Hippotese, Le cheval de Travail

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dimanche 22 mars 2026

Mesure de puissance, au DataWatt, en maraîchage (oct 2025, Hermance, Suisse)

Lors de l'AG d'Hippotese en oct 2025, au potager de Gaïa, à Hermance (Suisse), nous avons fait plusieurs mesures de force et de puissance avec le DataPalo (mesures d'effort) et le DataWatt (mesures de distance, vitesse et calcul de puissance). Ces 2 appareils font partie du Projet Datafficheur.

Voici une petite présentation des données récoltées en binage de poireaux, Nous avons fait plusieurs aller-retours dans cette planche, mais nous nous intéresserons qu'aux mesures d'un seul aller simple pour expliquer l'analyse des résultats.

Les Matériels de mesure utilisés :

Pour ceux qui découvriraient notre travail de recherche sur les efforts, je vous présente les matériels utilisés pour les mesures.

Le DataPalo (en jaune ci-dessus) est un "palonnier porté", équipé d'un capteur de force (capacité 500 kg à 1 T) et de l'électronique d'acquisition et d'enregistrement sur carte SD des efforts mesurés (10 x par seconde). Il émet par radio, chaque seconde la moyenne de ces 10 données.

Le DataWatt est constitué d'un bras télescopique, muni d'une roue codeuse d'acquisition de le distance parcourue. Par intégration du temps (à partir d'une horloge électronique), il calcule la vitesse de déplacement. Il récupère aussi par radio les données d'effort envoyées par le DataPalo et calcule par simple multiplication Force x Vitesse, la puissance instantanée développée par l'équidé équipé. Il affiche aussi en temps réel l'ensemble des données sur le boîtier récepteur pour contrôle et les enregistre sur carte SD pour traitement ultérieur.

Le matériel de culture utilisé :

Au Potager de Gaïa, on utilise depuis longtemps du matériel Prommata, qu'Hugo a adapté à ses besoins, modifié, voir transformé ou carrément reconstruit avec l'aide de Roger Fillon (aujourd'hui à la retraite).

Ici, par habitude, on appelle toujours le châssis mono-roue : la Kassine. Le châssis multi-roues s'appelle désormais la Gaillette

Le châssis mono-roue utilisé pour ce binage/sarclage, est, comme je l'ai précisé, inspiré de la Kassine historique et permet le montage des outils d'origine par "crochaxe". C'est une adaptation de R. Fillon qui possède 2 particularités intéressantes, à savoir un réglage fin de terrage (par tendeur à lanterne) et un mancheron ergonomique à réglage rapide de hauteur, par poignée de blocage-déblocage d'un doigt sur un secteur semi-circulaire à trous (système inspiré des charrues Plumetaz, prononcez "plumette", d'origine suisse).

Ce châssis était équipé du tri-socs de sarclage à socs "queue d'hirondelle" de Prommata, c'est un outil d'écroûtage et de sarclage entre les ligne, avec une pénétration habituelle de 4 à 6 cm (dixit, leur catalogue).

Le cheval utilisé et son harnais :

Le cheval utilisé ici s'appelle Vir-Tourne, c'est une jument de race comtoise née en 2009 (16 ans), d'environ 640 kg. Ses mensurations sont de 160 cm au garrot (H) avec un périmètre thoracique de 219 cm (C), ce qui, d'après la formule 30 x C2 / H, lui donne une capacité d'effort théorique de 89,9 kgf. Cette capacité d'effort (que l'on appelle à Hippotese "effort standard") est importante par rapport à son poids.
En effet, on considère habituellement, à la louche, qu'elle correspond à 10 % du poids de l'animal (animal entraîné et bien nourri). On peut donc considérer que Vir-Tourne est une athlète de bon niveaux.

NB : Ceux qui sont intéressés par cette notion d'effort standard pourront aller regarder la web-conférence (__Mesure d'efforts Ton cheval, il peut tirer combien ?__) que j'ai faite à ce sujet pour l'IFCE ici (vidéo et PDF) et ici (compléments vidéos et diapos).

Le harnais utilisé ici est un harnais pour "palonnier porté" (appelé "bas-cul" en Franche-Comté), qui était utilisé en batellerie chez les chevaux de halage des péniches, dans les mines, les gares et les carrières (il s'appelait alors harnais "écrevisse").
Ce type de harnais s'est généralisé à Hippotese car il évite au cheval de s'empâturer dans les traits d'un "palonnier traîné".
Pierre Gallet l'a amélioré avec l'installation de poulies sur le tendeur qui permettent d'avoir une plus grande amplitude d'alignement quand les traits se tendent sans appui excessif sur les reins.

La vidéo du travail réalisé :

L'analyse des résultats :


Courbe de toutes les valeurs d'effort.

Voici la courbe de toutes les valeurs d'effort (et non des moyennes).
On peut remarquer que pendant les 30 premières secondes, l'effort est important (124 kgf de moyenne), puis Noémie diminue le terrage et l'effort redescend d'un bon tiers (moyenne 81 kgf). Elle vérifie cependant que le travail effectué correspond au travail attendu, sinon cela n'aurait pas de sens.


Courbe des valeurs d'effort (kgf), de vitesse x100 (m/s), de distance (m) et de puissance calculée (watt).

Voici la courbe des valeurs d'effort (moyenne de chaque seconde, reçues par radio), des valeurs de vitesse (x100) en m/s, des valeurs de distance (en m) et des valeurs de puissance calculée (watt).
Évidemment la courbe des efforts est assez semblable à la précédente, là aussi, on voit l’arrêt du cheval et la correction du terrage qui entraîne une diminution des efforts.

La vitesse moyenne (en vert) varie peu sur les 2 périodes (0,8 m/s à 0,7 m/s). C'est une vitesse que l'on retrouve habituellement en travail du sol (maraîchage, labour) qui correspond à 2,7 km/h
Et logiquement, la puissance moyenne passe de 1001 w à 765 w. Pour rappel, le cheval vapeur, tel que définie par James Watt, est en France est de 735 w et correspond à la puissance développée en moyenne par un cheval dans une activité soutenue.
De notre point de vue, avec les pauses nécessaires, un cheval de 650 à 700 kg, entraîné et bien nourri, peut développer cette puissance pendant sa journée de travail de 6 heures et 5 jours par semaine.

L'angle de traction :

On entend dire que l'angle de traction (angle que font les traits par rapport au sol) est, en théorie, de 15°. Cet angle résulte de l'angle que fait le collier en appui sur l'épaule du cheval (les traits doivent se placer, en traction, perpendiculairement au collier).
On peut corriger éventuellement cet angle en modifiant la longueur de la chaîne d'accroche à l'outil, sachant que suivant les outils la hauteur de ce point d'accroche peut varier.
L'objectif est que le collier soit en appui sur toute la longueur de l'épaule et stable pendant le déplacement du cheval. Si l'angle du collier ne suit pas l'épaule, cela entraîne un étranglement ou une blessure de garrot, si le collier a un mouvement de bascule continu, cela blesse par friction, comme une ampoule ou entraîne des gonfles d'encolure (blessure fréquente en cas de collier trop grand ou mal serré).
C'est pourquoi, un collier trop petit est préférable à un collier trop grand.


