FR2914425A1 - Sonde de mesure d'une disponibilite en eau dans un sol et systeme de mesure de la tension en eau d'un sol mettant en oeuvre une telle sonde. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un système de mesure de la tension en eau d'un sol comportant au moins une sonde de mesure (1) d'une disponibilité de l'eau pour les végétaux relative à la tension de l'eau dans le sol et une centrale (20) reliée à ladite au moins une sonde (1). La sonde comprend un capteur (2) d'humidité relié à un module (3) comportant des moyens de mesure de résistivité d'un milieu poreux électrolytique mis en oeuvre dans ledit capteur (2), le module (3) est réalisé solidaire dudit capteur (2) pour assurer l'enterrement dans le sol dudit module (3) quand ledit capteur (2) est enterré dans le sol. La centrale (20) est apte à délivrer ladite mesure de tension au moyen d'un tableau de concordance qu'elle comporte à partir de la valeur de tension fournie par les moyens de mesure de ladite au moins une sonde, et d'une valeur de température de sol délivrée par un capteur de température.

Description

SONDE DE MESURE D'UNE DISPONIBILITE EN EAU DANS UN SOL ET SYSTÈME DE

MESURE DE LA TENSION EN EAU D'UN SOL METTANT EN OEUVRE UNE TELLE SONDE L'invention concerne une sonde et un système de mesure de la tension en eau d'un sol mettant en oeuvre une telle sonde. Elle vise en particulier un système permettant de contrôler la quantité d'eau disponible pour les végétaux, à partir de mesures réalisées à différents endroits dudit sol au moyen de sondes. On connaît du document US-6 975 236 un système de mesure io d'humidité dans le sol fonctionnant sans fil. Le système comprend une pluralité de sondes à enfoncer partiellement dans le sol, qui sont reliées chacune à une unité centrale qui enregistre et / ou délivre les mesures réalisées par les sondes. Chaque sonde mesure la quantité d'humidité dans le sol et utilise un émetteur 15 sans fil pour transmettre la mesure à l'unité centrale. La sonde est réalisée en deux parties : un capteur est conçu pour être enfoncé dans le sol. Un module de traitement de données coiffe le capteur et est conçu pour faire saillie à la surface du sol car il est alimenté en énergie solaire. Le module de traitement lit les informations 20 fournies par le capteur, transforme lesdites informations en signal digital et les transmet par voie Hertzienne en direction de l'unité centrale. Un tel système de mesure présente plusieurs inconvénients. D'une part, le module étant conçu pour faire saillie à la surface du 25 sol, il peut être facilement dégradé, ce qui entraîne des disfonctionnements de l'unité centrale.

Par ailleurs, le système est alimenté par panneau solaire et ne peut donc pas être enterré, ce qui le rend inutilisable en milieu urbain car il peut être la cible de vandalisme volontaire ou non. D'autre part, les informations délivrées par le module de traitement ne sont pas exploitables directement par l'utilisateur du système. En effet, les informations fournies concernent la quantité d'humidité présente dans le sol au voisinage de la sonde. Or, le système ne tient pas compte de paramètres pouvant avoir une influence sur l'information délivrée par le module de traitement. Ces paramètres io peuvent par exemple concerner la température du sol, la nature du sol, les conditions météorologiques, ou la nature des éléments du capteur qui ont contribué à délivrer l'information concernant l'humidité du sol. Cela implique à l'utilisateur du système de procéder à des calculs supplémentaires pour aboutir à une valeur 15 d'information la plus juste possible et la plus utile pour lui. Le document US-5 898 310 prévoit à cet effet de relier une sonde à un boîtier électronique distant permettant de calculer, à partir de l'information qui concerne le taux d'humidité du sol et qui est donnée par la sonde, une valeur d'information prenant en compte la 20 nature du diélectrique compris dans la sonde. Deux électrodes baignent dans le diélectrique, et suivant la nature du diélectrique, une valeur de potentiel variable indiquant un changement d'humidité est délivré. Le capteur décrit dans la demande de brevet US-5 898 310 permet 25 de mesurer le potentiel matriciel du sol et d'en déduire la teneur en eau grâce à des courbes théoriques. La teneur en eau n'est pas le reflet de la disponibilité en eau du sol, elle varie en fonction du type de sol. L'application des courbes permet d'obtenir la teneur en eau en fonction du type de sol.

