Lors de l'achat de drones agricoles, comment choisir la bonne configuration de buse pour les différentes cultures ?

Vous investissez massivement dans votre flotte, mais voir les produits chimiques dériver hors de leur cible est un cauchemar dont nous discutons souvent dérive hors cible ¹ avec nos clients lors des essais sur le terrain. Dans notre usine, nous avons vu comment une mauvaise configuration peut gaspiller 20% de vos intrants, transformant une pulvérisation rentable en perte financière.

Pour choisir la bonne configuration de buse, il faut adapter la taille des gouttelettes et la répartition de la pulvérisation à la densité spécifique du couvert végétal. Utilisez des buses à induction d'air pour contrôler la dérive en cas de vent et des buses à jet plat pour une couverture uniforme des cultures en plein champ. Veillez toujours à ce que le débit soit adapté à la vitesse du drone et à la capacité de la pompe.

Décortiquons les spécificités techniques pour que votre prochain vol soit le plus rentable possible.

Comment déterminer le meilleur type de buse pour pénétrer dans un couvert végétal dense par rapport à la pulvérisation de cultures en plein champ ?

Lorsque nous collaborons avec des agronomes pour affiner nos systèmes de pulvérisation, nous remarquons que de nombreux opérateurs ont du mal à atteindre les feuilles inférieures des plants de soja ou de coton. les plants de soja ou de coton ² Si l'on ne parvient pas à pénétrer ces couches épaisses, on assiste souvent à une recrudescence des parasites qui nécessite une nouvelle pulvérisation coûteuse.

Pour les champs ouverts, les buses à jet plat standard offrent la couverture la plus uniforme. En revanche, pour les couverts végétaux denses, il est préférable de choisir des buses à double jet ou à cône creux. Celles-ci créent des trajectoires à angles multiples qui contournent la couche supérieure des feuilles et utilisent le souffle du rotor du drone pour faire pénétrer de plus petites gouttelettes dans le feuillage inférieur de la culture.

Comprendre l'architecture de la canopée

La structure physique de votre culture détermine la physique de la pulvérisation. physique des pulvérisations ³ Dans nos laboratoires de R&D, nous simulons différents stades de culture pour voir comment les gouttelettes se comportent. Un champ de blé au début du printemps est très différent d'un verger d'amandiers à maturité.

Cultures en plein champ (blé, laitue, jeunes plants de maïs) :
Ces cultures constituent une cible "plate". L'objectif est ici l'uniformité horizontale. Une buse Flat-Fan standard est idéale car elle crée une ligne de pulvérisation cohérente. Lorsque le drone effectue un quadrillage, ces lignes se chevauchent parfaitement, ce qui garantit qu'aucune bande n'est oubliée. Vous n'avez pas besoin de turbulences agressives ici, vous avez besoin de régularité.

Cultures à couvert dense (soja au stade R3, coton mature, agrumes) :
Il s'agit de cibles "en 3D", avec des couches de feuilles qui agissent comme les bardeaux d'un toit. Une pulvérisation verticale à partir d'une buse à jet plat n'atteint souvent que les feuilles supérieures (effet "parapluie").

• La solution : Nous recommandons Buses du ventilateur à double plateau. Ils émettent deux jets simultanément, l'un à un angle de 30 degrés vers l'avant et l'autre à un angle de 70 degrés vers l'arrière.
• La physique : Lorsque le drone vole vers l'avant, le jet orienté vers l'arrière frappe l'arrière de la cible, tandis que le jet orienté vers l'avant frappe l'avant. Ce double angle augmente considérablement les chances qu'une gouttelette contourne la feuille supérieure et atterrisse sur les feuilles cachées en dessous.

Le rôle de la taille des gouttelettes (VMD)

Le diamètre médian en volume (DMV) est une mesure essentielle que nous suivons. Diamètre médian en volume (DMV) ⁴ Volume Diamètre médian ⁵ Il mesure la taille moyenne des gouttelettes en microns.

• Gouttelettes fines (<200 microns) : Ils sont parfaits pour la couverture car ils adhèrent aux petits poils des feuilles. Cependant, ils n'ont pas l'énergie cinétique nécessaire pour percer la canopée et ont tendance à dériver.
• Grosses gouttelettes (>350 microns) : Elles sont lourdes. Ils tombent vite et frappent fort, ce qui leur permet de s'écraser sur la couche supérieure de la canopée. Cependant, ils couvrent une surface moins importante.

Choisir le bon outil

Vous trouverez ci-dessous un guide basé sur les commentaires de nos utilisateurs de drones lourds.

