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Colonne de tri densimétrique

Colonne de tri densimétrique

Voici les plans d’une colonne de tri densimétrique pour semences potagères. Développé depuis 2016 avec un groupe de paysans et paysannes impliqué·e·s dans l’Est de la France ainsi qu’Interbio Franche-Comté, cet outil est complémentaire avec la batteuse à semences, elle aussi issue de ces réflexions collectives.

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Contexte & historique

Cet outil est issu d’un travail entamé en 2016 avec un groupe de producteurs et productrices de semences potagères en Franche Comté, à propos de l’autoconstruction de machines de tri. Grâce à l’animation conjointe de ce groupe d’une vingtaine de fermes avec Interbio Franche-Comté, ces 3 dernières années de développement qui ont permis d’aboutir à deux machines de tri simplifiées par rapport aux modèles du commerce, permettant de mutualiser et diffuser ces équipements dans une vingtaine de fermes.

Techniquement complémentaires, ces deux machines sont les suivantes :


Cliquez-ici pour en savoir plus sur le groupe de paysan·ne·s qui a participé au développement de ces outils

En fin 2016, de premiers échanges ont eu lieu entre l’Atelier Paysan et l’association des croqueurs de carotte (regroupant Biaugerme, Germinance, Graines del Païs, Jardin’enVie, Le potager d’un curieux, Semailles), pour commencer à réfléchir à du matériel de tri de semences potagères adapté à de petits producteurs.

Par ailleurs et complètement indépendamment, un groupe de producteurs de semences potagères de Franche Comté / Bourgogne travaille depuis 2006 sur les questions d’autonomie semencière, de sélection variétale…
Animé par Interbio Franche Comté (référent : Samuel Howald), ce collectif regroupe une bonne vingtaine de fermes.

Ces producteurs ont l’habitude de travailler collectivement.
En effet, 1 fois par an, ces paysans se rejoignent à Nolay (21) chez Yannick Loubet, pour trier ensemble leurs semences.
Car Yannick, producteur expérimenté mais aussi formateur sur les techniques de production de semences, possède déjà du matériel de tri : batteuse et colonne de tri densimétrique. Ce sont des outils du commerce, imaginés au départ par l’INRA (en 1989), pour des besoins de laboratoire, mais qui correspondent assez bien aux attentes de petits producteurs.

Le besoin d’avoir d’autres outils de tri a émergé progressivement en 2017/2018, pour des questions pratiques : il devenait pertinent d’avoir plusieurs outils de tri au regard du nombre croissant de personnes intéressées par la démarche.

Le groupe a alors commencé à réfléchir à autoconstruire ses propres outils, et InterBio Franche Comté a contacté l’Atelier Paysan pour un accompagnement en ce sens.

Très autonomes, les maraîchers ont rapidement établi un cahier des charges pour les outils à autoconstruire : il s’agissait de garder les fonctionnalités de l’existant tout en essayant de simplifier la conception.

Frédéric Striby, maraîcher à Roman (39), ayant aussi une solide formation mécanique, a réalisé quasiment l’intégralité des plans des premières machines.
Thomas Seguin, maraîcher à Orchamp (39), s’est particulièrement impliqué sur la question du dimensionnement de la machine et des approvisionnements en pièces techniques.
Pour ne citer qu’eux, sans pour autant omettre l’implication forte de chaque producteur.
Mais, simplement, ces exemples sont à l’image de la dynamique particulière de ce collectif.

Ainsi, lors de la session de prototypage de novembre 2018, co-organisée avec Interbio Franche-Comté, 4 batteuses et 3 colonnes de tri ont été réalisées en 5 jours.
Ce sont ces modèles qui vous sont présentés ici. Quelques améliorations sont en cours d’étude à l’Atelier Paysan et seront prochainement testés.


Présentation générale & fonctionnement

Principe de fonctionnement :

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Le principe est d’utiliser un flux d’air ascendant pour trier les semences et les impuretés en fonction de leur masse : plus les éléments sont légers, et plus le flux d’air les entraine vers le sommet de la colonne.

Les poussières et autres impuretés légères sont récupérées en sortie de colonne, dans un sac disposé à cet effet.