L'angle de traction est ici de 15,9°

Ici, l'angle de traction est correct mais le collier semble un peu basculé vers l'avant. Peutêtre qu'en desserrant la courroie du haut des attelles... Ou peut-être que Vir-Tourne a des épaules très verticales. A vérifier...

mardi 6 janvier 2026

Mesure de puissance au DataWatt sur un 1er labour par de jeunes chevaux, les courbes et les résultats décryptés (partie 3/3)

Nous poursuivons l'analyse des données récoltées, en août 2025, quand nous sommes allés faire des mesures de puissance sur du labour réalisé par de jeunes chevaux de 3 ans.


Les outils de mesure : Le DataPalo, Le DataWatt (et son afficheur) et l'appareil photo pour documenter le travail...

Vous pouvez retrouver le premier billet ici :

Ou le film de l'ambiance ici :

Temps de travail :

Le début des mesures se situe à 10h42 et la fin à 11h53, soit 71 mn (ou 1h10) mais les chevaux avaient déjà commencé depuis quelques temps. On peut estimer que leur temps d'intervention, ce jour là était d'environ 2 heures avec une pause de 15 mn à mon arrivée, pour installer le DataPalo et son harnais.

Pendant les 71 mn mesurées, les chevaux ont effectué 6 allers-retours de 200 m, soit 1200 m de labour.

Leur vitesse "en labour" est comprise entre 0,86 m/s et 1,01 m/s (vitesse moyenne mesurée 0,97 m/s, soit 3,5 km/h), mais avec les demi-tours, les "arrêts-réglage" et les pauses, leur "vitesse globale moyenne" est de 1200 / (71 x 60) = 0,28 m/s (soit 1 km/h).

La largeur des sillons était de 0,30 m (pour une charrue de 12 pouces) et leur profondeur de 0,13 m.

La surface travaillée a donc été de 12x 0,30 x 200 = 7200 m2 (7,2 ares) en 71 mn.
Ce qui donne une moyenne, dans ces conditions, d'environ 6 ares/heure (6,08).

Sans doute que des chevaux adultes perdraient moins de temps en particulier dans les demi-tours que ces jeunes chevaux en dressage, et ils seraient sûrement capable de travailler sur une durée plus longue.

Répartition du temps de travail pour chaque plage d'effort


Répartition du temps de travail pour chaque plage d'effort (1 cheval)

Sur l'ensemble de la période d'intervention (71 mn), la moitié du temps, les efforts sont supérieur à 35 kgf (51%), 18% du temps est consacré aux manœuvres (effort entre 6 et 35 kgf) et 30 % du temps, les chevaux sont à l’arrêt.

Données de puissance :


Les courbes "Force", "Vitesse" et "Puissance" sur l'ensemble de la période (pour 1 cheval)

Remarques préliminaires :

Comme vous pouvez le constater, dans le graphique des courbes "Force, Vitesse et Puissance" ci-dessus, la vitesse en vert n'a pas été mesurée pendant toute la séance, en effet il faut marcher à la vitesse de l'attelage pour enregistrer cette donnée. Comme j'avais une entorse, je n'ai fait que 2 allers-retours et Kettie B. a accepté gentiment d'en faire un. Ces 3 périodes sont bien visibles en mauve sur le graphique (en gros 10h43-10h46, 10h49-10h53 et 11h25-11h29).

NB : Par contre, la force, elle, est mesurée en continu au DataPalo et arrive par radio au DataWatt (en rouge).

Mais du coup la puissance instantanée qui est le résultat de la force (en N) X vitesse (en M/s) est fausse en dehors de ces 3 zones, en fait quand la roue du DataWatt est immobile.

Cela n'a pas vraiment d'importance dans la mesure ou ce labour est un travail assez régulier dans un terrain assez homogène.
On devra juste faire attention, pour extraire la puissance moyenne pendant le travail, à ne prendre en considération que ces zones.
Cependant, nous verrons que la vitesse d’avancement et l'effort varient un peu entre ces 3 périodes, sans que nous puisions en déterminer précisément la cause, (J'attends vos commentaires à ce sujet) et qu'en conséquence la puissance varie aussi.

Nous étudierons donc en détail ces 3 périodes, plus loin dans ce billet.

Angle de traction

Nous avons mesuré à 2 reprises l'angle de traction (du cheval de droite).
Pour effectuer cette mesure, on filme ou photographie l'attelage de profil, on importe l'image dans un logiciel de géométrie en ligne comme GeoGebra, il reste à tracer une droite qui suit le profil du terrain (ici un sillon) et une autre droite qui prolonge la ligne des traits.

On sait qu'un collier adapté en appui sur l'épaule doit former un angle droit avec la direction de traction (en fait les traits).
La ligne de traction forme, elle, un angle avec la direction de l'avancement (en fait le sol), c'est cet angle que l'on mesure. Il est en théorie proche de 15°.


L'angle de traction sur le premier passage est de 16°

En utilisation, c'est le réglage de la hauteur du point d'accroche à l'outil et/ou la longueur des traits qui permettent de modifier (un peu) cet angle.


L'angle de traction sur le second passage est de 16,2°

On comprend aussi que cet angle se réduit légèrement pendant l'effort dans la mesure ou le cheval a tendance à baisser son dos si l'effort est important, mais cette variation semble rester faible (à confirmer).

NB : On aura sans doute l’occasion de rediscuter de la façon dont le cheval fait ses efforts (du point de vue de son squelette), car j'ai trouvé un vieux livre anglais très intéressant qui aborde ce sujet, peu traité dans la littérature...

Interprétation des données d'effort :

Comme d'habitude, toutes les données d'efforts récupérées par la DataPalo sont enregistrées sur celui-ci, puis traitées avec notre application (en langage Python) "maison".

Ce qui permet de tracer la courbe des efforts ci-dessous.


Courbe des valeurs d'effort (1 seul cheval) sur toute la période

On voit graphiquement que les efforts sont en moyenne de 75 kgf à 85 kgf, ce qui semble peu par rapport à nos observations habituelles, en labour avec une charrue brabant (plutôt autour de 120 kgf, par cheval).

Mais pour avoir une moyenne plus précise quand la charrue travaille, on utilise notre système de tri par fréquence d'apparition d'une valeur d'effort.

NB : Cette notion de "tri par fréquence d'apparition d'une valeur d'effort" a déjà été expliquée dans plusieurs de mes billets regroupés dans la catégorie "Datafficheur" ici...


Tri de toutes les valeurs d'effort par fréquence d'apparition, sur toute la période (1 seul cheval)

On voit comme d'habitude que les valeurs proches de 0 (les arrêts, les demi-tours, les moments hors traction) sont les plus fréquentes et que les valeurs autour de 35 kgf sont les moins fréquentes (la valeur limite entre le moment où la charrue ne travaille pas et celle où elle travaille effectivement).
Il suffit donc de refaire le tri en supprimant les valeurs inférieures à 35 kgf...


Tri de toutes les valeurs d'effort supérieures à 35 kgf, par fréquence d'apparition, sur toute la période (1 seul cheval)

On constate que la moyenne des efforts sur la période, quand la charrue "travaille effectivement" est de 78 kgf et varie (70% des valeurs) entre 63 kgf et 94 kgf (1 seul cheval).