Tableau 1 : Guide de sélection des buses par scénario de culture

Intégration de l'effet de bascule du rotor

Le drone crée son propre système météorologique. L'air poussé vers le bas par les hélices contribue à faire descendre les produits chimiques. l'air poussé vers le bas par les hélices ⁶ Cependant, si votre buse produit des gouttelettes trop fines (moins de 100 microns), le vent arrière peut en fait créer un vortex, aspirant le spray dans les hélices. C'est pourquoi nous déconseillons les réglages "Très fin" pour les voiles denses, sauf si vous volez très bas (moins de 2 mètres).

Dois-je privilégier l'atomisation centrifuge ou les buses à pression standard pour un meilleur contrôle des gouttelettes sur mes drones ?

Notre équipe d'ingénieurs débat souvent de cette question avec les clients qui souhaitent passer des pulvérisateurs à rampe traditionnels aux plates-formes aériennes modernes. Vous êtes peut-être tiraillé entre la fiabilité des systèmes hydrauliques traditionnels et l'attrait de la haute technologie des pulvérisateurs rotatifs.

Privilégiez l'atomisation centrifuge si vous avez besoin de contrôler en temps réel la taille des gouttelettes sans changer de pièces et si vous voulez éviter le colmatage. Choisissez des buses à pression standard si votre activité nécessite un impact à grande vitesse pour la pénétration du couvert végétal ou si vous disposez d'un budget strict, car elles sont plus simples à entretenir et à remplacer.

La mécanique de l'atomisation

Pour faire le bon choix, vous devez comprendre comment le liquide est décomposé.

Buses à pression (hydrauliques) :
Il s'agit des embouts traditionnels que l'on trouve sur les tracteurs au sol. La pompe pousse le liquide à travers un minuscule trou. La pression divise le liquide en gouttes.

• Pour : Énergie cinétique élevée. Les gouttes sont projetées avec force, ce qui facilite la pénétration dans les feuilles épaisses.
• Cons : Taille des gouttelettes fixe. Pour passer de "Fine" à "Coarse", vous devez faire atterrir le drone et échanger physiquement l'embout en plastique. Ils se bouchent également facilement avec les mélanges épais.

Atomiseurs centrifuges (rotatifs) :
Ils utilisent un disque ou une coupelle en rotation. disque ou coupe en rotation ⁷ Le liquide est introduit sur le disque, qui tourne à des milliers de tours par minute. La force centrifuge projette le liquide sur le bord, créant ainsi des gouttelettes. Force centrifuge ⁸

• Pour : Pas de colmatage. L'ouverture est large, de sorte que même les boues épaisses passent au travers. Vous pouvez modifier la taille des gouttelettes en cours de vol en réglant la vitesse du disque (RPM) à l'aide de la télécommande.
• Cons : Les gouttelettes dérivent "doucement" vers le bas. Elles n'ont pas l'impact vers le bas des buses à pression et dépendent entièrement du souffle du rotor du drone pour atteindre la culture.

Quand utiliser Which ?

Nous installons les deux systèmes en fonction du profil de mission du client.

Scénario A : L'applicateur à taux variable
Si vous gérez une exploitation agricole avec des conditions de vent variables ou des zones tampons différentes, Centrifuge est supérieure.

• Exemple : Vous pulvérisez près de la maison d'un voisin. Vous pouvez appuyer sur un bouton pour réduire le régime du disque et créer instantanément des gouttelettes géantes et lourdes qui ne dériveront pas. Une fois que vous êtes au milieu du champ, vous augmentez la vitesse de rotation pour une couverture plus fine.

Scénario B : Le Deep Penetrator
Si vous luttez contre les pucerons dans le tiers inférieur d'une culture de maïs, Buses à pression gagnent souvent.

• Raison : La pression hydraulique projette le liquide vers le bas. Combinée au lavage du rotor, elle pousse les produits chimiques plus profondément que le brouillard "flottant" d'un atomiseur rotatif.

Réalité de l'entretien

Du point de vue de notre service de garantie, il s'agit d'un facteur important.

• Buses à pression : Peu coûteux à l'achat ($5-$10 l'unité). Mais si vous utilisez de l'eau de bassin non filtrée, vous passerez des heures à nettoyer les pointes bouchées avec une brosse à dents.
• Centrifuge : Coûteux ($200+ par moteur). Si une branche heurte le disque en rotation, elle se brise. Cependant, ils ne se bouchent presque jamais.

Tableau 2 : Matrice de comparaison des technologies

De quels réglages de débit et de largeur de pulvérisation ai-je besoin pour maximiser l'efficacité des opérations agricoles à grande échelle ?

Lorsque nous concevons des trajectoires de vol pour des projets de 500 acres, nous constatons que l'inefficacité provient généralement d'un mauvais calibrage, et non de la durée de vie de la batterie. Si vos réglages ne sont pas corrects, vous gaspillerez des produits chimiques ou vous parcourrez deux fois plus de lignes que nécessaire.