D'une part, cela implique de connaître le type de sol, ce qui n'est pas réalisable en pratique. D'autre part, l'application de courbes théoriques valables pour des substrats bien particuliers (argileux, sableux ou limoneux) est inadaptée à la réalité de sols qui sont le plus souvent des milieux hétérogènes. Le système selon la présente invention vise d'une part, à délivrer une information plus précise que celle délivrée par le système décrit dans le document US-5 898 310, prenant en compte d'autres io paramètres, de sorte que l'utilisateur du système n'ait plus à procéder à des calculs supplémentaires pour disposer de l'information dont il a réellement besoin. Le système selon la présente invention vise également à pallier les inconvénients des systèmes connus de l'art antérieur dont certains 15 ont été évoqués ci-avant. À cet effet l'invention concerne dans un premier temps une sonde de mesure d'un potentiel relatif à l'humidité d'un sol, comportant : - un capteur comprenant une enveloppe contenant un matériau poreux apte à capter une quantité d'eau du sol et 20 à autoriser la migration de l'eau captée jusqu'à un premier milieu électrolytique disposé en amont d'un second milieu comportant deux électrodes, - et un module comportant des moyens de mesure de tension de l'eau du milieu poreux, les moyens de mesure 25 étant reliés aux électrodes du capteur, et étant aptes à délivrer ladite tension du milieu poreux à partir de la mesure de résistivité entre les deux électrodes et à partir d'un tableau de concordance entre la résistivité entre électrodes et les tensions du milieu poreux. Le capteur mis en oeuvre est avantageusement un tensiomètre. Il permet de mesurer une tension, ce qui fournit une information universelle concernant la disponibilité de l'eau pour les plantes et cela quel que soit le type de sol. Lorsque le capteur est en contact avec le sol, un équilibre se forme entre la tension à l'intérieur du capteur et la tension du sol. Lorsque l'on place un capteur dans le sol à proximité des racines, io l'aspiration par les racines crée une dépression (ou tension) qui va s'équilibrer avec la tension dans le milieu poreux du capteur. Moins il y a d'eau dans le milieu et plus la tension sera forte. Plus il y a d'eau et plus la tension tend à se rapprocher de zéro centibar. Cette mesure de tension exprime les besoins réels en eau des 15 végétaux et fournit donc des indications précises sur les apports d'arrosage nécessaires à fournir. Selon l'invention, le module est réalisé solidaire du capteur pour assurer l'enfouissement du module quand le capteur est enterré dans le sol. 20 Ainsi réalisée, une telle sonde est complètement enfouie dans le sol. Elle ne se voit pas et est ainsi protégée des intempéries, préservée du vandalisme et des éventuels chocs ou dégradations involontaires de personnes n'ayant aucune connaissance de ce genre de matériel.

On prévoit dans le cadre d'un mode de réalisation que les moyens de mesure comportent une carte électronique de mesure de tension de l'eau dans le milieu poreux, alimentée en énergie par un câble trifilaire reliant la sonde à un module d'alimentation extérieur placé à distance, la carte électronique étant noyées dans un élément de protection étanche. Ce mode de réalisation présente l'avantage de limiter les dégradations potentielles des moyens de mesure par des éléments souterrains tels que l'humidité présente dans le sol, les poussières io etc. Pour éviter les problèmes d'effacement potentiel du tableau de concordance en cas de rupture d'alimentation du module de la sonde en énergie, on prévoit que la carte électronique comporte une mémoire non volatile dans laquelle est enregistré ledit tableau 15 de concordance. Cette mémoire peut, par exemple, être du type EEPROM, comme il sera indiqué par la suite. De plus, il peut être prévu que la carte électronique comporte un pont en H, pour assurer une inversion de courant entre lesdites électrodes du capteur. L'avantage d'une inversion de courant est 20 d'empêcher la dégradation des électrodes. Dans le cadre d'un autre mode de réalisation, le capteur présente une forme cylindrique et le module présente une forme s'inscrivant dans le prolongement de la forme du capteur. De cette manière, il est plus facile d'introduire la sonde dans le sol. 25 Dans ce dessein, et suivant une autre variante de réalisation, la sonde comporte un élément tubulaire dont une première extrémité est fixée au capteur et dont une seconde extrémité est fixée au module.

Suivant la longueur de l'élément tubulaire, la sonde peut être enfoncée dans le sol à une profondeur pouvant atteindre 1,2 m. Il devra être entendu que ces modes de réalisation particuliers ne sont pas exclusifs et la sonde peut comporter une combinaison des caractéristiques décrites dans chaque mode de réalisation précédemment évoqué. L'invention vise également un système de mesure de la tension en eau d'un sol qui comporte - au moins une sonde de mesure décrite ci-avant io - et une centrale reliée à ladite au moins une sonde, ladite centrale étant apte à délivrer ladite mesure de tension au moyen d'un second tableau de concordance qu'elle comporte à partir : o de la valeur de tension fournie par les moyens de mesure de ladite au moins une sonde, 15 o et d'une valeur de température de sol délivrée par un capteur de température. Un tel système permet ainsi de donner une mesure plus précise et plus utile à un utilisateur qui n'a ainsi plus besoin de procéder à des calculs supplémentaires. 20 En effet, la mesure de tension est influencée par la température. Dans le cadre d'un mode de réalisation avantageux, la température est mesurée au niveau du capteur de température de la centrale.

