Hippotese, Le cheval de Travail

Lors de la 8ème journée technique sur le maraîchage en traction animale, chez Thierry Bonnamour à Dullin (Savoie, France), Michel Carrel a fait une petite mesure d'efforts lors de l'épandage d'un fumier bien décomposé.

Mesure d'efforts avec un épandeur de fumier en traction animale, au château partagé de Dullin.

Mise en place du capteur de force, on enlève les amortisseurs de traction pour ne pas fausser les mesures...

Vue détaillée du capteur (10 mm de diamètre)...

Le "Data Logger" qui récupère et sauvegarde les données du capteur.

Nous avons utilisé un épandeur TA de marque Millcreek, (origine américaine) à prise de force sur les roues, attelé à un porte-outils Bucher monté en avant-train (avec un attelage à boule).

Nous avons chargé à la main l'épandeur à partir d'un tas de fumier bien décomposé...

Nous avons épandu sur une bande enherbée très mouillée (il avait plu plus de 24 heures d'affilé la veille) d'une centaine de mètres de long au profil légèrement descendant (de gauche à droite par rapport au cameramen).

A l'aller et au retour, il y a eu un arrêt, nous avons donc partagé les mesures en 4 courbes distinctes : Aller-1, Aller-2, Retour-1 et Retour-2.

Thierry Bonnamour et Michel Carrel attentifs pendant les mesures...

Voici déjà la vidéo complète de l'Aller-retour...

Et voici les 4 courbes des 4 parties...

De 20 à 200 Kgf, force moyenne 83 Kgf, durée 25 secondes.

De 15 à 240 Kgf, force moyenne 93 Kgf, durée 36 secondes. Total 1mn1s

De 20 à 300 Kgf, force moyenne 147 Kgf, durée 28 secondes.

De 25 à 300 Kgf, force moyenne 120 Kgf, durée 46 secondes. Total 1mn14s

Nota : Attention les courbes ne durent pas le même temps (de 25 à plus de 46 secondes), ce qui explique que "l’accordéon" soit plus ou moins serré...

Thierry Bonnamour (utilisateur habituel de l'épandeur) nous précise :
La bande enherbée fait une longueur de 90 m avec une pente longitudinale de 2 % environ (pour un dévers, en largeur, de 5%).
Le volume épandu est de 0.68m3 (densité inconnue).

L’épandeur utilisé est un épandeur Millcreek qui a été acheté en France chez Equip-Equestre.fr, qui a un volume "annoncé" de 1,5 M3.
Thierry pense que l'indication de ce volume est exagérée, sauf à remplir l'épandeur au delà des bords de la benne, ce qu'il n'a pas essayé.

L'épandeur Millcreek sur le site de http://www.equip-equestre.fr.

Vue des pignons d’entraînement du tapis et du hérisson, le mouvement est pris sur les roues de l'épandeur.

Michel Carrel (qui a réalisé le relevé des mesures) nous précise :
Tant les tracés que les forces moyennes ne doivent pas être pris comme parole d'évangile, les mesures ayant été effectuées un peu à l'arrache et sur des durées très courtes.
Visuellement nous avions l'impression que le tirage était plus important que mesuré (83 à 147 Kgf de moyenne). La variabilité de ces forces est probablement influencée par la texture du compost et par le chargement de l'épandeur.
L'amplitude de l'oscillation des forces est importante, allant parfois jusqu'à 200 Kgf (de 50 à 200) et doit rendre le travail plus pénible pour l'équidé. Dans ce contexte, les ressorts de traction, que nous avions enlevé pour les mesures (pour des problèmes de montage) sont probablement très bénéfiques.

Informations tirées du film :
Le terrain est très mouillé (on voit bien la terre et l'herbe qui adhère aux roues), ce qui est logique avec les pluies de la veille, on peut penser que le coefficient d'adhérence est très désavantageux pour le cheval.
Le harnais "en mancelles" qui laisse libre verticalement les brancards, favorise peutêtre les "coups de raquette" que l'on aperçoit dans le film quand le terrain présente des irrégularités (et qui sont visibles aussi sur les graphiques).
On voit bien, au retour que le cheval est dans un effort très important, on peut se poser la question de l'organisation du chantier qui aurait permis de faire le même travail sans un tel effort.

