WO2022049552A1 - Method and system for tracking, monitoring and predicting the health of a plant heritage - Google Patents

Method and system for tracking, monitoring and predicting the health of a plant heritage Download PDF

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WO2022049552A1
WO2022049552A1 PCT/IB2021/058090 IB2021058090W WO2022049552A1 WO 2022049552 A1 WO2022049552 A1 WO 2022049552A1 IB 2021058090 W IB2021058090 W IB 2021058090W WO 2022049552 A1 WO2022049552 A1 WO 2022049552A1
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Stéphane KREBS
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    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G17/00Cultivation of hops, vines, fruit trees, or like trees
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    • G06QINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • G08B21/00Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/18Status alarms

Definitions

  • the present invention generally relates to a method and a system for monitoring, monitoring and predicting the health of plant heritage comprising one or more specimens of ligneous or herbaceous plants, in particular plant heritage in an urban or rural environment, such as, in particular, tree heritage, orchards, vines, agricultural crops, market gardening, etc.
  • Patent publication No. EP 3 421 988 A1 the content of which is incorporated by reference into the present application, describes a device and a method for continuously measuring the "staticity" of trees.
  • staticity we mean the susceptibility of each tree to undergoing movement or - in other words - the degree of stability of the tree.
  • the degree of stability of the tree is measured and evaluated by means of a triple-axis motion sensor, such as an accelerometer.
  • an anemometer to optionally measure the force of the wind to which the tree is subjected.
  • Patent publication No. CN 103903400 A the content of which is also incorporated by reference in the present application, describes a system for measuring the degree of inclination of a tree likely to present a risk of falling, which system is arranged in order to generate an alert when the degree of inclination of the tree is indicative of a danger.
  • it is planned to use a triple acceleration sensor axes, which sensor is attached to the trunk of the tree. This approach suffers from essentially the same limitations as the approach disclosed in patent publication No. EP 3 421 988 A1 discussed above.
  • European patent No. EP 1 793 225 B1 the content of which is incorporated by reference in the present application, describes a device and a method for the non-destructive inspection of a tree operating by acoustic tomography.
  • This solution makes it possible to inspect the internal state of a tree in a non-destructive way, which is particularly desirable in order to determine and visualize the internal state of the trunk of the tree, in particular in order to diagnose the hardness, the existence of cavities and rot, and/or the humidity content of the tree trunk, parameters which allow an assessment of the risk of the tree falling.
  • this approach is cumbersome and complex to implement in practice.
  • Utility Model No. CN 208969721 U the contents of which are incorporated by reference into the present application, describes an ancient tree management system based on the Internet of Things ("Internet of Things” or "loT”) namely the use of connected objects. It is essentially a question of allowing the competent service of a city to facilitate the tasks of managing the tree heritage of the city by concentrating and listing the information relating to each tree and its state of health, as noted on the field, in a centralized server, which centralized server can be interrogated or updated remotely by an operator of the city service.
  • Internet of Things Internet of Things
  • Each tree is equipped with a device for predicting the appearance of the disease comprising in particular at least one measurement sensor placed on or near the tree, and a communication unit configured to transmit the measurement data to a server via a data transmission network.
  • a device for predicting the appearance of the disease comprising in particular at least one measurement sensor placed on or near the tree, and a communication unit configured to transmit the measurement data to a server via a data transmission network.
  • prediction devices are envisaged combining various types of measurement sensors, in particular a first humidity measurement sensor placed on the tree, a second humidity measurement sensor placed in the ground where the tree is located, in particular at the level of the roots, a temperature/humidity sensor placed in the environment of the tree, a sensor for measuring the sugar content relative to the tree, and a sensor for measuring rosin (or "rosin”) ).
  • Patent publication No. WO 2019/124657 A1 describes a method as well as a system for predicting a disease affecting trees based essentially on a humidity measurement.
  • Patent publication No. WO 99/44050 A1 describes an ultrasonic tomography measuring apparatus comprising a belt configured to be arranged around the trunk of a tree, which belt comprises a plurality of ultrasonic sensors capable of measuring the internal structure of the tree.
  • a general object of the present invention is to propose a method and a system making it possible to ensure the monitoring and surveillance, with the possibility of prediction, of the health of plant heritages which remedies the problems and limitations of the known solutions. More specifically, an object of the present invention is to propose such a solution which makes it possible to ensure such monitoring and such monitoring in real or almost real time, thereby ensuring permanent or almost permanent monitoring and monitoring of the heritage in question. .
  • Yet another object of the present invention is to propose such a solution which allows a more reliable, representative and complete characterization and evaluation of the state of health of each specimen constituting a plant heritage.
  • the present invention meets these aims by proposing a method whose characteristics are listed in claim 1, namely a method for monitoring, monitoring and predicting the health of a plant heritage comprising at least one specimen of a plant. woody or herbaceous, the method comprising the following steps: a) equipping each specimen constituting the plant heritage by means of a set of sensors making it possible to measure several parameters representative of the state of health of the specimen or likely to affect the state of health of the specimen; b) communication of the measurement data generated by each set of sensors to a data collection centre; c) characterization of the state of health of each specimen using the measurement data collected by the data collection center in order to build a predictive model of the health of each specimen; d) assessment of the health status of each specimen based on the specimen health predictive model; and e) generating an alert if the specimen health predictive model is indicative of a hazard or other risk associated with a decline in specimen health status.
  • the invention differs notably from known solutions in that a predictive model of the health of each specimen is constructed on the basis of the measurement data collected.
  • This predictive model makes it possible to characterize not only the current state of health of the specimen, but also its susceptibility to lead to the occurrence of a danger (for example a fall) or any other risk linked to a deterioration in the state of health of the specimen (for example a disease, a parasite, or other pathology affecting the state of health of the plant in question). It is therefore on the basis of the predictive model of the health of the specimen, which takes into account all the parameters representative of the state of health of the specimen or likely to affect the state of health of the specimen, that the assessment of the state of health of each specimen is carried out.
  • the step d) of evaluating the state of health of each specimen includes the comparison of the predictive model of the health of the specimen with at least one reference model characterizing a good state of health of the specimen or a poor state of specimen health.
  • the predictive model of the health of each specimen is compared to at least one reference model (or even several) which characterizes a good state of health or, on the contrary, a bad state of health of the specimen.
  • both the predictive model and the reference model are constructed on the basis of a set of data relating to the various parameters representative of the state of health of the specimen or likely to affect the state of health. of the specimen. According to this preferred approach, it is thus possible to identify and characterize the signature of a breast specimen, respectively that of a specimen at risk or suffering from a disease, a parasite, or other pathology affecting the state of health of the specimen. .
  • step c) of characterizing the state of health of each specimen is carried out taking into account the typology specific to each specimen and the characteristics specific to the typology of each specimen. Indeed, the state of health of any plant specimen cannot necessarily be characterized by the same set of parameters or measurement data. Each type of plant can thus lead to the need to build a predictive model of the state of health that is different from one type to another.
  • each set of sensors is configured to carry out several measurements from among the set of following measurements, namely a measurement of water stress undergone by the specimen, a measurement of sap flow circulating in the trunk of the specimen, a measurement of structural integrity of the trunk of the specimen, a measurement of the temperature of the specimen and/or its environment, a measurement by imaging the specimen in a determined wavelength or range of wavelengths, a measurement of the movement of the specimen, a measurement of mechanical stresses to which the specimen is subjected, a measurement of environmental conditions undergone by the specimen, a measurement of electrical conductivity of the specimen, and a measurement of the surrounding gaseous components.
  • this is not necessarily an exhaustive list, other additional measures may be considered if necessary. It will be understood that the greater the diversity of the measurements taken, the more representative the predictive model of the state of health of the specimen concerned will be. Although it is possible to install only one sensor, it is preferable to proceed with the installation of several sensors.
  • the set of sensors considered must make it possible to optimize an overall management of the specimens considered in correlation with their history, for the benefit of their health and/or the safety of people and the environment.
  • each specimen is implanted, particularly in terms of robustness, dangerousness, statics and vitality, by measuring (directly or indirectly) and analyzing multiple physical and physiological factors, exogenous and/or endogenous, such as:
  • Step a) of equipping each specimen may in particular include: equipping a plurality of dedicated sensors arranged on or near the specimen concerned; the equipment of a short-distance receiver device configured to receive the measurement data from one or more sensors among said plurality of dedicated sensors by means of a wireless link; and the equipment of a transmitter device coupled to said short-distance receiver device, and if necessary directly to one or more sensors among said plurality of dedicated sensors, which transmitter device is configured to communicate the measurement data collected locally to said central data collection.
  • This solution offers increased flexibility in that the various sensors required can be distributed on and/or in the vicinity of the specimen concerned, without being constrained by the need to arrange all of the sensors in a single and unique device attached to the specimen. All or part of the sensors can thus communicate the measurement data to the associated short-distance receiver device by means of a wireless link in order to allow their retransmission by the transmitter device to the control center. data gathering. It is alternatively or additionally conceivable that all or part of the sensors directly transmit the measurement data to the data collection center, in which case each sensor concerned will be equipped with transmission means suitable for this purpose.
  • step b) of communicating measurement data is carried out in real time or periodically
  • step c) of characterizing the state of health of each specimen includes updating in real time or the specimen health predictive model periodically based on the collected measurement data.
  • steps d) and e) are preferably repeated as soon as the predictive model of the health of the specimen concerned is updated.
  • the present invention also meets the aforementioned aims by proposing a system whose characteristics are listed in claim 7, namely a system for monitoring, monitoring and predicting the health of a plant heritage for the implementation of the method according to the invention, comprising: at least one set of sensors intended to equip each specimen constituting the plant heritage; a data collection center configured to collect the measurement data generated by each set of sensors and compile a set of collected measurement data relating to the plant heritage; and a transmitter device associated with each set of sensors and configured to ensure the communication of the measurement data generated by the set of sensors to said data collection center.
  • Steps c) to e) of the method according to the invention can be implemented by the data collection center or by means of one or more ad hoc data processing systems able to access the measurement data collected by the central data collection.
  • each set of sensors comprises a plurality of dedicated sensors arranged on or near the specimen concerned and the system further comprises a short-distance receiver device associated with each set of sensors and configured to receive the measurement data from one or several sensors among said plurality of dedicated sensors by means of a wireless link.
  • each transmitter device is then configured to ensure the communication of measurement data collected locally to said data collection center.
  • the present invention also relates to a measuring device capable of being used in particular within the framework of the system according to the invention.
  • This measuring device comprises an extensible belt configured so as to be able to be arranged around the trunk of a specimen of a capitaous plant, said extensible belt being coupled by a wired or non-wired connection to at least one sensor and/or bearing at least a sensor, which sensor is capable of measuring a parameter representative of the state of health of the specimen or capable of affecting the state of health of the specimen.
  • the measuring apparatus comprises alternatively or additionally a measuring device which can be inserted at least partially inside the trunk of a specimen of a woody plant, which measuring device comprises at least one sensor capable of measuring a parameter representative of the health of the specimen or likely to affect the health of the specimen.
  • the measuring equipment comprises alternatively or additionally one or more sensors placed in the vicinity of the specimen, on its foliage, its branches, or its plant ramifications.
  • - Figure 1 shows an overall schematic view of a system applied to the monitoring and surveillance of the health of a plant heritage, in this case, and more specifically, a tree heritage comprising a plurality of trees, according to an embodiment of the invention
  • - Figure 2 shows a schematic view of an isolated tree among the set of trees of the tree heritage of Figure 1 as well as a set of associated sensors making it possible to measure several parameters representative of the state of health of the tree or likely to affect the state of health of the tree;
  • FIG. 3 is a schematic diagram summarizing the various steps of the method implemented by means of the system of Figure 1 and each set of sensors, such as the set of sensors of Figure 2;
  • FIG. 4 is a schematic representation of an embodiment of step d) of the method of Figure 3 according to a preferred embodiment
  • FIG. 5 is a schematic diagram of an embodiment of step c) of the method of Figure 3 according to a preferred embodiment
  • FIG. 6 is a schematic representation of a measuring device according to one embodiment of the invention, which measuring device comprises in particular an extensible belt arranged around the trunk of a tree as well as a measuring device at least partially inserted into the trunk of the tree; and
  • FIG. 7 is a schematic representation of the measuring device of Figure 6 partially inserted into the trunk of the tree.
  • FIG. 1 is a schematic overview of a system for tracking, monitoring and predicting the health of a plant heritage according to an embodiment of the present invention, which plant heritage is designated globally by the reference PV .
  • This plant heritage PV is constituted here by way of illustrative example of a tree heritage comprising a plurality of trees A.1, A.2, A.3, etc. (each tree of the tree heritage PV also being designated indifferently by the reference Ai) distributed over the whole of a determined territory, for example the territory of a city.
  • any reference to the tree heritage PV must be understood as an illustrative reference to an example of plant heritage (in this case a capitaous plant heritage) within the meaning of the invention.
  • any reference to each tree Ai should be understood as an illustrative reference to an example of a plant specimen (in this case a ligneous plant) within the meaning of the invention.
  • the present invention is particularly applicable to the management of plant heritage (in particular but not exclusively ligneous) in an urban environment, but is not necessarily limited to such an application.
  • the invention is thus perfectly applicable to the management of a plant heritage in a rural environment, for example a forest or an arboreal exploitation such as an orchard comprising one or more species of fruit trees, or else vines, shrubs, crops agriculture or market gardening, this list not being exhaustive.
  • a forest or an arboreal exploitation such as an orchard comprising one or more species of fruit trees, or else vines, shrubs, crops agriculture or market gardening, this list not being exhaustive.
  • the particular nature of each plant is not limiting and it can indifferently be any ornamental or fruit tree, established naturally or not in the environment, vines, shrubs, shrubs, or any other specimen of plants.
  • the present invention is also applicable where appropriate to the management of herbaceous plant heritage, namely for any application in the field of agriculture and market gardening.
  • plant heritage it must therefore be understood that it is a question of a heritage made up of one or more specimens of plants (woody or herbaceous) which one specifically wishes to ensure the monitoring and surveillance, which heritage can be representative of a wider range of specimens located in the targeted territory.
  • the heritage considered may, where appropriate, consist of one and the same species of plants or, conversely, of a mix of different species.
  • each tree Ai of the tree heritage PV considered is equipped with a set of sensors 10.i (sets which are designated by the references 10.1 to 10.9 in Figure 1), each set of sensors 10.i being arranged to allow the measurement of various parameters representative of the state of health of the associated tree Ai or likely to affect the state of health of the associated tree Ai As will be seen later, each set of sensors 10.i is configured to carry out several measurements indicative of or liable to impact the state of health of the associated tree Ai
  • Each set of sensors 10.i thus allows the collection of a corresponding set of measurement data, designated ⁇ DATAA ⁇ , specific to each tree A.i.
  • These measurement data ⁇ DATAA ⁇ are collected, for each tree Ai of the tree heritage PV, and communicated to a data collection center 100 which compiles these data in the form of a set of data ⁇ DATAPV ⁇ relating to the tree heritage considered PV.
  • This data ⁇ DATAPV ⁇ may be processed, in accordance with the provisions mentioned below, directly at the level of the data collection center 100 or be made available to one or more ad hoc data processing systems 100*.
