Brevet FR3043778A1 (20170519)
REVENDICATIONS1. Système d'évaluation in situ et en continu du potentiel cultural d'un sol agricole comprenant un dispositif (1) d'estimation des flux hydriques et nitriques comprenant un premier et un deuxième dispositif de contrôle-eau (2,2'), étant munis de capteurs destinés à mesurer la quantité de nitrate, la température, et le ph, un dispositif de contrôle-terre (3), muni de capteurs destinés à mesurer la température et l'humidité d'une terre, situés au moins partiellement à l'intérieur du sol, et un dispositif hygrométriqùe (9), muni d'un capteur hygrométrique de l'atmosphère destiné à mesurer l'humidité et la température de l'air, situé à la surface du sol, lesdits capteurs étant chacun reliés par câble à des cartes d'acquisition dédiées (6), le dispositif d'estimation (1) comprend en outre un module microcontrôleur (5) commandant lesdites cartes d'acquisition (6), et un module de communication (4), ledit module de communication (4) envoyant des résultats mesurés à un serveur (28), le dispositif d'estimation (1) caractérisé en ce que le premier dispositif de contrôle-eau (2), et le deuxième dispositif de contrôle-eau (2') sont placés respectivement à 30cm et à 50 cm de profondeurs et le dispositif de contrôle-terre (3), est placé à 50 cm de profondeur, en ce que le module microcontrôleur (5) effectue les demandes de mesure et communique les données brutes mesurées au serveur (28) au moyen du module de communication (4), et en ce que ledit module microcontrôleur (5) active le dispositif hygrométrique (9), suivant une fréquence régulière et réglable, afin de mesurer l'humidité de l'air et de déterminer la périodicité des demandes de mesures brutes des différents dispositifs de contrôles (2, 2', 3).\n<CLM>\1\tSystème selon la revendications 1 caractérisé en ce que le module microcontrôleur (5) active le dispositif de contrôle terre (3), suivant une fréquence régulière et réglable, afin de mesurer l'humidité de la terre permettant d'identifier et de quantifier la présence d'eau en phase liquide dans le compartiment de sol concerné et d'activer les dispositifs de contrôle eau (2, 2') et de générer les demandes de mesures.\n<CLM>\1\tSystème selon la revendication 1 dans lequel ledit premier dispositif de contrôle-eau (2) et ledit deuxième dispositif de contrôle eau (2') peuvent comprendre en outre un capteur de phosphate ou un capteur de potassium destinés à mesurer la quantité de phosphate ou de potassium de l'eau. 3043778 16\n<CLM>\1\tSystème selon la revendication 1 dans lequel le serveur (28) comprend un logiciel (7) capable de traiter et d'analyser des données mesurées et de les mettre à disposition d'une application intemet (8), accessible à un utilisateur.\n<CLM>\1\tSystème selon la revendication 4 caractérisé en ce que le logiciel de traitement 5 et d'analyse (7) est en outre apte à corriger les mesures effectuées par les capteurs à l'aide des équations validées en laboratoire.\n<CLM>\1\tSystème selon la revendication 1 caractérisé en ce que le premier dispositif de contrôle-eau (2) et le deuxième dispositif de. contrôle-eau (2') comprennent un réservoir (11) dans lequel sont situés les capteurs de mesure de nitrate, de ph, 10 et de température, et en ce qu'une partie inférieure (13) dudit réservoir (11) est poreuse afin que l'eau de la terre puisse entrer dans ledit réservoir (11) lorsqu'il est implanté dans le sol humide.\n<CLM>\1\tSystème selon la revendication 4 caractérisé en ce que l'application internet (8), à disposition de l'utilisateur, permet de configurer et de contrôler les différents 15 capteurs des dispositifs de contrôle eau, de contrôle terre et de mesure hygrométrique (2, 2', 3, 9), et permet, en outre, d'afficher les taux de nitrates d'une terre examinée aux différentes profondeurs.\n<CLM>\1\tSystème selon la revendication 7 caractérisé en ce que l'application Internet (8) est disponible sur un ordinateur, sur une tablette ou sur un téléphone portable 20 de l'utilisateur.\n<CLM>\1\tSystème selon les revendications 7 ou 8 caractérisé en ce que l'application Internet (8) est développée de sorte à mettre à disposition de l'utilisateur des préconisations agronomiques telles que la période adéquate d'épandage ou la quantité à épandre. 25\n<CLM>\1\tSystème selon la revendication 1 dans lequel ledit premier dispositif de contrôle-eau (2), ledit deuxième dispositif de contrôle-eau (2') et le dispositif de contrôle-terre (3), sont interconnectés en mode WIFI, en mode RADIO, ou en mode filaire.