L'application du tableau de concordance de la centrale permet d'obtenir la valeur de tension à la température du sol. Par ailleurs, un tel système peut comporter plusieurs sondes, et notamment jusqu'à trente-deux sondes, ce qui permet à un utilisateur de disposer d'informations concernant le taux d'humidité dans le sol en effectuant les mesures à trente-deux endroits du sol. L'utilisateur a ainsi une vue d'ensemble de la répartition d'eau dans le sol sondé et peut ainsi plus facilement contrôler l'irrigation du sol, par exemple. io Dans le cadre d'un mode de réalisation, on prévoit que la centrale comprend des moyens de mise en veille. Ce mode de réalisation présente l'avantage d'économiser l'énergie, ce qui confère à la centrale une autonomie plus longue. Pour favoriser ce gain de dépense d'énergie, et suivant une 15 variante de réalisation, la centrale est équipée d'un modem et d'un port de connexion RS232. Le modem est mis en veille lorsque la centrale est branchée sur batterie. Ainsi le modem ne consomme pas d'énergie inutilement puisqu'il est remis sous tension seulement lors des appels de la centrale vers le serveur. 20 Ce mode de réalisation permet également la remise à l'heure de la centrale en cas de coupure d'alimentation, comme il sera évoqué par la suite. Suivant une variante de réalisation, la centrale et le serveur présentent des moyens de communication GSM, ce qui assure le 25 transfert de données sans fils. Les avantages d'utiliser de tels moyens de communication sont : - un gain de temps: il n'y a plus besoin d'aller sur le site pour réaliser les mesures, - une augmentation de la surface sur laquelle sont réalisées les mesures : l'étendue du réseau GSM permet d'équiper des sites pratiquement partout et à n'importe quelle distance du serveur. Dans le cadre de ce mode de réalisation, on prévoit que le serveur soit relié à un poste utilisateur par un réseau Internet pour délivrer la mesure de tension. De préférence, le système comporte un moyen de communication io filaire, du type liaison RS232. Le système peut être ainsi branché directement à un ordinateur portable par liaison RS232. Pour éviter toute possibilité de perte des informations nécessaires à la délivrance d'une mesure juste, on prévoit que la centrale comporte une mémoire non volatile comportant le second tableau 15 de concordance. De même, il peut être avantageusement prévu que la centrale comporte une mémoire volatile associé à un processeur pour traiter les données relatives aux mesures réalisées et enregistrer ces dernières dans la mémoire volatile. L'utilisation d'une mémoire 20 volatile a pour avantage sa grande capacité de stockage, ici elle est de mille-vingt-quatre enregistrements, un enregistrement étant constitué de la date, la température et les trente-deux mesures de sondes. Dans le cadre de cette réalisation, la centrale comporte deux ports 25 de connexion assurant la connexion avec au moins une sonde pour chacun des ports. Avantageusement, on prévoit que deux ports assurent la connexion entre la centrale et trente-deux sondes, comme il a été évoqué précédemment. L'invention vise enfin un procédé pour mesurer la tension en eau d'un sol, mettant en oeuvre le système décrit ci-dessus. Le procédé selon l'invention comporte les étapes suivantes - déclenchement de la mesure de tension par transmission d'un code de commande de la centrale en direction de ladite au moins une sonde via un bus reliant la centrale à ladite au moins un sonde, - application d'un courant entre les électrodes du capteur de ladite io au moins une sonde, - réalisation d'une première mesure de résistivité électrique par le capteur, - première conversion de la mesure de résistivité électrique en mesure de tension réalisée par le module, par application du 15 premier tableau de concordance, -transmission de la mesure de tension convertie de ladite au moins une sonde à la centrale via le bus, - et seconde conversion de la mesure de tension en mesure de tension à la température du sol par la centrale par application du 20 second tableau de concordance. Dans le cadre du mode de réalisation qui sera décrit par la suite, le procédé comporte avantageusement une étape supplémentaire d'enregistrement de la mesure de tension à la température du sol dans une mémoire non volatile que comporte la centrale. i0 Il peut également comporter une étape supplémentaire de transmission par la centrale de la mesure de tension enregistrée à un serveur via un réseau de communication auquel est relié la centrale et le serveur, de sorte à délivrer les mesures réalisées par les sondes et converties par la centrale à un utilisateur se trouvant à distance de la centrale. L'utilisateur peut ainsi contrôler la disponibilité en eau du sol sans avoir à se déplacer. On prévoit avantageusement que l'étape de transmission soit réitérée en cas d'indisponibilité du serveur, et que la réitération de io l'étape de transmission soit réalisée suivant un délai aléatoire de temps compris entre 2 minutes et 10 minutes 30 secondes. De cette manière, on évite un éventuel conflit de communication entre plusieurs centrales avec le serveur, dans le cas où plusieurs centrales seraient mises en oeuvre. 15 Selon un mode de réalisation, le procédé comporte une étape supplémentaire d'inversion de courant après l'étape d'application de courant entre les électrodes, pour empêcher la dégradation des électrodes. On peut éventuellement prévoir une étape de remise à l'heure de la 20 centrale en cas de coupure de courant. Cette étape de remise à l'heure comporterait, dans le cadre d'un mode de réalisation qui sera décrit par la suite, les sous-étapes suivantes appel de la centrale à un serveur de sauvegarde de valeurs de 25 tension mesurées, le serveur comportant des données d'indication de l'heure, 2914425 Il - transmission du serveur à la centrale des données d'indication de l'heure, - et remise à l'heure de la centrale à partir des données. Un mode de réalisation préféré va maintenant être décrit en faisant 5 référence aux figures annexées parmi lesquelles : - la figure 1 montre une sonde conformément à l'invention vue de côté ; - la figure 2 représente les différents constituants de la sonde représentée en figure 1, en vue de côté ; io - la figure 3 est une vue de coupe de la sonde représentée sur la figure 1, montrant l'agencement des différents constituants représentés sur la figure 2 ; - la figure 4 illustre de manière schématique un mode de réalisation préféré d'un système selon l'invention, 15 - la figure 5 est une représentation schématique des différents constituants que comporte une centrale d'un système selon l'invention, selon un mode de réalisation préféré ; - et la figure 6 illustre sous forme de blocs les différentes étapes réalisées par le système pour délivrer des 20 informations concernant la disponibilité en eau du sol pour les végétaux De manière générale, et comme l'illustre schématiquement la figure 4, le système selon l'invention est constitué d'une centrale d'acquisition 20, de sondes électroniques 1 enfouies dans un sol 30, ainsi que des logiciels permettant d'exploiter et de délivrer les informations transmises par la centrale 20 concernant la disponibilité en eau du sol pour les végétaux.