  • the measurement data collected by each sensor can, if necessary, be processed or preprocessed at the level of the sensor concerned or at the level of the set of sensors 10.i before being transmitted to the data collection center.
  • optimization methods such as “edge computing” (or “periphery computing”) or “fog computing” (or “geodistributed computing”) can be perfectly implemented.
  • Figure 2 is a schematic view of an isolated tree Ai among the set of trees of the tree heritage PV and of the set of associated sensors 10.i making it possible to measure various parameters representative of the state of health of the tree Ai or likely to affect the state of health of the tree Ai More specifically, the set of sensors 10.i comprises a plurality of dedicated sensors 10A-10F arranged on or near the tree Ai
  • the sensor 10A is placed close to the rooting of the tree A.i in order to perform a direct measurement at the level of the roots of the tree A.i. It may in particular be a sensor partially or completely buried at the level of the roots of the tree A.i in order to measure the degree of humidity of the soil at the level of the rooting of the tree A.i. Such a measurement makes it possible in particular to derive a measurement of the water stress undergone by the tree A.i.
  • the sensors 10B, 10D and 10E are arranged on or near the plant, respectively the trunk T of the tree A.i in order to carry out various direct or indirect measurements at the level of the trunk T of the tree A.i.
  • the sensor 10B can thus be a sensor making it possible to carry out a measurement (invasive or non-invasive) of the flow of sap circulating in the trunk T of the tree A.i.
  • the sensor 10D can itself be a sensor making it possible to measure the structural integrity of the trunk of the tree A.i, for example by means of a probe inserted into the trunk T of the tree.
  • the sensor 10E can be a sensor making it possible to measure the movement of the shaft A.i, such as an accelerometer, or a measurement of the mechanical stresses to which the shaft A.i is subjected, such as a strain gauge.
  • a sensor making it possible to perform an electrical conductivity measurement.
  • the sensor 10C is placed close to the tree Ai in order to carry out an additional measurement, such as a thermal measurement of the tree Ai (for example a measurement of the average temperature of the foliage F) or a measurement by imaging of all or part of the Ai tree by means of a camera.
  • a thermal measurement of the tree Ai for example a measurement of the average temperature of the foliage F
  • a measurement by imaging of all or part of the Ai tree by means of a camera This may be a measurement by imaging in the visible (by means of a color camera or not) or in the invisible (for example by means of an infrared camera or any other camera sensitive to a wavelength or range of wavelengths outside the visible range) making it possible to derive a qualitative measurement of all or part of the tree and its evolution over time. Imaging techniques can thus be implemented in order to determine the occurrence of a noticeable change in the appearance and/or posture of the tree Ai
  • the sensor 10F is for its part arranged close to the tree Ai in order to proceed to a measurement of environmental conditions undergone by the tree, such as the force of the wind, the sunshine, the ambient temperature, the level of precipitation, the possible lightning strikes, degree of environmental pollution, etc.
  • a thermal or environmental measurement also makes it possible to detect the possible occurrence of a fire affecting the specimen concerned and/or its surrounding environment, which is of interest for the purposes of detecting, for example, the occurrence of forest or brush fires.
  • At least a portion of the sensors may suitably be mounted on an expandable belt placed around the trunk of the specimen, resistant to weather, theft and vandalism. Some sensors can also take the form of sensors inserted directly into the trunk of the tree, if necessary connected to the aforementioned stretch belt.
  • FIG. 6 is a schematic illustration of a measuring device suitable for use according to one embodiment of the invention.
  • This measuring apparatus comprises in particular an extensible belt C arranged around the trunk T of a tree as well as a measuring device 15 at least partially inserted into the trunk T of the tree.
  • the expandable belt C can carry a sensor 10b (or even several) and/or be coupled by a wired or wireless connection to one or more remote sensors, such as a sensor 10c mounted on a branch B or a sensor 10d coupled to the foliage F of the tree.
  • the expandable belt C can also carry other components necessary for the implementation of the required functionalities, such as the short-distance receiver device 20 and the transmitter device 50 discussed below, and/or any other component, for example an energy source 30 (battery or other), an audible and/or visual alert transmitter 40, etc.
  • the measuring device 15 can for example be inserted into the trunk T close to the expandable belt C and be connected to the latter by means of a wired (as illustrated) or non-wired connection.
  • the measuring device 15 is illustrated schematically in Figure 7. It can advantageously take the form of a probe or essentially hollow screw 11 insertable at least partially into the trunk T and accommodating within it one or more sensors 10a.
  • This probe 11 can be closed at its outer end by a head 11a closing off the probe 11 in order to protect the sensors 10a from any environmental interference and to allow their maintenance.
  • the sensor or sensors 10a can be functionally connected to the stretch belt C by means of a wired connection 15a in order to ensure the transmission of measurement data.
  • the transmission of the measurement data coming from the sensor(s) 10a could alternatively be carried out by means of a wireless link.
  • the measurements made in relation to each specimen of the plant heritage can be endogenous, namely relating to the specimen A.i itself, or exogenous, namely relating to the environment in which the specimen A.i is found.
  • exogenous namely relating to the environment in which the specimen A.i is found.
  • sensors directly or indirect
  • physiological measurements by sensors can also be carried out, including in particular root absorption, circulation of raw and elaborated sap, photosynthesis, evapotranspiration, respiration, sap analysis, stored reserves, available water in the soil, etc.
  • each specimen Ai can still be equipped with a location system (for example GPS) making it possible to determine the location of the specimen concerned, information likely to also be communicated to the central collection of data 100 in addition to the measurement data.
  • a location system for example GPS
  • each specimen may also be equipped with a danger warning system capable of emitting an audible and/or visual alert in the event of the occurrence of a danger or other risk identified in relation to the state of health of the specimen.
  • a danger warning system capable of emitting an audible and/or visual alert in the event of the occurrence of a danger or other risk identified in relation to the state of health of the specimen.
  • each specimen with a machine-readable identifier (such as a QR code or any other suitable coding), or even an information system dedicated to amateurs and/or professionals in order to provide descriptive information specific to each specimen (species, age, date of establishment, history, specificities, etc.).
  • a smartphone application can thus be provided in order to read a QR code associated with each specimen and provide access to said descriptive information. Any other device or information system is possible.
  • Figure 2 also illustrates the presence of a transmitter device 50 associated here with the aforementioned set of sensors 10.i and configured to transmit the measurement data ⁇ DATAA ⁇ collected locally by the set of sensors 10.i to the data collection center 100 previously mentioned.
  • the transmitter device 50 can thus be a connected device (or “loT” device) capable of directly transmitting the measurement data ⁇ DATAA ⁇ , preferably in a secure manner, over a local or extended data network, such as the Internet.
  • a connected device or “loT” device
  • the measurement data ⁇ DATAPV ⁇ of all the PV tree heritage concerned could thus be automatically downloaded into a dedicated cloud hosted on a server accessible via the Internet.
  • the transmission of the data ⁇ DATAA ⁇ can be operated through a cellular telephone network or any other radio transmission network, in which case the transmitter device 50 will then be configured to format and transmit the measurement data ⁇ DATAA ⁇ on the radio frequency band allocated or made available for this purpose.
  • the transmitter device 50 can be directly connected to a wired communication network, whether it is an optical fiber network or any other suitable physical channel making it possible to ensure the wired transmission of data.
  • FIG. 2 illustrates by way of example that the sensors 10B, 10D and 10E are directly connected to the transmitter device 50, thus allowing the direct transmission of measurement data to the transmitter device 50, while the sensors 10A, 10C and 10F are sensors that do not have a direct link with the transmitter device 50.
  • Each of these sensors 10A, 10C, 10F is in wireless communication with the short-distance receiver device 20 in order to transmit the measurement data to it.
  • this wireless link can be ensured in any suitable manner, for example, but not exclusively by means of a local wireless network link (or "WLAN") established according to a Wi-Fi protocol based on the standard IEEE 802.11.
  • WLAN wireless network link
  • FIG. 2 shows the transmitter device 50 and the short-distance receiver device 20 as two distinct devices, it will be understood that the functions of each device can be perfectly integrated into one and the same transmitter-receiver device.
  • one or more of the dedicated sensors 10A-10F directly communicate the measurement data which are specific to him/her/them to the data collection unit 100 (for example by means of a direct connection to an extended data network such as the Internet, in which case we can speak of connected sensors or loT sensors), the functionalities of the transmitter device 50 then being integrated into each sensor concerned.
  • a transmitter device 50 common to each set of sensors 10.i nevertheless appears preferable in the sense that such use makes it possible to transmit the measurement data ⁇ DATAA ⁇ specific to each tree Ai in the form of a same data packet, if necessary accompanied by identification data specific to the tree Ai concerned, including for example an indication of the type of tree Ai (ornamental or fruit, essence, species, etc.) and/or other information such as the location of the Ai tree, its age, its location, etc.
  • Figure 3 is a schematic diagram summarizing the various steps of the method implemented by means of the system of Figure 1 and of each set of sensors, such as the set of sensors 10. i of Figure 2.
  • the method according to invention is essentially divided into five main steps, namely: a) the equipment (or apparatus) of each specimen Ai constituting the plant heritage concerned PV by means of a set of sensors 10.i making it possible to measure several parameters representative of the state of health of the specimen Ai or likely to affect the state of health of the specimen Ai (as discussed above); b) the communication of the measurement data ⁇ DATAAJ ⁇ generated by each set of sensors 10.i to the data collection center 100 (according to one or the other of the methods already discussed); c) the characterization of the state of health of each specimen Ai by means of the measurement data ⁇ DATAPV ⁇ collected by the data collection center 100 in order to construct a predictive model, designated [HEALTHAJ], of the health of each specimen Have ; d) evaluating the health status of each specimen Ai based on the predictive model [HE
  • the innovative approach is thus based on the characterization of the state of health of each specimen in a global and “multisensory” way, rather than on the basis of a single measurement parameter or a very small set of measurement parameters. It is in fact a question of determining and measuring the parameters which characterize a specimen in good health versus a subject presenting a reduced vitality, even a risk for the population or its immediate environment.
  • the characterization of the state of health of each specimen which is carried out according to the invention must therefore be understood as being based on a multi-parameter analysis making it possible to characterize the health of the specimen concerned from multiple angles and according to multiple variables.
  • the various measurement variables specific to each specimen or type of specimen may in particular be described by Gaussians or other statistical parameters characterizing a "normal" variation envelope through an initial calibration or learning phase, which may require implementation of machine learning techniques and algorithms.
  • step b) of communicating measurement data is carried out in real time or periodically
  • step c) of characterizing the state of health of each specimen includes updating in real time or periodicity of the predictive model [HEALTHA ] of the health of the specimen Ai according to the collected measurement data.
  • steps d) and e) are preferably repeated as soon as the predictive model of the health of the specimen concerned is updated.
  • Figure 4 is a schematic representation of an embodiment of step d) of the method of Figure 3 according to a preferred embodiment of the invention.
  • the predictive model [HEALTHAJ] of the health of specimen Ai with at least one reference model, designated [HEALTHREF].
  • This reference model [HEALTHREF] can be a reference model characterizing a good state of health of the specimen Ai or a reference model characterizing, conversely, a poor state of health of the specimen Ai (for example due to a disease, a parasite , or other pathology).
  • This reference model [HEALTHREF] can be constructed on the basis of an earlier predictive model [HEALTHA ] of the health of the specimen Ai, judged to be representative of a good state of health, in which case the comparison leads to determining any variations in the state of health of the specimen Ai over time.
  • the reference model [HEALTHREF] can be built on the basis of a standard predictive model of the health of a specimen of the same nature elaborated on the basis of a statistical model taking into account a large population of specimens of same nature.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of an embodiment of step c) of the method of Figure 3 according to a preferred embodiment of the invention.
  • the step of characterizing the state of health of each specimen Ai namely the development of the predictive model [HEALTHAJ]
  • TYPEAJ the typology, designated TYPEAJ, specific to each specimen Ai and characteristics specific to the TYPEA typology of each specimen Ai
  • TYPEAJ the typology, designated TYPEAJ
  • TYPEA typology of each specimen Ai the state of health of any plant cannot necessarily be characterized by the same set of parameters or measurement data.
  • Each type of plant can thus lead to the need to build a predictive model of the state of health that is different from one type to another.
  • the typology corresponding to the specimen concerned Ai is first selected from a predetermined set of typologies designated TYPEi, TYPE2, TYPE3, etc. On the basis of this selection, one then proceeds to the selection of a basic predictive model, designated [HEALTHBASELINE], which is predetermined for the selected typology TYPEAJ.
  • the proper characterization of the state of health of the specimen concerned Ai can be carried out by means of the measurement data ⁇ DATAAJ ⁇ of the specimen concerned Ai
  • a “typical” predictive model is previously determined for each typology of specimen concerned, and the predictive model of each specimen is built from this "typical” predictive model and feeds using the current measurement data ⁇ DATAA ⁇ of the specimen concerned Ai
  • Figures 1 and 2 show a tree heritage PV made up of several trees A.i, it will again be understood that the invention is applicable to any ligneous, even herbaceous plant heritage, comprising one or more plant specimens.
  • the plant heritage can be made up of a set of specimens belonging to the same plant species or, on the contrary, be made up of a mix of plant species.

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Abstract

Described are a method and a system for tracking, monitoring and predicting the health of a plant heritage (PV) comprising at least one specimen of a plant (A.1, A.2, A.3,...). Each specimen (A.i) constituting the plant heritage (PV) is equipped with a set of sensors (10.i, 10.1, 10.2, 10.3,...) for measuring a plurality of parameters representative of the state of health of the plant (A.i) or potentially affecting the health of the plant (A.i). The measurement data ({DATAA.i}) generated by each set of sensors (10.i) is communicated to a data collection center (100). A characterization of the state of health of each specimen (A.i) is performed using the measurement data ({DATAPV}) collected by the data collection center (100), in order to build a predictive model of the health of each specimen (A.i). An assessment of the state of health of each specimen (A.i) is made on the basis of the predictive model, and an alert is generated if the predictive model of the health of the specimen is indicative of a danger or other risk related to a worsening health of the specimen (A.i).

Description

PROCÉDÉ ET SYSTÈME DE SUIVI, DE SURVEILLANCE ET DE PRÉDICTION DE LA SANTÉ D’UN PATRIMOINE VÉGÉTAL METHOD AND SYSTEM FOR MONITORING, MONITORING AND PREDICTING THE HEALTH OF A PLANT HERITAGE
DOMAINE TECHNIQUE TECHNICAL AREA
La présente invention se rapporte de manière générale à un procédé et un système de suivi, de surveillance et de prédiction de la santé de patrimoines végétaux comprenant un ou plusieurs spécimens de végétaux ligneux ou herbacés, en particulier de patrimoines végétaux en milieu urbain ou rural, tels que, notamment, des patrimoines arborés, des vergers, des vignes, des cultures agricoles, des cultures maraichères, etc.. The present invention generally relates to a method and a system for monitoring, monitoring and predicting the health of plant heritage comprising one or more specimens of ligneous or herbaceous plants, in particular plant heritage in an urban or rural environment, such as, in particular, tree heritage, orchards, vines, agricultural crops, market gardening, etc.
ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE TECHNOLOGICAL BACKGROUND
La publication brevet No. EP 3 421 988 A1 , dont le contenu est incorporé par référence dans la présente demande, décrit un dispositif et un procédé pour mesurer en continu la « staticité » d’arbres. Par « staticité », il faut comprendre la susceptibilité de chaque arbre à subir un mouvement ou - en d’autres termes - le degré de stabilité de l’arbre. Selon l’enseignement de cette demande de brevet européen, le degré de stabilité de l’arbre est mesuré et évalué au moyen d’un capteur de mouvement triple axes, tel un accéléromètre. Il est également prévu l’emploi complémentaire d’un anémomètre afin de mesurer optionnellement la force du vent auquel est soumis l’arbre. Cette approche, bien qu’opportune afin d’anticiper la chute éventuelle d’un arbre, ne permet toutefois pas d’obtenir une indication suffisamment fiable, représentative et complète de l’état de santé de l’arbre, l’évaluation opérée étant limitée à une mesure de mouvement de l’arbre, le cas échéant combinée à une mesure d’une condition environnementale susceptible d’affecter ce mouvement, à savoir la force du vent. Patent publication No. EP 3 421 988 A1, the content of which is incorporated by reference into the present application, describes a device and a method for continuously measuring the "staticity" of trees. By "staticity" we mean the susceptibility of each tree to undergoing movement or - in other words - the degree of stability of the tree. According to the teaching of this European patent application, the degree of stability of the tree is measured and evaluated by means of a triple-axis motion sensor, such as an accelerometer. There is also provision for the additional use of an anemometer to optionally measure the force of the wind to which the tree is subjected. This approach, although appropriate in order to anticipate the possible fall of a tree, does not however make it possible to obtain a sufficiently reliable, representative and complete indication of the state of health of the tree, the evaluation carried out being limited to a measurement of the movement of the tree, if necessary combined with a measurement of an environmental condition likely to affect this movement, namely the force of the wind.
La publication brevet No. CN 103903400 A, dont le contenu est également incorporé par référence dans la présente demande, décrit un système pour mesurer le degré d’inclinaison d’un arbre susceptible de présenter un risque de chute, lequel système est agencé afin de générer une alerte dès lors que le degré d’inclinaison de l’arbre est indicatif d’un danger. À l’image de la publication brevet No. EP 3 421 988 A1 , il est prévu l’utilisation d’un capteur d’accélération triple axes, lequel capteur est fixé au tronc de l’arbre. Cette approche souffre essentiellement des mêmes limitations que l’approche exposée dans la publication brevet No. EP 3 421 988 A1 discutée ci-dessus. Patent publication No. CN 103903400 A, the content of which is also incorporated by reference in the present application, describes a system for measuring the degree of inclination of a tree likely to present a risk of falling, which system is arranged in order to generate an alert when the degree of inclination of the tree is indicative of a danger. Like the patent publication No. EP 3 421 988 A1, it is planned to use a triple acceleration sensor axes, which sensor is attached to the trunk of the tree. This approach suffers from essentially the same limitations as the approach disclosed in patent publication No. EP 3 421 988 A1 discussed above.
Le brevet européen No. EP 1 793 225 B1 , dont le contenu est incorporé par référence dans la présente demande, décrit un dispositif et un procédé d’inspection non destructif d’un arbre opérant par tomographie acoustique. Cette solution permet d’inspecter l’état interne d’un arbre d’une manière non destructive, ce qui est particulièrement souhaitable de manière à déterminer et visualiser l’état interne du tronc de l’arbre, en particulier de manière à diagnostiquer la dureté, l’existence de cavités et de pourriture, et/ou la teneur en humidité du tronc de l’arbre, paramètres qui permettent une évaluation du risque de chute de l’arbre. Cette approche est toutefois lourde et complexe à mettre en œuvre en pratique. European patent No. EP 1 793 225 B1, the content of which is incorporated by reference in the present application, describes a device and a method for the non-destructive inspection of a tree operating by acoustic tomography. This solution makes it possible to inspect the internal state of a tree in a non-destructive way, which is particularly desirable in order to determine and visualize the internal state of the trunk of the tree, in particular in order to diagnose the hardness, the existence of cavities and rot, and/or the humidity content of the tree trunk, parameters which allow an assessment of the risk of the tree falling. However, this approach is cumbersome and complex to implement in practice.
Le modèle d’utilité No. CN 208969721 U, dont le contenu est incorporé par référence dans la présente demande, décrit un système de gestion d’arbres anciens basé sur l’Internet des objets (« Internet of Things » ou « loT ») à savoir l’utilisation d’objets connectés. Il est pour l’essentiel question de permettre notamment au service compétent d’une ville de faciliter les tâches de gestion du patrimoine arboré de la ville en concentrant et répertoriant les informations relatives à chaque arbre et à son état de santé, tel que constaté sur le terrain, dans un serveur centralisé, lequel serveur centralisé peut être interrogé ou mis à jour à distance par un opérateur du service de la ville. Il est ainsi notamment prévu d’associer à chaque arbre une étiquette d’identification portant un code bidimensionnel, laquelle étiquette d’identification peut être lue au moyen d’un terminal mobile et faciliter ainsi l’identification de l’arbre et la consultation ou l’actualisation des informations y relatives dans le serveur centralisé. Il est également envisagé de permettre le cas échéant à des utilisateurs tiers, tels des touristes, d’accéder à des informations descriptives relatives aux arbres anciens concernés en exploitant de même l’étiquette d’identification afin de faciliter l’identification de chaque arbre et l’accès auxdites informations descriptives. Il n’est toutefois nullement question de procéder à une quelconque caractérisation ou évaluation en temps réel de l’état de santé de chaque arbre. La publication brevet No. EP 3 531 367 A1 décrit un système et un procédé de prédiction de l’apparition d’une maladie affectant un ou plusieurs arbres, en l’occurrence une maladie de flétrissement du pin (« pine wilt disease »). Chaque arbre est équipé d’un dispositif de prédiction de l’apparition de la maladie comprenant notamment au moins un capteur de mesure placé sur ou à proximité de l’arbre, et une unité de communication configurée pour transmettre les données de mesure à un serveur via un réseau de transmission de données. Plusieurs variantes de dispositifs de prédiction sont envisagées combinant divers types de capteurs de mesures, notamment un premier capteur de mesure d’humidité placé sur l’arbre, un second capteur de mesure d’humidité placé dans le sol où l’arbre est situé, en particulier au niveau des racines, un capteur de température/humidité placé dans l’environnement de l’arbre, un capteur de mesure de la contenance en sucre relative à l’arbre, et un capteur de mesure de colophane (ou « rosine »). Utility Model No. CN 208969721 U, the contents of which are incorporated by reference into the present application, describes an ancient tree management system based on the Internet of Things ("Internet of Things" or "loT") namely the use of connected objects. It is essentially a question of allowing the competent service of a city to facilitate the tasks of managing the tree heritage of the city by concentrating and listing the information relating to each tree and its state of health, as noted on the field, in a centralized server, which centralized server can be interrogated or updated remotely by an operator of the city service. It is thus in particular provided to associate with each tree an identification tag carrying a two-dimensional code, which identification tag can be read by means of a mobile terminal and thus facilitate the identification of the tree and the consultation or updating the information relating thereto in the centralized server. It is also envisaged to allow, where appropriate, third-party users, such as tourists, to access descriptive information relating to the ancient trees concerned by using the identification tag in the same way in order to facilitate the identification of each tree and access to said descriptive information. However, there is no question of carrying out any real-time characterization or evaluation of the state of health of each tree. Patent publication No. EP 3 531 367 A1 describes a system and a method for predicting the appearance of a disease affecting one or more trees, in this case a pine wilt disease. Each tree is equipped with a device for predicting the appearance of the disease comprising in particular at least one measurement sensor placed on or near the tree, and a communication unit configured to transmit the measurement data to a server via a data transmission network. Several variants of prediction devices are envisaged combining various types of measurement sensors, in particular a first humidity measurement sensor placed on the tree, a second humidity measurement sensor placed in the ground where the tree is located, in particular at the level of the roots, a temperature/humidity sensor placed in the environment of the tree, a sensor for measuring the sugar content relative to the tree, and a sensor for measuring rosin (or "rosin") ).
La publication brevet No. WO 2019/124657 A1 décrit une méthode ainsi qu’un système de prévision d’une maladie affectant les arbres reposant essentiellement sur une mesure d’humidité. Patent publication No. WO 2019/124657 A1 describes a method as well as a system for predicting a disease affecting trees based essentially on a humidity measurement.
La publication brevet No. WO 99/44050 A1 décrit un appareillage de mesure par tomographie ultrasonique comportant une ceinture configurée afin d’être disposée autour du tronc d’un arbre, laquelle ceinture comporte une pluralité de capteurs à ultrasons aptes à mesurer la structure interne de l’arbre. Patent publication No. WO 99/44050 A1 describes an ultrasonic tomography measuring apparatus comprising a belt configured to be arranged around the trunk of a tree, which belt comprises a plurality of ultrasonic sensors capable of measuring the internal structure of the tree.
Il subsiste donc un besoin de proposer une solution qui permette d’assurer un meilleur suivi et une meilleure surveillance de la santé de patrimoines végétaux, notamment des patrimoines constitués d’arbres ornementaux, d’arbres fruitiers, d’arbres forestiers, d’arbustes, d’arbrisseaux, de vignes, ou de tout autre spécimen de végétaux ligneux ou herbacés. There therefore remains a need to propose a solution which makes it possible to ensure better monitoring and better monitoring of the health of plant heritage, in particular heritage consisting of ornamental trees, fruit trees, forest trees, shrubs , shrubs, vines, or any other specimen of woody or herbaceous plants.
EXPOSÉ DE L’INVENTION DISCLOSURE OF THE INVENTION
Un but général de la présente invention est de proposer un procédé et un système permettant d’assurer le suivi et la surveillance, avec possibilité de prédiction, de la santé de patrimoines végétaux qui remédie aux problèmes et limitations des solutions connues. Plus spécifiquement, un but de la présente invention est de proposer une telle solution qui permette d’assurer un tel suivi et une telle surveillance en temps réel ou quasi réel, assurant dès lors un suivi et une surveillance permanente ou quasi-permanente du patrimoine considéré. A general object of the present invention is to propose a method and a system making it possible to ensure the monitoring and surveillance, with the possibility of prediction, of the health of plant heritages which remedies the problems and limitations of the known solutions. More specifically, an object of the present invention is to propose such a solution which makes it possible to ensure such monitoring and such monitoring in real or almost real time, thereby ensuring permanent or almost permanent monitoring and monitoring of the heritage in question. .
Encore un autre but de la présente invention est de proposer une telle solution qui permette une caractérisation et une évaluation plus fiable, représentative et complète de l’état de santé de chaque spécimen constitutif d’un patrimoine végétal. Yet another object of the present invention is to propose such a solution which allows a more reliable, representative and complete characterization and evaluation of the state of health of each specimen constituting a plant heritage.
La présente invention répond à ces buts en proposant un procédé dont les caractéristiques sont énumérées dans la revendication 1 , à savoir un procédé de suivi, de surveillance et de prédiction de la santé d’un patrimoine végétal comportant au moins un spécimen d’un végétal ligneux ou herbacé, le procédé comprenant les étapes suivantes : a) équipement de chaque spécimen constituant le patrimoine végétal au moyen d’un ensemble de capteurs permettant de mesurer plusieurs paramètres représentatifs de l’état de santé du spécimen ou susceptibles d’affecter l’état de santé du spécimen ; b) communication des données de mesure générées par chaque ensemble de capteurs à une centrale de collecte de données ; c) caractérisation de l’état de santé de chaque spécimen au moyen des données de mesure collectées par la centrale de collecte de données afin de construire un modèle prédictif de la santé de chaque spécimen ; d) évaluation de l’état de santé de chaque spécimen sur la base du modèle prédictif de la santé du spécimen ; et e) génération d’une alerte si le modèle prédictif de la santé du spécimen est indicatif d’un danger ou autre risque lié à une dégradation de l’état de santé du spécimen. The present invention meets these aims by proposing a method whose characteristics are listed in claim 1, namely a method for monitoring, monitoring and predicting the health of a plant heritage comprising at least one specimen of a plant. woody or herbaceous, the method comprising the following steps: a) equipping each specimen constituting the plant heritage by means of a set of sensors making it possible to measure several parameters representative of the state of health of the specimen or likely to affect the state of health of the specimen; b) communication of the measurement data generated by each set of sensors to a data collection centre; c) characterization of the state of health of each specimen using the measurement data collected by the data collection center in order to build a predictive model of the health of each specimen; d) assessment of the health status of each specimen based on the specimen health predictive model; and e) generating an alert if the specimen health predictive model is indicative of a hazard or other risk associated with a decline in specimen health status.
L’invention se distingue notablement des solutions connues en ce qu’un modèle prédictif de la santé de chaque spécimen est construit sur la base des données de mesure collectées. Ce modèle prédictif permet de caractériser non seulement l’état de santé actuel du spécimen, mais également sa susceptibilité à conduire à l’occurrence d’un danger (par exemple de chute) ou de tout autre risque lié à une dégradation de l’état de santé du spécimen (par exemple une maladie, un parasite, ou autre pathologie affectant l’état de santé du végétal considéré). C’est donc sur la base du modèle prédictif de la santé du spécimen, lequel tient compte de l’ensemble des paramètres représentatifs de l’état de santé du spécimen ou susceptibles d’affecter l’état de santé du spécimen, que l’évaluation de l’état de santé de chaque spécimen est opérée. The invention differs notably from known solutions in that a predictive model of the health of each specimen is constructed on the basis of the measurement data collected. This predictive model makes it possible to characterize not only the current state of health of the specimen, but also its susceptibility to lead to the occurrence of a danger (for example a fall) or any other risk linked to a deterioration in the state of health of the specimen (for example a disease, a parasite, or other pathology affecting the state of health of the plant in question). It is therefore on the basis of the predictive model of the health of the specimen, which takes into account all the parameters representative of the state of health of the specimen or likely to affect the state of health of the specimen, that the assessment of the state of health of each specimen is carried out.
Préférablement, l’étape d) d’évaluation de l’état de santé de chaque spécimen inclut la comparaison du modèle prédictif de la santé du spécimen avec au moins un modèle de référence caractérisant un bon état de santé du spécimen ou un mauvais état de santé du spécimen. En d’autres termes, le modèle prédictif de la santé de chaque spécimen et comparé à au moins un modèle de référence (voire plusieurs) qui caractérise un bon état de santé ou, a contrario, un mauvais état de santé du spécimen. L’on doit donc comprendre que tant le modèle prédictif que le modèle de référence sont construits sur la base d’un ensemble de données relatives aux divers paramètres représentatifs de l’état de santé du spécimen ou susceptibles d’affecter l’état de santé du spécimen. Selon cette approche préférée, l’on peut ainsi identifier et caractériser la signature d’un spécimen sein, respectivement celle d’un spécimen à risque ou souffrant d’une maladie, un parasite, ou autre pathologie affectant l’état de santé du spécimen. Preferably, the step d) of evaluating the state of health of each specimen includes the comparison of the predictive model of the health of the specimen with at least one reference model characterizing a good state of health of the specimen or a poor state of specimen health. In other words, the predictive model of the health of each specimen is compared to at least one reference model (or even several) which characterizes a good state of health or, on the contrary, a bad state of health of the specimen. It must therefore be understood that both the predictive model and the reference model are constructed on the basis of a set of data relating to the various parameters representative of the state of health of the specimen or likely to affect the state of health. of the specimen. According to this preferred approach, it is thus possible to identify and characterize the signature of a breast specimen, respectively that of a specimen at risk or suffering from a disease, a parasite, or other pathology affecting the state of health of the specimen. .
