Brevet FR3135590A1 — publié le 20231124

L’invention concerne un procédé de suivi de l’humidité d’un sol, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes consistant à : - alimenter automatiquement une base de données (5) numérique par des données représentatives de l’humidité du sol mesurées à l’aide de plusieurs capteurs d’humidité (2), - calculer à l’aide d’une unité centrale (6) et au niveau de chaque capteur, une vitesse d’évolution de l’humidité du sol à partir des données d’humidité mesurées, et - calculer à l’aide de l’unité centrale une somme du nombre de capteurs pour lesquels la vitesse d’évolution de l’humidité du sol est supérieure à une vitesse seuil correspondant à une certaine vitesse de diminution de l’humidité du sol au-dessus de laquelle la diminution de l’humidité du sol est attribuée à la présence de racines, et à créer en retour une donnée numérique représentative d’un certain volume de répartition des racines dudit végétal. Figure 2 PROCEDE DE SUIVI DE L’HUMIDITE D’UN SOL, STATION ET INSTALLATION DE MESURE D’HUMIDITE D’UN SOL L’invention se place dans le domaine de l’agronomie et concerne un procédé de suivi de l’humidité d’un sol, une station de mesure de l’humidité d’un sol ainsi qu’une installation de suivi de l’humidité d’un sol. Le terme végétal selon l’invention s’étend à tout type de végétal destiné à être planté au sol en culture pérennes ou annuelles et apte à développer un réseau racinaire, tels que les arbre, les arbustes, les gazons, etc. Il est admis aujourd’hui que les arbres urbains jouent un rôle écosystémique bénéfique sur l’environnement et sur la santé humaine de part l’élimination des polluants atmosphériques, le stockage et la séquestration du carbone, la protection contre les tempêtes, l’atténuation des impacts des eaux de ruissellement et des inondations, la limitation des îlots de chaleur et même l’amélioration du développement cognitif. Ils sont donc considérés parmi les meilleures alternatives pour s’adapter au changements météorologiques et climatiques subis dans nos villes. Malgré ces nombreux bénéfices, la plantation d’arbres en ville est aujourd’hui fortement consommatrice d’eau avec une fort taux d’échec de reprise de l’arbre dans son milieu, impliquant in fine la mort de l’arbre. En effet, les jeunes arbres nouvellement transplantés ont besoin d’être correctement irrigués durant leur phase de développement racinaire pour leur permettre de s’ancrer durablement dans leur environnement de plantation. Selon l’espèce et la configuration du lieu de plantation, cet apport peut être prolongé et systématisé pour maintenir en vie les arbres dans un environnement contraint. Il existe donc aujourd’hui un réel besoin de limiter cette consommation d’eau tout en garantissant une bonne reprise de l’arbre. Certains procédés utilisent aujourd’hui des données physiologiques et morphologiques des arbres, telles que la croissance des pousses, des feuilles, du tronc ou des tiges pour estimer les besoins en eau de l’arbre. D’autres procédés se basent sur des expériences menées in vitro pour comprendre les phénomènes de la croissance racinaire quand d’autres utilisent des données d’imagerie capables de représenter la structure architecturale et fonctionnelle du développement racinaire. Il existe également des procédés d’observations in situ (excavation, arrachage etc.) qui sont peu écologiques puisqu’ils nécessitent de détruire un grand nombre d’arbres afin d’évaluer un certain développement racinaire dans le temps. Enfin, il existe la méthode par suivi d’humidité, déjà utilisée en arboriculture pour aider les agriculteurs à économiser l’eau. Cette méthode, décrite dans le document US6719488, consiste à utiliser des capteurs d’humidité disposés dans le sol pour suivre les besoins en eau des arbres. Cela permet de mettre en évidence les excès et les manques d’eau dans le sol, de suivre l’état de dessèchement des différents horizons du sol de plantation, et de pouvoir prédire une certaine date et une certaine quantité d’eau à apporter pour réhumecter le sol. Ces méthodes ne sont cependant pas suffisamment fiables pour évaluer et optimiser la reprise de l’arbre dans son milieu tout en limitant la consommation d’eau. L’objectif de l’invention est donc de résoudre les problèmes précités. A cet effet, l’invention porte sur un procédé de suivi de l’humidité d’un sol, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes consistant à : - alimenter automatiquement une base de données numérique en temps réel par des données représentatives de l’humidité du sol mesurées à l’aide de plusieurs capteurs d’humidité disposés dans le sol et répartis sur un chemin estimé de croissance des racines d’un végétal, - calculer à l’aide d’une unité centrale et au niveau de chaque capteur, une vitesse d’évolution de l’humidité du sol à partir des données d’humidité mesurées, et - calculer à l’aide de l’unité centrale une somme du nombre de capteurs qui se succèdent sur le chemin estimé de croissance des racines du végétal en partant du capteur disposé