Dans les fermes intelligentes, l’utilisation d’outils agricoles intelligents est possible grâce à l’utilisation de capteur connecté à un réseau.Les capteurs permettent d’acquérir des informations et de faire des objets connectés de véritables outils d’aide à la décision pour améliorer ses pratiques, au service de l’environnement et de l’économie.
CAPTEUR
Définition et caractéristique
La grandeur physique, objet de la mesure (déplacement, température, pression …etc.) est désignée comme le mesurande et représentée par ‘m’ ; l’ensemble des opérations expérimentales qui concourent à la connaissance de la valeur numérique du mesurande constitue son mesurage. Lorsque le mesurage utilise des moyens électroniques de traitement du signal, il est nécessaire de produire à partir du mesurande une grandeur électrique qui en soit une représentation aussi exacte que possible : ceci signifie que la grandeur électrique et ses variations apportent toute l’information nécessaire à la connaissance du mesurande. Le capteur est le dispositif qui soumis à l’action d’un mesurande non électrique présente une caractéristique de nature électrique (charge, tension, courant ou impédance) désignée par ‘s’ et qui est fonction du mesurande:
s = F(m)
‘s’ est la grandeur de sortie ou réponse du capteur, « m » est la grandeur d’entrée ou excitation. La mesure de ‘s’ doit permettre de connaître la valeur de ‘m’. La relation précédente résulte dans sa forme théorique des lois physiques qui régissent le fonctionnement du capteur et dans son expression numérique de sa construction (géométrie, dimensions), des matériaux qui le constituent et éventuellement de son environnement et de son mode d’emploi (température, alimentation). Pour tout capteur la relation s=F(m) sous sa forme numériquement exploitable est explicitée par étalonnage : pour un ensemble de valeurs de m connues avec précision, on mesure les valeurs correspondantes de ‘s’ ce qui permet de tracer la courbe d’étalonnage; cette dernière, à toute valeur mesurée de ‘s’, permet d’associer la valeur de ‘m’ qui la détermine.
Exemple d’évolution d’un mesurande « m » et de la réponse« s » correspondante du capteur
Courbe d’étalonnage d’un capteur
Pour des raisons de facilité d’exploitation on s’efforce de réaliser le capteur, ou du moins de l’utiliser, en sorte qu’il établisse une relation linéaire entre les variations Δs de la grandeur de sortie et celles Δm de la grandeur d’entrée :
s = S.m
‘S’ est la sensibilité du capteur.
Un des problèmes importants dans la conception et l’utilisation d’un capteur est la constance de sa sensibilité S qui doit dépendre aussi peu que possible : de la valeur de m (linéarité) et de sa fréquence de variation (bande passante); du temps (vieillissement); de l’action d’autres grandeurs physiques de son environnement qui ne sont pas l’objet de la mesure et que l’on désigne comme grandeurs d’influence.
En tant qu’élément de circuit électrique, le capteur se présente, vu de sa sortie :
- soit comme un générateur, s’étant une charge, une tension ou un courant et il s’agit alors d’un capteur actif ;
- soit comme une impédance, s’étant alors une résistance, une inductance ou une capacité : le capteur est alors dit passif.
PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT D’UN CAPTEUR
On résume le principe de fonctionnement du capteur dans le schéma suivant:
Schéma représentant le principe de fonctionnement d’un capteur
TYPE DE CAPTEURS DE SERRES INTELLIGENTES
Dans les serres intelligentes, on utilise de plus en plus de capteurs. Les capteurs donnent des données précieuses que vous pouvez utiliser pour optimiser votre culture et obtenir un rendement supérieur. Il existe différents capteurs, chacun mesurant un facteur spécifique. Voici donc quelques différents types de capteurs pour collecter des données:
Capteur de température: vous mesurez avec la température de surface de la plante. Cette température peut en effet être différente de celle de l’air en raison de facteurs tels qu’une irradiation lumineuse élevée, l’air froid extérieur et le rayonnement thermique des tubes dans la serre, mais elle peut également apparaître en cas d’humidité faible ou de beaucoup de rayonnement.
Le capteur de température des plante fournit des données en temps réel pour n’importe quelle plante, fruit ou feuille de manière aléatoire. Vous pouvez ainsi comparer les températures entre différentes serres. Vous recevez aussi des avertissements dès que la température augmente ou descend par rapport à des limites préalablement définies. Utilisez ce capteur en combinaison avec un capteur de température ou d’humidité de l’air pour déterminer le point de rosée des plantes individuelles.
Capteur de température et d’humidité de l’air:Un capteur de température et d’humidité de l’air enregistre les données granulaires en temps réel sur les conditions ambiantes des serres . Définissez vos paramètres par le biais du tableau de bord et vous recevrez des notifications dès que la température ou l’humidité augmente ou diminue dans les limites préalablement définis.
Capteur d’humidité du sol :mesurent la teneur en eau volumétrique du sol,en utilisant une autre propriété du sol, telle que la résistance électrique, la constante diélectrique ou l’interaction avec les neutrons, comme indicateur de la teneur en humidité;afin d’aider les agriculteurs à gérer plus efficacement leurs systèmes d’irrigation.