De manière générale, la mise en oeuvre de logiciels permet le paramétrage des centrales à distance via un réseau GSM 60 ou sur place via un câble RS232. La mise en oeuvre des logiciels permet également le rapatriement et la visualisation des données enregistrées dans la centrale 20.

La centrale assure le déclenchement, la centralisation et le stockage de mesures réalisées par les sondes électroniques 1 et un capteur de température C (figure 4). Les sondes électroniques 1 convertissent une mesure de résistance réalisée par un capteur qu'elle comporte en mesure de tension de l'eau dans le sol utilisable en tensiométrie. Le système est destiné à la gestion de l'arrosage des végétaux et au suivi des transferts hydriques pour toutes cultures et tous types de sols ou support de plantation. Il va maintenant être fait référence aux figures 1 à 3 pour décrire un mode de réalisation de la sonde selon la présente invention. La sonde électronique selon l'invention mesure le potentiel relatif à la tension de l'eau dans un sol 30. Comme on peut le voir sur la figure 1, la sonde 1 est un ensemble comportant un capteur 2 et un module électronique 3 qui sont reliés entre eux par un tube 4.

Conformément à l'invention, le module 3 est réalisé solidaire du capteur 2 pour assurer l'enterrement dans le sol du module 3 quand le capteur 2 est enterré dans le sol. La sonde 1 est réalisée pour délivrer une mesure de tension exprimée en centibars (ou kPa) caractérisant les forces de liaisons de l'eau avec la matrice du sol et ce pour une température de 24 C. Le capteur 2 est en soit connu. Il est notamment décrit dans la demande de brevet FR-2 690 527. Le capteur 2 comporte une enveloppe 16 contenant un matériau poreux 18 apte à capter une quantité d'eau du sol 30 et à autoriser la migration de l'eau captée jusqu'à un premier milieu poreux 15 disposé en amont d'un second milieu 15' comportant deux électrodes 14 (figure 3). Le matériau poreux 18 est du sable. Il est contenu dans un filtre en tissus 17. Au-dessus du sable 18, un disque de gypse 15 constituant le milieu électrolytique supprime l'influence du sel contenu dans le sable sur la mesure réalisée par les électrodes 14. L'une des extrémités du capteur est fermé par un capuchon de sertissage 19 tandis que l'autre extrémité emmanchée dans une première extrémité 401 du tube 4. En particulier, la première extrémité 401 du tube 4 est sertie autour de l'extrémité du capteur, de sorte à assurer une connexion étanche entre le capteur 2 et l'élément tubulaire (ou le tube) 4.