au plus près des racines et pour lesquels la vitesse d’évolution de l’humidité du sol est supérieure à une vitesse seuil correspondant à une certaine vitesse de diminution de l’humidité du sol au-dessus de laquelle la diminution de l’humidité du sol est attribuée à la présence de racines, et à créer en retour à l’aide de l’unité centrale une donnée numérique représentative d’un certain volume de répartition des racines dudit végétal correspondant à ladite somme calculée. Les racines assèchent le sol de façon significative à travers leur activité. L’idée à la base de l’invention est d’utiliser la cinétique d’évolution de l’humidité du sol au niveau de capteurs disposés dans le sol sur un chemin supposé de développement des racines, pour déterminer en retour un certain volume de répartition des racines du végétal. Le volume de répartition des racines permet d’avoir une meilleure idée en temps réel de la reprise racinaire du végétal dans son milieu, c’est-à-dire à un déploiement des racines du végétal dans le sol pour chercher de l’eau et ancrer le végétal dans le sol. Le procédé de mesure de l’activité racinaire du végétal selon l’invention peut également présenter les étapes suivantes consistant à : - comparer en temps réel à l’aide de l’unité centrale les données d’humidité de chaque capteur pour lesquels la vitesse d’évolution de l’humidité du sol est supérieure à la vitesse seuil, à un seuil d’humidité en dessous duquel la biodisponibilité de l’eau dans le sol n’est pas suffisante pour permettre la croissance des racines du végétal, et en ce que l’unité centrale est paramétrée pour, si l’humidité mesurée au niveau dudit capteur est supérieure au seuil d’humidité, créer une donnée représentative de présence d’une certaine biodisponibilité de l’eau dans le sol suffisante pour permettre la croissance des racines du végétal ; - identifier une donnée de vitesse d’évolution maximale de l’humidité du sol à partir des données de vitesse d’évolution de l’humidité du sol calculées à partir de l’ensemble des capteurs sur une période donnée, et créer en retour une donnée représentative d’une tendance d’assèchement correspondant à la vitesse d’évolution maximale de l’humidité du sol ; - mesurer le temps nécessaire pour que la donnée représentative d’une humidité du sol au niveau de chaque capteur diminue selon la vitesse d’évolution de l’humidité du sol maximale jusqu’au seuil d’humidité, et à créer en retour à l’aide de l’unité centrale une donnée de prévision d’assèchement de la réserve utile correspondant au temps mesuré ; - calculer à l’aide de l’unité centrale et au niveau de chaque capteur un ratio comprenant un numérateur, ledit numérateur étant calculé à partir d’un écart entre les données d’humidité avant réhumectation et les données d’humidité après réhumectation, sur un dénominateur comprenant les données d’humidité avant réhumectation, et à calculer à l’aide de l’unité centrale la moyenne de l’ensemble des ratios calculés pour créer en retour une donnée d’efficacité de réhumectation correspondante ; - disposer les capteurs d’humidité dans le sol de sorte qu’un premier capteur soit au plus près d’une racine du végétal, un second capteur soit éloigné du premier capteur sur un plan horizontal et un troisième capteur soit éloignée du second capteur sur un plan vertical de sorte que le troisième capteur soit plus éloigné du premier capteur que le second capteur. L’invention s’étend également à une station de suivi de l’humidité du sol comprenant plusieurs capteurs d’humidité, une carte d’acquisition conçue pour recevoir des données numérique d’humidité des capteurs d’humidité, une batterie conçue pour alimenter ladite carte d’acquisition et les capteurs d’humidité, ladite station comprenant un regard de protection conçu pour loger ladite carte d’acquisition et ladite batterie et être enterré à proximité des racines du végétal et en ce que la carte d’acquisition est reliée à une antenne de communication radio conçue pour être déportée à l’extérieure du regard de protection jusqu’à la surface du sol. L’invention s’étend également à une installation de suivi de l’humidité du sol comprenant une station de suivi selon l’invention, une base de données et une unité centrale conçues pour mettre en œuvre le procédé selon l’invention. L’installation de suivi selon l’invention est particulièrement bien adaptée pour réaliser des mesures d’humidité dans le sol sur le chemin supposé de développement des racines tout en étant capable de communiquer en temps réel les données d’humidité mesurées à une base de données localisée à distance (hors sol). La présente invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée du mode de réalisation pris à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés, dans lesquels : - la est un diagramme représentant les différentes étapes du procédé selon l’invention pour mesurer le volume de répartition des racines ; - la est une représentation schématique d’une installation de mesure selon l’invention utilisant une station de mesure d’humidité