Plus préférablement encore, l’étape c) de caractérisation de l’état de santé de chaque spécimen est opérée en tenant compte de la typologie propre à chaque spécimen et des caractéristiques propres à la typologie de chaque spécimen. En effet, l’état de santé de tout spécimen de végétal ne peut pas nécessairement être caractérisé par un même ensemble de paramètres ou de données de mesure. Chaque typologie de végétal peut ainsi conduire à la nécessité de construire un modèle prédictif de l’état de santé qui soit différent d’une typologie à une autre. Even more preferably, step c) of characterizing the state of health of each specimen is carried out taking into account the typology specific to each specimen and the characteristics specific to the typology of each specimen. Indeed, the state of health of any plant specimen cannot necessarily be characterized by the same set of parameters or measurement data. Each type of plant can thus lead to the need to build a predictive model of the state of health that is different from one type to another.
Dans ce dernier contexte, l’on procédera donc avantageusement à la définition d’un modèle prédictif de base propre à chaque typologie de spécimen (parmi une pluralité de typologies) et l’on veillera à ce que le modèle prédictif de la santé de chaque spécimen concerné soit construit sur la base du modèle prédictif de base correspondant à la typologie du spécimen concerné et des données de mesure du spécimen concerné. In this last context, we will therefore advantageously proceed to the definition of a basic predictive model specific to each typology of specimen (among a plurality of typologies) and we will ensure that the predictive model of the health of each specimen concerned is constructed on the basis of the model basic predictor corresponding to the typology of the specimen concerned and the measurement data of the specimen concerned.
Préférablement, chaque ensemble de capteurs est configuré pour procéder à plusieurs mesures parmi l’ensemble des mesures suivantes, à savoir une mesure de stress hydrique subi par le spécimen, une mesure de flux de sève circulant dans le tronc du spécimen, une mesure d’intégrité structurelle du tronc du spécimen, une mesure de la température du spécimen et/ou de son environnement, une mesure par imagerie du spécimen dans une longueur d’onde ou gamme de longueurs d’onde déterminée, une mesure de mouvement du spécimen, une mesure de contraintes mécaniques auxquelles est soumis le spécimen, une mesure de conditions environnementales subies par le spécimen, une mesure de conductivité électrique du spécimen, et une mesure des composantes gazeuses environnantes. Il s’agit là toutefois d’une liste non nécessairement exhaustive, d’autres mesures complémentaires pouvant être envisagées le cas échéant. L’on comprendra que plus grande est la diversité des mesures effectuées, plus représentatif sera le modèle prédictif de l’état de santé du spécimen concerné. Bien qu’il soit envisageable de n’installer qu’un unique capteur, l’on procédera préférablement à l’installation de plusieurs capteurs. Preferably, each set of sensors is configured to carry out several measurements from among the set of following measurements, namely a measurement of water stress undergone by the specimen, a measurement of sap flow circulating in the trunk of the specimen, a measurement of structural integrity of the trunk of the specimen, a measurement of the temperature of the specimen and/or its environment, a measurement by imaging the specimen in a determined wavelength or range of wavelengths, a measurement of the movement of the specimen, a measurement of mechanical stresses to which the specimen is subjected, a measurement of environmental conditions undergone by the specimen, a measurement of electrical conductivity of the specimen, and a measurement of the surrounding gaseous components. However, this is not necessarily an exhaustive list, other additional measures may be considered if necessary. It will be understood that the greater the diversity of the measurements taken, the more representative the predictive model of the state of health of the specimen concerned will be. Although it is possible to install only one sensor, it is preferable to proceed with the installation of several sensors.
De manière générale, l’on comprendra que l’ensemble de capteurs considéré doit permettre d’optimiser une gestion globale des spécimens considérés en corrélation avec leur historique, au profit de leur santé et/ou de la sécurité des personnes et de l’environnement immédiat où chaque spécimen est implanté, notamment en matière de robustesse, de dangerosité, de statique et de vitalité, en mesurant (directement ou indirectement) et analysant de multiples facteurs physiques et physiologiques, exogènes et/ou endogènes, tels que : In general, it will be understood that the set of sensors considered must make it possible to optimize an overall management of the specimens considered in correlation with their history, for the benefit of their health and/or the safety of people and the environment. where each specimen is implanted, particularly in terms of robustness, dangerousness, statics and vitality, by measuring (directly or indirectly) and analyzing multiple physical and physiological factors, exogenous and/or endogenous, such as:
- la robustesse du spécimen ; - the robustness of the specimen;
- la stabilité du tronc et/ou de l’assise racinaire ; - the stability of the trunk and/or the root base;
- l’épaisseur des tiges et troncs ; - the thickness of the stems and trunks;
- l’allongement des tiges et troncs ; - elongation of stems and trunks;
- la solidité du tronc ; - the solidity of the trunk;
- la résistance des branches charpentières ; - the resistance of the structural branches;
- l’absorption racinaire ; - la circulation de sève brute et élaborée ; - root absorption; - the circulation of raw and elaborated sap;
- la photosynthèse ; - photosynthesis ;
- l’évapotranspiration ; - evapotranspiration;
- la conductivité électrique ; - electrical conductivity;
- la température du végétal ; - the temperature of the plant;
- la température ambiante ; - Room temperature ;
- l’imagerie à différentes longueurs d’onde (visible, infrarouge, etc.) ;- imaging at different wavelengths (visible, infrared, etc.);
- la présence de composantes gazeuses environnantes, notamment d’oxygène, de gaz carbonique, d’azote, etc. ; - the presence of surrounding gaseous components, in particular oxygen, carbon dioxide, nitrogen, etc. ;
- la respiration ; - breathing;
- l’analyse de la sève ; - sap analysis;
- les réserves stockées ; - stored reserves;
- l’eau disponible dans le sol ; et - the water available in the soil; and
- les conditions et prévisions météorologiques. - weather conditions and forecasts.
L’étape a) d’équipement de chaque spécimen peut en particulier inclure : l’équipement d’une pluralité de capteurs dédiés disposés sur ou à proximité du spécimen concerné ; l’équipement d’un dispositif récepteur courte-distance configuré pour recevoir les données de mesure d’un ou plusieurs capteurs parmi ladite pluralité de capteurs dédiés au moyen d’une liaison sans fil ; et l’équipement d’un dispositif transmetteur couplé audit dispositif récepteur courte-distance, et le cas échant directement à un ou plusieurs capteurs parmi ladite pluralité de capteurs dédiés, lequel dispositif transmetteur est configuré pour communiquer les données de mesure collectées localement à ladite centrale de collecte de données. Step a) of equipping each specimen may in particular include: equipping a plurality of dedicated sensors arranged on or near the specimen concerned; the equipment of a short-distance receiver device configured to receive the measurement data from one or more sensors among said plurality of dedicated sensors by means of a wireless link; and the equipment of a transmitter device coupled to said short-distance receiver device, and if necessary directly to one or more sensors among said plurality of dedicated sensors, which transmitter device is configured to communicate the measurement data collected locally to said central data collection.
Cette solution offre une flexibilité accrue en ce que les divers capteurs nécessaires peuvent être distribués sur et/ou au voisinage du spécimen concerné, sans être contraint par la nécessité de disposer l’ensemble des capteurs dans un même et unique dispositif rattaché au spécimen. Tout ou partie des capteurs peuvent ainsi communiquer les données de mesure au dispositif récepteur courte-distance associé au moyen d’une liaison sans fil afin de permettre leur retransmission par le dispositif transmetteur à la centrale de collecte de données. Il est alternativement ou complémentairement envisageable que tout ou partie des capteurs transmettent directement les données de mesure à la centrale de collecte de données, auquel cas chaque capteur concerné sera équipé de moyens de transmission adéquats à cet effet. This solution offers increased flexibility in that the various sensors required can be distributed on and/or in the vicinity of the specimen concerned, without being constrained by the need to arrange all of the sensors in a single and unique device attached to the specimen. All or part of the sensors can thus communicate the measurement data to the associated short-distance receiver device by means of a wireless link in order to allow their retransmission by the transmitter device to the control center. data gathering. It is alternatively or additionally conceivable that all or part of the sensors directly transmit the measurement data to the data collection center, in which case each sensor concerned will be equipped with transmission means suitable for this purpose.
Selon une variante préférée, l’étape b) de communication des données de mesure est opérée en temps réel ou périodiquement, et l’étape c) de caractérisation de l’état de santé de chaque spécimen inclut la mise à jour en temps réel ou périodique du modèle prédictif de la santé du spécimen en fonction des données de mesure collectées. Dans ce contexte, les étapes d) et e) sont préférablement répétées dès lors que le modèle prédictif de la santé du spécimen concerné est mis à jour. According to a preferred variant, step b) of communicating measurement data is carried out in real time or periodically, and step c) of characterizing the state of health of each specimen includes updating in real time or the specimen health predictive model periodically based on the collected measurement data. In this context, steps d) and e) are preferably repeated as soon as the predictive model of the health of the specimen concerned is updated.
La présente invention répond également aux buts susmentionnés en proposant un système dont les caractéristiques sont énumérées dans la revendication 7, à savoir un système de suivi, de surveillance et de prédiction de la santé d’un patrimoine végétal pour la mise en œuvre du procédé selon l’invention, comprenant : au moins un ensemble de capteurs destiné à équiper chaque spécimen constituant le patrimoine végétal; une centrale de collecte de données configurée pour collecter les données de mesure générées par chaque ensemble de capteurs et compiler un ensemble de données de mesure collectées relatives au patrimoine végétal ; et un dispositif transmetteur associé à chaque ensemble de capteurs et configuré pour assurer la communication des données de mesure générées par l’ensemble de capteurs à ladite centrale de collecte de données. The present invention also meets the aforementioned aims by proposing a system whose characteristics are listed in claim 7, namely a system for monitoring, monitoring and predicting the health of a plant heritage for the implementation of the method according to the invention, comprising: at least one set of sensors intended to equip each specimen constituting the plant heritage; a data collection center configured to collect the measurement data generated by each set of sensors and compile a set of collected measurement data relating to the plant heritage; and a transmitter device associated with each set of sensors and configured to ensure the communication of the measurement data generated by the set of sensors to said data collection center.
Les étapes c) à e) du procédé selon l’invention peuvent être mises en œuvre par la centrale de collecte de données ou au moyen d’un ou plusieurs systèmes de traitement de données ad hoc pouvant accéder aux données de mesure collectées par la centrale de collecte de données. Steps c) to e) of the method according to the invention can be implemented by the data collection center or by means of one or more ad hoc data processing systems able to access the measurement data collected by the central data collection.
À titre préféré, chaque ensemble de capteurs comporte une pluralité de capteurs dédiés disposés sur ou à proximité du spécimen concerné et le système comporte en outre un dispositif récepteur courte-distance associé à chaque ensemble de capteurs et configuré pour recevoir les données de mesure d’un ou plusieurs capteurs parmi ladite pluralité de capteurs dédiés au moyen d’une liaison sans fil. Dans ce contexte, chaque dispositif transmetteur est alors configuré pour assurer la communication des données de mesure collectées localement à ladite centrale de collecte de données. As a preference, each set of sensors comprises a plurality of dedicated sensors arranged on or near the specimen concerned and the system further comprises a short-distance receiver device associated with each set of sensors and configured to receive the measurement data from one or several sensors among said plurality of dedicated sensors by means of a wireless link. In this context, each transmitter device is then configured to ensure the communication of measurement data collected locally to said data collection center.
La présente invention se rapporte également à un appareillage de mesure apte à être en particulier utilisé dans le cadre du système selon l’invention. Cet appareillage de mesure comporte une ceinture extensible configurée afin de pouvoir être disposée autour du tronc d’un spécimen d’un végétal ligneux, ladite ceinture extensible étant couplée par une liaison filaire ou non filaire à au moins un capteur et/ou portant au moins un capteur, lequel capteur est apte à mesurer un paramètre représentatif de l’état de santé du spécimen ou susceptible d’affecter l’état de santé du spécimen. L’appareillage de mesure comporte alternativement ou complémentairement un dispositif de mesure insérable au moins partiellement à l’intérieur du tronc d’un spécimen d’un végétal ligneux, lequel dispositif de mesure comporte au moins un capteur apte à mesurer un paramètre représentatif de l’état de santé du spécimen ou susceptible d’affecter l’état de santé du spécimen. L’appareillage de mesure comporte alternativement ou complémentairement un ou plusieurs capteurs disposé(s) au voisinage du spécimen, sur son feuillage, son branchage, ou ses ramifications végétales. The present invention also relates to a measuring device capable of being used in particular within the framework of the system according to the invention. This measuring device comprises an extensible belt configured so as to be able to be arranged around the trunk of a specimen of a ligneous plant, said extensible belt being coupled by a wired or non-wired connection to at least one sensor and/or bearing at least a sensor, which sensor is capable of measuring a parameter representative of the state of health of the specimen or capable of affecting the state of health of the specimen. The measuring apparatus comprises alternatively or additionally a measuring device which can be inserted at least partially inside the trunk of a specimen of a woody plant, which measuring device comprises at least one sensor capable of measuring a parameter representative of the health of the specimen or likely to affect the health of the specimen. The measuring equipment comprises alternatively or additionally one or more sensors placed in the vicinity of the specimen, on its foliage, its branches, or its plant ramifications.
D’autres aspects de l’invention sont exposés dans la suite de la présente description. Other aspects of the invention are set out in the remainder of this description.
DESCRIPTION SOMMAIRE DES DESSINS BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Les caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit de modes de réalisation de l’invention, lesquels sont présentés uniquement à titre d’exemples non limitatifs et sont illustrés par les dessins annexés où : The characteristics and advantages of the present invention will appear more clearly on reading the following detailed description of embodiments of the invention, which are presented solely by way of non-limiting examples and are illustrated by the appended drawings where:
- la Figure 1 montre une vue schématique globale d’un système appliqué au suivi et à la surveillance de la santé d’un patrimoine végétal, en l’occurrence, et plus précisément, d’un patrimoine arboré comportant une pluralité d’arbres, selon un exemple de réalisation de l’invention ; - la Figure 2 montre une vue schématique d’un arbre isolé parmi l’ensemble des arbres du patrimoine arboré de la Figure 1 ainsi que d’un ensemble de capteurs associés permettant de mesurer plusieurs paramètres représentatifs de l’état de santé de l’arbre ou susceptibles d’affecter l’état de santé de l’arbre ; - Figure 1 shows an overall schematic view of a system applied to the monitoring and surveillance of the health of a plant heritage, in this case, and more specifically, a tree heritage comprising a plurality of trees, according to an embodiment of the invention; - Figure 2 shows a schematic view of an isolated tree among the set of trees of the tree heritage of Figure 1 as well as a set of associated sensors making it possible to measure several parameters representative of the state of health of the tree or likely to affect the state of health of the tree;
- la Figure 3 est un diagramme schématique résumant les diverses étapes du procédé mis en œuvre au moyen du système de la Figure 1 et de chaque ensemble de capteurs, tel l’ensemble de capteurs de la Figure 2 ; - Figure 3 is a schematic diagram summarizing the various steps of the method implemented by means of the system of Figure 1 and each set of sensors, such as the set of sensors of Figure 2;
- la Figure 4 est une représentation schématique d’un mode de mise en œuvre de l’étape d) du procédé de la Figure 3 selon une variante de réalisation préférée ; - Figure 4 is a schematic representation of an embodiment of step d) of the method of Figure 3 according to a preferred embodiment;
- la Figure 5 est un diagramme schématique d’un mode de mise en œuvre de l’étape c) du procédé de la Figure 3 selon une variante de réalisation préférée ; - Figure 5 is a schematic diagram of an embodiment of step c) of the method of Figure 3 according to a preferred embodiment;
- la Figure 6 est une représentation schématique d’un appareillage de mesure selon un mode de réalisation de l’invention, lequel appareillage de mesure comporte notamment une ceinture extensible disposée autour du tronc d’un arbre ainsi qu’un dispositif de mesure au moins partiellement inséré dans le tronc de l’arbre ; et - Figure 6 is a schematic representation of a measuring device according to one embodiment of the invention, which measuring device comprises in particular an extensible belt arranged around the trunk of a tree as well as a measuring device at least partially inserted into the trunk of the tree; and
- la Figure 7 est une représentation schématique du dispositif de mesure de la Figure 6 partiellement inséré dans le tronc de l’arbre.- Figure 7 is a schematic representation of the measuring device of Figure 6 partially inserted into the trunk of the tree.
