Station connectée à 10 capteurs
Station connectée à trois capteurs WATERMARK et un capteur de la température du sol pour mesurer l’humidité du sol

Deux stations ont été installées, fin juin 2018, dans un verger genevois, au milieu des pommiers. Cette expérience s’est effectuée en deux parties: de juin à mi-septembre et de mi-septembre à fin octobre 2018. (cette article est en cours de rédaction)

Introduction

Les deux stations se trouvent au deux extrémités du verger. L’une au point le plus haut et la seconde au point le plus bas du verger. Toutes les deux mesurent:

  • 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 (courant août 2018)
  • la luminosité
  • la pression atmosphérique
  • l’état de la batterie

Toutes les heures, elles envoient les 10 mesures cités haut-dessus, à la passerelle qui elle se trouve à 1 kilomètre de la première station.

 

Trois capteurs WATERMARK plantés dans le sol à 15, 30 et 45 cm

Les stations sont alimentées par une batterie au lithium de 3.7V/1000mA. Cette dernière est connectée à un petit panneau solaire de 3W qui suffit largement pour maintenir une tension de 4 à 4.3V sur 24h. A savoir qu’une batterie au lithium a une plage de fonctionnalité entre 3.6V et 4.3V. C’est à dire qu’en dessous de 3.6V, elle ne suffit plus pour alimenter une charge alors qu’à 4.3V, elle est entièrement chargée. Ce qui nous donne une marge dans le cas où des journées non ensoleillées devaient se suivent.

Arrosage du verger

Les pommiers sont arrosés tous les deux-trois jours grâce à système d’arrosage goutte-à-goutte. En moyenne, 10 litres d’eau est versés par goutteur. Fin juillet, j’ai installé un pluviomètre sous le goutteur afin de compter le nombre de gouttes par heure.

Résultats

(Cette partie est encore en cours de rédaction)

Durant le mois de juillet et le mois d’août 2018, les deux stations ont bien fonctionné. Cependant, cette période de teste m’a permis de corriger et de perfectionner le code et les fonctionnalités des stations.

watermark bulbe d'eau
Mauvais positionnement des sondes pour mesurer la bulbe d’eau

En premier temps, j’avais positionné les sondes Watermark à 30cm, 35cm et 50cm de profondeur. Puis j’ai voulu essayer de mesurer la bulbe d’eau. J’ai donc repositionné la première sonde à 15cm du goutteur et à une profondeur de 30cm. La deuxième à 15cm et 30cm de profondeur, et la dernière à 15cm et 60cm de profondeur du point de chute des gouttes. Cependant, j’avais mal évaluer ce point de chute et la bulbe d’eau se formait légèrement à côté des sondes.

 

Représentation de la chute des gouttes versées par la jerrican

Afin de mieux mesurer cette bulbe d’eau formée par le goutteur, j’ai simulé l’eau versé par le goutteur avec une jerrican d’eau de 10litres en dosant le débit, de manière à ce que les gouttes tombent à côté de la sonde positionnée à 15cm/30cm. Dès ce moment, cette sonde à vite réagit mais pas celle plantée à 60cm de profondeur. Ce qui laisse à croire que la bulbe se forme env. entre 15 et 50cm de profondeur.

J’ai aussi constaté que mon code qui calcule l’état hydrique du sol (en kpa) avait une erreur. Même si les courbes du graphique réagissaient, elles évoluaient en forme d’escalier. Aussi, il n’y avait aucunes mesures entre 100 et 199kpa. Pour comprendre l’erreur, j’ai utilisé l’équation de Koch (courbe jaune) pour calculé le tension grâce au la résistance électrique (courbe rouge) des sondes Watermark et je l’ai comparé le résultat avec ma fonction erronée (courbe violette).

On voit que le 16 septembre, j’ai corrigé ma fonction et la courbe violette évolue similairement avec la courbe jaune.

watermark reader
Watermark Digital Reader

J’ai également acquis un lecteur digital (Watermark Digital Reader) avec lequel j’ai pu comparé la tension de l’eau du sol, (autrement dit, la force de succion que la racine doit exercer pour extraire l’eau du sol) mesurées par mes deux stations. J’ai eu l’agréable surprise de constater qu’une différence de 2 à 7 kpa par sonde, c’est qui est très bien.

 

Aussi, à la station 2, le 21 septembre, j’ai replanté les trois sondes Watermark différemment.

  • Sonde 1: à 1m du goutteur et à une profondeur de 30cm. Elle se trouve aussi à quelques centimètre du goutteur suivant
  • Sonde 2: au point de chute (env 1-5cm) des gouttes du goutteur et à une profondeur de 30cm
  • Sonde 3: à 10cm du point de chute et à une profondeur de 50cm

Je publierai les courbes de ces dernières ultérieurement.

Ainsi, je peux continué à mesurer la bulbe d’eau avec la station 1, et comparer les mesures avec un positionnement différent, des sondes à la station 2, qui n’a pas pour but « d’observer » la bulbe d’eau, mais de mesurer l’état hydrique sur une longueur de 1m, entre deux goutteurs.

[En cours de développement]

 

 

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Liens

https://www.youtube.com/watch?v=ns8Sy3BJNVE

Dernière mise à jour: 21 septembre 2018 à 11:10  

 

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