Interprétation des données de puissance :

Comme précisé précédemment, la mesure de la puissance avec le DataWatt s'est faîte à 3 moments durant le labour, à chaque fois sur un aller-retour (400 m).
Ce qui a permis de tracer 3 courbes. pour calculer la vitesse moyenne, l'effort moyen et la puissance moyenne pendant ces 3 périodes, on a utilisé les données du DataWatt sur le tableur.

NB : On a utilisé pour ces calculs (période 2), les moments où les valeurs étaient relativement stabilisées car il y avait un arrêt entre l'aller et le retour.


Mesure de puissance, 10h43-10h45, toute la période : Moy : 79 kgf, 1,01 m/s 795 w


Mesure de puissance, 10h49-36 à 10h50-54 avec comme conditions : force à partir de 80 kgf, vitesse > 0,8 m/s, Moy : 87 kgf, 0,87 m/s, 748 w et 10h51-29 à 10h52-37 (même conditions), Moy : 83 kgf, 0,86 m/s, 713 w


Mesure de puissance, 11h26-11h29 : Moy : 69 kgf, 1,01 m/s, 696 w

Résultats :

Période 1 : Moy : 79 kgf, 1,01 m/s 795 w
Période 2A : Moy : 87 kgf, 0,87 m/s, 748 w
Période 2B ; Moy : 83 kgf, 0,86 m/s, 713 w
Période 3 : Moy : 69 kgf, 1,01 m/s, 696 w

Moyennes sur les 3 périodes (quand ça laboure) : Effort : 77 kgf Vitesse 0,97 m/s Puissance 741 w (par cheval).

On remarque pour la période 1, une vitesse qui semble rapide pour un effort de près de 80 kg.

Sinon, la puissance moyenne demandée est proche du cheval-vapeur (735 w).

Voili-Voilou, c'est sans doute un peu indigeste...
Et cela reste à interpréter finement...

J'attends avec impatience vos commentaires sur ces résultats...

NB : Je vous ai fait un PDF à télécharger ici...

mardi 16 septembre 2025

Mesure de puissance au DataWatt sur un labour par de jeunes chevaux, le film (partie 2/3)

En août 2025, nous sommes allés faire des mesures de puissance sur du labour effectué par de jeunes chevaux de 3ans. C'était la deuxième fois que ces chevaux labouraient (la 1ère la veille).

Ce labour de 13 cm (de profond) x 30 cm, était réalisé sur une deuxième paille (avoine en 2024 et blé en 2025, moissonné 15 jours avant), suivi d'un passage de covercrop pour déchaumer et éviter le bourrage par les pailles.

Voici un petit film pour apprécier l'ambiance de la séquence...

Quelques informations sur le film :

Harnais des 2 jeunes chevaux : Milanais était équipé à gauche d'un palonnier porté avec ressorts et Manouche (620 kg pour 1,60 m) à droite était équipé du DataPalo Hippotese.

Le DataWatt, muni de sa roulette de distance/vitesse, porté en sac à dos, suit le déplacement des chevaux et mesure donc leur vitesse.
Par ailleurs, il reçoit les valeurs d'effort par radio depuis le DataPalo toujours en temps réel.

En connaissant la vitesse et l'effort, on peut par simple multiplication, calculer la puissance instantanée fournie par le cheval équipé (du DataPalo).
La balance qui lie les 2 palonniers, nous autorise à penser que le second cheval fait le même travail.

En résumé, les valeurs mesurées, (pour un seul cheval), sont :
Effort moyen, quand ça labour : 78 kgf (765 N) Vitesse moyenne, quand ça labour : 1 m/s Puissance moyenne, quand ça labour : 795 w (1,08 cv)

Ces valeurs sont relativement faibles pour un labour au brabant (souvent plus proches de 100-120 kgf), sans doute grâce à la qualité et la préparation du sol (déchaumage, cultures antérieures...) et aux conditions climatiques. La puissance moyenne demandée pendant cette séquence d'environ une heure, est bien adaptée aux jeunes chevaux utilisés.

Si le sujet de mesure d'efforts vous intéresse, vous pouvez retrouver tous les billets sur ce sujet sur le blog dans la catégorie "Datafficheur" ici :
http://hippotese.free.fr/blog/index.php/category/Datafficheur

D'autres précisions et photos sur ce précédent billet :
http://hippotese.free.fr/blog/index.php/post/2025/09/16/Mesure-de-puissance-au-DataWatt-sur-un-1er-labour-par-de-jeunes-chevaux-1sur3
Et bientôt sur celui-ci :

Mesure de puissance au DataWatt sur un 1er labour par de jeunes chevaux comtois (partie 1/3)

En août 2025, nous sommes allés faire des mesures de puissance sur du labour effectué par de jeunes chevaux de 3ans. C'était la deuxième fois que ces chevaux labouraient (la 1ère, la veille).


Kettie au DataWatt suit les chevaux menés par Jean-Louis (photo D. Fady)

La charrue utilisée était une charrue brabant double, de 12 pouces de large, équipée de coutres circulaires.

Ce labour de 13 cm (de profond) x 30 cm, était réalisé sur une deuxième paille (avoine en 2024 et blé en 2025, moissonné 15 jours avant), suivi d'un passage de covercrop pour déchaumer et éviter le bourrage par les pailles.


une charrue brabant double, de 12 pouces, équipée de coutres circulaires (photo D. Fady)

Harnais des 2 jeunes chevaux : Milanais était équipé à gauche d'un palonnier porté avec ressorts et Manouche (620 kg pour 1,60 m) à droite était équipé du DataPalo Hippotese.


Milanais équipé à gauche d'un palonnier porté avec ressorts et Manouche à droite équipé du DataPalo Hippotese (photo D. Fady)

Le DataWatt, muni de sa roulette de distance/vitesse, porté en sac à dos, suit le déplacement des chevaux et mesure donc leur vitesse (merci à Kettie B. pour les allers-retours).
Par ailleurs, il reçoit les valeurs d'effort par radio depuis le DataPalo, toujours, en temps réel.


Le DataPalo enregistre les efforts du cheval et les envoie, en temps réel, par radio au DataWatt qui mesure la vitesse et calcule la puissance déployée par le cheval (photo D. Fady)

En connaissant la vitesse et l'effort, on peut par simple multiplication, calculer la puissance instantanée fournie par le cheval équipé (du DataPalo).
La balance qui lie les 2 palonniers, nous autorise à penser que le second cheval fait le même travail.


Les 2 palonniers portés sont liés à une balance à laquelle est crochée la charrue (photo D. Fady)

A noter, que l'ensemble des données d'effort du DataPalo sont enregistrées sur carte SD, ce qui permet à posteriori de tracer les courbes (voir le prochain billet 3/3).

Les données d'effort, reçu sur le DataWatt (en haut), la distance, la vitesse (au milieu) et la puissance instantanée (en bas) son visibles en direct par l'opérateur et sont, elles aussi, enregistrées sur carte SD.


Vue d'ensemble du DataWatt et détails de son afficheur (photo D. Fady)

On filme aussi en continu plusieurs allers-retours et comme l'ensemble des données est horodaté, à la seconde prés, on peut réaliser des recoupements avec les photos et la vidéo.

