Sonde capacitive : mode de fonctionnement

Sonde capacitive : mode de fonctionnement

Connaissez-vous la sonde capacitive ? Ce système muni d’un capteur permet de mesurer le niveau d’eau liquide (plus précisément le niveau d’humidité) d’un sol. Cette solution technique se révèle être une alliée idéale pour tout agriculteur / exploitant agricole souhaitant contrôler rigoureusement les besoins en eau d’une parcelle de terre.

Comment fonctionne cet outil de mesure du niveau d’eau ?

Premièrement, la sonde tensiométrique est différente de la sonde capacitive. La sonde tensiométrique ne mesure pas directement la quantité d’eau liquide présente dans un sol, mais la force que la racine doit exercer pour extraire l’eau du sol et nourrir la plante. Cette mesure est exprimée en centibars. La sonde capacitive, elle, mesure l’humidité du sol via la permittivité. Le stock d’eau est alors exprimé en millimètres ou en pourcentage.

Ce stock d’eau peut être connu à différentes profondeurs. Pour cela, il est nécessaire de choisir le modèle de sonde capacitive le plus adapté. La prise de mesure est effectuée grâce à deux plaques de cuivre (sortes d’électrodes) sur lesquelles sont envoyées un courant électrique de 12 volts. Le cuivre étant connu pour sa forte conductivité, une onde électromagnétique peut alors se former et est ensuite conduite par l’eau. Par conséquent, plus il y a d’eau dans un sol, plus l’onde se déplace rapidement.

Plusieurs familles de capteurs capacitifs

Un capteur à sonde capacitive appartient à la famille des capteurs de niveau 5. Parmi cette famille de capteurs de niveau 5, on compte 7 sous-familles :

  • Pression différentielle ;
  • Sonde capacitive ;
  • Tube de torsion ;
  • Flotteur ;
  • Rayon gamma ;
  • Ultrasons ;
  • Radar ;

Ces 7 sous-familles de capteurs fonctionnent différemment, mais ont tous un objectif commun : aider un exploitant agricole à piloter leur irrigation.

Comment la transmission des données du détecteur de ce système de mesure est-elle effectuée ?

L’appareil de mesure capacitif transmet les données sous forme de courbes qui varient à travers le temps. C’est une application qui se charge très généralement de retranscrire les données techniques sous formes de graphiques. Étant donné qu’il n’existe pas qu’un seul modèle de sonde capacitive, il est important de savoir que les données obtenues sont sujettes à variations. Bien entendu, des sondes capacitives (modèles différents) installées sur une même parcelle présenteront des résultats sensiblement similaires, mais il sera toujours possible d’observer de petites variations en fonction de la profondeur de pose.

En fonction de la taille de l’exploitation agricole et de la nature de son sol, il est tout à fait possible d’installer plusieurs sondes capacitives sur une seule et même parcelle de terre. Les variations de teneur en eau étant importantes sur les grandes parcelles, il est important de pouvoir les mesurer avec précision afin d’optimiser l’irrigation.

Les données peuvent être transmises de 3 façons :

  • Bluetooth : la récupération des données se fait alors au champ via le bluetooth de votre téléphone ;
  • Réseau GRPS : l’envoi des données est effectué à distance via le réseau GPRS d’une carte SIM (comme un réseau téléphonique !) ;
  • Radio Sigfox : un boîtier émetteur autonome gère l’envoi des données via son propre réseau radio.

Comment analyse-t-on les données ?

Via l’application connectée, vous remarquerez sans doute que les courbes sont sujettes à d’importantes variations. Ces variations sont expliquées par les variations météorologiques, et notamment les précipitations. Avec les eaux de pluie, la courbe croît sensiblement. La nuit, la photosynthèse des végétaux étant quasi inexistante, l’évapotranspiration est bien moins importante.

Quant à la décroissance de la courbe, elle peut être expliquée par la photosynthèse importante. L’évapotranspiration est donc plus importante, ce qui explique la chute de la courbe. Pour évaluer le niveau d’évapotranspiration d’une plante, il est nécessaire de calculer la différence en millimètres entre la nuit du jour 1 et la nuit du jour 2.

