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LES APPAREILS DE TRAITEMENTS DES CULTURES ET DES SOLS

CONTRAINTES : Energie, Pression, Type de bouillie*, de terrain, de culture, Réglages, Sécurités

EAU ET PRODUIT PHYTOSANITAIRE DAN S LA CUVE

PULVERISER ATOMISER

Des produits de traitements

BOUILLIE UNIFORMEMENT

REPANDUE SUR LES PLANTES, LE SOL

SYSTEMES DU PULVERISATEUR , DE L’ATOMISEUR

*La « bouillie » est le nom donné au mélange eau plus produit

phytosanitaire actif à pulvériser Dossier réalisé avec les sources de Technologie de pulvérisation de A Abadia, doc Hardi, doc CEMAGREF/MSA, doc Blanchard, doc Berthoud, doc Weed-it. JCD 08

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Les productions végétales herbacées ou ligneuses (mais aussi les productions animales) sont constamment menacées par des parasites, des maladies, des mauvaises herbes ou arbustes qui limitent leur développement ou leur vie. Il faut donc « traiter, soigner, protèger » ces productions en appliquant des produits dits phytosanitaires : ce sont les herbicides, fongicides, insecticides Les produits de traitements phytosanitaires utilisés peuvent devenir dangereux pour la nature et l’homme, ils doivent être dosés avec précaution et répandus avec précision de façon très uniforme. La pulvérisation à donc pour rôle de fractionner la bouillie en goutelettes extrêmement fines (rôle des buses), ceci permet de répartir cette bouillie sur une surface maximum mais avec un mimimum de liquide ( donc de principe actif). Le milieu des Espaces Verts utilise surtout des petits systèmes de pulvérisation de type portable ou porté avec moteur auxilliaire. Pour des raisons écologiques, on note aussi une percée importante des moyens tel que deherbeurs thermiques à flamme directe, à eau chaude, à mousse ou déherbeurs mécaniques tels brosses rotatives à fils synthétique ou métallique.

Il existe donc différents systèmes de pulvérisateurs et procèdes de pulvérisation I - Les différentes catégories de pulvérisateurs sont :

- portables à main ou sur le dos - portés sur un tracteur, microtracteur, sur un quad, un transporteur, sur chariot, sur brouette - semi-portés donc possèdant un essieu et tracté par un engin - automoteurs et même aussi aérien en agricole de grande culture.

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II - Les différents types de pulvérisations sont : - à pression et jets projetés

- à pression et jet porté - pneumatique - centrifuge A - Les pulvérisateurs à pression et jets projetés. Ils sont les plus utilisés en Espaces verts, ils sont essentiellement portables à main ou sur le dos ou portés sur un tracteur, microtracteur, sur un quad, un transporteur, sur chariot, sur brouette et

1 - Les Portables : Ils sont à énergie manuelle pour les appareils grand public, il existe donc quelques modèles à moteurs électriques ou thermiques destinés essentiellement aux professionnels

Le liquide est mis sous pression (de 3 à 10 bars), graçe à une pompe manuelle, il va être obligé de traverser une buse calibrée en bout d’une lance, ce qui va le fractionner en très fines goutelettes. Les goutelettes sont donc projetées sur la surface à traiter. Ci-dessous schémas de principes

La pompe met le liquide en pression dans une cloche à air graçe à un système de soupapes. Un robinet (gachette) est placé sur la poignée, la lance est munie d’une buse généralement réglable

La pompe est incorporée dans la cuve généralement, le liquide est mis directement sous pression dans le réservoir , la pompe sert aussi de bouchon

En agricole on trouve aussi des systèmes à pulvérisation

électrostatique et électrodynamique (voir doc annexes)

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2 - Les Portés, semi-portés, automoteurs : I ls sont actionnés par un moteur auxilliaire électrique ou thermique ou par la prise de force du microtracteur, du tracteur ou encore automoteurs.