Voici le résumé des résultats obtenus :

En résumé, les valeurs mesurées, (pour un seul cheval), sont :
Effort moyen, quand ça labour : 78 kgf (765 N) Vitesse moyenne, quand ça labour : 1 m/s Puissance moyenne, quand ça labour : 795 w (1,08 cv)

Ces valeurs semblent relativement faibles pour un labour au brabant (souvent plus proches de 100-120 kgf), sans doute grâce à la qualité et la préparation du sol (déchaumage, cultures antérieures...) et aux conditions climatiques.
La puissance moyenne demandée pendant cette séquence d'environ une heure, est bien adaptée aux jeunes chevaux utilisés.

Dans un second billet, nous présenterons un petit film de la séquence et dans un troisième billet nous détaillerons les données obtenues et nous verrons les courbes qui permettent une analyse plus fine des résultats...

mercredi 2 juillet 2025

Conférence : Mesure d'efforts. Ton cheval, il peut tirer combien ? Les diapos et les films d'exemple

Suite à vos demandes, je vous ai préparé une compilation des petits films qui ont servi d'exemple pour la Webconférence que j'ai fait pour le groupe Traction et Portage de l'IFCE.

Voir le billet précédent ici : "Webconference-Mesure-d-efforts-Ton-cheval-il-peut-tirer-combien-La vidéo et le pdf..."

Forcément vous ne les retrouvez pas sur le pdf (mais ils sont, par contre, intégrés dans la conférence filmée sur le site de l'IFCE : https://www.youtube.com/watch?v=Z_ffHUCanbo)

Et aussi pour permettre l'étude, le référencement et la recherche par images sur le blog, je vous ai fait un récapitulatif des diapos de cette conférence.

La compilation des petits films exemples :

Les images des diapos :

La conférence en pdf_

Webconference-Mesure-d-efforts-Ton-cheval-il-peut-tirer-combien.pdf

samedi 29 mars 2025

Mesures d'efforts et de puissance sur un épandeur de fumier à traction hippomobile

La ferme Cannelle, de Villers sous Chalamont, Doubs, a acquis un épandeur de fumier à traction animale, à 4 roues et à prise de force sur les roues. C'est le modèle "Spreader Elite 85" de la marque Lancaster,

C'était une superbe occasion de faire des mesures d'effort et même de puissance, grâce à notre nouveau venu dans la famille Datafficheur : Le DataWatt (nous ferons bientôt un billet spécifique sur cet appareil).

Présentation de l'épandeur Lancaster "Spreader Elite 85" :

Le volume : Volume de la caisse : 2,6 m x 1 m x 0,50 m à raz la ridelle, soit 1,3 m3 Volume de chargement maxi, en complétant le volume de base avec un tas triangulaire de 0,40 m de hauteur de pointe, au dessus du niveau de la ridelle (1 x 0,4X 2,6)/2 = 0,52 m3 en plus. Donc volume maxi chargeable 1,3 + 0,52 = 1,82 m3 (soit x 750 kg = 1365 kg). Volume pesé (chargement habituel, 10 cm environ au dessus de la ridelle) : 2,6 x 1 x 0,6 = 1,56 m3 (soit x 750 kg = 1170 kg). Lancaster Spreader Elite 85

Le poids : Un des avantages du village de Villers sous Chalamont, est qu'il possède (encore) une balance publique. Nous avons donc pu peser l'épandeur à vide (1,250 T) et plus tard en charge (2,42 T), soit une charge de 1,170 T. Nous en avons profité pour peser les 2 chevaux utilisés ce jour : Larix, hongre comtois, 642 kg et Gentiane, jument comtoise 670 kg.

Le fumier épandu :

C'est un fumier bovin/équin, à 3 mois de compostage, retourné 2 fois, d'une densité mesurée de 750 kg/m3. Il a une consistance "caramel", il faut 3 godets de fourche à fumier à grappin pour charger l'épandeur.

Avec cet épandeur, le fumier, est dispersé sur environ 6 m de large mais la largeur d'épandage réel est de 4 m.
En vitesse 3 d'avancement du tapis, il faut 300 m pour tout vider. En vitesse 2, il faut 400 m pour tout vider. Nous verrons que les efforts sont plus adaptés à l'utilisation de 2 chevaux en vitesse 2, soit une densité de 1170 kg / 1600 m2 (4m x 400 m) = 0,73125 kg/m2 ou 73125 kg/ha ou 7,3 T/ha (ce qui est correct pour une pâture).

Le champ :

C'est une pâture, d'environ 300 m de long et de plusieurs centaines de mètres de large. Elle est globalement plate, mais irrégulière, avec des pentes de 1,7° (3%) à 3° (5,24%), ce qui donne des variations de plus ou moins 50 kgf en terme d'effort suivant le sens de la pente (légère montée ou légère descente).

Le déroulement des mesures d'efforts, de vitesse et de puissance :

Les mesures on été faites sur un après midi (16h à 18h). L'épandeur a d'abord été pesé à vide ainsi que les 2 chevaux, puis nous sommes allés au trot jusqu'au champ d'épandage (1 km), le tas de fumier était stocké en bord de route à l'entrée du champ concerné.

L'épandeur a été chargé une première fois au tracteur, avec une fourche à grappin (tps : 6 mn) et on a épandu le fumier sur 300 m environ (tps : 5 mn) en faisant des tests de vitesse d'avance du tapis (vitesse 2 et 3), des mesures de pentes. Nous avons centré nos mesures sur la variation des efforts en fonction de la vitesse d'avancement du tapis et du dénivelé.

Après nos premières mesures et l'observation de la qualité de l'épandage, nous avons décidé de continuer en utilisant la vitesse d'avance du tapis N°2 et de réaliser nos mesures à cette vitesse, sans changement ni arrêts en cours d'épandage, afin d'avoir des valeurs efficientes.

Nous avons chargé l'épandeur une seconde fois, et nous avons épandu en vitesse 2, sans arrêt, sur 400 m environ et retour hérisson arrêté (tps 4 mn). Nous avons pu faire des mesures dans de bonnes conditions (voir courbe détaillée ci-dessous).

Nous avons chargé l'épandeur une troisième fois et nous sommes retournés au village au trot (à un peu moins d'un kilomètre), pour peser en charge, puis nous sommes revenus, toujours au trot et nous avons épandu, au pas, sur 400 m, retour dans le champ, à vide, hérisson tournant, pour nettoyer le tapis et bien vider.

Puis nous sommes rentrés au trot, à vide, ce qui a permis de mesurer précisément la vitesse au trot et l'effort de traction pour tirer l'épandeur à vide sur le plat (voir seconde courbe ci-dessous).

Résultats des mesures et interprétation :

1) Courbe du 2ème épandage :

Voici la courbe des mesures du 2 ème épandage, en vitesse 2 sur 400 m avec retour hérisson debrayé.

La courbe jaune indique la distance parcourue en mètres, quand elle est plate, c'est que l'on ne bouge plus. On voit que la distance parcourue en épandage est d'environ 350 m (de 17h07 à 17h12, soit 5 mn) et 130 m de retour (350 à 480 m), avec un arrêt entre les 2 (pour discuter). Malheureusement j'ai coupé le DataWatt avant la fin du retour (plutôt 300 m et 4 mn en réalité).

