L’objectif est de développer et tester une solution IoT, à bas coût, pour mieux planifier l’irrigation des cultures et permettre aux agriculteurs d’améliorer leur rendement.

L’irrigation est devenue un outil de gestion des risques de plus en plus important pour les producteurs.

De nombreux types de capteurs et systèmes d’enregistrement de données ont été développés à cette fin. Leur adoption est encore limitée pour des raisons de coûts élevés et des difficultés dans la collecte et l’interprétation des données en temps opportun.

Les développements récents des microcontrôleurs Open Source (tels que Arduino), la communication sans fil, et l’Internet-of-Things (IoT) offrent des technologies intéressantes pour les agriculteurs, afin de

  • réduire les coûts
  • faciliter la collecte et l’interprétation des données
  • visualiser l’état de ses cultures en temps réelle
  • mieux planifier l’irrigation des cultures

Afin de répondre à ces besoins, j’ai décidé de développer et tester un système IoT à faible coût, pour mieux surveiller l’humidité du sol en temps réelle, et pour permettre aux agriculteurs de mieux planifier l’irrigation des cultures, en utilisant les capteurs Watermark 200SS.

Les données provenant des capteurs attachés aux stations (émetteurs), sont transmises à la passerelle (récepteur) en utilisant la technologie radio LoRa, dans un rayon de 3 à 10 kilomètres. La passerelle, elle, traite et envoie instantanément les données sur un site Web open-source (ThingSpeak.com) où les données pourront être visualisées et, analysées sous forme de graphique, ou en utilisant Matlab par exemple. Des alarmes pourront être paramétrées pour signaler une zone à irriguer.

Les stations sont constituées d’un microcontrôleurs basés sur Arduino et de capteurs permettant de mesurer

  • l’humidité du sol à 3 niveaux différents
  • l’humidité de l’air
  • la température du sol
  • la température de l’air
  • la quantité des précipitations
  • la luminosité
  • la pression atmosphérique
  • l’état de la batterie

Les stations sont aussi équipées d’une carte SD pour avoir une sauvegarde supplémentaires des mesures.

La passerelle, quant à elle, est autonome puisqu’elle est alimenté par une batterie de 12V/60A. Elle est connectée à un panneau solaire de 60W. Elle se trouve à 1 kilomètre des stations (nœuds). Pour plus de détail sur la passerelle, vous pouvez suivre ce lien: Passerelle pour la transmission des mesures

Plus concrètement

La surveillance de l’irrigation des sols dans la production agricole est vital pour la durabilité économique et environnementale à long terme de l’agriculture. Il est donc important de développer des technologies d’irrigation efficaces pour les agriculteurs afin de leur permettre de gérer le traitement de leurs terres quand, et dans la quantité nécessaire, pour maximiser leurs rendements.

Au fils des années, certaines technologies ont été développées pour aider les agriculteurs à planifier correctement l’irrigation. Ces technologies reposent généralement sur la surveillant des conditions météorologiques, en sondant les plantes et le sol.

Bien que beaucoup d’efforts ont été consacrés dans ce domaine, comme le développement des réseaux locaux de stations météorologiques et à la création de logiciels, les utilisations restent encore limitées.

Une étude récente avec des producteurs de maïs à grande échelle au Nebraska a montré que la surveillance de l’irrigation basé sur des capteurs a permis d’économiser 33% d’eau et le coût de pompage a été réduit considérablement.

Bien qu’une variété de capteurs et de systèmes de collecte et d’analyse de données sont actuellement disponibles dans le commerce, des solutions de surveillance en temps réelle, permettant de mieux planifier l’irrigation des cultures, sont encore rares. Ceci s’explique par des prix élevés, aux difficultés d’installation et de maintenance et à la difficulté de transmettre les mesures obtenus sur plusieurs kilomètres.

Le développement des microcontrôleurs à faible coût et OpenSource, leur capacité de gérer les technologies de communication sans fil, comme la radio, le téléphone cellulaire et le WiFi, offrent des possibilités très abordable. De plus, les récents développements dans les technologies de l’Internet des objets (Internet-of-Things) utilisés dans une grande variété d’applications, tel que les maisons intelligentes ou les villes intelligentes, apportent un complément non-négligeable, aux possibilités.

L’utilisation de ces technologies tel que l’Internet des objets (IoT) dans l’agriculture est encore très limitée. Mais ceci pourrait offrir des possibilités d’améliorer la planification de l’irrigation des cultures, grâce à des capteurs fournissant des données en temps réelles.

C’est pourquoi, l’objectif fixé de cet projet est de développer, tester et de mettre en pratique, une solution IoT de gestion de l’irrigation des cultures, à bas coût.

 

Deux stations sont actuellement fonctionnelles dans un verger genevois. Pour plus de détails, nous vous invitons à suivre ce lien Station pour mesurer l’humidité du sol.

 

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Dernière mise à jour: 28 juin 2018 à 22:35