Pour maximiser l'efficacité, il faut viser un débit de 1,5 à 2,0 gallons par acre (GPA) pour la plupart des cultures en ligne. Réglez la largeur de pulvérisation entre 4 et 6 mètres, en veillant à ce que l'espacement des buses sur la rampe soit optimisé (généralement 0,60 m) afin d'obtenir un chevauchement uniforme sans interférence avec les turbulences du rotor du drone.

Les mathématiques de l'efficacité

L'efficacité de la pulvérisation par drone est un équilibre entre Vitesse de vol, Débit, et Largeur de pulvérisation.

1. Débit (gallons par minute - GPM) :
C'est la quantité de liquide qui sort du réservoir.

• Le piège : De nombreux pilotes règlent le débit trop bas (par exemple, 0,5 GPA) pour économiser la batterie et couvrir plus d'hectares par réservoir.
• Le risque : À des volumes aussi faibles, le produit chimique est trop concentré ou s'évapore avant d'agir. La plupart des produits chimiques agricoles nécessitent un volume de support d'au moins 1,5 à 2,0 GPA. volume du transporteur ⁹ pour être efficace.
• Notre conseil : N'affamez pas la culture. Utilisez des pompes de plus grande capacité (5L/min+) pour maintenir un bon niveau de pression atmosphérique même en cas de vol rapide (7-10 m/s).

2. Largeur de pulvérisation effective :
Il ne s'agit pas seulement de la longueur de la rampe. Il s'agit de la largeur de la "zone d'abattage" au sol.

• Influence du rotor : Les hélices élargissent la zone de pulvérisation. Un drone d'une largeur physique de 2 mètres peut avoir une largeur de pulvérisation effective de 6 mètres.
• Le chevauchement : Vous devez programmer un chevauchement 20-30% dans vos lignes de vol. Si votre largeur effective est de 6 mètres, réglez l'espacement des lignes de vol à 4,5 ou 5 mètres. Cela permet de compenser les variations du vent et de s'assurer qu'aucune trace n'est manquée.

Modulation de largeur d'impulsion (MLI)

L'efficacité moderne repose sur le PWM. Auparavant, si le drone ralentissait pour tourner, la pression restait constante, ce qui entraînait une surpulvérisation sur les bords.

• L'utilité du PWM : Il active et désactive les buses rapidement (des dizaines de fois par seconde). Cela permet de contrôler le débit de manière indépendante de pression.
• Résultat : La taille des gouttelettes reste constante (la pression reste élevée) même lorsque le débit est réduit pendant les manœuvres lentes. Cela permet de réduire considérablement les coûts des produits chimiques.

Optimisation de l'espacement des buses

L'endroit où vous montez la buse compte autant que la buse elle-même.

• La règle des 0,60 m : Les recherches et nos essais internes suggèrent que l'espacement des buses de 0,60 mètre sur une rampe constitue le meilleur compromis.
• Éviter l'effet "Donut" : Si les buses sont placées directement sous le centre des rotors, l'air à grande vitesse peut souffler la pulvérisation en forme d'anneau, laissant le centre sec. Le montage de buses légèrement décalées ou sur une rallonge de rampe permet de lisser la répartition.

Tableau 3 : Paramètres de vol recommandés pour l'efficacité

Gérer la dérive tout en maintenant la vitesse

Une grande efficacité incite souvent les pilotes à voler plus vite. Mais la vitesse augmente la dérive. Lorsque la vitesse augmente, l'angle de pulvérisation se déplace vers l'arrière.

• Correction : Si vous volez à une vitesse supérieure à 6 m/s, augmentez légèrement la taille de vos gouttelettes (utilisez une buse plus grossière ou réduisez la vitesse de rotation). Les gouttes plus grosses résistent à la force de cisaillement du vent créée par le mouvement du drone.

Comment puis-je personnaliser la configuration des buses pour traiter différentes viscosités de liquides comme les engrais et les pesticides ?

Nous recevons souvent des tickets d'assistance de la part de clients signalant une “panne de pompe”, mais nous nous apercevons qu'ils essayaient de faire passer un engrais liquide épais à travers une buse à brouillard fin. engrais liquide ¹⁰ Vous devez traiter votre drone comme un instrument de précision, en l'adaptant à l'épaisseur du fluide que vous transportez.

Pour traiter les fluides à haute viscosité comme les engrais liquides, utilisez des buses en céramique ou en acier inoxydable trempé avec des orifices de grande taille (04 à 06) pour éviter l'usure et le colmatage. Pour les pesticides à faible viscosité, optez pour des buses en polymère standard avec des orifices plus fins, qui génèrent les petites gouttelettes nécessaires à une couverture complète des feuilles.

Sélection des matériaux : Combattre l'usure

Des fluides différents dévorent les buses à des vitesses différentes.