La courbe orange indique les efforts que font les 2 chevaux, une moyenne de 300 kgf en épandage et 150 kgf, retour à vide (hérisson débrayé). Ce qui fait 15O kgf par cheval et correspond à un effort important sans être intense. Cet effort dure 5 mn.
Le retour à vide est à 75 kgf par cheval, pendant 4 mn puis repos pendant 6 mn (le temps de recharger).

Nota : Nous avons mesuré un effort de 180 kgf au retour à vide quand le hérisson (et le tapis) reste embrayé, soit 30 kgf de "coût mécanique".

La courbe verte correspond à la vitesse d'avancement (multiplié par 10 sur le graphique pour être lisible), la vitesse moyenne est de 1,4 m/s, soit 5,04 km/h (un bon pas).

La courbe mauve correspond à la puissance totale délivrée par l'attelage (divisée par 10 sur le graphique pour être lisible). Elle est en moyenne de 4000 w, soit 2000 w par cheval, soit 2,7 cv pendant l'épandage et décroît rapidement en fin d'épandage. Au retour, à vide, elle est en moyenne de 1400 w pour la paire, soit 700 w par cheval, soit 0,95 cv.

2) Courbe du retour à vide à Villers :

Voici la courbe des mesures du retour à vide (mais l'épandeur pèse 1,25 T quand même) sur route plate, sur 1 km. Ce retour a duré un peu moins de 5 mn.

La courbe orange indique les efforts que font les 2 chevaux en moyenne 62 kgf. Soit 31 kgf chacun.

La courbe verte correspond à la vitesse d'avancement (multiplié par 10 sur le graphique pour être lisible), la vitesse moyenne est de 3,48 m/s (soit 12,5 km/h).

La courbe mauve correspond à la puissance totale délivrée par l'attelage (divisée par 10 sur le graphique pour être lisible). Elle est en moyenne de 2130 w, soit 1065 w par cheval (1,45 cv).
Ces efforts durent moins de 5 mn (4,8 mn).

Ces résultats sont conformes aux données relevées par la compagnie des omnibus dont nous avions parlé dans un précédent billet ici...

À savoir : Les chevaux d'omnibus, travaillaient au petit trot et exerçaient un effort de 32 kgf à 2,5 m/s (9 km/h de moyenne car il y avait des arrêts), pendant 1h30 à 3h30.

Et pour finir une petite vidéo de l'après-midi...

En conclusion :

L’épandeur donne globalement satisfaction dans son fonctionnement, même si nous aurions préféré des appuis fessiers plutôt qu’un siège.

Nous nous constatons qu’en terrain plat, deux chevaux adultes, entraînés, sont capables de travailler dans la durée en restant dans le confort même si la puissance demandée est importante en début de vidage.

Le retour à vide et le temps de chargement permet aux chevaux de récupérer.

Si nous devions épandre avec de la pente, il faudrait envisager la traction avec trois chevaux.

Nous avons été séduits par l’efficacité en terme de rendement et de qualité d’épandage d’une journée de travail.

Nous remercions M. Reiner Wiesotzki, importateur de machines à traction animale, depuis les États-Unis.

lundi 9 décembre 2024

Influence de la pente sur les efforts produits par le cheval de travail (suite)

Voici l'étude plus scientifique d'un cas plus général de calcul des efforts dus à la pente.

Cette étude complète le billet précédent sur ce sujet, voir ici... et pourra intéresser les utilisateurs d'équidés qui font du transport par exemple.


Cas général de l'influence des efforts dus à la pente

On peut remarquer dans ce schéma qu'il ne s'agit pas de travail à l'aide d'un outil aratoire, mais le raisonnement reste le même.

Les efforts propres au travail du sol (résistance de la terre que l'on déplace), sont ici comparables aux efforts dus au frottement (essieu, pneus...) quand nous sommes dans le cas d'un engin à roues.

Ces efforts ne sont pas représentés sur ce schéma, ni l'énergie dépensée par le cheval pour se mouvoir sur le plat (à vide, un cheval qui marche sur le plat, dépense de l'énergie). Nous n'étudions ici que la variation de ces efforts dus à la pente.

Rappel des formules de physiques qui nous intéressent ici :


Rappel des formules de physique en jeu ici...

Quelques exemples pour illustrer :

Un cheval de 700 kg, tire une charrette de 800 kg sur le plat à 5 km/h (1,39 m/s), le coefficient de frottement est de 0,02 (2 %, ou 20 kg/tonne), soit 800 x 0,02 = 16 kg.
La puissance mise en jeu sur le plat est P = F x V soit P = 16 x 9,81 x 1,39 = 218 w

Sur une pente de 5%, en regardant les formules, on a en plus :
P = (M1 + M2) x 9,81 x pente x V = (700 + 800) x 9,81 x 0,05 x 1,39 = 1500 x 9,81 x 0,05 x 1,39 = 1023 w
On prend en compte ici, le surplus de puissance dû à la traction de la charrette en pente et le surplus de puissance dû au déplacement du cheval lui-même.

On passe donc de 218 w à 1023 + 218 soit 1241 w, soit 1241/218, ou 5,7 fois plus !

On peut recalculer en imaginant baisser la vitesse de déplacement dans la pente et passer de 5 km/h à 3,6 km/h (1 m/s).
La puissance mise en jeu est de P = F x V = 16 x 9,81 x 1 = 157 w
Et avec la pente de 5% :
P = (M1 + M2) x 9,81 x pente x V = (700 + 800) x 9,81 x 0,05 x 1 = 1500 x 9,81 x 0,05 x 1 = 736 w

On est maintenant à 157 + 736 = 893 w, et donc 893/218, soit 4 fois plus ! (que sur le plat à 5 km/h).

Une route avec une pente de 5% est très courante. On voit que la puissance demandée augmente très fortement et il faut en tenir compte. On voit aussi que le fait de baisser la vitesse de déplacement permet de réduire d'un tiers l'effort du cheval dans la pente.

Pour mémoire, nous avions déjà parlé de tout cela dans un précédent billet ici, mais sans prendre en compte l'effort supplémentaire du cheval pour se mouvoir lui-même dans la pente.

vendredi 6 décembre 2024

Influence de la pente sur les efforts produits par le cheval de travail

De nombreux prestataires en vigne ou vignerons, utilisent leur chevaux dans la pente.

Si parfois, ils choisissent de ne travailler qu'à la descente (et donc de remonter à vide) ils leur arrivent aussi de travailler à la montée et à la descente en alternant les passages d'une fois sur l'autre pour limiter l'effet de l'érosion (en particulier sur le rang descendant).

On peut donc se demander quel effort (supplémentaire) on demande à nos "collègues équidés" dans cette situation pendant la montée.


Morgane et Alice pendant une formation CERRTA "vignerons du Jura" en avril 2024

Tentons une estimation rapide...

On sait que la Puissance (W) = Force (N) x La Vitesse (m/s) P = F x V

On peut prendre un exemple pour comprendre : À plat, 1 cheval de 700 kg qui tire un outil de 20 kg à 1 m/s avec un effort de 70 kg (à peu prés 700 N) développe une puissance de 700 w mesurée (pour la traction de l'outil) + l'énergie propre à son déplacement horizontale (non mesurée et que nous négligerons ici).