Le liquide est mis sous pression (de 5 à 30 bars), il va être obligé de traverser les buses calibrées, ce qui va le fractionner en très fines goutelettes. Les goutelettes sont donc projetées sur la surface à traiter, chaque buse produit « spectre de pulvérisation conique » qui permet de croiser les jets en créant un effet « brumisateur » qui mouille bien les végétaux 3 - Exemple des différents composants d’un pulvérisateur à jets projetés. La bouillie est contenue dans une cuve en polyéthylène épais mais un peu transparent de contenance allant de quelques dizaine de litres à plusieurs centaines de litres. Elle s’ouvre par un large bouchon sur « une grille filtre ». Le liquide passe par un filtre fin puis il est mis en pression par une pompe (à piston, à membrane, à rouleaux…). Un « circuit hydraulique » (filtre, crépine, canalisation, robinet ou vannes distributeur, manomètre de pression…). Le retour en cuve sert généralement à l’homogènéisation de la bouillie. Une rampe et ou une lance munie de buses. Ces buses sont interchangeables en fonction du travail à effectuer. Du point de vue sécurité, on doit avoir un petit réservoir d’eau propre pour le lavage des mains

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B - Les pulvérisateurs à pression et à jet porté Ils sont très utilisés en arboriculture, dans les vignes.

1- Ce principe consiste en un système à jet projeté auquel on ajoute une ventilation (un courant d’air) à la sortie des gouttelettes. On augmente la portée et la pénétration des goutelettes.

Appareil porté sur les trois points du tracteur

Exemple d’un appareil trainé derrière le tracteur et entraîné par la PDF

2- La pression de pulvérisation est identique au système à jet projeté. Les éléments composants ce système sont donc les mêmes que le précédent (cuve, pompe, circuit hydraulique, buse) Les buses sont disposées suivant un cercle ou arc de cercle. Derrière on installe un puissant ventilateur (grand débit d’air sous une vitesse plutôt faible 15 à 40 m/s). Les fines gouttelettes sont portées par le flux d’air qui arrive à l’arrière.

3- Représentation schématique (partiellement normalisée), d’un pulvérisateur à pression et à jet porté de type agricole.

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C - Les pulvérisateurs pneumatiques Ils sont très utilisés dans la vigne (automoteur à droite) et avec des appareils à dos motorisé en « petite arboriculture » (ci-dessous)

système sur pulvérisateur automoteur ou traîné

La tuyère finale (canon chez certains) se termine par un rétrécissement qui crée une augmentation de la vitesse de l’air (analogie avec le venturi du carburateur). La bouillie est conduite sur un diffuseur (en ailette, en cône) au niveau de la tuyère. La fragmentation est obtenue par le choc ou l’étirement du film liquide avec la veine d’air circulant à très grande vitesse (parfois à plus de 500 km/h)

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D - Les pulvérisateurs centrifuges Ils sont un peu utilisés en agriculture, et de moins en moins en appareils portables pour l’arboriculture

Le liquide est acheminé au centre d’un disque (crénelé ou d’une cage grillagée) tournant en grande vitesse. Sous l’effet de la force centrifuge, la frangmentation se produit par étirement du film liquide au niveau de la périphérie du disque ou par choc de la nappe liquide avec la cage grillagée. Les appareils équipés de ce dispositif sont appelés pulvérisateurs à jet centrifuge projeté. IL existe des appareils monodisque en utilisation manuelle.

Le disque tourne entre 4000 et 6000 t/mn, ce type de pulvérisateur est surtout utilisé en pulvérisation aérienne. Ci-contre une version centrifuge à jet porté. On rajoute à l’arrière et dans le même axe un ventilateur. Le transport des goutelettes est alors assuré par le flux d’air créé par la soufflerie

III – Détail des composants des pulvérisateurs

A- La cuve

Elle est réalisée en PVC, polyester…elle doit être inaltérable aux produits chimiques qu’elle va contenir. Elle doit avoir une forme facilitant son nettoyage, son entretien sa vidange. Un bouchon ou couvercle étanche assure sa fermeture, il surmonte un filtre en forme d’entonoir. Certaines cuves sont présurisées et doivent avoir une soupape ou clapet de sécurité. Les appareils professionnels doivent avoir un petit réservoir avec de l’eau propre. Afin de maintenir la bouillie parfaitement mélangée, on trouve à l’intérieur de cette cuve des systèmes d’agitation. : soit un système mécanique (hélice, batte mécanique…) soit un système hydraulique par retour du liquide par ex.

B- Les pompes Elles sont surtout « volumétriques » par le fait de leurs capacités à fournir des pressions élevées ; Les pompes non volumétriques seront destinées au remplissage des cuves ou pour des pulvérisateurs pneumatiques et centrifuges.