Le module 3 comporte des moyens 10 de mesure de tension du milieu poreux, ces moyens de mesure étant reliés aux électrodes 14 du capteur 2, et étant aptes à délivrer la tension du milieu poreux à partir de la mesure de résistivité entre les deux électrodes 14 et à partir d'un tableau de concordance entre la résistivité et des tensions du milieu poreux. Comme illustrés sur les figures 2 et 3, les moyens de mesure comporte une carte électronique 10. Cette carte électronique 10 est alimentée en énergie par l'alimentation de la centrale via le bus trifilaire, deux des 3 fils du bus servant au transport du courant. Pour assurer l'étanchéité du module 3, la carte électronique 10 et la batterie sont noyées dans un élément de protection étanche 8. L'élément de protection 8 est constitué par une résine du type Epoxyde. La carte électronique 10 noyée dans la résine 8 est disposée dans un tube PVC dont le diamètre est compris entre 20 et 25 mm, et de longueur 70 mm. La carte électronique 10 comporte une mémoire non volatile du type EEPROM dans laquelle est enregistré un tableau de conversion dont l'application sur la mesure de résistance délivrée par le capteur permet la délivrance de la mesure de tension exprimée en centibars. Pour assurer la transmission de la mesure réalisée par les électrodes 14 du capteur vers le module, la carte électronique 10 est reliée aux électrodes 14 notamment par des fils conducteurs 13.

Comme la sonde est réalisée pour être entièrement enfouie dans le sol 30, on prévoit un élément de connexion étanche 12 entre les fils conducteurs 13 reliés aux électrodes et des fils conducteurs 11 reliés à la carte électronique.

La délivrance de la mesure de tension exprimée en centibars est transmise par le module 3 à la centrale 20 par un des trois fils du câble 6 de liaison avec le bus trifilaire (B) qui est relié à la centrale 20. Toutes les mesures réalisées par les sondes 1 transitent par le bus.

Chaque sonde 1 est identifiée par un système d'adressage. Conformément à l'invention, le module 3 est réalisé solidaire du capteur 2 pour assurer son enterrement dans le sol. Toutefois, la désolidarisation du module et du capteur est possible à des fins de maintenance. Il convient en effet de pouvoir échanger un capteur ou un module en cas de défaillance de l'un d'eux. La solidarisation du module 3 avec le capteur 2 est réalisée au moyen de l'élément tubulaire 4 qui les relie. En particulier, la sonde comporte un manchon 5 disposé en partie autour du module 3 et en partie autour d'une seconde extrémité 402 de l'élément tubulaire 4, assurant une connexion pratique entre le module 3 et l'élément tubulaire 4. En fonction de la profondeur à laquelle on souhaite effectuer les mesures, on prévoit des longueurs variables pour réaliser l'élément tubulaire 4.

En effet, l'élément tubulaire 4 a non seulement pour fonction de relier le module 3 au capteur 2, mais il a également pour fonction de favoriser l'enterrement de la sonde. Pour ce faire, le diamètre de l'élément tubulaire est légèrement supérieur à celui du capteur 2, de sorte que sa paroi latérale se trouve dans le prolongement de celle du capteur 2. Le capteur 2 est sensiblement de forme cylindrique, et présente un diamètre sensiblement de 22 mm pour une longueur sensiblement de 70 mm.

L'élément tubulaire présente une longueur variant de 25 cm à 120 cm voir plus si nécessaire. La sonde étant ainsi réalisée, on note que le module 3 présente une forme et des dimensions telles que sa paroi externe s'inscrit dans le prolongement de la forme du tube 4 et du capteur 2, ce qui favorise l'introduction complète de la sonde dans le sol 30. On va maintenant décrire un mode de réalisation préféré du système selon l'invention en faisant référence aux figures 4 à 6. Conformément à l'invention, et comme le montre la figure 4, le système comporte au moins une sonde 1 telle que décrit précédemment et qui est reliée à la centrale 20, la centrale 20 étant réalisée pour délivrer une mesure de tension en eau d'un sol au moyen d'un second tableau de concordance qu'elle comporte à partir (i) de la valeur de tension fournie par les moyens de mesure de ladite au moins une sonde, et (ii) d'une valeur de température de sol délivrée par un capteur de température.