En première approche, on considère que l'énergie due au travail du sol ne change pas dans la pente (même travail aratoire) mais que s'y ajoute une énergie nécessaire à l'élévation verticale de la masse du cheval et de celle de son outil.

C'est ce supplément qui nous intéresse ici...

Donc, le même cheval qui se déplace en travaillant à la montée sur une pente de 10% (5,7°), dans les même conditions de sol, d'outil et de vitesse, développe toujours une puissance de 700 w pour le travail, mais élève en plus chaque seconde de 10 cm (0,1 m) sa masse et celle de l'outil, soit 720 kg.

Cela revient à tirer verticalement 720 kg (7200 N) à la vitesse de 0,1 m/s soit développer une puissance supplémentaire de 720 w (rappelez-vous la démonstration de watt sur la 2ème diapo du billet sur les mesures d'efforts ici).

Le cheval fourni donc dans ce cas (pente à 10 %) une puissance de 720 + 700 = 1420 w (Plus de 2x plus qu'à plat) ou l'équivalent d'un effort de 142 kg sur du plat (qui est un effort important).

Le même cheval sur une pente à 20 % (11,3°) 7200 N x 0,2 m/s = 1440 w soit 1440 + 700 = 2140 w (Plus de 3x plus qu'à plat) ou l'équivalent d'un effort de 214 kg (qui est un effort très important).

Le même cheval sur une pente à 30 % (16,7°) 7200 N x 0,3 m/s = 2160 w soit 2160 + 700 = 2860 w (Plus de 4x plus qu'à plat) ou l'équivalent d'un effort de 286 kg (qui est un effort à ne demander que de manière limité dans le temps).

Il faut donc être bien conscient des efforts supplémentaires que l'on demande à un cheval sur un terrain en pente.

En vigne, une pente de 10 % (5,7°) est courante, une vigne de 20 % (11,3°) fréquente et certaines parties de vigne atteignent parfois les 30 % (16,7°). Nous avons mesuré en Jura des vignes qui finissent en haut de parcelle à 19° (34,4 %) voir 20° (36,4 %).

Si l'on souhaite travailler ces parcelles à la montée, il faudra gérer les temps de récupération (la descente peut être considérée comme un temps de récupération) et les temps de pause. Il faudra aussi être attentif à l'échauffement (commencer par des rangs peu pentus), surveiller la fréquence cardiaque de l'animal et limiter le temps global de travail (répartition sur plusieurs jours de l'intervention, ou sur plusieurs chevaux, par exemple).

Une autre possibilité est de réduire la vitesse de travail et de cadencer le pas, en effet le cheval a tendance spontanément à accélérer dans les montées, ce qui est contre-productif. Il faut au contraire le ralentir...

Et évidemment, le choix d'un cheval adapté (plus léger, plus trapu) et au pas naturel plus lent est à privilégier.

Nous poursuivrons notre réflexion avec une étude de cas plus général dans un prochain billet...

samedi 16 mars 2024

Mesure d'efforts et temps de récupération en buttage de poireaux au cheval (La Kassine améliorée aux potagers de Gaia) Partie 3

Suite des précédents billets (ici et ) sur la recherche d'une méthode non invasive de mesure d'efforts et temps de récupération chez un équidé en situation réelle de travail.

Voici un petit récapitulatif des données observées/calculées à partir de notre observation non-invasive...

Longueur de ligne moyenne : 78 m
Vitesse de travail moyenne: 0,942 m/s (3,39 km/h)
Temps de travail total (pour cette intervention) : 57 mn et 10 s
Réparti ainsi :
Effort inférieur à 6 kgf (0 - 6 kgf), pendant 35 mn, 62 % du temps total
Effort de 6 à 44 kgf, pendant 8 mn, 14 % du temps total
Effort supérieur à 45 kgf, pendant 14 mn, soit 24 % du temps total
Nota 01 : Une donnée toutes les 0,1865 s, 11368 données inférieur à 6 kgf, soit 2120 s ou 35 mn/57 mn (62%), 2654 données entre 6 et 44 kgf, soit 495 s ou, 8 mn/57 mn (14%), 4368 données supérieur à 45 kgf, soit 815 s ou 14 mn/57 mn (24%).

Plage d'effort quand l'outil travaille : de 45 kgf à 150 kgf
Effort moyen quand l'outil travaille : 97 kgf soit 97 x 9,81 = 951,57 N (1 kgf = 9,81 Newton)
70 % des valeurs présentes sont comprises entre 78 kgf à 116 kgf (Moins un écart-type, plus un écart-type).

Angle de traction par rapport au déplacement du cheval : 12,9 °, soit un cos(12,9) = 0.9747
Nota 02 : On peut remarquer aussi que l'angle de traction est faible (12,9°) par rapport à l'angle théorique (15°), sur la photo de profil en traction, l'angle d'inclinaison du collier sur l'épaule, semble un peu trop vertical. Épaule très verticale sur ce cheval ? collier trop serré en haut ? position des crochets trop basse? ... A vérifier...

Puissance moyenne nécessaire pour que l'outil travaille :
La Puissance (en watt) = Force (en Newton) x cos α x Vitesse (en mètre/seconde)
P = 951,57 x 0.975 x 0,942 = 874 W

Pour rappel, voici une diapo sur l'Énergie.

L'énergie totale fournie par le cheval pendant le temps ou l'outil travaille effectivement est égale à E = P x t

Soit E = 874 w x 815 s = 712310 Joules (712 kJ),
comme 1Wh = 3600 J
on a E = 712310/3600 = 198 Wh (Watt-heure, Wh, unité d'énergie souvent utilisée en électricité, plus parlante).

Que l'on pourrait exprimer autrement, pendant sa séance, le cheval à travaillé effectivement 815 s (soit 815/3600 = 0,226 h) à une puissance de 983,5 W.
Il a donc fourni 874 x 0,226 = 198 Wh (pendant que l'outil est en terre).

Nota 03 : On ne considère ici que l'énergie nécessaire à la traction de l'outil, sans prendre en compte l'énergie que le cheval dépense pour se mouvoir lui-même.

Que peut-on conclure à partir des données recueillies :

Quand l'outil travaille, l'effort moyen peut être qualifié d'important (97 kgf), ce qui se confirme dans la valeur de la puissance nécessaire (874 W) qui est supérieure à un cheval vapeur (735,5 W). Par contre, le temps de travail effectif de l'outil pendant la séance reste faible (24 % du temps total) soit une durée totale de 14 mn.

L'énergie fournie par le cheval pour le travail effectif est de 712 kJ ou 198 Wh.
Pour l'instant, nous n'avons pas beaucoup de données de comparaison.

On remarque simplement que la mesure de la durée et la répartition des temps de travail avec des efforts effectifs/légers/faibles sont des données qu'il faut absolument prendre en compte dans une observation globale de l'énergie demandée au cheval dans sa séance/journée/semaine de travail.