MODES DE RÉALISATION DE L’INVENTION MODES FOR CARRYING OUT THE INVENTION
La présente invention sera décrite en référence à divers modes de réalisation préférés tels qu’illustrés notamment par les Figures 1 à 7. The present invention will be described with reference to various preferred embodiments as illustrated in particular by Figures 1 to 7.
La Figure 1 est une vue d’ensemble schématique d’un système de suivi, de surveillance et de prédiction de la santé d’un patrimoine végétal selon un mode de réalisation de la présente invention, lequel patrimoine végétal est désigné globalement par la référence PV. Ce patrimoine végétal PV est constitué ici à titre d’exemple illustratif d’un patrimoine arboré comportant une pluralité d’arbres A.1 , A.2, A.3, etc. (chaque arbre du patrimoine arboré PV étant également désigné indifféremment par la référence A.i) distribués sur l’ensemble d’un territoire déterminé, par exemple le territoire d’une ville. Dans la suite de la présente description, toute référence au patrimoine arboré PV doit être comprise comme une référence illustrative à un exemple de patrimoine végétal (en l’occurrence un patrimoine végétal ligneux) au sens de l’invention. De même, toute référence à chaque arbre A.i doit être comprise comme une référence illustrative à un exemple d’un spécimen de végétal (en l’occurrence un végétal ligneux) au sens de l’invention. Figure 1 is a schematic overview of a system for tracking, monitoring and predicting the health of a plant heritage according to an embodiment of the present invention, which plant heritage is designated globally by the reference PV . This plant heritage PV is constituted here by way of illustrative example of a tree heritage comprising a plurality of trees A.1, A.2, A.3, etc. (each tree of the tree heritage PV also being designated indifferently by the reference Ai) distributed over the whole of a determined territory, for example the territory of a city. In the remainder of this description, any reference to the tree heritage PV must be understood as an illustrative reference to an example of plant heritage (in this case a ligneous plant heritage) within the meaning of the invention. Similarly, any reference to each tree Ai should be understood as an illustrative reference to an example of a plant specimen (in this case a ligneous plant) within the meaning of the invention.
La présente invention est particulièrement applicable à la gestion de patrimoines végétaux (en particulier mais pas exclusivement ligneux) en milieu urbain, mais n’est pas nécessairement limitée à une telle application. L’invention est ainsi parfaitement applicable à la gestion d’un patrimoine végétal en milieu rural, par exemple une forêt ou une exploitation arboricole tel un verger comprenant une ou plusieurs espèces d’arbres fruitiers, ou encore des vignes, des arbustes, des cultures agricoles ou des cultures maraichères, cette liste n’étant pas exhaustive. La nature particulière de chaque végétal n’est pas limitative et il peut indifféremment s’agir de tout arbre ornemental ou fruitier, implanté naturellement ou non dans l’environnement, de vignes, d’arbustes, d’arbrisseaux, ou de toute autre spécimen de végétaux. The present invention is particularly applicable to the management of plant heritage (in particular but not exclusively ligneous) in an urban environment, but is not necessarily limited to such an application. The invention is thus perfectly applicable to the management of a plant heritage in a rural environment, for example a forest or an arboreal exploitation such as an orchard comprising one or more species of fruit trees, or else vines, shrubs, crops agriculture or market gardening, this list not being exhaustive. The particular nature of each plant is not limiting and it can indifferently be any ornamental or fruit tree, established naturally or not in the environment, vines, shrubs, shrubs, or any other specimen of plants.
La présente invention est également applicable le cas échéant à la gestion de patrimoines végétaux herbacés, à savoir pour toute application dans le domaine de l’agriculture et de la culture maraichère. The present invention is also applicable where appropriate to the management of herbaceous plant heritage, namely for any application in the field of agriculture and market gardening.
L’on comprendra que, pour la mise en œuvre de l’invention, il ne sera pas nécessaire que l’ensemble des spécimens de végétaux figurant sur un territoire donné fasse l’objet d’un suivi et d’une surveillance. Il suffira de sélectionner un échantillon représentatif de spécimens dont l’on souhaite assurer le suivi et la surveillance selon l’invention. Par « patrimoine végétal », il faut donc comprendre qu’il est question d’un patrimoine constitué d’un ou plusieurs spécimens de végétaux (ligneux ou herbacés) dont l’on souhaite spécifiquement assurer le suivi et la surveillance, lequel patrimoine peut être représentatif d’un plus large éventail de spécimens implantés sur le territoire visé. Le patrimoine considéré peut le cas échéant être constitué d’une seule et même essence de végétaux ou, a contrario, d’une mixité d’essences différentes. Selon l’exemple de réalisation de l’invention, chaque arbre A.i du patrimoine arboré PV considéré est équipé d’un ensemble de capteurs 10.i (ensembles qui sont désignés par les références 10.1 à 10.9 dans la Figure 1 ), chaque ensemble de capteurs 10.i étant agencé pour permettre la mesure de divers paramètres représentatifs de l’état de santé de l’arbre associé A.i ou susceptibles d’affecter l’état de santé de l’arbre associé A.i. Comme on le verra plus loin, chaque ensemble de capteurs 10.i est configuré pour procéder à plusieurs mesures indicatives de ou susceptibles d’impacter l’état de santé de l’arbre associé A.i. It will be understood that, for the implementation of the invention, it will not be necessary for all the plant specimens appearing in a given territory to be subject to monitoring and surveillance. It will suffice to select a representative sample of specimens for which it is desired to ensure the monitoring and surveillance according to the invention. By "plant heritage", it must therefore be understood that it is a question of a heritage made up of one or more specimens of plants (woody or herbaceous) which one specifically wishes to ensure the monitoring and surveillance, which heritage can be representative of a wider range of specimens located in the targeted territory. The heritage considered may, where appropriate, consist of one and the same species of plants or, conversely, of a mix of different species. According to the embodiment of the invention, each tree Ai of the tree heritage PV considered is equipped with a set of sensors 10.i (sets which are designated by the references 10.1 to 10.9 in Figure 1), each set of sensors 10.i being arranged to allow the measurement of various parameters representative of the state of health of the associated tree Ai or likely to affect the state of health of the associated tree Ai As will be seen later, each set of sensors 10.i is configured to carry out several measurements indicative of or liable to impact the state of health of the associated tree Ai
Chaque ensemble de capteurs 10.i permet ainsi la collecte d’un ensemble correspondant de données de mesure, désigné { DATAA }, propre à chaque arbre A.i. Ces données de mesure { DATAA } sont collectées, pour chaque arbre A.i du patrimoine arboré PV, et communiquées à une centrale de collecte de données 100 qui assure la compilation de ces données sous la forme d’un ensemble de données { DATAPV } relatives au patrimoine arboré considéré PV. Ces données { DATAPV } peuvent être traitées, conformément aux dispositions mentionnées ci-après, directement au niveau de la centrale de collecte de données 100 ou être mises à disposition d’un ou plusieurs système de traitement de données ad hoc 100*. L’on comprendra également que les données de mesure collectées par chaque capteur peuvent le cas échéant être traitées ou prétraitées au niveau du capteur concerné ou au niveau de l’ensemble de capteurs 10.i avant d’être transmises à la centrale de collecte de données 100 pour un examen et une analyse globale de la santé de l’arbre A.i concerné. À cet égard, des méthodes d’optimisation de type « edge computing » (ou « informatique en périphérie ») ou « fog computing » (ou « informatique géodistribuée ») peuvent parfaitement être mises en œuvre. Each set of sensors 10.i thus allows the collection of a corresponding set of measurement data, designated {DATAA}, specific to each tree A.i. These measurement data {DATAA} are collected, for each tree Ai of the tree heritage PV, and communicated to a data collection center 100 which compiles these data in the form of a set of data {DATAPV} relating to the tree heritage considered PV. This data {DATAPV} may be processed, in accordance with the provisions mentioned below, directly at the level of the data collection center 100 or be made available to one or more ad hoc data processing systems 100*. It will also be understood that the measurement data collected by each sensor can, if necessary, be processed or preprocessed at the level of the sensor concerned or at the level of the set of sensors 10.i before being transmitted to the data collection center. 100 data for an overall review and analysis of the health of the affected Ai tree. In this respect, optimization methods such as “edge computing” (or “periphery computing”) or “fog computing” (or “geodistributed computing”) can be perfectly implemented.
La collecte des données de mesure permet non seulement de caractériser et évaluer l’état de santé de chaque spécimen A.i, mais également de construire un historique de l’évolution de l’état de santé de chaque spécimen A.i, en fonction des saisons, des conditions environnementales, de l’âge du spécimen, de son historique propre, etc.. La Figure 2 est une vue schématique d’un arbre isolé A.i parmi l’ensemble des arbres du patrimoine arboré PV et de l’ensemble de capteurs associé 10.i permettant de mesurer divers paramètres représentatifs de l’état de santé de l’arbre A.i ou susceptibles d’affecter l’état de santé de l’arbre A.i. Plus spécifiquement, l’ensemble de capteurs 10.i comporte une pluralité de capteurs dédiés 10A-10F disposés sur ou à proximité de l’arbre A.i. The collection of measurement data not only makes it possible to characterize and evaluate the state of health of each specimen Ai, but also to build a history of the evolution of the state of health of each specimen Ai, according to seasons, environmental conditions, the age of the specimen, its own history, etc. Figure 2 is a schematic view of an isolated tree Ai among the set of trees of the tree heritage PV and of the set of associated sensors 10.i making it possible to measure various parameters representative of the state of health of the tree Ai or likely to affect the state of health of the tree Ai More specifically, the set of sensors 10.i comprises a plurality of dedicated sensors 10A-10F arranged on or near the tree Ai
Dans l’illustration de la Figure 2, le capteur 10A est disposé à proximité de l’enracinement de l’arbre A.i afin d’effectuer une mesure directe au niveau des racines de l’arbre A.i. Il peut en particulier s’agir d’un capteur partiellement ou totalement enfoui au niveau des racines de l’arbre A.i afin de procéder à une mesure du degré d’humidité du sol au niveau de l’enracinement de l’arbre A.i. Une telle mesure permet en particulier de dériver une mesure du stress hydrique subi par l’arbre A.i. In the illustration of Figure 2, the sensor 10A is placed close to the rooting of the tree A.i in order to perform a direct measurement at the level of the roots of the tree A.i. It may in particular be a sensor partially or completely buried at the level of the roots of the tree A.i in order to measure the degree of humidity of the soil at the level of the rooting of the tree A.i. Such a measurement makes it possible in particular to derive a measurement of the water stress undergone by the tree A.i.
Les capteurs 10B, 10D et 10E sont quant à eux disposés sur ou à proximité du végétal, respectivement du tronc T de l’arbre A.i afin de procéder à diverses mesures directes ou indirectes au niveau du tronc T de l’arbre A.i. Le capteur 10B peut ainsi être un capteur permettant de procéder à une mesure (invasive ou non invasive) du flux de sève circulant dans le tronc T de l’arbre A.i. Le capteur 10D peut quant à lui être un capteur permettant d’effectuer une mesure de l’intégrité structurelle du tronc de l’arbre A.i, par exemple par le biais d’une sonde insérée dans le tronc T de l’arbre. Le capteur 10E peut être un capteur permettant d’effectuer une mesure de mouvement de l’arbre A.i, tel un accéléromètre, ou une mesure des contraintes mécaniques auxquelles est soumis l’arbre A.i, telle une jauge de contrainte. L’on peut encore imaginer équiper l’arbre A.i d’un capteur permettant d’effectuer une mesure de conductivité électrique. The sensors 10B, 10D and 10E are arranged on or near the plant, respectively the trunk T of the tree A.i in order to carry out various direct or indirect measurements at the level of the trunk T of the tree A.i. The sensor 10B can thus be a sensor making it possible to carry out a measurement (invasive or non-invasive) of the flow of sap circulating in the trunk T of the tree A.i. The sensor 10D can itself be a sensor making it possible to measure the structural integrity of the trunk of the tree A.i, for example by means of a probe inserted into the trunk T of the tree. The sensor 10E can be a sensor making it possible to measure the movement of the shaft A.i, such as an accelerometer, or a measurement of the mechanical stresses to which the shaft A.i is subjected, such as a strain gauge. One can also imagine equipping the shaft A.i with a sensor making it possible to perform an electrical conductivity measurement.
Le capteur 10C est disposé à proximité de l’arbre A.i afin de procéder à une mesure complémentaire, telle une mesure thermique de l’arbre A.i (par exemple une mesure de la température moyenne du feuillage F) ou une mesure par imagerie de tout ou partie de l’arbre A.i au moyen d’une caméra. Il peut s’agir ici d’une mesure par imagerie dans le visible (au moyen d’une caméra couleur ou non) ou dans l’invisible (par exemple au moyen d’un caméra infrarouge ou de toute autre caméra sensible à une longueur d’onde ou gamme de longueurs d’onde hors du domaine visible) permettant de dériver une mesure qualitative de tout ou partie de l’arbre et de son évolution au cours du temps. Des techniques d’imagerie peuvent ainsi être mises en œuvre afin de déterminer l’occurrence d’une modification notable de l’apparence et/ou de la posture de l’arbre A.i. The sensor 10C is placed close to the tree Ai in order to carry out an additional measurement, such as a thermal measurement of the tree Ai (for example a measurement of the average temperature of the foliage F) or a measurement by imaging of all or part of the Ai tree by means of a camera. This may be a measurement by imaging in the visible (by means of a color camera or not) or in the invisible (for example by means of an infrared camera or any other camera sensitive to a wavelength or range of wavelengths outside the visible range) making it possible to derive a qualitative measurement of all or part of the tree and its evolution over time. Imaging techniques can thus be implemented in order to determine the occurrence of a noticeable change in the appearance and/or posture of the tree Ai
Le capteur 10F est quant à lui disposé à proximité de l’arbre A.i afin de procéder à une mesure de conditions environnementales subies par l’arbre, tels la force du vent, l’ensoleillement, la température ambiante, le niveau de précipitations, les impacts éventuels de foudre, le degré de pollution environnementale, etc.. The sensor 10F is for its part arranged close to the tree Ai in order to proceed to a measurement of environmental conditions undergone by the tree, such as the force of the wind, the sunshine, the ambient temperature, the level of precipitation, the possible lightning strikes, degree of environmental pollution, etc.