Le capteur de température C est illustré sur la figure 4.En revanche, un connecteur 32 qui relie la centrale au capteur de température est montré en figure 5. La figure 5 illustre de manière générale et schématiquement les éléments essentiels compris dans la centrale. Dans le cadre de ce mode de réalisation préféré, la centrale est conçue pour recueillir les mesures de trente-deux sondes et d'un capteur de température C. La centrale 20 comporte deux lignes (ou ports) 33 et 34 de io connexion avec le bus trifilaire B pour recevoir les mesures des trente-deux sondes réparties dans le sol 30. Une mémoire non volatile 23', dans laquelle est enregistré le deuxième tableau de concordance, assure la délivrance de la mesure de tension à partir de la valeur de température et à partir 15 des mesures délivrées par les sondes 1. La centrale 20 comporte également une mémoire volatile 22. SRAM qui garde en mémoire les mesures délivrées par les sondes 1 avant de les transmettre au serveur. Les mesures de tension sont délivrées au serveur 50 via le réseau 20 60, mais elles sont également stockées dans une autre mémoire EEPROM 23. De cette manière, après une coupure batterie ou une coupure d'alimentation externe de la centrale, l'enregistrement en FIFO ( First ln First Out ) permet de récupérer les vingt-cinq dernières séries de mesures.

La centrale comporte également un processeur 21 assurant la délivrance de la mesure de tension à partir du tableau de concordance et à partir des mesures délivrées par les sondes 1. La centrale a une capacité de stockage de mille vingt-quatre enregistrements en SRAM, soit une capacité de stockage des mesures qui sont réalisées à partir de trente-deux sondes reliées à la centrale, et qui sont enregistrées trois fois par jour pendant un an. Sont également stockés dans la mémoire EEPROM 23 de la io centrale d'autres paramètres tels que le nom donné à la centrale, le numéro de serveur et la fréquence d'appels et de mesures. En cas de rupture d'alimentation de la centrale, un système d'appel automatique de la centrale vers le serveur est mis en oeuvre pour remettre l'horloge du système à l'heure dès la remise sous tension. 15 La centrale est alimentée en 5 V û 2A soit sur secteur soit sur batterie. Pour ce faire, elle est équipée d'un connecteur d'alimentation externe 31 et d'un connecteur batterie 29. On prévoit également d'équiper la centrale d'un porte-pile 28. La centrale 20 comporte également un modem 25 assurant la 20 connexion avec le serveur 50 via le réseau 60 qui permet la communication à distance de la centrale.Le modem 25 est un modem GSM. Comme illustrée en figure 5, la centrale 20 comporte une antenne GSM 26 et un support de carte SIM 24 qui assurent la transmission des mesures au serveur 50 via le réseau GSM 25 représenté en figure 4.

Quand la centrale 20 est alimentée par le secteur, le modem GSM 25 de la centrale est constamment sous tension, ce qui permet d'appeler la centrale à tout moment depuis le serveur 50. Quand la centrale 20 est alimentée par une batterie, le modem GSM 25 de la centrale est mis en veille et ne se déclenche que lors des appels de la centrale 20 vers le serveur 50 déclenchés en fonction de l'horloge. Le système de veille permet de gagner en autonomie. La centrale reliée à trente-deux sondes et à un capteur de température, alimentée avec quatre accumulateurs AA de 1, 2 V sous au moins 1800 mA, présente une autonomie d'environ sept mois à raison d'une mesure par jour et une communication GSM par semaine. Enfin, la centrale est protégée dans un boîtier étanche qui présente une longueur de 165 mm, une largeur de 135 mm et une hauteur de 115 mm. Ces dimensions réduites permettent de le placer dans un tampon de type regard d'arrosage enfoui dans le sol. Il va maintenant être fait référence aux figures 4 et 6 pour décrire les échanges de données entre la centrale, le serveur et les sondes.

La centrale 20 est conçue soit pour communiquer à distance via le réseau GSM 30 avec le serveur 50, soit par voie filaire selon un protocole de communication faisant intervenir un ordinateur portable 40 sur site ou un ordinateur de bureau 500. L'ordinateur 500 est associé à un logiciel qui permet de télécharger les mesures stockées dans plusieurs centrales, de les visualiser et de les effacer.

La centrale 20 présente un élément de connexion 27 assurant la connexion physique entre l'ordinateur portable 40 et la centrale, pour permettred'enregistrer les mesures sauvegardées dans la mémoire de la centrale 20.