Fluides abrasifs (poudres mouillables, fluides) :
Ils contiennent des solides microscopiques qui agissent comme du papier de verre.

• Le problème : Une buse standard en plastique (polyacétal) s'use en seulement 50 heures d'utilisation. Au fur et à mesure que le trou s'élargit, le débit augmente à votre insu, ce qui entraîne une application excessive.
• La solution : Conseils en céramique. Ils sont fragiles mais incroyablement durs. Ils durent 10 à 20 fois plus longtemps que le plastique lors de la pulvérisation de mélanges abrasifs.

Fluides corrosifs (engrais acides) :

• La solution : Acier inoxydable ou des polymères spécialisés comme le PVDF. Consultez le tableau de compatibilité chimique. Évitez le laiton, car de nombreux engrais modernes le corrodent rapidement.

Gestion de la viscosité (épaisseur)

La viscosité modifie la façon dont le liquide s'écoule. L'eau est fine, la mélasse est épaisse.

Liquides épais (engrais foliaires, micronutriments) :

• Défi : Le frottement à l'intérieur de l'embout augmente. Si vous utilisez un embout standard de taille "02" (jaune), la pression montera en flèche, mais le débit sera un filet d'eau.
• Configuration : Vous devez "augmenter la taille". Passez à un orifice "04" (rouge), "05" (marron) ou "06" (gris).
• Réglage de la pression : Il peut être nécessaire d'augmenter la pression de la pompe pour maintenir la forme du jet. Les liquides épais ont tendance à "s'effondrer" en un jet plutôt que de s'étaler en éventail.

Liquides minces (herbicides, insecticides) :

• Défi : Ils s'écoulent facilement et peuvent dériver s'ils sont atomisés trop finement.
• Configuration : S'en tenir aux tailles standard ("015" vert à "03" bleu). L'objectif est généralement la couverture, de sorte qu'une atomisation plus fine est acceptable à condition que la dérive soit gérée.

Joints toriques et joints d'étanchéité

Il ne s'agit pas seulement de l'embout de la buse, mais aussi du joint d'étanchéité qui se trouve derrière.

• EPDM Joints : Bon pour la plupart des herbicides.
• Joints en Viton : Indispensable si vous utilisez des adjuvants à base d'huile ou des solvants agressifs. Nous avons vu des joints toriques standard gonfler et bloquer complètement le flux après une exposition au mauvais produit chimique.

Systèmes de changement rapide

Étant donné que vous devez changer de configuration en fonction du liquide, nous vous recommandons vivement d'adopter les mesures suivantes Capuchons à connexion rapide (style baïonnette).

• Au lieu de visser et dévisser les buses (ce qui prend du temps et nécessite des pinces), ces bouchons se tournent et se verrouillent à la main.
• Conseil de pro : Conservez dans votre kit de terrain des "bouchons d'engrais" (grande céramique) et des "bouchons d'herbicide" (polyéthylène moyen/induction d'air) pré-assemblés. Vous pouvez échanger la configuration de l'ensemble de la flotte en moins de 5 minutes.

Tableau 4 : Viscosité et recommandations concernant les matériaux

Conclusion

Le choix de la bonne configuration des buses fait la différence entre une récolte réussie et un désastre dû à la dérive. En adaptant le type de buse à la densité du couvert végétal, en utilisant des atomiseurs centrifuges pour plus de souplesse, en calibrant les débits en fonction de la vitesse et en choisissant des matériaux durables pour les engrais visqueux, vous vous assurez que votre drone fonctionne avec une efficacité maximale. Nous recommandons de tester ces configurations sur une petite parcelle pour vérifier la couverture avant de s'engager dans des opérations à grande échelle.

Notes de bas de page

1. Orientations officielles de l'EPA sur la réduction de la dérive des pesticides, une préoccupation majeure mentionnée dans l'article. ︎

2. Informations générales sur l'une des principales cultures étudiées pour la pénétration du couvert végétal. ︎

3. Chef de file de l'industrie expliquant les mécanismes fondamentaux de l'application de la pulvérisation. ︎

4. Extension universitaire définissant les normes en matière de VMD et de taille des gouttelettes. ︎

5. La norme ASABE S572.1 est la norme industrielle pour la classification des buses de pulvérisation en fonction de la taille des gouttelettes. ︎

6. Ressource éducative traitant de la mécanique des drones et de leurs applications agricoles. ︎

7. Le principal fabricant d'atomiseurs rotatifs explique la technologie. ︎

8. Explication scientifique de la physique de l'atomisation rotative mentionnée dans le texte. ︎

9. Ressource faisant autorité sur les taux d'application des pesticides et les volumes de transport. ︎

10. Organisme industriel fournissant des normes sur la manipulation des engrais. ︎