Une mesure thermique ou environnementale permet au demeurant de détecter la possible occurrence d’un incendie affectant le spécimen concerné et/ou son environnement avoisinant, ce qui présente un intérêt aux fins de détecter par exemple la survenance de feux de forêts ou de broussailles. A thermal or environmental measurement also makes it possible to detect the possible occurrence of a fire affecting the specimen concerned and/or its surrounding environment, which is of interest for the purposes of detecting, for example, the occurrence of forest or brush fires.
Il est bien évidemment entendu que d’autres capteurs pourraient encore être prévus en complément ou remplacement des capteurs 10A à 10F susmentionnés. It is obviously understood that other sensors could still be provided in addition to or replacement of the sensors 10A to 10F mentioned above.
Au moins une partie des capteurs peut adéquatement être montée sur une ceinture extensible placée autour du tronc du spécimen, résistante aux intempéries, au vol et au vandalisme. Certains capteurs peuvent par ailleurs prendre la forme de capteurs insérés directement dans le tronc de l’arbre, le cas échéant reliés à la ceinture extensible susmentionnée. At least a portion of the sensors may suitably be mounted on an expandable belt placed around the trunk of the specimen, resistant to weather, theft and vandalism. Some sensors can also take the form of sensors inserted directly into the trunk of the tree, if necessary connected to the aforementioned stretch belt.
La Figure 6 est une illustration schématique d’un appareillage de mesure apte à être utilisé selon un mode de réalisation de l’invention. Cet appareillage de mesure comporte notamment une ceinture extensible C disposée autour du tronc T d’un arbre ainsi qu’un dispositif de mesure 15 au moins partiellement inséré dans le tronc T de l’arbre. La ceinture extensible C peut porter un capteur 10b (voire plusieurs) et/ou être couplée par une liaison filaire ou non filaire à un ou plusieurs capteurs déportés, tel un capteur 10c monté sur un branchage B ou un capteur 10d couplé au feuillage F de l’arbre. La ceinture extensible C peut par ailleurs porter d’autres composants nécessaires à la mise en œuvre des fonctionnalités requises, tels le dispositif récepteur courte-distance 20 et le dispositif transmetteur 50 discutés ci-après, et/ou tout autre composant, par exemple une source d’énergie 30 (batterie ou autre), un émetteur d’alerte sonore et/ou visuelle 40, etc.. Le dispositif de mesure 15 peut par exemple être inséré dans le tronc T à proximité de la ceinture extensible C et être relié à cette dernière au moyen d’une liaison filaire (comme illustré) ou non filaire. Figure 6 is a schematic illustration of a measuring device suitable for use according to one embodiment of the invention. This measuring apparatus comprises in particular an extensible belt C arranged around the trunk T of a tree as well as a measuring device 15 at least partially inserted into the trunk T of the tree. The expandable belt C can carry a sensor 10b (or even several) and/or be coupled by a wired or wireless connection to one or more remote sensors, such as a sensor 10c mounted on a branch B or a sensor 10d coupled to the foliage F of the tree. The expandable belt C can also carry other components necessary for the implementation of the required functionalities, such as the short-distance receiver device 20 and the transmitter device 50 discussed below, and/or any other component, for example an energy source 30 (battery or other), an audible and/or visual alert transmitter 40, etc. The measuring device 15 can for example be inserted into the trunk T close to the expandable belt C and be connected to the latter by means of a wired (as illustrated) or non-wired connection.
Le dispositif de mesure 15 est illustré schématiquement dans la Figure 7. Il peut avantageusement prendre la forme d’une sonde ou vis essentiellement creuse 11 insérable au moins partiellement dans le tronc T et accueillant en son sein un ou plusieurs capteurs 10a. Cette sonde 11 peut être fermée à son extrémité extérieure par une tête 11 a obturant la sonde 11 afin de protéger les capteurs 10a de toute interférence environnementale et permettre leur maintenance. Le ou les capteurs 10a peuvent être reliés fonctionnellement à la ceinture extensible C au moyen d’une connexion filaire 15a afin d’assurer la transmission des données de mesure. La transmission des données de mesure provenant du ou des capteurs 10a pourrait alternativement être réalisée au moyen d’un liaison sans fil. The measuring device 15 is illustrated schematically in Figure 7. It can advantageously take the form of a probe or essentially hollow screw 11 insertable at least partially into the trunk T and accommodating within it one or more sensors 10a. This probe 11 can be closed at its outer end by a head 11a closing off the probe 11 in order to protect the sensors 10a from any environmental interference and to allow their maintenance. The sensor or sensors 10a can be functionally connected to the stretch belt C by means of a wired connection 15a in order to ensure the transmission of measurement data. The transmission of the measurement data coming from the sensor(s) 10a could alternatively be carried out by means of a wireless link.
De multiples mesures statiques par capteurs (directes ou indirectes) peuvent être opérées, dont notamment la robustesse de l’arbre, la stabilité de l’assise racinaire, la stabilité du tronc (par exemple par suivi de l’inclinaison du tronc), la solidité du tronc aux endroits critiques (par exemple par tomographie embarquée), la résistance des branches charpentières (haubanage), la tension de l’haubanage, etc.. Multiple static measurements by sensors (direct or indirect) can be carried out, including in particular the robustness of the tree, the stability of the root base, the stability of the trunk (for example by monitoring the inclination of the trunk), the solidity of the trunk at critical points (for example by on-board tomography), the resistance of the structural branches (stays), the tension of the stays, etc.
L’on comprendra que les mesures effectuées en rapport à chaque spécimen du patrimoine végétal peuvent être endogènes, à savoir se rapporter au spécimen A.i lui-même, ou exogènes, à savoir se rapporter à l’environnement dans lequel le spécimen A.i se trouve. Ainsi, l’on peut envisager en complément la prise en compte de données exogènes liées par exemple aux conditions ou prédictions météorologiques affectant ou susceptibles d’affecter l’environnement dans lequel se trouve le spécimen A.i. It will be understood that the measurements made in relation to each specimen of the plant heritage can be endogenous, namely relating to the specimen A.i itself, or exogenous, namely relating to the environment in which the specimen A.i is found. Thus, one can consider in addition the taking into account of exogenous data related for example to meteorological conditions or predictions affecting or likely to affect the environment in which the specimen A.i.
De multiples mesures physiologiques par capteurs (directes ou indirectes) peuvent de même être opérées, dont notamment l’absorption racinaire, la circulation de sève brute et élaborée, la photosynthèse, l’évapotranspiration, la respiration, l’analyse de la sève, les réserves stockées, l’eau disponible dans le sol, etc.. Multiple physiological measurements by sensors (direct or indirect) can also be carried out, including in particular root absorption, circulation of raw and elaborated sap, photosynthesis, evapotranspiration, respiration, sap analysis, stored reserves, available water in the soil, etc.
Bien que non illustré, l’on comprendra que chaque spécimen A.i peut encore être équipé d’un système de localisation (par exemple GPS) permettant de déterminer la localisation du spécimen concerné, information susceptible d’être également communiquée à la centrale de collecte de données 100 en complément des données de mesure. Although not illustrated, it will be understood that each specimen Ai can still be equipped with a location system (for example GPS) making it possible to determine the location of the specimen concerned, information likely to also be communicated to the central collection of data 100 in addition to the measurement data.
De plus, chaque spécimen peut également être équipé d’un système d’avertissement de danger susceptible d’émettre une alerte sonore et/ou visuelle en cas de survenance d’un danger ou autre risque identifié en rapport à l’état de santé du spécimen A.i et/ou en rapport à l’arrivée d’une menace, d’une tempête ou de tout autre danger pouvant affecter la population (par exemple un risque terroriste). In addition, each specimen may also be equipped with a danger warning system capable of emitting an audible and/or visual alert in the event of the occurrence of a danger or other risk identified in relation to the state of health of the specimen. specimen Ai and/or in relation to the arrival of a threat, a storm or any other danger that could affect the population (for example a terrorist risk).
Enfin, l’on peut encore envisager d’équiper chaque spécimen d’un identifiant lisible par machine (tel un code QR ou tout autre codage adéquat), voire d’un système d’information dédié aux amateurs et/ou aux professionnels afin de fournir des informations descriptives propres à chaque spécimen (essence, âge, date d’implantation, historique, spécificités, etc.). Une application smartphone peut ainsi être prévue afin de lire un code QR associé à chaque spécimen et donner accès aux dites informations descriptives. Tout autre dispositif ou système d’information est envisageable. Finally, it is still possible to envisage equipping each specimen with a machine-readable identifier (such as a QR code or any other suitable coding), or even an information system dedicated to amateurs and/or professionals in order to provide descriptive information specific to each specimen (species, age, date of establishment, history, specificities, etc.). A smartphone application can thus be provided in order to read a QR code associated with each specimen and provide access to said descriptive information. Any other device or information system is possible.
La Figure 2 illustre par ailleurs la présence d’un dispositif transmetteur 50 associé ici à l’ensemble de capteurs susmentionné 10.i et configuré pour transmettre les données de mesure { DATAA } collectées localement par l’ensemble de capteurs 10.i à la centrale de collecte de données 100 précédemment mentionnée. Figure 2 also illustrates the presence of a transmitter device 50 associated here with the aforementioned set of sensors 10.i and configured to transmit the measurement data {DATAA} collected locally by the set of sensors 10.i to the data collection center 100 previously mentioned.
La transmission de données peut être effectuée de diverses manières. Le dispositif transmetteur 50 peut ainsi être un dispositif connecté (ou dispositif « loT ») capable de transmettre directement les données de mesure { DATAA }, préférablement de manière sécurisée, sur un réseau de données local ou étendu, tel Internet. Nombre de villes proposent en effet déjà une couverture Internet sans fil, accessible librement ou non, qui permettrait d’assurer la transmission des données de mesure { DATAAJ } directement sur Internet, étant entendu que la centrale de collecte de données 100 présenterait alors préférablement la forme d’un serveur matériel ou dématérialisé hébergeant les outils et services nécessaires à la collecte des données de l’ensemble du patrimoine arboré PV concerné. Les données de mesure { DATAPV } de l’ensemble du patrimoine arboré PV concerné pourraient ainsi être téléchargées automatiquement dans un cloud dédié hébergé sur un serveur accessible via Internet. Data transmission can be done in various ways. The transmitter device 50 can thus be a connected device (or “loT” device) capable of directly transmitting the measurement data {DATAA}, preferably in a secure manner, over a local or extended data network, such as the Internet. Many cities already offer wireless Internet coverage, freely accessible or not, which would ensure the transmission of measurement data {DATAAJ} directly on the Internet, it being understood that the data collection center 100 would then preferably take the form of a hardware or dematerialized server hosting the tools and services necessary for collecting data from all of the tree heritage PV concerned. The measurement data { DATAPV } of all the PV tree heritage concerned could thus be automatically downloaded into a dedicated cloud hosted on a server accessible via the Internet.
À défaut de disposer d’une couverture Internet sans fil adéquate, la transmission des données { DATAA } peut être opérée par le biais d’un réseau de téléphonie cellulaire ou tout autre réseau de transmission radio, auquel cas le dispositif transmetteur 50 sera alors configuré pour mettre en forme et transmettre les données de mesure { DATAA } sur la bande de fréquences radio attribuée ou mise à disposition à cette fin. In the absence of adequate wireless Internet coverage, the transmission of the data {DATAA} can be operated through a cellular telephone network or any other radio transmission network, in which case the transmitter device 50 will then be configured to format and transmit the measurement data { DATAA } on the radio frequency band allocated or made available for this purpose.
L’on comprendra également que le dispositif transmetteur 50 peut être relié directement à un réseau de communication filaire, que ce soit un réseau de fibre optique ou toute autre canal physique adéquat permettant d’assurer la transmission filaire de données. It will also be understood that the transmitter device 50 can be directly connected to a wired communication network, whether it is an optical fiber network or any other suitable physical channel making it possible to ensure the wired transmission of data.
Indépendamment de la nature particulière du dispositif transmetteur 50, il est préférable d’adopter une architecture comportant en outre un dispositif récepteur courte-distance 20 configuré pour recevoir les données de mesure d’un ou plusieurs capteurs parmi la pluralité de capteurs dédiés 10A-10F au moyen d’une liaison sans fil. À cet égard, la Figure 2 illustre à titre d’exemple que les capteurs 10B, 10D et 10E sont reliés directement au dispositif transmetteur 50, permettant ainsi la transmission directe des données de mesure au dispositif transmetteur 50, alors que les capteurs 10A, 10C et 10F sont des capteurs ne disposant pas d’une liaison directe avec le dispositif transmetteur 50. Chacun de ces capteurs 10A, 10C, 10F est en communication sans fil avec le dispositif récepteur courte-distance 20 afin de lui transmettre les données de mesure. L’on comprendra que cette liaison sans fil peut être assurée de toute manière adéquate, par exemple, mais pas exclusivement au moyen d’une liaison réseau sans fil locale (ou « WLAN ») établie selon un protocole Wi-Fi basé sur la norme IEEE 802.11. Bien que la Figure 2 montre le dispositif transmetteur 50 et le dispositif récepteur courte-distance 20 comme deux dispositifs distincts, l’on comprendra que les fonctions de chaque dispositif peuvent parfaitement être intégrées dans un seul et même dispositif émetteur-récepteur. Independently of the particular nature of the transmitter device 50, it is preferable to adopt an architecture further comprising a short-distance receiver device 20 configured to receive the measurement data from one or more sensors among the plurality of dedicated sensors 10A-10F through a wireless link. In this regard, Figure 2 illustrates by way of example that the sensors 10B, 10D and 10E are directly connected to the transmitter device 50, thus allowing the direct transmission of measurement data to the transmitter device 50, while the sensors 10A, 10C and 10F are sensors that do not have a direct link with the transmitter device 50. Each of these sensors 10A, 10C, 10F is in wireless communication with the short-distance receiver device 20 in order to transmit the measurement data to it. It will be understood that this wireless link can be ensured in any suitable manner, for example, but not exclusively by means of a local wireless network link (or "WLAN") established according to a Wi-Fi protocol based on the standard IEEE 802.11. Although FIG. 2 shows the transmitter device 50 and the short-distance receiver device 20 as two distinct devices, it will be understood that the functions of each device can be perfectly integrated into one and the same transmitter-receiver device.