\n<CLM>\1\tProcédé d'estimation des flux hydriques et nitriques mis en place dans le 30 dispositif (1) d'estimation des flux hydriques et nitriques définie selon les revendications 1 à 10 comprenant les étapes suivantes réalisées au laboratoire : 3043778 17 paramétrer et configurer des dispositifs de contrôle de nitrates d'une solution- et le dispositif de contrôle de la température d'une terre ; tester lesdits dispositifs de contrôle dans une solution à testée fabriquée au laboratoire et dans une terre reconstituée au laboratoire ; 5 corriger les mesures de taux de nitrate obtenue par lesdits dispositifs de contrôle de nitrate en utilisant des lois de corrections ; établir un facteur de distribution des nitrates (NO3) dans des compartiments superficiel du sol ; évaluer la cinétique des intrants azotés, ladite évaluation comprend les 10 étapes de : o établissement d'un régime d'infiltration de l'eau dans le sol ; o établissement des paramètres de la cinétique d'infiltration des nitrates (NO3) dans le sol ; - estimer des exportations d'azote par une culture ; 15 - établir te algorithme d'estimation des flux hydriques et nitriques ; le procédé comprend ensuite les étapes suivantes réalisées sur site : installer les dispositifs de contrôle (2, 2', 3,\n<CLM>\1\tainsi configurés et paramétrés sur site dans le sol de sorte que lesdits dispositifs de contrôle-eau (2, 2') soient situés aux profondeurs de 30 cm et 50 cm 20 par rapport à la surface du sol, que le dispositif de contrôle-terre (3) soit situé à une profondeur de 50 cm de la surface du sol, et que le dispositif hygrométrique (9) soit positionné au dessus de la surface du sol; relier lesdits dispositifs de contrôle (2, 2', 3,\n<CLM>\1\tpar câbles à des cartes 25 d'acquisition de données dédiées (6) ; commander et acquérir les données mesurées, par les dispositifs de mesure (2, 2', 3, 9), par le module microcontrôleur (5) via les cartes d'acquisition dédiées; envoyer à un serveur (28), à des intervalles de temps réglables, les 30 données mesurées, via le module de communication (4) ; exécuter sur le serveur (28) un logiciel de traitement et d'analyse (7) permettant de corriger les mesures brutes reçues et d'exécuter un algorithme d'estimation des flux nitriques et hydriques; 3043778 18 - mettre à disposition d'une application internet (8), les résultats corrigés des mesures obtenues et les résultats des analyses effectuées.\n<CLM>\1\tProcédé d'estimation des flux hydriques et nitrique selon la revendication 11 caractérisé en ce que l'étape de paramétrage et de configuration des dispositifs de contrôles-eau (2, 2') comprend les étapes suivantes: gérer le niveau optimal du liquide dans le réservoir desdits dispositifs de contrôles-eau (2,2') afin de déduire le paramètres de pompage nécessaires au remplissage du réservoir entre son niveau minimum et son niveau maximum ; 10 définir un délai de réponse du capteur de nitrates (NO3) pour différentes concentration en nitrates (NO3) d'une solution testée ; étalonner le capteur de nitrate (NO3) et corriger les mesures par application d'une loi de correction déterminée au laboratoire afin d'établir la correspondance entre les valeurs mesurées par le capteur de nitrate (NO3) et les valeurs de concentration réelles en nitrate (NO3) de la solution testée ; définir l'effet de la température sur les mesures du capteur de nitrate (NO3) et corriger la lecture du capteur de nitrate (NO3) ; définir l'effet du PH sur les mesures du capteur de nitrate (NO3) et 20 corriger la lecture du capteur NO3 ; définir l'effet de compaction sur la concentration de lixiviat après une percolation sur 30 cm et 50 cm ; établir un profil de distribution de nitrate (NO3) après un épandage de concentration connue. 25\n<CLM>\1\tProcédé d'estimation des flux hydriques et nitriques selon la revendication 11 caractérisé en ce que l'algorithme d'estimation et de consigne agronomiques consiste à préciser si il y a présence ou non de culture ; établir des valeurs initiales des capteurs de NO3 contenue dans les 30 dispositifs de contrôles-eau (2, 2') au temps tO ; entrer une valeur correspondante à la concentration de nitrates épandues et déterminer la quantité de nitrates infiltrés dans le sol ; choisir une méthode de détermination des reliquats azotés ; 3043 7 78 19 établir les valeurs des capteurs de nitrates au temps d'évaluation à t0+ At ; calculer les soldes de nitrates et mesurer la quantité résiduelle d'azote épandue et établir la relation à la quantité initialement 5 épandue correspondante ; déterminer la quantité de nitrate infiltré dans le sol au temps d'évaluation en rapport avec le temps d'épandage correspondant ; établir une valeur correspondant à l'exportation de l'azote ; évaluer un solde net de nitrate à chaque profondeur de 30 cm et de 10 50 cm ; - établir la concentration ou la dilution de la solution nitreuse à la profondeur considérée en fonction de l'évolution du profil d'humidité du sol ou de l'accumulation ou de la perte de nitrates à la profondeur considérée ; 15 estimer des stocks d'azote de chaque compartiment ; estimer des paramètres hygrométrique de l'air ; corriger et analyser les données acquises ; établir des consignes d'épandage en rapport avec les résultats.\n<CLM>\1\tProcédé d'estimation des flux hydriques et nitriques d'un sol agricole selon la 20 revendication 13 dans lequel l'estimation d'azote de chaque compartiment consiste à calculer un stock d'azote entre la surface du sol et un horizon1, nommé H1, où H1 est situé à 50 cm, ensuite entre la surface du sol et un horizon rhizospherique nommé HR, où l'horizon rhizosphérique est situé à 30cm, et enfin entre l'horizon rhizospèrique, HR ,et l'horizon1, H1. 25\n<CLM>\1\tProcédé d'estimation des flux hydriques et nitriques selon la revendication 13 dans lequel l'étape d'établissement des consignes d'épandage consiste à définir une période d'épandage en comparant le stock de NO3 entre la surface du sol et l'horizon rhizospherique, HR, avec une valeur seuil prédéterminée, en considérant les données hygrométriques; et à définir une quantité d'engrais à 30 épandre.