De manière générale, la centrale 20 communique au serveur 50, qui est relié par le réseau Internet I au poste utilisateur, les mesures réalisées par les sondes et converties en mesures de tensions. Le poste utilisateur délivre à l'utilisateur intéressé les mesures reçues sous forme de tableau ou autre moyen de présentation grâce au io logiciel associé. La communication sans fil entre la centrale 20 et le serveur 50 via le réseau GSM permet de configurer la centrale 20 et de télécharger les mesures enregistrées dans la centrale 20. Selon une fréquence réglable, la centrale 20, transmet les données 15 stockées au serveur 50 via le réseau 60. Si la centrale 20 est branchée sur secteur, alors le serveur peut configurer la centrale et télécharger les enregistrements via une communication GSM. Dans le cas d'un échec lors d'un appel, par exemple lorsque le 20 modem est occupé, l'appel est réitéré deux fois, chaque appel faisant lui-même l'objet de quatre tentatives. Dans le cas où les quatre tentatives n'ont pas abouti, la centrale se met en veille dans un premier temps, et se remet en marche à la fin d'un délai aléatoire compris entre 2 minutes et 10 minutes 30 25 secondes afin de recommencer un premier rappel.

Si ce premier rappel n'aboutit pas, alors la centrale lance un second et dernier rappel. En cas d'échec à l'issue de ce dernier rappel, la centrale ne fait plus de rappel : le prochain appel sera effectué lors de la prochaine échéance programmée (par exemple le lendemain si la centrale est programmée pour délivrer une mesure pour chacune des trente-deux sondes par jour). La figure 6 illustre de manière schématique les étapes essentielles qui sont mises en oeuvre à chaque relevé de mesures. Suivant une première étape 100, la centrale 20 déclenche la mesure d'une tension de l'eau du sol 30 par l'ensemble des sondes présentes. Cette étape 100 est réalisée grâce à l'émission, par la centrale 20 via le bus d'un code de commande de mesure 101 et d'un numéro de sonde 102 correspondant à la sonde choisie. Suivant une seconde étape 110, la sonde choisie procède à la mesure en déclenchant le capteur. Le déclenchement de la mesure du capteur, qui est passif, est rendu effectif en appliquant un courant aux 2 électrodes du capteur. Une inversion de courant suivant une sous-étape 111 est appliquée de manière à éliminer les sels qui se sont déposés à la surface des électrodes. Ce système d'inversion de courant empêche la dégradation accélérée des électrodes, et leur durée de vie s'en trouve rallongée Suivant une troisième étape 120, la mesure réalisée par le capteur est convertie en mesure de potentiel par les moyens électroniques 10 du module de la sonde, en appliquant le tableau de concordance 121. Lors de la mesure, la sonde électronique envoie un courant entre les deux électrodes du capteur.

Cette mesure est la résistivité électrique du milieu poreux. La résistivité présente une relation quasi linéaire avec la teneur en eau à l'intérieur du capteur. C'est cette relation qui est intégrée dans le tableau de conversion de la sonde électronique.

La teneur en eau à l'intérieur du capteur est un reflet de la tension de l'eau dans le sol car la quantité d'eau dans le capteur est telle que les forces de tension à l'intérieur et à l'extérieur du capteur sont égales. Le gypse (sulfate de calcium) permet de saturer le milieu en sels et io donc de se départir de l'influence de la salinité sur la mesure. La mesure est donc indépendante de la salinité. Il s'agit de données de tension exprimées en centibar (ou Kpa). Suivant une quatrième étape 130, la sonde transmet la mesure de potentiel obtenue vers la centrale 20 via le bus B. 15 Suivant une cinquième étape 150, le processeur convertit la mesure de tension à 24 C en mesure de tension à la température du sol en appliquant le second tableau de concordance 151 enregistré dans la mémoire EEPROM 23 de la centrale 20 à partir de la valeur de température 160 indiquée par le capteur de température C. 20 La mesure de tension est alors enregistrée dans la mémoire EEPROM et dans la mémoire SRAM de la centrale suivant une ultime étape 170. Cette mesure sera par la suite transmise au serveur via le réseau de communication GSM ou par RS à un ordinateur.

Ainsi réalisé et mis en oeuvre, le système selon l'invention présente les avantages suivants : Il permet un paramétrage et un rapatriement de données à distance, ce qui permet à l'utilisateur d'avoir les informations dont il 5 a besoin sans avoir à se déplacer. Le système permet également d'éviter un conflit de communication de plusieurs centrales vers le modem du serveur grâce au procédé de rappel automatique décrit ci-avant qui est basé sur un délai aléatoire compris entre 2 minutes et 10 minutes 30 secondes. i0

Claims (14)