Dans le modèle prototypé, 3 sorties, positionnées à différentes hauteurs sur la colonne, permettent de récupérer des fractions lourdes (entrainées vers le bas de la colonne), mais aussi moyennes et légères.

(Image : CIRAD)


Caractéristiques techniques

Le choix des matériaux

  • Les supports (socle et potence) sont réalisés en acier :

  • Les éléments au contact des graines sont réalisés en inox. Cela permet, au-delà des questions de propreté et de nettoyage, d’assurer une circulation fluide des graines et impuretés.

  • Il semblait important de pouvoir exercer un contrôle visuel lors du fonctionnement de la machine, afin de pouvoir gérer les réglages du vibrateur et du ventilateur. Ainsi, sur les modèles de novembre 2018, il a été fait le choix de positionner des plaques de plexiglas anti-statique (pour éviter que les graines ne se collent à la paroi) aux endroits stratégiques (bas de la colonne, trémie d’entrée).
  • Quelques pièces peuvent être réalisées en bois, comme le conduit de collecte des poussières, au sommet de la colonne, les caissons de protection des variateurs de fréquence et les tablettes supports de récipients.

La ventilation : ventilateur et régulation

Sur le modèle prototypé en novembre 2018, il s’agit d’un ventilateur centrifuge GF 280 de la marque Formula Air, dimensionné pour des débits relativement faible (300 à 500 m3/h).

Le réglage de la puissance de ventilation se fait de deux manières :

  • Mécaniquement : un volet permet de régler l’ouverture en entrée d’air.

  • Électroniquement : par utilisation d’un variateur de fréquences. Celui-ci permet de régler finement la vitesse de rotation du moteur. Dans le cas présent, les variateurs de fréquences choisis sont de marque Schneider.

N.B. : cumuler variateur de fréquences et clapet de régulation du flux d’air entrant permet d’augmenter la plage de réglage de la machine.

Le vibrateur et la régulation du débit de semences


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Disposé sous la goulotte, le vibrateur (micro-vibrateur de chez ACBMV, série M3) doit permettre de la faire vibrer et créer ainsi un mouvement de déplacement du mélange à trier en direction de la colonne à air.

Ce mouvement doit être contrôlé : il doit permettre un écoulement régulier ni trop rapide (car les vibrations le long de la goulotte permettent déjà un pré-tri) ni trop lent (besoin d’un débit de semences suffisant). En outre, il faut éviter les mouvements latéraux ou verticaux non directionnels.


Pour réguler ce mouvement, il a été décidé de travailler sur deux paramètres :

  • tout d’abord sur la pente de la goulotte :
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Le modèle initialement conçu pour le prototypage de novembre 2018 permet de régler le débit de semences via une manivelle de réglage de pente de la goulotte.

Des silent-block confinent les vibrations à la seule goulotte, et non pas à la trémie de remplissage.


  • Mais aussi, en utilisant également un variateur de fréquence, qui permet de régler précisément le niveau de vibrations.

Dissipateur d’air

Afin d’assurer un flux d’air bien réparti dans la colonne, un petit dispositif appelé « dissipateur d’air » est positionné juste à la sortie du ventilateur.

La partie électrique / contrôle

Deux variateurs de fréquences (Schneider) sont utilisés sur cette colonne de tri.

Ils ont pour fonction de :

  • réguler la vitesse du moteur entrainant le ventilateur (et donc de réguler le flux d’air de la colonne)
  • réguler le fonctionnement du vibrateur (et donc le débit de semences).

Ils sont protégés par un coffret en bois / plexi, et les potentiomètres sont positionnés de manière à pouvoir régler les variateurs sans ouvrir le coffret.

Le caractère « démontable »

Le support de la colonne est démontable en 2 parties pour un transport plus aisé, en cas de mutualisation de la machine

La réalisation

Cette machine est principalement composée de pièces standards et de découpe laser.

Il y a également quelques profilés acier pour les supports et le châssis.

