Brevet FR2612296A1 — publié le 19880916

La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif pour mesurer l'humidité du sol, en particulier, en vue de déclencher de façon automatique des moyens d'irrigation ou d'arrosage, et s'applique aussl bien à de grandes étendues quWa des surfaces très restreintes (plantes en pot). La présente invention est un perfectionnement au brevet français 9 554 313 (n' d'enregistrement 83 17487 du 3 novembre 1983 dispositif arrosage automatlqlle piloté par un détecteur de rayonnement") au nom des mêmes demandeurs.Ce brevet décrit un dispositif représente sur la figure 1 comportant un circuit 8 d'alimentation en eau du sol 9, un organe de contrôle de l'alimentation comprenant un organe de coupure 7 du débit de liquide, ou une pompe d'allmentation dudit circuit, éventuellement les deux, un détecteur 4 donnant une mesure de l'intensité du rayonnement au-dessus du sol 1(1, une sonde hygrométrique Il fournissant une mesure de la teneur en eau dans ou sur le sol, et un organe central de synthèse et de commande 5, fermant ou maintenant fermé ledit organe de coupure 7, ou maintenant la pompe arrêtée des lors que ladite mesure de rayonnement est supérleure à un seull donne. et ouvrant ou maintenant ouvert ledit organe de coupure, ou maintenant la pompe en fonctionnement des lors que la mesure de ladite sonde est inférieure à un seuil donné et que la mesure de rayonnement est inférieure audit seuil de rayonnement Ce dispositifa suscite un tres grand Intérêt du public, et son exploitation a montré qu'un perfectlonnement était souhaitable. En effet, dans ce dispositif précédent, la sonde hygrométrique fournissant une mesure de la teneur en eau dans le sol est principalement constituée par deux partles métalliques formant électrodes isolées l'une de l'autre et plongeant dans le sol.La mesure de la teneur en eau est appréciée a partir de la résistance électrique dudit sol entre lesdites électrodes, résistance qul diminue avec l'accroissement d'humidité dans ledit sol. Cette résistance électrique est mesurée par des moyens classiques, par exemple avec un pont de Wtieatstone. Les electrodes sont enfoncées à une profondeur correspondant, par exemple, à celle des racines des plantes surveillées. Le réglage du déclenchement de l'arrosage est ajusté en fonction du terraln. A titre d'exemple, pour un écart entre électrodes de 65 mm, avec des électrodes de 15 mm de longueur, placées à 10 cm de profondeur dans le sol, une résistance de 10 000 clams correspond à une valeur assez courante de limite d'humidité. S1 13 résistance depasse cette valeur, le sol a besoin d'eau, et il faut arroser. Il est évident que, pour une iiumidité déterminée, cette résistance dépend de la nature du sol, et qu'un reglage peut être effectué en fonction de la nature du terrain. Jusqu'à present, la résistance du sol est mesurée en permanence, en appliquant entre les electrodes une tension continue, par exemple de l'ordre de 13,5 volts. Les dispositifs du genre décrits cl-dessus donnent d'excellents resultats. Toutefois, 11 est apparu dans certaines conditions que les appareils dérivaient. Des examens précis ont montré qu'll se produlsait une oxydation et une certalne polarisation d'au molns une des electrodes. Conformément à la présente Invention, la mesure de la résistance du sol est améliorée et les appareils ne dérivent plus. Selon l'invention, dans un dispositif du genre en question, on applique entre les électrodes des tenslons temporaires, séparées par des périodes sans tenson, les tenslons pendant les périodes successives étant de polarités alternes. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qul va sulvre, donnée à titre d'exernPle non limitatif, en regard des dessins ci-joints, et qul fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur les dessins: la flgure 1 est une vue d'un schéma de principe d'un dispositif falsant application de la presente invention; la figure 2 est une vue en élévation d'un dispositif selon la présente invention avec parte en coupe ; et, la figure 3 est une représentation graphique d'un exemple de tension de surveillance utilisée dans la présente invention. Le dispositif représenté sur la figure 1 correspond à celul qui est décrit dans le brevet mentlonné au debut, et qul est rappelé dans le préambule de la présente demande. Un organe d'arrosage schématisé en 8 peut comporter tout systeme de canallsatlon, pommes d'arrosaqe. canules d'lntroductlon d'eau dans la terre, etc. Cet organe peut être commandé par une électrovanne 7, ou par une pompe, ce qul, dans les deux cas, permet l'alimentation en eau de l'organe d'arrosage 7. Un détecteur 4 du rayonnement 6 incident sur le sol 10 et une sonde hygrométrique 11 sont connectes à l'organe central 5, qul reçoit une alimentation électrique (non représentée). La sonde 11 qui peut être du type représenté sur la figure 2 comporte deux électrodes 21, 22 enfoncées dans le sol 9. Les electrodes peuvent être avantageusement en acier inoxydable. Elles ont une longueur totale L qui est prévue en fonction de la profondeur à laquelle on doit mesurer l'humidité, par exemple 15 cm, étant entendu que l'on peut les enfoncer plus ou molns selon la profondeur voulue (profondeur des racines de la plante à soigner). Les électrodes sont garnies d'un revêtement