout dans le champ. De plus, elle peut faire cela rapidement et sans aucune pause.

Préservation des ressources

Outre leur grande précision, les machines agricoles autonomes permettent aussi une utilisation économe des ressources disponibles. Fertilisants et pesticides peuvent être appliqués directement sur les plantes au lieu d'être épandus sur toute la surface d'un champ. "Comme chaque plante reçoit exactement la dose dont elle a besoin, les agriculteurs peuvent accroître le rendement de leurs cultures tout en maîtrisant le coût de leur matériel," explique Stefan Taxer, chef de produits Mobile Automation chez B&R.

Ceci contribue aussi à préserver l'environnement. Le labour, le sarclage, et d'autres tâches peuvent être aussi prises en charge par des machines. "Les machines autonomes sont une réponse au manque de main d'œuvre spécialisée dans le monde agricole," souligne S. Taxer. De plus, grâce à ces machines, les agriculteurs s'affranchissent des tâches fatigantes et monotones.

Collecte et évaluation de données

Pour pouvoir effectuer ces tâches en toute autonomie, les machines doivent collecter des données émises par différents capteurs. De plus, elles doivent être aussi capables de traiter ces données de manière appropriée. "Toute machine autonome doit être dotée d'une forte puissance de calcul," indique S. Taxer. Les systèmes de contrôle standard utilisés pour automatiser des machines de production ne suffisent pas. Pour atteindre des gains de productivité importants, il faut aussi effectuer des analyses Big Data.

Un tracteur autonome capable d'accéder à des données de stations météo, par exemple, peut déterminer quand les conditions météo seront les plus favorables pour une tâche donnée. Si un changement des conditions météo pose problème, il s'arrête automatiquement et reprend le travail de lui-même dès que le temps s'est amélioré.

PC pour machines mobiles

Pour fournir la puissance de traitement permettant l'exécution de processus autonomes et l'analyse de données, B&R propose un PC spécialement conçu pour les machines mobiles. "Le PC de B&R dispose d'un processeur Intel. Les processeurs proposés, du Celeron au Core i7, couvrent un large spectre de performances," indique S. Taxer La technologie Intel offre l'avantage d'allier haute performance et basse consommation.

"Actuellement, sur le marché des équipements mobiles, il n'existe pas d'autres produits offrant une puissance de calcul et une modularité équivalentes dans un format aussi compact," note S. Taxer. B&R s'appuie sur ses 40 ans d'expérience en automatisation de machines et fabrication de PC pour l'industrie manufacturière.

Le PC de B&R dispose d'un processeur Intel. Les processeurs proposés, du Celeron au Core i7, couvrent un large spectre de performances.

Le PC est spécialement conçu pour une utilisation dans des environnements difficiles. Il présente une protection IP69K et peut être utilisé à des températures allant de -40°C to +85°C. Son boîtier totalement hermétique et fanless résiste parfaitement aux chocs et aux vibrations. Son système de gestion de température empêche toute surchauffe du processeur tout en assurant aussi un fonctionnement irréprochable à basse température.

Échanges de données entre machines

L'utilisation de machines communicantes permet de minimiser les pertes d'exploitation. Une moissonneuse, par exemple, peut traquer la vitesse et la direction d'un tracteur et d'une remorque roulant à ses côtés, et optimiser ainsi l'utilisation de l'espace de chargement disponible tout en minimisant les pertes. Cette communication intermachines s'appuie sur différents protocoles.

B&R utilise deux protocoles très répandus : OPC UA et MQTT. Ces derniers permettent une transmission fiable des paquets de données, même lorsque la connexion réseau est dégradée ou interrompue par intermittences. "Qu'il s'agisse de matériel, de logiciel, de communication, ou de standards ouverts, B&R offre des solutions technologiques facilitant la mise en place d'une agriculture moderne et efficace," ajoute S. Taxer.

Le PC haute performance de B&R répond parfaitement aux besoins des machines devant communiquer entre elles et avec le cloud.

Du terrain au cloud

Les données collectées par des équipements autonomes peuvent être utilisées pour effectuer des analyses et établir des corrélations. Les rendements de plusieurs moisonneuses, par exemple, peuvent être ainsi comparés, et les optimisations possibles pour le prochain semis ou la prochaine fertilisation mieux identifiées. "Dans ce scénario, le PC de B&R remplit la fonction d'un contrôleur edge et permet donc aux machines d'envoyer des données à un système cloud," explique S. Taxer. Un contrôleur edge est un appareil dont la fonction est précisément de collecter de grandes quantités de données provenant de différentes machines. Il compresse et agrège ces données, puis prépare ces dernières pour qu'elles puissent être stockées dans le cloud.

Maintenance prédictive

Les données collectées par le PC peuvent aussi alimenter des systèmes utilisés pour la maintenance prédictive ou la télémaintenance. B&R offre un package préinstallé et préconfiguré facilitant considérablement la mise en œuvre d'une maintenance prédictive," indique S. Taxer. Ceci permet de planifier les opérations de maintenance en fonction de l'état réel des machines, et donc de réduire les pannes.

Auteure : Carola Schwankner, Corporate Communications Editor, B&R

"Qu'il s'agisse de matériel, de logiciel, de communication, ou de standards ouverts, B&R offre des solutions technologiques facilitant la mise en place d'une agriculture moderne et efficace," affirme S. Taxer, chef de produits Mobile Automation chez B&R.

Spécialement conçu pour les environnements difficiles

Le PC Mobile Automation de B&R offre une grande capacité de traitement pour les équipements agricoles et d'autres machines évoluant dans des environnements difficiles. Il supporte les systèmes d'exploitation standard tels que Windows 10 IoT Enterprise et Linux et dispose de 16 Go de RAM. Il est également doté d'un module cryptographique TPM.

Le PC a une plage de température de fonctionnement allant de -40 à +85 °C. Il résiste aux vibrations, aux chocs, au sel, aux UV, et à l'huile. L'humidité et la condensation ne lui posent non plus aucun problème. Un orifice d'aération avec membrane Gore-Tex empêche l'humidité de s'introduire à l'intérieur du boîtier et facilite l'évacuation de la condensation. Le PC est insensible aux fluctuations de tension. Sa plage de tension standard s'étend de 9 à 32 V. Il dispose également d'une protection contre les transitoires de perte de charge. Les pics de tension sont ainsi compensés, ce qui protège l'électronique et assure un fonctionnement sans interruption.

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