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FICHE TECHNIQUE
Stabilité dynamique des engins tout-terrain
L'évolution des agroéquipements et des pratiques permet d'accroître les
vitesses de travail. En terrains accidentés, ces avancées peuvent
néanmoins conduire à des risques d'instabilité, menant à des situations
dangereuses pour les opérateurs. Des dispositifs actifs de stabilisation en
cours de développement au Cemagref, en collaboration avec différents
partenaires, peuvent apporter des solutions efficaces.
De nombreux accidents recensés
Les statistiques concernant les accidents du
travail recensés par la Caisse Centrale de la
Mutualité Sociale Agricole (CCMSA), montrent
que de nombreux accidents surviennent suite
à des renversements d’engins agricoles. Ainsi,
358 accidents liés au renversement ont été
recensés sur la période 2005-2008. Outre des
conséquences humaines dramatiques (70 %
d’accidents graves), le coût de ces accidents
est considérable, de l’ordre de 3 millions
d’Euros.
L'accroissement de la taille des machines
Ces structures doivent répondre à des
exigences précises en terme de résistance et
d'absorption de niveau d'énergie. Leur
capacité de résistance doit donc être d'autant
plus élevée que la machine est imposante.
Aussi l'accroissement de la taille et du poids
des machines agricoles requiert-il des
structures adaptées, pouvant poser des
problèmes de conception, voire les rendant
impossibles sur certaines d’entre elles (ex.
gros automoteurs).
Test d'une structure de
protection au banc
(photo Cemagref)
Exemple d'accident lié au renversement (photo CCMSA)
Des protections peu adaptées
dans certaines situations
Le principal moyen de lutter contre les risques
de renversement réside aujourd'hui dans la
mise en place de structures de protection de
l'opérateur. Celles-ci sont passives, leur but
étant de préserver un espace de sécurité pour
l'opérateur pendant le choc. Elles ne
préviennent donc pas le renversement, mais
en limitent les conséquences.
Retrait de la structure
de protection
(photo Cemagref)
Le cas des engins légers tout-terrain
De plus lors de certaines opérations, en
particulier pour les engins légers (minitracteurs, quads), l'utilisation d'une structure
de protection est inadaptée. En effets leurs
poids peut dégrader la stabilité intrinsèque de
la machine, leur gabarit est parfois
incompatible avec l’environnement de travail
(verger, bâtiment…) ou leur principe est remis
en cause par la nécessaire mobilité du pilote
(quad).
« Prévenir plutôt que guérir »
Afin d'aller plus loin dans la protection des
opérateurs et des engins, il apparaît
aujourd'hui intéressant d’agir plus en amont
en proposant des dispositifs limitant le risque
de renversement: éviter l'accident constitue en
effet la logique de toute prévention. C'est dans
cette voie que le Cemagref travaille sur le
développement de dispositifs actifs.
FICHE TECHNIQUE
Estimation en ligne du risque
Afin de prévenir le risque de renversement, il
est nécessaire de pouvoir le diagnostiquer le
plus en amont possible en condition réelle.
Vers « des solutions bas-coût»
Les mesures directes des efforts au niveau des
roues, essieux... ne peuvent aujourd’hui être
utilisées car trop onéreuses. Aussi des
capteurs bas coût doivent être exploités, mais
ceux-ci ne peuvent mesurer directement les
variables représentatives de la stabilité.
Cette contrainte est particulièrement forte pour
le cas des engins légers compte tenu du faible
prix de ces machines.
Véhicule expérimental (photo Cemagref)
Des données reconstruites
Des algorithmes exploitant uniquement une
mesure partielle de la dynamique du véhicule
ont donc été développés pour reconstruire un
indicateur
caractéristique
du
risque
d'instabilité : le transfert de charge. Ces
algorithmes exploitent à chaque instant un
modèle de comportement de l'engin et le
compare aux données partielles issues des
capteurs peu coûteux pour en déduire les
informations manquantes. Les conditions
d'adhérences ainsi que les efforts au contact
roue/sol estimés sont pris en compte dans le
calcul de cet indicateur de risque.
« Anticiper le danger pour prévenir »
L'utilisation de ces modèles ne sert pas
seulement à réduire les coûts des capteurs
mis en œuvre, mais permet également
d'anticiper le risque d'instabilité. Un module
prédictif permet en effet de prévoir quelques
centaines de ms en avance le comportement
dynamique de l’engin. Ce temps est suffisant
pour envisager la correction d’une situation
critique.
Contacts scientifiques
Modélisations du véhicule (illustrations Cemagref )
De l'avertissement à l'action
Informer l'opérateur
L‘indicateur du risque de renversement
permet d'informer le conducteur
sur les
risques générés par sa conduite. Des
dispositifs sonores et lumineux ont aujourd'hui
été mis en place pour valider la faisabilité. La
réalisation d’interfaces plus ergonomiques est
prévue pour optimiser l’interaction avec le
conducteur. Elles devront d’une part faciliter
une interprétation rapide de la situation à
risque, et d’autre part favoriser une prise de
décision correcte en matière d’adaptation de
la conduite (ex. action manuelle pour réduire
la vitesse).
Système d'avertissement [ici, lumineux et sonore]
(photo Cemagref)
Vers des dispositifs actifs au service de
tous les engins agricoles
La connaissance de la dynamique du véhicule
en milieux tout-terrain permet d'aller plus loin
et d'envisager la mise en place d'actions de
corrections automatiques réalisées en direct
par le système actif de sécurité.
Ces développements, testés jusqu'ici sur un
quad, sont en cours de généralisation à des
machines plus importantes, prioritairement
celles plus exposées aux risques (ex.
machines à vendanger). Le projet ActiSurTT
(2011-2013), soutenu par l’ANR, coordonné
par le Cemagref et rassemblant partenaires
scientifiques, représentants professionnels et
industriels, s’inscrit dans cet objectif.
Michel Berducat – [email protected]f.fr
Roland Lenain – [email protected]
Unité de recherche TSCF – équipe TEAM
24, avenue des Landais BP50085 63172 Aubière
Tel.04 73 44 06 00 – Fax 04 73 44 06 95
www.cemagref.fr/tscf

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