isolant 23 sur la plus grande partie de leur longueur pour ne lalsser qu'une courte partie 24 non isolée, à la profondeur désirée. La longueur 1 de cette partie non isolée peut être de 15 mm. L'écart j entre les electrodes peut être par exemple de 65 mm.Comme indiqué plus h3t, une résistance de 1000 ohms entre deux telles électrodes indique une terre sèche qul doit recevolr de l'eau Pour éviter un pompage de la régulation, il est possible de déterminer deux résistances de sol, une pour commander le démarrage de l'arrosage, par exemple 10000 ohms, et une pour l'arrêter, par exemple 6000 ohms. L'électrode en acler inoxydable est commode à de nombreux points de vue. Mals, elle conduit à une polarisation et même å une oxydation, d'ou une dérive de la commande de l'appareil. On a essaye de nombreux autres matérlaux pour constituer l'électrode, comme le tantale, mais sans plus de succès. On a essayé rappliquer entre les electrodes une tenslon alternative. Blen que la polarisation apparalsse avec une beaucoup molndre rapidité, les électrodes s'oxydent quand même. On a également essayé d'appliquer la tenslon par lntermittance å la résistance. Les effets sont plus lents, mals se cumulent dans le temps, et la dérive apparait. Conformément à la présente invention, on a trouvé, de façon tout a falt inattendue, que les phénomènes redoutés ne se produlsalent absolument plus, sl la tension étalt appliquée aux électrodes, sous forme d'impulsions courtes, et de polarités alternées, comme représenté sur la figure 3. Une Impulsion A peut avoir une durée de 20 millièmes de seconde, et l'écart u entre deux irnuulslons alternées peut être de l'ordre de 1,5 seconde, la tenslon de chaque Impulsion étant de 13,5 volts. La tension dolt être suffisante pour avoir une mesure assez précise. Il faut au minimum quelques volts, environ 5.En dessous de cette valeur, le courant est très falble et difficlle à mesurer. La tension sera cholsle inférieure à 25 volts, pour éviter tout danger d'électrocution. La valeur de 13,5 volts peut être choisie dans un but de simplification si le dispositif comporte une électrovanne de 12 volts. La même source de tenslon sert pour l'électrovanne et la sonde hygrométrique. La durée des impulslons doit être aussi courte que possible, du polnt de vue oxydation de l'électrode, mais suffisante pour effectuer une mesure. Environ 10 a 50 millisecondes sont des limites convenables. Une valeur de 20 millisecondes donne de bons résultats. L'intervalle entre les impulsions doit être aussl grand que possible.En pratique, l'écart est déterminé par l'économie du système Plus l'intervalle est grand, plus les composants du circuit de productlon des Impulsions sont coûteux. On obtient des circuits simples et des résultats acceptables avec des intervalles compris entre environ 0,5 et 3 secondes. La valeur de 1,4 seconde est suffisante et peut être obtenue avec un circuit bon marché. De cette façon, 11 ne se prodult aucune polarlsatlon, ni aucune oxydation des électrodes. Ce résultat est inattendu, pulsqu'une tension alternative appliquée en permanence condult quand même aux phénomènes à éviter. On peut supposer que la durée de l'impulsion est trop courte pour permettre l'amorçage d'une réaction d'oxydation et que l'alternance des polarités évite dans le temps le cumul de l'effet chimique de polarisation. Quolqu'il en soit, des essals ont confirmé qu'aucune oxydation nl aucune polarisatlon n'apparaissaient, même après des pérlodes de temps très lonques. Les moyens pour engendrer de telles impulsions sont connus. La mesure et la comparalson de la résistance sont effectuées instantanément à chaque impulsion. REVENDICATIONS 1. Procédé pour commander de façon automatique l'arrosage ou l'irrigation d'un sol, dans lequel procédé on mesure la résistance du sol pour en déterminer l'humidité, en plaçant deux électrodes dans le sol, la mesure de la résistance étant effectuée par application d'une tension entre les électrodes, caractérisé en ce que la tension est appliquée sous forme d'impulsions courtes. séparées par un Intervalle sans tension. les impulsions étant successivement de polarités alternées. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tension des impulsions est comprise entre environ 5 et environ 25 volts, la durée de chaque impulsion étant comprlse entre environ 10 millièmes et environ 50 millièmes de seconde > et l'intervalle entre deux impulsions est comprls entre 0,5 et 3 secondes. 3. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon une des revendications 1 ou 2, comprenant un circuit (8) d'alimentation en eau du sol (9), un organe (7) de controle de l'alimentation en eau dudit circuit, pouvant comprendre une électrovanne et/ou une pompe, un détecteur (4) donnant une mesure de l'intensité du rayonnement audessus du sol (10), une sonde hyurométrique (11) avec deux électrodes (21, 22) fournissant une mesure de la teneur en eau dans le sol, et un organe central de synthèse et de cornmande (5) actionnant l'organe de contrôle (7) en fonction de l'état des mesures du détecteur (4) et de la sonde (11), caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour délivrer aux électrodes (21,22) des impulsions électriques, courtes séparées par des périodes sans tension, les polarités des impulsions étant inversées alternativement.