En 2016, 417 agriculteurs et ouvriers agricoles sont décédés des suites d'un accident du travail aux États-Unis, et 312 au Japon, selon le rapport sur la sécurité agricole 2018 des Centers for Disease Control and Prevention. Le renversement des tracteurs est la principale cause de décès chez les agriculteurs du monde entier.

Afin de réduire le taux de renversements de tracteurs, des chercheurs japonais ont développé un modèle pour comprendre les conditions qui conduisent au renversement d'un tracteur. Ils ont basé leur modèle sur une source improbable :un modèle utilisé pour comprendre l'imprévisibilité d'une balle rebondissante.

L'étude a été publiée dans le numéro imprimé de Ingénierie des Biosystèmes en juin.

"Comme la plupart des tracteurs agricoles n'ont pas de systèmes de suspension, des vibrations violentes peuvent se produire dans le tracteur, et les roues s'écartent parfois du sol dans ce qu'on appelle un phénomène de « rebondissement », " dit Kenshi Sakai, professeur d'ingénierie environnementale et agricole à l'Institut des sciences agricoles de l'Université d'agriculture et de technologie de Tokyo (TUAT). "Les modèles standard de tracteurs agricoles n'ont pas pris en compte ce processus de rebond."

Les rebonds deviennent particulièrement graves lorsque les tracteurs roulent sur des pentes raides telles que d'une rizière à une route agricole, selon Sakai. Si la route est en pente de plus de 18 degrés, le risque que les roues quittent la route augmente considérablement. Si les roues avant quittent la route, le tracteur rebondit et peut faire sortir les roues arrière de la route, également, conduisant au renversement.

En utilisant le même système de modélisation dynamique pour comprendre comment une balle rebondit sur une surface et revient sur une surface, les chercheurs ont examiné comment un tracteur pourrait réagir à divers scénarios de rebond grâce à des simulations informatiques. Ils ont également effectué des simulations basées sur plusieurs accidents réels survenus au Japon.

Les chercheurs ont découvert que les tracteurs rebondissants se comportent de la même manière que les balles rebondissantes :de manière non linéaire. Selon Sakai, l'imprévisibilité doit être prise en compte dans la modélisation de la dynamique du comportement pour prédire comment un véhicule pourrait réagir et, finalement, incorporer une solution pour compenser le rebond pour éviter le renversement.

"Pour décrire une telle gravité, comportement dynamique violent et inattendu se produisant dans les tracteurs et les véhicules agricoles, il est essentiel d'implémenter le processus de rebond dans le modèle, " a déclaré Sakai. " Notre modèle proposé pourrait être un nouveau paradigme dans la modélisation des tracteurs agricoles. "

"Nous étendons le modèle de rebond de tracteur proposé pour décrire la plupart des cas typiques d'accidents de renversement, ", a déclaré Sakai. "Notre objectif ultime est de développer un simulateur de conduite de tracteur agricole capable de réaliser des accidents aussi graves dans un espace virtuel pour la formation et l'éducation afin de réduire les accidents mortels causés par les tracteurs agricoles.