L’on peut de même envisager que l’un ou plusieurs des capteurs dédiés 10A-10F communique/-nt directement les données de mesure qui lui/leur sont propres à la centrale de collecte de données 100 (par exemple par le biais d’une connexion directe à un réseau étendu de données tel Internet, auquel cas l’on pourra parler de capteurs connectés ou capteurs loT), les fonctionnalités du dispositif transmetteur 50 étant alors intégrées à chaque capteur concerné. L’utilisation d’un dispositif transmetteur 50 commun à chaque ensemble de capteurs 10.i apparaît toutefois préférable en ce sens qu’une telle utilisation permet de transmettre les données de mesure { DATAA } propres à chaque arbre A.i sous la forme d’un même paquet de données, le cas échéant accompagné de données d’identification propres à l’arbre A.i concerné, incluant par exemple une indication de la typologie de l’arbre A.i (ornemental ou fruiter, essence, espèce, etc.) et/ou d’autres informations tels la localisation de l’arbre A.i, son âge, son implantation, etc.. It is also possible to envisage that one or more of the dedicated sensors 10A-10F directly communicate the measurement data which are specific to him/her/them to the data collection unit 100 (for example by means of a direct connection to an extended data network such as the Internet, in which case we can speak of connected sensors or loT sensors), the functionalities of the transmitter device 50 then being integrated into each sensor concerned. The use of a transmitter device 50 common to each set of sensors 10.i nevertheless appears preferable in the sense that such use makes it possible to transmit the measurement data {DATAA} specific to each tree Ai in the form of a same data packet, if necessary accompanied by identification data specific to the tree Ai concerned, including for example an indication of the type of tree Ai (ornamental or fruit, essence, species, etc.) and/or other information such as the location of the Ai tree, its age, its location, etc.
Pour la mise en œuvre de l’invention, l’on privilégiera l’utilisation de capteurs low-cost, éprouvés, permettant une multiplication du nombre et une diversification des mesures effectuées sur chaque arbre, ainsi qu’un déploiement à grande échelle, sans toutefois compromettre l’investissement nécessaire à une telle implémentation. Ceci n’exclut toutefois pas l’utilisation de tout autre capteur susceptible de permettre une mesure directe ou indirecte d’un paramètre représentatif de l’état de santé du spécimen considéré ou susceptible d’affecter l’état de santé du spécimen considéré. For the implementation of the invention, preference will be given to the use of low-cost, proven sensors, allowing a multiplication of the number and a diversification of the measurements carried out on each tree, as well as a large-scale deployment, without however compromise the investment necessary for such an implementation. However, this does not exclude the use of any other sensor likely to allow direct or indirect measurement of a parameter representative of the state of health of the specimen in question or likely to affect the state of health of the specimen in question.
La Figure 3 est un diagramme schématique résumant les diverses étapes du procédé mis en œuvre au moyen du système de la Figure 1 et de chaque ensemble de capteurs, tel l’ensemble de capteurs 10. i de la Figure 2. Le procédé selon l’invention se décline pour l’essentiel en cinq étapes principales, à savoir : a) l’équipement (ou appareillage) de chaque spécimen A.i constituant le patrimoine végétal concerné PV au moyen d’un ensemble de capteurs 10.i permettant de mesurer plusieurs paramètres représentatifs de l’état de santé du spécimen A.i ou susceptibles d’affecter l’état de santé du spécimen A.i (comme discuté ci-dessus) ; b) la communication des données de mesure { DATAAJ } générées par chaque ensemble de capteurs 1O.i à la centrale de collecte de données 100 (selon l’une ou l’autre des modalités déjà discutées) ; c) la caractérisation de l’état de santé de chaque spécimen A.i au moyen des données de mesure { DATAPV } collectées par la centrale de collecte de données 100 afin de construire un modèle prédictif, désigné [HEALTHAJ], de la santé de chaque spécimen A.i ; d) l’évaluation de l’état de santé de chaque spécimen A.i sur la base du modèle prédictif [HEALTHAJ] de la santé du spécimen A.i ; et e) la génération d’une alerte si le modèle prédictif [HEALTHA ] de la santé du spécimen A.i est indicatif d’un danger ou autre risque lié à une dégradation de l’état de santé du spécimen A.i. Figure 3 is a schematic diagram summarizing the various steps of the method implemented by means of the system of Figure 1 and of each set of sensors, such as the set of sensors 10. i of Figure 2. The method according to invention is essentially divided into five main steps, namely: a) the equipment (or apparatus) of each specimen Ai constituting the plant heritage concerned PV by means of a set of sensors 10.i making it possible to measure several parameters representative of the state of health of the specimen Ai or likely to affect the state of health of the specimen Ai (as discussed above); b) the communication of the measurement data {DATAAJ} generated by each set of sensors 10.i to the data collection center 100 (according to one or the other of the methods already discussed); c) the characterization of the state of health of each specimen Ai by means of the measurement data {DATAPV} collected by the data collection center 100 in order to construct a predictive model, designated [HEALTHAJ], of the health of each specimen Have ; d) evaluating the health status of each specimen Ai based on the predictive model [HEALTHAJ] of the health of the specimen Ai; and e) generating an alert if the predictive model [HEALTHA ] of the health of specimen Ai is indicative of a hazard or other risk related to a deterioration in the state of health of specimen Ai
L’approche novatrice repose ainsi sur la caractérisation de l’état de santé de chaque spécimen de manière globale et « multisensorielle », plutôt que sur la base d’un unique paramètre de mesure ou d’un ensemble très réduit de paramètres de mesure. Il s’agit dans les faits de déterminer et mesurer les paramètres qui caractérisent un spécimen en bonne santé versus un sujet présentant une vitalité réduite, voire un risque pour la population ou son environnement immédiat. La caractérisation de l’état de santé de chaque spécimen qui est opérée selon l’invention doit donc être comprise comme reposant sur une analyse multi-paramètres permettant de caractériser la santé du spécimen concerné sous de multiples angles et en fonction de multiples variables. L’on parle ainsi communément d’une approche reposant sur la « fusion de données de capteurs » (ou « sensor fusion » en terminologie anglosaxonne) approche qui est usuellement appliquée dans l’industrie des machines ou dans l’aéronautique afin de prédire l’occurrence de défauts ou problèmes et/ou anticiper des opérations de maintenance. The innovative approach is thus based on the characterization of the state of health of each specimen in a global and “multisensory” way, rather than on the basis of a single measurement parameter or a very small set of measurement parameters. It is in fact a question of determining and measuring the parameters which characterize a specimen in good health versus a subject presenting a reduced vitality, even a risk for the population or its immediate environment. The characterization of the state of health of each specimen which is carried out according to the invention must therefore be understood as being based on a multi-parameter analysis making it possible to characterize the health of the specimen concerned from multiple angles and according to multiple variables. We thus commonly speak of an approach based on the "fusion of sensor data" (or "sensor fusion" in Anglo-Saxon terminology) an approach which is usually applied in the machinery industry or in aeronautics in order to predict the occurrence of faults or problems and/or anticipate maintenance operations.
Sachant la grande diversité des espèces d’arbres ou autres végétaux, des situations et expositions des sujets en ville ou en milieu rural, etc., l’efficacité d’une méthode statique ne peut être garantie. Il s’agit donc plutôt de décrire et caractériser une enveloppe normale de variation des divers indicateurs pertinents pour chaque spécimen, avant de déterminer les points de mesure se situant en- dehors d’une enveloppe de variabilité « normale » et pouvant constituer des indicateurs de santé et déclencheurs d’alertes. Knowing the great diversity of species of trees or other plants, situations and exposures of subjects in town or rural areas, etc., the effectiveness of a static method cannot be guaranteed. It is therefore rather a question of describing and characterizing a normal envelope of variation of the various relevant indicators for each specimen, before determining the measurement points located outside of a "normal" variability envelope and which may constitute indicators of health and alert triggers.
Les diverses variables de mesure propres à chaque spécimen ou typologie de spécimen pourront notamment être décrites par des gaussiennes ou d’autres paramètres statistiques caractérisant une enveloppe de variation « normale » moyennant une phase initiale de calibrage ou d’apprentissage, ce qui peut nécessiter la mise en œuvre de techniques et algorithmes d’apprentissage machine (« machine learning »). The various measurement variables specific to each specimen or type of specimen may in particular be described by Gaussians or other statistical parameters characterizing a "normal" variation envelope through an initial calibration or learning phase, which may require implementation of machine learning techniques and algorithms.
Selon une variante préférée, l’étape b) de communication des données de mesure est opérée en temps réel ou périodiquement, et l’étape c) de caractérisation de l’état de santé de chaque spécimen inclut la mise à jour en temps réel ou périodique du modèle prédictif [HEALTHA ] de la santé du spécimen A.i en fonction des données de mesure collectées. Dans ce contexte, les étapes d) et e) sont préférablement répétées dès lors que le modèle prédictif de la santé du spécimen concerné est mis à jour. According to a preferred variant, step b) of communicating measurement data is carried out in real time or periodically, and step c) of characterizing the state of health of each specimen includes updating in real time or periodicity of the predictive model [HEALTHA ] of the health of the specimen Ai according to the collected measurement data. In this context, steps d) and e) are preferably repeated as soon as the predictive model of the health of the specimen concerned is updated.
La Figure 4 est une représentation schématique d’un mode de mise en œuvre de l’étape d) du procédé de la Figure 3 selon une variante de réalisation préférée de l’invention. Comme illustré schématiquement dans la Figure 4, plutôt que d’évaluer l’état de santé de chaque spécimen A.i sur la base d’un ou plusieurs paramètres mesurées en le ou les comparant à des seuils de référence déterminés, l’on procède préférablement à une comparaison du modèle prédictif [HEALTHAJ] de la santé du spécimen A.i avec au moins un modèle de référence, désigné [HEALTHREF]. Ce modèle de référence [HEALTHREF] peut être un modèle de référence caractérisant un bon état de santé du spécimen A.i ou un modèle de référence caractérisant, a contrario, un mauvais état de santé du spécimen A.i (par exemple dû à une maladie, un parasite, ou autre pathologie). Ce modèle de référence [HEALTHREF] peut être construit sur la base d’un modèle prédictif antérieur [HEALTHA ] de la santé du spécimen A.i, jugé comme étant représentatif d’un bon état de santé, auquel cas la comparaison amène à déterminer les variations éventuelles de l’état de santé du spécimen A.i au cours du temps. Alternativement, le modèle de référence [HEALTHREF] peut être construit sur la base d’un modèle prédictif type de la santé d’un spécimen de même nature élaboré sur la base d’un modèle statistique tenant compte d’une population étendue de spécimens de même nature. Dans les faits, une comparaison peut être effectuée entre le modèle prédictif [HEALTHAJ], actualisé, du spécimen concerné, et une multitude de modèles de référence afin de déterminer si des divergences éventuelles sont révélées d’une manière statistiquement déterminante et prépondérante ou s’il s’agit simplement d’un artéfact susceptible d’être ignoré. Figure 4 is a schematic representation of an embodiment of step d) of the method of Figure 3 according to a preferred embodiment of the invention. As schematically illustrated in Figure 4, rather than evaluating the state of health of each specimen Ai on the basis of one or more parameters measured by comparing it or them to determined reference thresholds, it is preferable to proceed to a comparison of the predictive model [HEALTHAJ] of the health of specimen Ai with at least one reference model, designated [HEALTHREF]. This reference model [HEALTHREF] can be a reference model characterizing a good state of health of the specimen Ai or a reference model characterizing, conversely, a poor state of health of the specimen Ai (for example due to a disease, a parasite , or other pathology). This reference model [HEALTHREF] can be constructed on the basis of an earlier predictive model [HEALTHA ] of the health of the specimen Ai, judged to be representative of a good state of health, in which case the comparison leads to determining any variations in the state of health of the specimen Ai over time. Alternatively, the reference model [HEALTHREF] can be built on the basis of a standard predictive model of the health of a specimen of the same nature elaborated on the basis of a statistical model taking into account a large population of specimens of same nature. In fact, a comparison can be made between the updated [HEALTHAJ] predictive model of the specimen concerned and a multitude of reference models in order to determine whether any discrepancies are revealed in a statistically decisive and overriding manner or it is simply an artifact that can be ignored.
La Figure 5 est un diagramme schématique d’un mode de mise en œuvre de l’étape c) du procédé de la Figure 3 selon une variante de réalisation préférée de l’invention. Selon cette variante de réalisation préférée, l’étape de caractérisation de l’état de santé de chaque spécimen A.i, à savoir l’élaboration du modèle prédictif [HEALTHAJ], est opérée en tenant compte de la typologie, désignée TYPEAJ, propre à chaque spécimen A.i et des caractéristiques propres à la typologie TYPEA de chaque spécimen A.i. En effet, l’état de santé de tout végétal ne peut pas nécessairement être caractérisé par un même ensemble de paramètres ou de données de mesure. Chaque typologie de végétal peut ainsi conduire à la nécessité de construire un modèle prédictif de l’état de santé qui soit différent d’une typologie à une autre. Figure 5 is a schematic diagram of an embodiment of step c) of the method of Figure 3 according to a preferred embodiment of the invention. According to this preferred variant embodiment, the step of characterizing the state of health of each specimen Ai, namely the development of the predictive model [HEALTHAJ], is carried out taking into account the typology, designated TYPEAJ, specific to each specimen Ai and characteristics specific to the TYPEA typology of each specimen Ai Indeed, the state of health of any plant cannot necessarily be characterized by the same set of parameters or measurement data. Each type of plant can thus lead to the need to build a predictive model of the state of health that is different from one type to another.
Plus spécifiquement, comme illustré schématiquement dans la Figure 5, l’on procède tout d’abord à la sélection de la typologie correspondant au spécimen concerné A.i parmi un ensemble prédéterminé de typologies désignées TYPEi, TYPE2, TYPE3, etc.. Sur la base de cette sélection, l’on procède ensuite à la sélection d’un modèle prédictif de base, désigné [HEALTHBASELINE], qui est prédéterminé pour la typologie sélectionnée TYPEAJ. Une fois cette opération effectuée, la caractérisation propre de l’état de santé du spécimen concerné A.i peut être opérée au moyen des données de mesure { DATAAJ } du spécimen concerné A.i. En d’autres termes, un modèle prédictif « type » est préalablement déterminé pour chaque typologie de spécimen concernée, et le modèle prédictif de chaque spécimen est construit à partir de ce modèle prédictif « type » et nourrit au moyen des données actuelles de mesure { DATAA } du spécimen concerné A.i. More specifically, as schematically illustrated in FIG. 5, the typology corresponding to the specimen concerned Ai is first selected from a predetermined set of typologies designated TYPEi, TYPE2, TYPE3, etc. On the basis of this selection, one then proceeds to the selection of a basic predictive model, designated [HEALTHBASELINE], which is predetermined for the selected typology TYPEAJ. Once this operation has been carried out, the proper characterization of the state of health of the specimen concerned Ai can be carried out by means of the measurement data {DATAAJ} of the specimen concerned Ai In other words, a “typical” predictive model is previously determined for each typology of specimen concerned, and the predictive model of each specimen is built from this "typical" predictive model and feeds using the current measurement data { DATAA } of the specimen concerned Ai
L’on comprendra de manière générale que diverses modifications et/ou améliorations évidentes pour l’homme du métier peuvent être apportées aux modes de réalisation décrits dans la présente description sans sortir du cadre de l’invention défini par les revendications annexées. It will generally be understood that various modifications and/or improvements obvious to those skilled in the art can be made to the embodiments described in the present description without departing from the scope of the invention defined by the appended claims.
En particulier, bien que les Figures 1 et 2 montrent un patrimoine arboré PV constitué de plusieurs arbres A.i, l’on comprendra à nouveau que l’invention est applicable à tout patrimoine végétal ligneux, voire herbacé, comprenant un ou plusieurs spécimens de végétaux. In particular, although Figures 1 and 2 show a tree heritage PV made up of several trees A.i, it will again be understood that the invention is applicable to any ligneous, even herbaceous plant heritage, comprising one or more plant specimens.