du sol selon l’invention pour mettre en œuvre le procédé de suivi d’humidité du sol selon l’invention. Procédé de suivi de l’humidité d’un sol, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes consistant à : - alimenter automatiquement une base de données (5) numérique en temps réel par des données représentatives de l’humidité du sol mesurées à l’aide de plusieurs capteurs d’humidité (2) disposés dans le sol et répartis sur un chemin estimé de croissance des racines d’un végétal, - calculer à l’aide d’une unité centrale (6) et au niveau de chaque capteur, une vitesse d’évolution de l’humidité du sol à partir des données d’humidité mesurées, et - calculer à l’aide de l’unité centrale une somme du nombre de capteurs qui se succèdent sur le chemin estimé de croissance des racines du végétal en partant du capteur disposé au plus près des racines et pour lesquels la vitesse d’évolution de l’humidité du sol est supérieure à une vitesse seuil correspondant à une certaine vitesse de diminution de l’humidité du sol au-dessus de laquelle la diminution de l’humidité du sol est attribuée à la présence de racines, et à créer en retour à l’aide de l’unité centrale une donnée numérique représentative d’un certain volume de répartition des racines dudit végétal correspondant à ladite somme calculée. Procédé de suivi de l’humidité du sol selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comprend l’étape consistant à comparer en temps réel à l’aide de l’unité centrale les données d’humidité de chaque capteur pour lesquels la vitesse d’évolution de l’humidité du sol est supérieure à la vitesse seuil, à un seuil d’humidité en dessous duquel la biodisponibilité de l’eau dans le sol n’est pas suffisante pour permettre la croissance des racines du végétal, et en ce que l’unité centrale est paramétrée pour, si l’humidité mesurée au niveau dudit capteur est supérieure au seuil d’humidité, créer une donnée représentative de présence d’une certaine biodisponibilité de l’eau dans le sol suffisante pour permettre la croissance des racines du végétal. Procédé de suivi de l’humidité d’un sol selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend l’étape consistant à identifier une donnée de vitesse d’évolution maximale de l’humidité du sol à partir des données de vitesse d’évolution de l’humidité du sol calculées à partir de l’ensemble des capteurs sur une période donnée, et créer en retour une donnée représentative d’une tendance d’assèchement correspondant à la vitesse d’évolution maximale de l’humidité du sol. Procédé de suivi de l’humidité du sol selon la revendication 3, caractérisé en ce qu’il comprend l’étape consistant à mesurer le temps nécessaire pour que la donnée représentative d’une humidité du sol au niveau de chaque capteur diminue selon la vitesse d’évolution de l’humidité du sol maximale jusqu’au seuil d’humidité, et à créer en retour à l’aide de l’unité centrale une donnée de prévision d’assèchement de la réserve utile correspondant au temps mesuré. Procédé de suivi de l’humidité d’un sol selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend l’étape consistant à calculer à l’aide de l’unité centrale et au niveau de chaque capteur un ratio comprenant un numérateur, ledit numérateur étant calculé à partir d’un écart entre les données d’humidité avant réhumectation et les données d’humidité après réhumectation, sur un dénominateur comprenant les données d’humidité avant réhumectation, et à calculer à l’aide de l’unité centrale la moyenne de l’ensemble des ratios calculés pour créer en retour une donnée d’efficacité de réhumectation correspondante. Procédé de suivi de l’humidité d’un sol selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend l’étape consistant disposer les capteurs d’humidité dans le sol de sorte qu’un premier capteur (2a) soit disposé au plus près d’une racine du végétal, un second capteur (2b) soit éloigné du premier capteur sur un plan horizontal et un troisième capteur (2c) soit éloignée du second capteur sur un plan vertical de sorte que le troisième capteur soit plus éloigné du premier capteur que le second capteur. Station (8) de suivie de l’humidité du sol, caractérisée en ce qu’elle comprend plusieurs capteurs d’humidité (2), une carte d’acquisition (9) conçue pour recevoir des données numérique d’humidité des capteurs d’humidité, une batterie (10) conçue pour alimenter ladite carte d’acquisition et les capteurs d’humidité, ladite station comprenant un regard (11) de protection conçu pour loger ladite carte d’acquisition et ladite batterie et être enterré à proximité des racines du végétal et en ce que la carte d’acquisition est reliée à une antenne (12) de communication radio conçue pour être déportée à l’extérieure du regard de protection jusqu’à la surface du sol. Installation (13) de suivi de l’humidité du sol, caractérisée en ce qu’elle comprend une station selon la revendication 7, une base de données et une unité centrale conçues pour mettre en œuvre le procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6.