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Ensta Bretagne – Les pneus toujours au contact du sol grâce au jumelage articulé

Deux enseignants chercheurs de l’Ensta Bretagne ont développé, à la suite d’une demande d’EDF, une roue tout-terrain auto-adaptative. Cette solution brevetée se décline dans une version pour engins agricoles, qui s’apparente à un jumelage déformable.

Le jumelage auto-adaptatif pour tracteur agricole, développé par Yannick Argouac’h et Hervé Trebaol de l’école d’ingénieurs ENSTA Bretagne, située à Brest (Finistère), se déforme pour assurer en permanence une répartition uniforme de la charge sur le sol en cas de rencontre d’un obstacle. Il présente d’autres avantages en termes d’adhérence, de stabilité, de confort et même de précision des systèmes de guidage par GPS. Cette invention répond initialement à une demande d’EDF, qui a confié à l’ENSTA Bretagne la mission de trouver une solution pour l’inspection par des robots à attraction magnétique des conduites forcées de barrages hydroélectriques. Les différents travaux, entrepris en 2016, ont conduit les enseignants chercheurs à découper en lamelles les roues métalliques aimantées et à installer les disques obtenus sur des axes balanciers. Brevetées, ces roues se déforment pour épouser la forme des tuyaux et rester constamment aimantées sur la paroi des canalisations en acier, quelle que soit la position du robot, y compris à la verticale.

Des tests grandeur nature à la concession Sofimat

Yannick Argouac’h et Hervé Trebaol se sont ensuite rendus compte du potentiel de leur invention et ont décidé de la transposer à d’autres domaines, dont l’agriculture. Ils ont alors développé et breveté la roue auto-adaptative non magnétique. Cette sorte de jumelage déformable améliore les capacités de franchissement, car les roues restent constamment au contact du sol. Il préserve aussi le sol en assurant une répartition équitable de la charge sur les pneumatiques lors du passage de l’un deux sur un obstacle, une pierre par exemple. « Nous avons testé en janvier le système à la concession Sofimat de Pencran sur un tracteur de 155 chevaux. Les résultats sont encourageants, même s’il reste quelques points techniques à retravailler », précise Yannick Argouac’h. Les essais ont permis de se rendre compte que sur route le dispositif n’engendre pas de vibrations. Ils ont également montré que le confort est amélioré, car les roues épousent les irrégularités et le chauffeur est ainsi moins secoué. Autre aspect, comme le tracteur est plus stable, l’antenne GPS fixée sur le toit de la cabine est exposée à des mouvements de translation de plus faible amplitude, d’où un gain potentiel de précision du système de guidage, notamment en mode RTK.

Un débattement 20 cm pour une roue de 2 mètres

La roue auto-adaptative se fixe sur les moyeux de roues du tracteur, en lieu et place des jantes classiques. Elle fait appel à des axes balanciers, associés à des ressorts de rappel, autorisant un débattement de 10 % du diamètre de la roue. Un pneu de deux mètres de diamètre est ainsi capable de franchir un obstacle de 20 cm de haut sans délester l’autre roue. Chaque roue est montée sur un disque coulissant qui permet un mouvement vertical et longitudinal pour bien épouser la surface du sol. Cette déformation est à prendre en compte lors de l’attelage sur le tracteur, car l’espace entre le pneu intérieur et l’aile ou le marchepied doit être suffisant. Cette invention n’est pour le moment pas industrialisée et la prochaine étape pour ses inventeurs sera de trouver un partenaire pour la fabriquer et la commercialiser.

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