De plus, le patrimoine végétal peut être constitué d’un ensemble de spécimens faisant partie d’une même essence de végétaux ou au contraire être constitué d’une mixité d’essences de végétaux. In addition, the plant heritage can be made up of a set of specimens belonging to the same plant species or, on the contrary, be made up of a mix of plant species.

Claims

REVENDICATIONS
1. Un procédé de suivi, de surveillance et de prédiction de la santé d’un patrimoine végétal (PV) comportant au moins un spécimen d’un végétal (A.1 , A.2, A.3, ... ), le procédé comprenant les étapes suivantes : a) équipement de chaque spécimen (A.i) constituant le patrimoine végétal (PV) au moyen d’un ensemble de capteurs (10.i, 10.1 , 10.2, 10.3, ... ) permettant de mesurer plusieurs paramètres représentatifs de l’état de santé du spécimen (A.i) ou susceptibles d’affecter l’état de santé du spécimen (A.i) ; b) communication des données de mesure ({ DATAAJ }) générées par chaque ensemble de capteurs (10.i) à une centrale de collecte de données (100) ; c) caractérisation de l’état de santé de chaque spécimen (A.i) au moyen des données de mesure ({ DATAPV }) collectées par la centrale de collecte de données (100) afin de construire un modèle prédictif ([HEALTHAJ]) de la santé de chaque spécimen (A.i) ; d) évaluation de l’état de santé de chaque spécimen (A.i) sur la base du modèle prédictif ([HEALTHA ]) de la santé du spécimen (A.i) ; et e) génération d’une alerte si le modèle prédictif ([HEALTHA ]) de la santé du spécimen (A.i) est indicatif d’un danger ou autre risque lié à une dégradation de l’état de santé du spécimen (A.i). 1. A process for monitoring, monitoring and predicting the health of a plant heritage (PV) comprising at least one specimen of a plant (A.1, A.2, A.3, etc.), the method comprising the following steps: a) equipping each specimen (Ai) constituting the plant heritage (PV) by means of a set of sensors (10.i, 10.1, 10.2, 10.3, etc.) making it possible to measure several parameters representative of the state of health of the specimen (Ai) or likely to affect the state of health of the specimen (Ai); b) communication of the measurement data ({ DATAAJ }) generated by each set of sensors (10.i) to a data collection center (100); c) characterization of the state of health of each specimen (Ai) by means of the measurement data ({ DATAPV }) collected by the data collection center (100) in order to construct a predictive model ([HEALTHAJ]) of the health of each specimen (Ai); d) evaluation of the state of health of each specimen (A.i) based on the predictive model ([HEALTHA ]) of the health of the specimen (A.i); and e) generating an alert if the predictive model ([HEALTHA ]) of the health of the specimen (A.i) is indicative of a danger or other risk related to a deterioration in the state of health of the specimen (A.i).
2. Le procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l’étape d) d’évaluation de l’état de santé de chaque spécimen (A.i) inclut la comparaison du modèle prédictif ([HEALTHAJ]) de la santé du spécimen (A.i) avec au moins un modèle de référence ([HEALTHREF]) caractérisant un bon état de santé du spécimen (A.i) ou un mauvais état de santé du spécimen (A.i). 2. The method according to claim 1, characterized in that step d) of evaluating the state of health of each specimen (Ai) includes the comparison of the predictive model ([HEALTHAJ]) of the health of the specimen ( Ai) with at least one reference model ([HEALTHREF]) characterizing a good state of health of the specimen (Ai) or a poor state of health of the specimen (Ai).
3. Le procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l’étape c) de caractérisation de l’état de santé de chaque spécimen (A.i) est opérée en tenant compte de la typologie (TYPEAJ) propre à chaque spécimen (A.i) et des caractéristiques propres à la typologie (TYPEAJ) de chaque spécimen (A.i). 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that step c) of characterizing the state of health of each specimen (Ai) is carried out taking into account the typology (TYPEAJ) specific to each specimen ( Ai) and characteristics specific to the typology (TYPEAJ) of each specimen (Ai).
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4. Le procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu’un modèle prédictif de base ([HEALTHBASELINE]) est prédéterminé pour chaque typologie de spécimen (TYPEAJ) parmi une pluralité de typologies de spécimen (TYPEi, TYPE2, TYPE3I ... ), le modèle prédictif ([HEALTHAJ]) de la santé du spécimen (A.i) étant construit sur la base du modèle prédictif de base ([H EALTHBASELINE]) correspondant à la typologie (TYPEA ) du spécimen concerné (A.i) et des données de mesure ({ DATAAJ }) du spécimen concerné (A.i). 4. The method according to claim 3, characterized in that a basic predictive model ([HEALTHBASELINE]) is predetermined for each typology of specimen (TYPEAJ) among a plurality of typologies of specimen (TYPEi, TYPE 2 , TYPE 3I . .. ), the predictive model ([HEALTHAJ]) of the health of the specimen (Ai) being built on the basis of the basic predictive model ([H EALTHBASELINE]) corresponding to the typology (TYPEA ) of the specimen concerned (Ai) and measurement data ({ DATAAJ }) of the specimen concerned (Ai).
5. Le procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque ensemble de capteurs (10.i) est configuré pour procéder à plusieurs mesures sélectionnées parmi l’ensemble des mesures suivantes, à savoir une mesure de stress hydrique subi par le spécimen (A.i), une mesure de flux de sève circulant dans le tronc (T) du spécimen (A.i), une mesure d’intégrité structurelle du tronc (T) du spécimen (A.i), une mesure de la température du spécimen (A.i) et/ou de son environnement, une mesure par imagerie du spécimen (A.i) dans une longueur d’onde ou gamme de longueurs d’onde déterminée, une mesure de mouvement du spécimen (A.i), une mesure de contraintes mécaniques auxquelles est soumis le spécimen (A.i), une mesure de conditions environnementales subies par le spécimen (A.i), une mesure de conductivité électrique du spécimen (A.i), et une mesure des composantes gazeuses environnantes. 5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that each set of sensors (10.i) is configured to carry out several measurements selected from the set of the following measurements, namely a measurement of water stress undergone by the specimen (Ai), a measurement of sap flow circulating in the trunk (T) of the specimen (Ai), a measurement of structural integrity of the trunk (T) of the specimen (Ai), a measurement of the temperature of the specimen (Ai) and/or of its environment, a measurement by imaging of the specimen (Ai) in a determined wavelength or range of wavelengths, a measurement of movement of the specimen (Ai), a measurement of mechanical stresses to which the specimen (Ai), a measurement of environmental conditions undergone by the specimen (Ai), a measurement of electrical conductivity of the specimen (Ai), and a measurement of the surrounding gaseous components are submitted.
6. Le procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’étape a) d’équipement de chaque spécimen (A.i) inclut : l’équipement d’une pluralité de capteurs dédiés (10A-10F) disposés sur ou à proximité du spécimen concerné (A.i) ; l’équipement d’un dispositif récepteur courte-distance (20) configuré pour recevoir les données de mesure d’un ou plusieurs capteurs (10A, 10C, 10F) parmi ladite pluralité de capteurs dédiés (10A-10F) au moyen d’une liaison sans fil ; et l’équipement d’un dispositif transmetteur (50) couplé audit dispositif récepteur courte-distance (20), et le cas échant directement à un ou plusieurs capteurs (10B, 10D, 10E) parmi ladite pluralité de capteurs dédiés (10A-10F), lequel dispositif transmetteur (50) est configuré pour communiquer les données de mesure collectées localement ({ DATAAJ }) à ladite centrale de collecte de données (100). 6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that step a) of equipping each specimen (Ai) includes: equipping a plurality of dedicated sensors (10A-10F) arranged on or near the specimen concerned (Ai); the equipment of a short-distance receiver device (20) configured to receive measurement data from one or more sensors (10A, 10C, 10F) among said plurality of dedicated sensors (10A-10F) by means of a wireless link; and the equipment of a transmitter device (50) coupled to said short-distance receiver device (20), and if necessary directly to one or more sensors (10B, 10D, 10E) among said plurality of dedicated sensors (10A-10F) , which transmitter device (50) is configured to communicate the locally collected measurement data ({ DATAAJ }) to said data collection center (100).
7. Le procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’étape b) de communication des données de mesure ({ DATAA }) est opérée en temps réel ou périodiquement, en ce que l’étape c) de caractérisation de l’état de santé de chaque spécimen (A.i) inclut la mise à jour en temps réel ou périodique du modèle prédictif ([HEALTHAJ]) de la santé du spécimen (A.i) en fonction des données de mesure collectées ({ DATAPV }). 7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that step b) of communicating the measurement data ({DATAA}) is carried out in real time or periodically, in that step c) of characterization of the health status of each specimen (Ai) includes the real-time or periodic updating of the predictive model ([HEALTHAJ]) of the health of the specimen (Ai) according to the collected measurement data ({ DATAPV } ).
8. Le procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que les étapes d) et e) sont répétées dès lors que le modèle prédictif ([HEALTHAJ]) de la santé du spécimen concerné (A.i) est mis à jour. 8. The method according to claim 7, characterized in that steps d) and e) are repeated as soon as the predictive model ([HEALTHAJ]) of the health of the specimen concerned (A.i) is updated.
9. Un système de suivi, de surveillance et de prédiction de la santé d’un patrimoine végétal (PV) pour la mise en œuvre du procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant : au moins un ensemble de capteurs (10. i, 10.1 , 10.2, 10.3, ... ) destiné à équiper chaque spécimen (A.i) constituant le patrimoine végétal (PV) ; une centrale de collecte de données (100) configurée pour collecter les données de mesure ({ DATAAJ }) générées par chaque ensemble de capteurs (10. i) et compiler un ensemble de données de mesure collectées ({ DATAPV }) relatives au patrimoine végétal (PV) ; et un dispositif transmetteur (50) associé à chaque ensemble de capteurs (10.i) et configuré pour assurer la communication des données de mesure ({ DATAAJ }) générées par l’ensemble de capteurs (10. i) à ladite centrale de collecte de données (100). 9. A system for tracking, monitoring and predicting the health of a plant heritage (PV) for implementing the method according to any one of the preceding claims, comprising: at least one set of sensors (10. i, 10.1, 10.2, 10.3, etc.) intended to equip each specimen (Ai) constituting the plant heritage (PV); a data collection center (100) configured to collect the measurement data ({ DATAAJ }) generated by each set of sensors (10. i) and to compile a set of collected measurement data ({ DATAPV }) relating to the plant heritage (PV); and a transmitter device (50) associated with each set of sensors (10.i) and configured to ensure the communication of the measurement data ({DATAAJ}) generated by the set of sensors (10.i) to said collection center of data (100).
10. Le système selon la revendication 9, caractérisé en ce que les étapes c) à e) du procédé sont mises en œuvre par la centrale de collecte de données (100) ou au moyen d’un ou plusieurs systèmes de traitement de données ad hoc (100*) pouvant accéder aux données de mesure ({ DATAPV }) collectées par la centrale de collecte de données (100). 10. The system according to claim 9, characterized in that steps c) to e) of the method are implemented by the data collection center (100) or by means of one or more data processing systems ad hoc (100*) that can access the measurement data ({ DATAPV }) collected by the data collection center (100).
11. Le système selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que chaque ensemble de capteurs (10.i) comporte une pluralité de capteurs dédiés (10A-10F) disposés sur ou à proximité du spécimen concerné (A.i), et en ce que le système comporte en outre un dispositif récepteur courte- distance (20) associé à chaque ensemble de capteurs (10.i) et configuré pour recevoir les données de mesure d’un ou plusieurs capteurs (10A, 10C, 10F) parmi ladite pluralité de capteurs dédiés (10A-10F) au moyen d’une liaison sans fil, chaque dispositif transmetteur (50) étant configuré pour assurer la communication des données de mesure collectées localement ({ DATAA }) à ladite centrale de collecte de données (100). 11. The system according to claim 9 or 10, characterized in that each set of sensors (10.i) comprises a plurality of dedicated sensors (10A-10F) arranged on or near the specimen concerned (Ai), and in that that the system further comprises a short-distance receiver device (20) associated with each set of sensors (10.i) and configured to receive measurement data from one or more sensors (10A, 10C, 10F) among said plurality dedicated sensors (10A-10F) by means of a wireless link, each transmitter device (50) being configured to ensure the communication of locally collected measurement data ({ DATAA }) to said data collection center (100) .
12. Un appareillage de mesure apte à être en particulier utilisé dans le cadre du système selon l’une quelconque des revendications 9 à 11 , caractérisé en ce que ledit appareillage de mesure comporte une ceinture extensible (C) configurée afin de pouvoir être disposée autour du tronc (T) d’un spécimen (A.i) d’un végétal ligneux, ladite ceinture extensible (C) étant couplée par une liaison filaire ou non filaire à un capteur (10a-10d) et/ou portant au moins un capteur (10a-10d), lequel capteur (10a-10d) est apte à mesurer un paramètre représentatif de l’état de santé du spécimen (A.i) ou susceptible d’affecter l’état de santé du spécimen (A.i). 12. A measuring device adapted to be used in particular within the framework of the system according to any one of claims 9 to 11, characterized in that said measuring device comprises an extensible belt (C) configured so as to be able to be arranged around of the trunk (T) of a specimen (Ai) of a ligneous plant, said extensible belt (C) being coupled by a wired or wireless connection to a sensor (10a-10d) and/or carrying at least one sensor ( 10a-10d), which sensor (10a-10d) is capable of measuring a parameter representative of the state of health of the specimen (Ai) or capable of affecting the state of health of the specimen (Ai).
13. Un appareillage de mesure apte à être en particulier utilisé dans le cadre du système selon l’une quelconque des revendications 9 à 11 , caractérisé en ce que ledit appareillage de mesure comporte un dispositif de mesure (15) 13. A measuring device adapted to be used in particular within the framework of the system according to any one of claims 9 to 11, characterized in that said measuring device comprises a measuring device (15)
26 insérable au moins partiellement à l’intérieur du tronc (T) d’un spécimen (A.i) d’un végétal ligneux, lequel dispositif de mesure (15) comporte au moins un capteur (10a) apte à mesurer un paramètre représentatif de l’état de santé du spécimen (A.i) ou susceptible d’affecter l’état de santé du spécimen (A.i). 26 insertable at least partially inside the trunk (T) of a specimen (Ai) of a ligneous plant, which measuring device (15) comprises at least one sensor (10a) capable of measuring a parameter representative of the state of health of the specimen (Ai) or likely to affect the state of health of the specimen (Ai).
14. Un appareillage de mesure apte à être en particulier utilisé dans le cadre du système selon l’une quelconque des revendications 9 à 11 , caractérisé en ce que ledit appareillage de mesure comporte un ou plusieurs capteurs (10c, 10d) disposé(s) au voisinage du spécimen (A.i), sur son feuillage (F), son branchage (B), ou ses ramifications végétales. 14. A measuring device suitable for use in particular in the context of the system according to any one of claims 9 to 11, characterized in that said measuring device comprises one or more sensors (10c, 10d) arranged (s) near the specimen (Ai), on its foliage (F), its branches (B), or its plant ramifications.
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