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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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 :
- La batteuse à semences potagères, dont vous trouverez le descriptif technique complet à ce lien ;
- La colonne de tri densimétrique, dont vous trouverez le descriptif technique complet dans cet article.
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)
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
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 :
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.
Le réglage du débit de semences
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.
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 :
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
Ilan CREQUER - Ingénieur mécanique, soutien à la R&D
i.crequer@latelierpaysan.org
04.76.65.85.98
DOCUMENTS A TELECHARGER
- Plans de la colonne de tri densimétrique (pdf - 2.5 Mo)
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- Plans des pièces sous-traitées (pdf - 509 Ko)
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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