La mesure de la durée des efforts :

En effet, on ne peut pas se contenter de mesurer seulement les valeurs des efforts effectifs, on doit aussi prendre en compte leur durée.
Avec un effort moyen et une vitesse de travail identique en labour par exemple, mais des temps en effort effectif beaucoup plus longs, nous n'aurions pas du tout les même impacts sur la fatigue. L'énergie demandée étant beaucoup plus forte.

La répartition des temps de travail :

De plus, si l'on veut aussi prendre en compte la récupération après l'effort et la santé sur le long terme de l'animal, on doit aussi étudier la répartition des plages d'efforts importants/légers/faibles pendant une séance.
Cette prise en compte peut être globale si la séquence est courte comme ici et doit être plus précise si l'effort est intense (débardage par exemple) ou continu (labour) par exemple, et/ou si ces efforts se reproduisent plusieurs fois sur une période plus longue (journée/semaine...).


Le matériel minimum nécessaire pour mettre en œuvre la méthode d'observation non-invasive : un appareil photo et un DataPalo.

Que peut-on conclure à propos de la méthode d'observation proposée.

On peut tout d'abord rappeler pour mémoire les principes de la méthode :

1) Dans une situation réelle de travail, mesure continue des efforts (nuls, faibles ou forts) pendant tout la durée de la séance (1 heure, 1/2 journée, 1 journée, un chantier...).
2) Filmage continu de la séquence ou au moins de l'ensemble des différentes phases (harnachement, mise en place, réglage de l'outil, travail sur plusieurs lignes, arrêts, demi-tour, pauses, retour, désharnachement...)
3) prise de Photos/film latérales au travail (pour l'angle de traction).
4) Mesure longueur parcelle/ligne/traîne... Mesure nombre de lignes/surface... Mesure longueur parcourue et vitesse de travail...(on pourra utilement utiliser une photo aérienne de la parcelle et/ou une trace GPS avec un smartphone embarqué sur le cheval et/ou un odomètre/tachymètre).

En option :
5) Si cela est souhaité, retour oral chaque seconde des valeurs moyennes au meneur pour information.
6) Mesure fréquence cardiaque (du cheval et du meneur).
7) Mesure hauteur garrot et tour de poitrail pour vérification des formules de calcul de la capacité d'effort potentiel théorique (nous aurons l'occasion de discuter des ces formules une autre fois)
8) S'informer du poids du cheval, s'il est connu. Voir peser le cheval si c'est possible.

En conclusion :

La méthode d'observation proposée, la moins invasive possible, permet quand même de relever un certains nombres de données chiffrées tout en n'interférant que modérément avec le travail du couple cheval/meneur.

Elle peut donc être plus facilement mise en place, mieux acceptée par les intervenants, voir se dérouler sur un temps long (typiquement sur une semaine, la durée d'un chantier, voir même une saison) pour permettre des observations sur l'énergie demandée, la fatigue et la récupération sur le temps long.

Le recueil de nombreuses données dans des situations de travail différentes, par cette méthode d'observation simplifiée, permettra à terme de tirer des enseignements sur l'énergie que l'on peut attendre d'un cheval de travail sur un temps long, en respectant son intégrité et sa santé. Ces données pourront servir de base de réflexion pour les notions de bien-traitance.

dimanche 4 février 2024

Mesure d'efforts et temps de récupération en buttage de poireaux au cheval (La Kassine améliorée aux potagers de Gaia) Partie 2

Suite du précédent billet sur la recherche d'une méthode non invasive de mesure d'efforts et temps de récupération chez un équidé en situation réelle de travail.

Nous en étions resté au calcul de la puissance instantanée demandée au cheval :

La Puissance (en watt) = Force (en Newton) x Vitesse (en mètre/seconde)

NB1 : on aurait aussi pu écrire que la puissance P (watt) = Travail (joule ou newton.mètre) / Temps (en seconde) car le Travail est le déplacement d'une force (N) x une distance (m)

NB2 : Quand la force n'est pas tout à fait alignée avec le déplacement et forme un angle, on utilise le cosinus de cet angle pour le calcul.

Pour mémoire, je vous redonne les 3 diapos que j'avais réalisé dans une présentation à Avignon en 2018.

Nous avons une vitesse moyenne de 0,942 m/s (voir billet précédent, partie 1)

Nous avons un angle de traction par rapport à l'horizontale de 12,9 °, soit un cos(12,9) = 0.9747 (voir billet précédent).

Mais quelle est la force moyenne développée par le cheval pour ce travail de buttage de poireaux ?

Si l'on regarde la courbe totale des efforts mesurés au DataPalo et mis en forme avec notre application DataGraph pendant l'heure de travail...

On constate, à vue de nez, que l'effort varie de 0 à 140 kgf, avec une tendance moyenne autour de 100 kgf.

Traçons maintenant la courbe de fréquence d'apparition des valeurs d'effort :

Si on regarde la courbe de fréquence d'apparition des valeurs d'effort sur la période, on constate que les valeurs autour de 0 sont très nombreuses, ce nombre baisse ensuite très fortement jusqu'à 45 kgf environ puis la courbe forme une courbe de Gauss.

NB3 : La courbe de Gauss est connue aussi sous le nom de « courbe en cloche » ou encore de « courbe de la loi normale ». Elle permet de représenter graphiquement la distribution d’une série et en particulier la densité de mesures d’une série. Elle se base sur les calculs de l’espérance et de l’écart-type de la série. Pour un échantillon important, il est généralement constatée une courbe en forme de cloche, c’est-à-dire une forte concentration des valeurs autour de la moyenne puis des valeurs de moins en moins nombreuses aux extrémités de la série. (https://www.soft-concept.com/surveymag/definition-fr/definition-courbe-de-gauss.html)

Cette courbe est logique car il y a de nombreux moments où l'outil ne travaille pas :
- 1 temps de déplacement de l'outil jusqu'à la parcelle (et retour),
- 2 temps de retournement en bout de ligne,
- 3 temps de réglage des outils,
- 4 temps de nettoyage des dents,
- 5 arrêt demandé par le meneur pour pose/réflexion/échange/casse-croûte...,
- 6 arrêt non demandé, imposé par le cheval...

Ces données nous renseignent sur les temps de repos/récupération du cheval qui sont très importants et qu'il faut prendre en compte.

On peut considérer :
Qu'un effort de 0 à 5 kgf ne représente aucun travail (pas de mouvement ou seulement un balancement de la chaîne, sans traction),
Qu'un effort de 5 à 45 kgf représente un effort faible avec l'outil relevé (déplacement de l'outil jusqu'à la parcelle, retournement en bout de ligne),
Qu'un effort supérieur à 45 kgf représente la force nécessaire pour réaliser effectivement le travail de buttage.

On peut donc trier par ordre croissant les 18391 valeurs relevées, soit un enregistrement de 10 valeurs toutes les 2s (en fait, toutes les 1,865 s) soit 1 valeur tous le 2 dixièmes de seconde ou 5 données par seconde environ pendant une heure (de 11:06:39 à 12:03:49 soit 57 mn et 10 s ou 3430 s).

On obtient :
-1 11368 valeurs inférieures à 6 kgf -> 61,81 %
-2 2654 sont entre 6 et 44 kgf -> 14,43 %
-3 4368 sont = ou sup à 45 kgf -> 23,75 %

Comme ces données correspondent à des temps, sur l'heure d’activité nous avons en pourcentage du temps passé :

Par contre, on ne peut pas calculer la moyenne de l'effort effectif de buttage à partir de ces données, car cette moyenne serait forcément minorée (avec tous ces moments "sans effort").