Intérêt des mesures dynamométriques :
Outre l'intérêt scientifique de connaître la valeur absolue des forces en présence qui confirme ce que nous préconisons à Hippotese, c'est à dire qu'un cheval de 700-800 kg ne doit pas effectuer un effort prolongé de plus de 100 kgf (98,1 dN) au pas (4,3 km/h).
On peut ici facilement constater que le cheval est dans un effort acceptable tant qu'il reste en moyenne autour de 90 kgf, mais que c'est trop dur quand l'effort moyen est de 130 kgf.
On peut aussi constater que la variation de poids du fumier, entre l'aller et le retour (la moitié du fumier est distribué) semble beaucoup moins influer que la pente (2 %) dans l'effort mesuré.
Dans le cas qui nous intéresse, on pourrait donc, tirer certains enseignements des mesures, en particulier en terme d’organisation du travail, même s'Il nous manque l'effort de traction pur (sans mettre en route le mécanisme de distribution), à vide, en charge et en demi-charge , et ce, à l'aller (descente) comme au retour (monté) pour pouvoir vraiment valider une organisation plus efficace des déplacements.

Proposition d'une nouvelle organisation :
Les mesures dynamométriques, pour ne pas rester théoriques, doivent nous permettre de proposer de nouvelles organisations (typiquement souvent, comme ici, de nouveaux parcours) plus économes en effort.
Regardons ce que celà pourrait donner sur notre petit exemple d'épandage...
Et tout d'abord, petit schéma du déplacement tel qu'il a été effectué (voir film) :

Le schéma du déplacement réel...

On peut à priori penser pour améliorer l'organisation du chantier :

Qu'Il serait judicieux, de distribuer le fumier en 2 passages sur cette parcelle mais toujours dans le sens de la descente (gauche à droite) et donc...

- Première solution, de remonter la bande de terrain sans distribution (par le bas de la parcelle), puis de faire un deuxième passage en distribution en descente.

Première proposition de déplacement demandant moins d'effort, le cheval remonte la pente latérale par le bas sans épandre puis effectue son 2ème épandage à la descente...

- Ou Deuxième solution, de ne remplir que la moitié de la charge, aller l'épandre, puis revenir remplir une demi-charge et refaire un tour d'épandage (toujours dans le sens de la descente, gauche-droite). Ce qui suppose que l'épandeur fonctionne aussi bien avec une charge de demi-hauteur (ce qui n'est pas sûr) ou qu'il faut réduire l'utilisation de la benne à sa partie arrière avec une cloison mobile par exemple.

Deuxième solution de déplacement demandant moins d'effort, le cheval effectue 2 épandages à demi-charge (avec demi-remplissage au départ et demi-remplissage avant le deuxième tour).

Conclusion :
On voit bien dans cet exemple l'intérêt des mesures dynamométriques qui permettent d'affiner notre perception des efforts mis en jeu en traction animale.
Nous sommes évidemment conscients que nous ne pouvons pas faire de mesures d'une valeur "scientifique" à Hippotese, car nous ne sommes pas en laboratoire et aussi par manque de temps (il faudrait faire des mesures en ne faisant varier qu'un seul des paramètres et répéter ces mesures un grand nombre de fois pour avoir une valeur moyenne statistique des résultats), nous sommes et restons dans des situations de travail réel.
Néanmoins, avec ces mesures "de terrain" et une vidéo accompagnatrice, un travail de réflexion collectif est possible pour améliorer l'organisation de nos chantiers (au niveau des harnais, des parcours, des matériels employés, des méthodes de menage...), et le choix des solutions peut être validé par une confirmation numérique (à posteriori) des améliorations, (en terme d'effort), obtenues.

On peut aussi rêver de systèmes embarqués qui permettront bientôt de faire ces mesures en continu et donc d'affiner, en direct, nos méthodes de travail. Nous en reparlerons bientôt sans doute...