Comment tendre vers une irrigation optimale ?

Pour que votre parcelle ne soit pas victime d’un stress hydrique, autrement dit une sécheresse importante, ou à l’inverse d’un taux d’humidité trop élevé, il est primordial que la quantité d’eau soit située entre la capacité au champ et le bas de Réserve Facilement Utilisable (RFU). Ces deux valeurs sont très généralement symbolisées par deux couleurs distinctes (généralement le vert / rouge). Ces deux seuils sont définis sonde par sonde, parcelle par parcelle, selon les spécificités du sol de l’exploitant agricole.

Pourquoi opter pour une sonde capacitive ?

Les capteurs d’humidité du sol, tels que les sondes capacitives, permettent de mieux gérer le débit d’eau qui devra être fourni pour une irrigation optimale des végétaux. En s’intéressant à de telles données, il est possible d’optimiser les systèmes d’irrigation et ce, peu importe leur nature (irrigation goutte à goutte, irrigation par aspersion, etc.)

La sonde capacitive présente donc un intérêt écologique et économique non négligeable. En connaissant la quantité d’eau nécessaire au bon développement de végétaux, il est plus facile de ne pas gaspiller cette ressource précieuse qui permet le développement de toutes formes de vie. Qui plus est, l’économie d’eau permet d’être prêt à faire face aux sécheresses.

Voici un récapitulatif des avantages de la sonde capacitive :

  • Elle permet de mesurer avec précision les besoins en eau d’une terre agricole. La sonde étant plantée à même le sol, les relevés sont très fiables ;
  • La transmission des valeurs est automatique grâce aux ondes bluetooth ou GRPS. Vous n’avez rien à faire, si ce n’est ouvrir votre application ;
  • L’économie d’eau est importante. On estime qu’une sonde capacitive permet de réaliser 10% à 20% d’économie d’eau. Si besoin est, des experts agronomiques peuvent vous accompagner afin d’utiliser au mieux votre sonde capacitive ;
  • Le fonctionnement d’une sonde capacitive est très simple ;
  • Le matériel est étanche et peut être peut effectuer des relevés à différentes tailles : 10, 30, 60, 90 et 120 cm ;
  • Enfin, la sonde capacitive permet de visualiser l’enracinement efficient des plantes par zone de prélèvement.

Les avantages d’une application de suivi de l’humidité sont nombreux. D’une part, celle-ci permet de visualiser toutes les données de vos sondes capacitives, mais aussi toutes les données de vos capteurs météorologiques. En quelques secondes, vous pouvez constater l’état hydrique de votre sol pour une prise de décision rapide sur l’irrigation. D’autre part, une telle application vous permet de visualiser les conditions météorologiques sur votre parcelle en quelques secondes.

Comme tout matériel, gardez à l’esprit qu’une sonde capacitive n’est pas dénuée de défauts. Pour profiter de cette technologie, il faudra bien souvent investir bien plus que pour une installation de sonde tensiométrique.

Existe-t-il d’autres solutions techniques pour optimiser l’irrigation d’une parcelle agricole ?

Oui ! Il existe nombres de solutions permettant d’optimiser l’irrigation d’une parcelle agricole. Nous pouvons par exemple citer :

  • Le capteur de température sous abri ;
  • Le capteur de mesure d’hygrométrie ;
  • Le capteur de température air libre ;
  • Le capteur de pluviométrie ;
  • Le capteur anémomètre ;
  • Le capteur pyranomètre ;
  • Le capteur d’humidité du sol ;
  • Le capteur de pression atmosphérique ;
  • Le capteur PAR ;
  • Le capteur d’humectation de feuille ;
  • Le capteur de température de feuille (infrarouge) ; 
  • Le capteur de température de feuille et bourgeon (gel) ;
  • Le capteur d’oxygène (o2) ;

Povoski

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