Les rampes

La cuve

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1-Les pompes à Piston Le déplacement rectiligne alternatif d’un piston met le liquide en pression. Un clapet d’aspiration et un de refoulement permettent l’entrée et la sortie de la bouillie. Pour régulariser le débit on lui accouple un accumulateur gonflable qui permet de main-tenir constante la pression (quand le piston est en phase d’aspiration par exemple). La pression peut aller jusqu’à 60 bars

2- Les pompes à double piston et membranes

Le piston est encadré par deux membranes. Donc pendant le mouvement alternatif de ce piston, une membrane est en phase d’aspiration, l’autre est en phase de refoulement. Un clapet d’aspiration et un clapet de refoulement permettent l’entrée et la sortie de la bouillie. Cette pompe présente les avantages réunis de la pompe à piston et de celle de la pompe à membrane. Elle est très utilsée, elle permet des pressions de 20 à 40 bars

3- Les pompes à rouleaux Ce ne sont pas les plus utilisées. Un rotor excenté creusé d’alvéoles est entraîné en rotation. Chaque alvéole contient un rouleau qui en tournant contre le corps de pompe, pousse le liquide avec prssion vers le refoulement. Ces pompes sont très simples de construction, elles donnent une grande régularité de débit. Elles sont sensibles à l’usure par abrasion, il faut un excellent filtrage à l’aspiration. La presion fournie se situe entre 5 et 15 bars.

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4- Les pompes à membrane

Dans cette pompe le déplacement de la membrane est assuré par le mouvement alternatif d’une « bielle/manvelle » . La bielle est mise en mouvement alternatif par un excentrique sur l’arbre d’entraînement moteur. Un clapet d’aspiration et un de refoulement permettent l’entrée et la sortie de la bouillie. Ces pompes sont très résistantes à l’usure et à la corrosion, elles sont donc très employées. Elles donnent une pression faible de 5 à 15 bars. Elles sont très utilisées, elles peuvent être couplées par deux, trois, jusqu’à six en étoile.

5- Les pompes centrifuge

C’est une pompe non volumétrique. Le liquide est aspiré au niveau de l’axe de la roue à aube. L’écoulement du liquide est obtenu par l’effet de la roue à aubes tournant à grande vitesse. La force centrifuge envoie le liquide vers le refoulement en lui faisant acquérir une energie cinétique qui sera transformé en pression. Cette pression de l’ordre de 3 à 6 bars, ce qui limite ses applications. Ces pompes peuvent se « déamorcer » facilement

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D-Les autres éléments de l’ensemble hydraulique

1- les filtres et les canalisations La filtration à lieu à différents niveaux du système. Donc même sur les appareils les plus simples il y a toujours plusieurs filtres. L’eau est en général filtré avant son intoduction dans la cuve, le tamis de bouchon évite aussi l’intrusion d’autres impuretés. L’aspiration de la pompe est en général filtrée, de même que le refoulement vers les tuyaux et les buses. Il peut y avoir des filtres de section ou tronçon de rampe et enfin des filtres au niveau de chaque buse. Les canalisations alternent entre rigides et souples, elles doivent être parfaitement étanches.

2- Amortisseurs ou cloche à air

3- les distributeurs, les régulateurs-limiteurs de pression, les manomètres de pression

31- La régulation électronique au service de la répartition du produit : Les systèmes de régulation électronique ont pour but de prérégler, de contrôler et de maintenir constant le volume/ha désiré quelles que soient les variations du terrain et le régime moteur. On distingue : -les systèmes à débit proportionnel au régime (DPM) dont la vitesse varie avec l'accélération du moteur, et le débit de la pompe avec le régime du moteur : Compensation des variations du régime moteur. - les systèmes à débit proportionnel à l'avancement (DPA) dont le débit des buses est proportionnel à la vitesse d'avancement : Correction des variations d'avancement.

Note : les systèmes comme le « Dosatron » permettent de pomper directement dans le bidon de produit phytosanitaire en fonction du débit de l’eau propre (motrice du Dosatron). Le mélange est dirigé vers les buses. Le dosatron se positionne donc juste avant les rampes.

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32- L’ensemble de distribution, le distributeur

33- Le contrôle de la pression, le manomètre.

Le Manomètre : Attention Fragile !

Le manomètre permet la lecture d’une pression exercée par un liquide ou un gaz dans un système. A l’intérieur on trouve : -Un « tube de Bourdon » en métal fin, de forme éliptique, on dit aussi en forme de point d’interrogation. -Un mécanisme de démultiplication relie l’aiguille au tube. -La pression va avoir tendance à déformer le tube (comme s’il voulait se redresser). Une fois « étalonné » ce système redonnera toujours la même valeur pour une pression identique.