REVENDICATIONS

1 û Sonde (1) de mesure d'un potentiel relatif à la tension de l'eau d'un sol, comportant : - un capteur (2) comprenant une enveloppe (16) contenant un matériau poreux (18) apte à capter une quantité d'eau du sol et à autoriser la migration de l'eau captée jusqu'à un premier milieu poreux (15) disposé en amont d'un second milieu (15') comportant deux électrodes (14), - et un module (3) comportant des moyens (10) de mesure de io tension de l'eau du milieu poreux (15'), lesdits moyens de mesure étant reliés aux électrodes (14) dudit capteur (2), et étant aptes à délivrer ladite tension du milieu poreux à partir de la mesure de résistivité entre les deux dites électrodes (14) et à partir d'un tableau de concordance entre la résistivité entre électrodes et les 15 tensions du milieu poreux, caractérisée en ce que ledit module (3) est réalisé solidaire dudit capteur (2) pour assurer l'enfouissement dans le sol dudit module (3) quand ledit capteur (2) est enterré dans le sol.

2. Sonde selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits 20 moyens de mesure comportent une carte électronique (10) de mesure de tension de l'eau dans le milieu poreux, alimentée en énergie par un câble trifilaire reliant la sonde à un module d'alimentation extérieur, la carte électronique étant noyée dans un élément de protection étanche (8).

3. Sonde selon la revendication 2, caractérisée en ce que ladite carte électronique (10) comporte une mémoire non volatile dans laquelle est enregistré ledit tableau de conversion.

4. Sonde selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite carte électronique (10) comporte un pont en H assurant une inversion de courant entre lesdites électrodes (14).

5. Sonde selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le capteur (2) présente une forme io cylindrique et en ce que ledit module (3) présente une forme s'inscrivant dans le prolongement de la forme du capteur (2).

6. Système de mesure de la tension en eau d'un sol, ledit système comportant - au moins une sonde de mesure (1) selon l'une quelconque des 15 revendications 1 à 8, - et une centrale (20) reliée à ladite au moins une sonde (1), ladite centrale (20) étant apte à délivrer ladite mesure de tension au moyen d'un second tableau de concordance qu'elle comporte à partir : 20 o de la valeur de tension fournie par les moyens de mesure de ladite au moins une sonde, o et d'une valeur de température de sol délivrée par un capteur de température (C).

7. Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite centrale (20) comprend des moyens de mise en veille.

8. Système selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que ladite centrale comporte un modem (25) et un port de connexion RS232.

9. Système selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que la centrale (20) comporte une mémoire non volatile (23') dans laquelle est enregistré ledit second tableau de concordance. io

10. Système selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que ladite centrale (20) comporte une mémoire volatile (22) associée à un processeur (21).

11. Système selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que ladite centrale (20) comporte au moins deux 15 ports de connexion (33 ;34), chacun desdits ports assurant la connexion avec au moins une sonde (1).

12. Système selon l'une quelconque des revendications 6 à 11, caractérisé en ce que ladite centrale comporte une mémoire non volatile (23) dédiée à l'enregistrement des valeurs de tensions 20 mesurées.

13. Procédé pour mesurer la tension en eau d'un sol, mettant en oeuvre un système de mesure de tension selon l'une quelconque des revendications 6 à 12, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : 25 -déclenchement de la mesure de tension par transmission d'un code de commande de la centrale (20) en direction de ladite aumoins une sonde (1) via un bus (B) reliant ladite centrale (20) à ladite au moins une sonde (1), - application d'un courant entre les électrodes (14) du capteur (2) de ladite au moins une sonde (1), - réalisation d'une première mesure de résistivité électrique par ledit capteur (2), - première conversion de la mesure de résistivité électrique en mesure de tension réalisée par ledit module (3) par application dudit premier tableau de concordance, io -transmission de la mesure de tension convertie de ladite au moins une sonde (1) à ladite centrale (20) via ledit bus (B), - et seconde conversion de la mesure de tension en mesure de tension à la température du sol par ladite centrale (20) par application dudit second tableau de concordance. 15

14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comporte une étape supplémentaire de transmission par la centrale (2) de ladite mesure de tension enregistrée à un serveur (50) via un réseau de communication (60) auquel sont reliés la centrale (20) et le serveur (50). 20 15 Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que ladite étape de transmission est réitérée en cas d'indisponibilité du serveur (50).16 Procédé selon l'une quelconque des revendications 13 à 15, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de remise à l'heure de la centrale (20) en cas de coupure de courant. 17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que 5 l'étape de remise à l'heure comporte les sous étapes suivantes - appel de la centrale (20) à un serveur (50) de sauvegarde de valeurs de tension mesurées, ledit serveur comportant des données d'indication de l'heure, - transmission dudit serveur (50) à ladite centrale (20) desdites io données d'indication de l'heure, - et remise à l'heure de ladite centrale (20) à partir desdites données.