Modélisation de l'interface outils aratoires-sol : Analyse du comportement du sol sous l'action des pièces travaillantes et des besoins énergétiques Modélisation de l'interface outils aratoires-sol : Analyse du comportement du sol sous l'action des pièces travaillantes et des besoins énergétiques

Abstract

Étant donné la grande variabilité spatiale des sols agricoles en Algérie, le choix de la conception des outils aratoires destinés à la mise en place des cultures constitue un défi majeur. Une sélection inadaptée peut affecter la qualité du travail du sol et, par conséquent, impacter le rendement des cultures. Des études menées sur l’influence des formes des surfaces actives des corps de charrue à versoirs sur les critères qualitatifs du labour ont mis en évidence l’importance de ce paramètre. Ainsi, avant d’opter pour une configuration spécifique, il est essentiel de caractériser avec précision les surfaces actives des pièces travaillantes des outils aratoires. C’est dans ce contexte que ce travail a été réalisé. L'objectif de ce travail est l'analyse du comportement de la surface active de deux corps de charrue les plus fréquemment utilisés en Algérie (à carrelet mobile et bec de canard) par la méthode des éléments finis. Cette méthode permet la compréhension du comportement mécanique des surfaces complexes comme celles des corps de charrue à soc et ce au niveau de tous les points de la surface. Les résultats obtenus ont permis de constater que le soc à carrelet offre une meilleure résistance à l’usure et aux déformations plastiques grâce à la présence du carrelet, tandis que le soc à bec de canard est plus sensible aux efforts localisés sur la pointe. Les simulations sur les socs de charrue à carrelet et à bec de canard ont analysé la contrainte de Von Mises, le coefficient de sécurité, la déformation équivalente et le déplacement résultant sous différentes charges (200, 400 et 600 daN). Les résultats montrent que la pointe du soc à bec de canard est plus sollicitée, entraînant une déformation plastique dès 400 daN, tandis que le soc à carrelet reste majoritairement en domaine élastique grâce au carrelet, qui absorbe une partie des efforts. La contrainte de Von Mises diminue plus rapidement sur le soc à bec de canard en raison de sa surface plus grande. Le coefficient de sécurité devient critique à 600 daN pour les deux socs, bien que le soc à carrelet conserve une meilleure résistance. Le déplacement résultant indique une dissipation progressive des efforts, suivie d’une légère rotation du versoir sous la charge. Ainsi, le soc à carrelet présente une meilleure durabilité et résistance à l’usure que le soc à bec de canard. Par ailleurs, les résultats de cette thèse ont montré que le labour améliore la rétention d’eau et la porosité du sol, favorisant ainsi l’aération et la croissance racinaire. Il réduit la résistance mécanique, facilitant la pénétration des racines. La charrue à bec de canard travaille un volume de sol plus important, tandis que le carrelet mobile assure une meilleure structuration grâce à une profondeur et une largeur de labour supérieures. Un labour intermédiaire est recommandé pour optimiser la gestion de la matière organique et des adventices.