On peut alors demander à l'application Datagraph de représenter la courbe de fréquence d'apparition des valeurs d'effort uniquement supérieurs à 45 kgf, on obtient la courbe suivante :

On a donc la moyenne de l'effort "en travail" qui est de :

97 kgf soit 97 x 9,81 = 951,57 N (1 kgf = 9,81 Newton)

NB4 : La plage 78 kgf à 116 kgf (Moins un écart-type, plus un écart-type) correspond presque 70 % des valeurs présentes.

NB5 : L'écart-type est une mesure de la dispersion des valeurs d'un échantillon statistique ou d'une distribution de probabilité (https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89cart_type).

Nous avons maintenant les données nécessaires au calcul de la puissance moyenne développée par le cheval quand l'outil travaille effectivement.

A savoir :
La Puissance (en watt) = Force (en Newton) cos α x Vitesse (en mètre/seconde)

soit : P = 951,57 x 0.975 x 0,942 = 873,96 W (874 W)

NB6 : Un cheval vapeur (ch) = 735,5 W
Le cheval-vapeur est une unité de mesure initialement créée par James Watt, qui souhaitait vendre les machines à vapeur de sa firme à des industriels ou des cultivateurs pour faire fonctionner des ateliers ou des engins agricoles. Ses clients potentiels utilisaient précédemment des attelages de chevaux, en chair et en os, pour effectuer ces travaux, il fallait créer une unité qui soit « parlante » pour que l'éventuel client ait un point de comparaison entre les deux sources d'énergie. James Watt effectua un certain nombre de comparaisons entre les machines de sa fabrication et de véritables chevaux entraînant une lourde roue tournant autour d'un pivot central, comme dans certains types de pressoirs agricoles et ce durant plusieurs heures. ''Même si la puissance maximale développée par un cheval pendant un temps court peut être de dix à presque quinze fois supérieure à un cheval-vapeur, on considère que dans le cadre d'une activité soutenue, une puissance moyenne d'environ 1 ch (0,75 kW) par cheval est effectivement conforme aux conseils agricoles des XIXe et XXe siècles.

Références a télécharger : R. D. Stevenson et Richard J. Wassersug, "Horsepower from a horse", Nature, vol. 364, no 6434,‎ juillet 1993 et E. Collins et A. Caine, "Testing draft horses", cité sur Wikipédia.''

Nous aurons l'occasion de reparler de tout cela dans la troisième partie de ce billet...

mardi 9 janvier 2024

Mesure d'efforts et temps de récupération en buttage de poireaux au cheval (La Kassine améliorée aux potagers de Gaia) Partie 1

Comme promis, voici la Kassine-Gaia en action, en buttage de poireaux (voir précédents billets ici et ici).

Cette vidéo est volontairement assez longue pour que vous preniez la mesure de l'intervention (buttage de poireaux) dans son ensemble...

Elle a, à mon avis une valeur pédagogique et intéressera sans doute particulièrement les personnes en formation.

Mais tout d'abord, la vidéo :

Nous avons filmé cette activité de buttage de poireaux, aux Potagers de Gaïa, à Hermance (Suisse) le 25 septembre 2023, nous en avons profité pour faire des mesures au DataPalo (qui est un Datafficheur à un seul capteur monté sur un palonnier porté (bas-cul) que beaucoup d'entre-nous utilisent à Hippotese).


(Le DataPalo porté est simplement monté à la place du palonnier porté habituel)

Les conditions de l'expérience étaient ici de ne pas trop interférer avec le couple meneur/cheval pendant le travail qui doit se dérouler le plus habituellement possible.

L'échange se limite à la lecture des valeurs moyennes relevées, qui sont communiquées en continu au meneur pour information, s'il le souhaite.

A posteriori, on veut analyser et traiter les données relevées et en tirer un maximum d'informations.

L'objectif est de développer une méthode de relevé de données, la moins "invasive" possible pour être utilisée en situation réelle et qui puisse être mise en œuvre par des non-spécialistes.
Les résultats permettront ainsi de se constituer une banques de données de terrain, libre de droit et gratuite, utilisable par tous.

Résultats :

Observations sur le terrain :
Il s'agit d'une parcelle de maraîchage, plantée de 10 lignes de poireaux, déjà bien développés, à désherber et butter en un seul passage.

Un petit tour sur GéoPortail (on est à 100 m de la frontière française, ligne bleue à droite) permet d'estimer la longueur moyenne des lignes qui est de 78 m (le côté du chemin est en trapèze)
Nb1 : On aurait pu mesurer la longueur des lignes avec un Odomètre, mais nous l'avions oublié.


(Estimation de la longueur de la parcelle avec Géoportail, ici 78 m environ)

Nb2 : Il nous manque la largeur de la parcelle, que nous ne pouvons pas évaluer par photo satellite car celle-ci n'est pas à jour.

Cette longueur de 78 m permet d'évaluer la vitesse de travail (distance /temps).

Observations sur la vidéo :
Dans la vidéo, on choisi un buttage sur une ligne si possible sans arrêt (ou en déduisant les arrêts au chronomètre), on obtient un temps de parcours pour cette ligne. En réitérant l'observation plusieurs fois, on obtient un temps moyen par ligne.

1ère ligne 84 secondes
2ème ligne 90 secondes
3eme ligne 80 secondes
4eme ligne 77 secondes
Soit une moyenne de 82,75 secondes pour 78 m et donc une vitesse moyenne de 0,942 m/s (3,39 km/h).

Nb3 : nous avons le projet de construire un Odomètre/Tachymètre (électronique) avec enregistreur horodaté (synchronisé avec le DataPalo) qui permettra de mesurer la vitesse et les distances sans soucis.

On profite de la vidéo pour trouver une vue latérale qui nous permet d’estimer l'angle des traits par rapport au sol.

Nb4 : ne pas oublier, quand on filme, de multiplier les angles de vue des vidéos et de faire des cadrages de profil et en "plan large" qui permettent aussi d'analyser la position du cheval à l'effort (et observer la position du collier aussi... petit clin d’œil aux personnes qui ont assisté à la journée "collier" en décembre, compte-rendu à venir...)


(Capture vidéo d'une vue de profil "au travail" pour estimer l'angle de traction)

Un petit tour dans Geogebra en ligne permet de récupérer cet angle...


(Un petit tour dans Geogebra, logiciel libre de géométrie...)

La valeur estimée de l'angle de traction est donc de 12,9 °, soit un cos(12,9) = 0.9747

Nous avons la vitesse et l'angle de traction, il nous reste à estimer les efforts pour avoir une idée de la puissance instantanée développée par ce cheval...

C'est ce que nous verrons dans le prochain billet...

vendredi 9 février 2007

Puissance réelle des chevaux de trait

Suite à plusieurs demandes reçues sur le mél d'Hippotese à propos de la puissance réelle des chevaux et des temps et distance d'utilisation de nos fidèles compagnons, je vous rediffuse les 5 pages de l'article que nous avions réalisé pour Hippobulle N°23.

Lire la suite...