34- L’étalonnage du débit d’un pulvérisateur Si on connaît le volume /ha (Q) à appliquer et la

vitesse (V), on calcule la valeur du débit du pulvérisateur (D souhaité) en tenant compte de la

largeur de travail (L). La formule est la suivante : Q x L x V D souhaité = = en L/mn 600 volume à appliquer = en Litre /ha largeur de travail = en mètre vitesse = en Km/h On peut ensuite choisir le calibre de la buse adaptée dans les tableaux constructeurs.

Régulation « DPM »*

? D en m V = T en s

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35- Le régulateur ou limiteur de pression Il assure la stabilité de la pression dans le circuit à une valeur déterminée par l’utilisateur. -Il permet de déterminer le débit de l’appareil en fonction du diamètre des buses -Il permet de protèger le circuit contre des « surpressions » -Il maintient la pression en cas de sur ou sous régime. Il est branché en dérivation sur le refoulement de la pompe. Le bouton de réglage permet par appui sur le ressort de tarrage de faire varier la pression du clapet. Ce réglage se fait en regard de la pression affichée par le manomètre. Un levier de neutralisation et donc un libre retour au réservoir. D’une façon générale le retour permet un « brassage » de la bouillie en cuve.

4- Les buses et les rampes (ou lance)

41-La rampe doit être parallèle au sol et réglable en hauteur. Le but est d'avoir un traitement uniforme et d'éviter que la "bouillie dérive", la hauteur doit être établie en fonction du type de buse, de l'angle de pulvérisation, de l'espacement entre les buses et de la hauteur de la culture à traiter.

La hauteur de la rampe doit permettre aux jets de se chevaucher (ex. 30% de la surface traitée pour les buses qui ont un angle d'ouverture de 80°)

Quand la largeur de travail est supérieure à 10m, le pulvérisateur doit être doté d'un système de suspension pendulaire, pour que les extrémités de la rampe ne puissent toucher le sol lorsque celui-ci est accidenté

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42- La lance munie d’une buse, permet de cibler manuellement tout ou partie d'une surface, d'une plante.…

43-Les buses: la buse est l’élément final de la pulvérisation. La colonne de bouillie sous pression bute sur l’intérieur de la buse. La colonne sous pression en butée, engendre un mouvement tourbillonnaire du liquide qui va se fractionner en créant un « spectre de diffusion » tourbillonnant. Ce phènomène permet une meilleure pénétration et un meilleur mouillage des plantes à traiter. Cette buse peut-être composée de différentes pièces (pastilles calibrées, insert en vrille, à chambre de turbulence, filtre, écrou…)

a) Les buses sont Normalisées ISO* en ce qui concerne leur codification, couleurs et dimensions extérieures. Le type de buse, son calibre et l'angle de pulvérisation sont identifiés sur la buse. Le débit est exprimé en Gallons par minute mesuré à 3 bars de pression. Pour obtenir le débit en l/mn, il suffit de multiplier le chiffre par 0,4. (Ex. La couleur permet de vérifier qu’elles sont toutes identiques sur même rampe.)

Toujours se reporter aux « tableaux de caractéristiques et de débits » des marques.

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b) Il existe différents types de buses: les 3 principales sont à chambre de turbulence, à miroir, à fente.

1-Les buses à chambre de turbulence: Le liquide reçoit un mouvement tourbillonnaire avant de sortir sous la forme d'un jet conique creux de 20 à 80°. Elles produisent un brouillard fin et pénétrant

2-Les buses à chambre et fente: l'orifice calibré se termine par une fente, elles produisent ou un "jet plat" ou "un jet pinceau" dont l'angle varie de 60 à 80°)

3- Les buses miroir : ont un jet en forme d’évantail dont l’angle est d’environ 120°. Ces buses auront donc une bonne répartition au sol et conviennent bien pour l’épandage d’engrais liquide

4- Le rôle de l’antigoutte est de maintenir le liquide dans la rampe lorsqu’elle n’est pas sous pression et d’éviter les coulures intempestives notamment à l’arrêt. A l’arrêt de la pression, le ressort de tarrage prend le dessus et plaque la membrane sur le siège.