Connaissant les conditions exactes d’humidité du sol sur leurs champs, non seulement les agriculteurs peuvent généralement utiliser moins d’eau pour faire pousser une culture, mais ils sont également capables d’augmenter les rendements et la qualité de la culture en améliorant la gestion de l’humidité du sol pendant les stades critiques de croissance des plantes.
Capteur pH:le pH, ou potentiel Hydrogène, est un indice qui permet de mesurer le taux d’acidité ou de basicité. Il se mesure selon une échelle allant de 0 à 14, 0 étant le plus acide, 7 la neutralité et 14 le plus basique. Eh oui, on parle souvent de sol acide ou calcaire, mais en fait les termes exacts sont acide ou basique (on peut également utiliser le mot “alcalin”).
Pour le sol et les plantes qui s’y développent, le pH a beaucoup d’importance, il influe notamment sur l’absorption des nutriments par les racines.
- Un sol à pH très bas, inférieur à 5 donc très acide, va provoquer des carences en calcium (les plantes acidophiles ne sont pas concernées), en phosphore.
- Un sol à pH élevé, supérieur à 8, donc très basique, empêche l’assimilation du magnésium et du fer.
Connaître le pH de votre terrain va vous guider pour sélectionner les plantes qui y sont adaptées, ou bien pour améliorer ce sol en corrigeant son pH.
Capteur PAR:Un capteur PAR permet de mesurer l’intensité lumineuse dans la serre, ou l’intensité de la lumière naturelle du soleil. La lumière PAR est la principale composante de la photosynthèse. Une mesure PAR mesure le spectre de lumière entre 400 nanomètres et 700 nanomètres. On peut représenter l’efficacité d’un agent d’ombrage sur la serre avec une mesure PAR par rayonnement solaire incident.
Capteur d’oxygène:Un bon niveau d’oxygène dans le substrat est important pour la qualité radiculaire et l’absorption de l’eau et des nutriments par les racines. En outre, un bon niveau d’oxygène contribue à des racines saines, ce qui permet à la plante de mieux se défendre contre les champignons et les pathogènes. La stratégie d’arrosage influe grandement ces facteurs. Avec un oxymètre, vous pouvez mesurer la quantité d’oxygène dans le substrat et ainsi optimiser la stratégie d’arrosage.
Capteur de fluorescence de la chlorophylle:Un capteur de fluorescence de la chlorophylle permet de comprendre le stade de maturité des fruits comme la tomate, le concombre, le poivron ou la courgette, ou la force de croissance d’une culture. Le capteur donne une indication de l’activité de photosynthèse dans le fruit ou dans la feuille. En combinaison avec d’autres paramètres tels que l’irradiation et la température, il oriente la garantie de la qualité des fruits dans les chaines et l’identification des facteurs qui limitent la croissance dans la culture. Cette valeur peut être déterminante au moment de la récolte, du conditionnement, de la durée de stockage, du transport et de la date de vente ultime, par exemple en supermarché.
Capteur de diamètre:Avec un capteur de diamètre il est possible de mesurer le diamètre en µm de la tige d’une plante. Vous pouvez ainsi définir la réaction de la plante par rapport aux actions entreprises dans la serre (comme la récolte, le moment de l’irrigation, et le statut de l’écran de protection), ou aux changements climatiques.
Capteur de contact magnétique détectant les ouvertures ou les fermetures:il offre une solution complète de contrôle d’accès pour sécuriser les locaux, contrôler les autorisations d’accès, surveiller le taux d’utilisation, et même optimiser la gestion et l’organisation des installations.
Ouverture automatique de fenêtre pour serre avec capteur de température:l’aération dans les serres est essentielle pour les cultures. Cette ouverture automatique peut l’assurer en votre absence. Elle évite le risque d’asphyxie des plantes en maintenant une bonne température et en renouvelant l’air.
En rendant l’agriculture plus connectée et plus intelligente, l’agriculture de précision contribue à réduire les coûts globaux et à améliorer la qualité et la quantité des produits, la résilience de l’agriculture et l’expérience du consommateur. Un contrôle accru de la production conduit à une meilleure gestion des coûts et à une réduction des déchets. La capacité à détecter les anomalies dans la croissance des cultures o par exemple, permet d’éliminer le risque de perte de rendement. En outre, l’automatisation accroît l’efficacité. Grâce à des dispositifs intelligents, plusieurs processus peuvent être activés en même temps, et les services automatisés améliorent la qualité et le volume des produits en contrôlant mieux les processus de production.
Comme vous l’avez remarquer nous avons présenté dans les articles précédents et dans cet article les systèmes de contrôle et nous avons indiqué comment ils sont intégrés dans la technologie des serres.La serre connectée offre ainsi une image du futur où l’homme dépasserait les contraintes du climat et les limites du vivant pour subvenir à ses besoins alimentaires.
Dans le prochain article rendez- vous avec un article sur L’AQUAPONIE :un système qui unit la culture de plante et l’élevage de poissons ➡
P.S:On ce jour de publication 1/6/2021 je souhaite un bon anniversaire a une personne très chère 🙂