Les tôles laser sont relativement fines (1,2mm). Le travail de ces tôles demande des compétences de soudure assez hautes. S’il est possible de réaliser l’ensemble à la baguette enrobée (inox), il serait préférable d’avoir un appareil de soudure TIG.


Pistes d’amélioration

Le réglage du débit de semences


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La mise en vibration, et donc en mouvement, du mélange à trier, est capitale. Le principe utilisé dans le modèle autoconstruit fonctionne mais peut être amélioré, notamment dans le cas de graines non-rondes. En effet, le mouvement vibratoire associé à des géométries de graines particulières peut engendrer une mise en mouvement difficile.

En vue d’améliorer la qualité du réglage du débit de semences, l’ensemble trémie + goulotte vibrante a été reconçu en septembre 2019.

La régulation du débit pourrait se faire en réglant l’angle donné au vibrateur, selon le schéma ci-contre.

Ce prototype est actuellement en construction à l’Atelier Paysan pour test avant validation.


L’utilisation de plexiglas anti-statique :

Les producteurs ne sont pas convaincus de l’intérêt de ces plaques. De plus, elles engendrent un surcoût non négligeable. La question de l’utilisation de plaques de verre se pose.

Renforcer la protection électrique :

Il s’agirait de poser les variateurs de fréquences dans un coffret IP 55 pour être garanti. De plus, on peut prévoir la pose d’un disjoncteur moteur et d’un bouton d’arrêt d’urgence.

Mieux « jointer » les trémies récolteuses à la colonne :

Afin d’éviter que les graines ne se coincent. Un joint en silicone pourrait suffire.

Réduire les coûts du matériel

Etudier les possibilités de n’utiliser qu’un seul variateur de fréquence pour la batteuse et le moteur du ventilateur de la colonne à air. Avec l’inconvénient de rendre impossible l’utilisation simultanée des deux machines.


Une session de prototypage en images

Voici une vidéo de la formation de prototypage de novembre 2018, réalisée par Samuel Howald :

Vous pouvez aussi consulter l’album Flickr de la formation :

Trieuse densimétrique & batteuse


Interlocuteurs principaux

Samuel HOWALD – InterBio Franche Comté – 25 048 BESANCON - 06 28 46 23 11

Frédéric STRIBY – Maraîcher - LE GRAND POTAGER -
2 rue des Sages – Vigearde, 39 350 ROMAIN - tel 06 80 40 24 49
https://www.legrandpotager.fr/

Thomas SEGUIN – Maraîcher - Ferme de l’Iserole, Les Pierrettes, 39 700 ORCHAMPS – 06 95 68 61 48

Yannick LOUBET – Maraîcher - Ferme auberge de la Chaume des Buis, 21 340 NOLAY – 06 81 90 69 73


Partenaire :

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Plans

Actuellement, seuls les plans réalisés par Frédéric Striby sont disponibles.
Suite à la formation de Novembre 2018, l’Atelier Paysan a travaillé sur une nouvelle version en tenant compte des remarques des utilisateurs. Les plans de cette nouvelle version sont en cours de dessin et seront disponibles très prochainement.

DOCUMENTS A TELECHARGER

SOUTIENS

Ces travaux bénéficient du soutien financier de l’Europe et du Réseau Rural National, par le biais de la Mobilisation Collective pour le Développement Rural coordonnée par l’Atelier Paysan sur "L’innovation par les Usages, un moteur pour l’agroécologie et les dynamiques rurales" (2015-2018), ainsi que sur "L’innovation par les UsageR·E·s, un moteur pour l’agroécologie et les dynamiques rurales" (2018-2021)

LICENCE LIBRE

L’ensemble de cet article, des explications, des photos et des plans livrés sont accessibles à tous. Ils sont diffusables et modifiables à condition que vous mentionniez la paternité de l’œuvre (L’Atelier Paysan), et que vous apposiez sur tout document reprenant ces éléments la même licence utilisée par nos soins, à savoir la Creative Commons BY NC SA.

CONTRIBUTIONS


  • Samuel HOWALD – Interbio Franche Comté
  • Frédéric STRIBY – Maraîcher
  • Thomas SEGUIN – Maraîcher
  • Yannick LOUBET – Maraîcher