Pour les buses qui ont un angle d'ouverture de 110°, on recommande un recouvrement complet des jets (100%) Le recouvrement idéal s'obtient pour un écartement de 50 cm entre les buses et une hauteur de 50cm entre la buse et la surface traitée.

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c) Les couleurs des buses, la taille des gouttes et goutellettes

« la couverture de la plante » doit se faire dessus et dessous les feuilles

La taille des gouttes est indiquée en Micron (µ)

Plus « la micronisation » est faible plus l’impact est grand sur les parties à traiter (ex. ci-contre)

« la couverture du

puceron » Une goutte de 400µ donne

512 gouttes de 50 µ !

E – Autres procèdés de destruction « des végétaux et insects indésirables » Les nouveaux systèmes en Espaces Verts sont essentiellement le brûlage par flamme, par vapeur d’eau, par eau chaude additionnée parfois de « mousse retardatrice ». Apparaissent aussi des appareils ayant la possibilité de pulvériser du produit actif que s’il y a détection de « masse verte » donc de chlorophyle. En fait c’est le « rayonnement infrarouge » émis par les plantes qui est pris en compte. Ce principe est particulièrement intérressant pour les routes et bords, chemins, allées

Vapeur et cloches de désinfection des sols Pulvérisation de deserbage selective*

Brosse rotative métallique* Brûleur à gaz sur chariot* Eau chaude et mousse retardatrice* *Voir dossier PDF spécifique

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F – Les Annexes I - Les pulvérisateurs et la sécurité, Réglementation en vigueur.

. 98/37/CE « machines » . 989/336 /CEE « compatibilité électromagnétique » . 92002/88/CE « émission de gaz et de particules polluantes » Applicable aux machines à moteur thermique à allumage commandé. Pas de marquage CE. Pas de déclaration de conformité.

. Norme NF EN 907* Cette norme prise en application de la directive 98/37/CE concerne la sécurité des pulvérisateurs et distributeurs d’engrais liquide portés, traînés et automoteurs. Quelques exemples de prescriptions : Stabilité au remisage : la machine doit être conçue de façon à être stable lorsqu’elle est remisée sur un sol résistant incliné de 8,5° au minimum. Risque de fuite : les couvercles doivent être solidaires de la cuve, munis d’un système de maintien en position fermée à action mécanique positive et étanche à la bouillie. Risque de contact avec la bouillie : le pulvérisateur doit être équipé d’une cuve d’eau claire destinée à l’opérateur, d’une capacité minimale de 15 l. *norme harmonisée donnant présomption de conformité

II - Ensemble d’articles permettant de satisfaire à la Norme et afférentes aux pulvérisateurs portés (doc CEMAGREF / MSA)

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III - Tableau de service des buses exemple Hardi

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IV - Exemple de Buses pour pulvérisateur

Les buses Nozal Berthoud

MATERIAUX DES BUSES NOZAL Tous les calibres identifiables selon le code ISO sont disponibles en : • Résine : buses RFX, RLX ou RRX en résine de synthèse injectée, offrant une bonne résistance à l’usure pour un investissement raisonnable. • Alumine : buses AFX, ALX et ARX en alumine frittée blanche, matériau d’une dureté exceptionnelle (proche du diamant) garantissant une grande stabilité dans le temps des caractéristiques et performances : débit/minute, angle et granulométrie. Des essais ont été réalisés par le Cemagref selon la norme ISO 5682/1.

UNE GAMME COMPLETE • RFX ou AFX : buses à fente pour tout volume/hectare avec angle de 80° (bas volume/ha) et 110°. Disponibles en Vert, Jaune, Bleu, Rouge, Marron, Gris et Blanc. • RLX ou ALX : buses à fente à dérive limitée particulièrement adaptées aux volumes/hectare inférieurs à 200/250 litres. Disponibles en Vert, Jaune et Bleu. • RRX ou ARX : buses à fente à injection d’air particulièrement adaptées à tous les traitements avec risque de dérive. Disponibles en Vert, Jaune et Bleu.

UNE QUALITE TOTALE Un contrôle unitaire automatisé permet de garantir un débit à +/- 5 % du débit nominal en conformité avec la norme Afnor NF U26-110. BUSES TRIFILET Pour les applications d’engrais liquides sans risque majeur de brûlures de la végétation, la gamme Nozal comporte les calibres : Vert, Jaune, Bleu, Rouge, Marron et Gris.

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V - Paramètres d’utilisation des pulvérisateurs : ou, quand, comment, pourquoi? Exemples