Projet AgTech en phase de validation
AgTech · Hardware · Software
Comprendre le profil hydrique et la salinité du sol pour mieux piloter l’irrigation.
Sentinea développe une plateforme autonome qui observe l’évolution de l’eau, de la salinité et de la température dans le profil racinaire. L’architecture, l’électronique, le firmware et la chaîne numérique sont avancés ; la validation expérimentale constitue la prochaine étape décisive.
Stade actuel : ingénierie et simulation avancées · validation expérimentale à engager.
Profondeur d’investigation
jusqu’à 1,30 m
Illustration de couverture
Lecture du profil hydrique, du front d’irrigation et des signaux de salinité
Le problème
Une décision d’irrigation peut être précise seulement si la mesure représente réellement le sol.
Les solutions existantes sont utiles, mais une mesure locale peut manquer la forme du bulbe d’irrigation, les hétérogénéités du profil et les effets de salinité. Sentinea cherche à compléter cette information par une observation distribuée et temporelle.
Volume de mesure limité
Une mesure ponctuelle peut être représentative de quelques centimètres autour du capteur, mais pas nécessairement de l’ensemble de la zone racinaire.
Installation et calibration
Contact avec le sol, poches d’air, densité, texture et conductivité peuvent modifier les lectures et compliquer leur comparaison entre parcelles.
Humidité et salinité se confondent
La conductivité augmente avec l’eau, les sels et les apports fertilisants. Une information unique suffit rarement à expliquer l’origine du changement.
Technologies complémentaires
Chaque technologie répond à une question agronomique différente.
Sentinea n’a pas vocation à remplacer tous les capteurs existants. Le projet cherche à compléter les mesures locales par une lecture distribuée et temporelle du profil racinaire.
Technologie
Information principale
Atout
Limite principale
Capacitif / FDR
Évolution locale de la teneur en eau
Suivi continu, accessible et disponible à plusieurs profondeurs
Volume proche du capteur ; sensibilité à l’installation et aux propriétés du sol
TDR
Mesure diélectrique locale de la teneur en eau
Principe de mesure reconnu, robuste dans de nombreux sols
Volume limité ; signal affecté dans les sols très conducteurs, salins ou atypiques
Tensiomètre
Potentiel matriciel du sol
Indication directe de l’effort nécessaire aux racines pour extraire l’eau
Mesure ponctuelle ; entretien et plage de fonctionnement selon le capteur
SentineaObjectif en validation
Évolution distribuée du volume entre deux profils instrumentés
Suivi conjoint hydrique, salin et thermique dans le temps
Précision, répétabilité et valeur agronomique encore à valider au banc puis sur le terrain
Le produit envisagé
Deux sondes en profondeur, une unité autonome en surface et un logiciel de suivi.
Deux profils instrumentés encadrent la zone observée. Une unité autonome réalise les acquisitions et transmet les données à un logiciel de suivi temporel.
Visualisation conceptuelle — non à l’échelle, design non définitif
Deux sondes multi-électrodes
Installées de part et d’autre de la zone à observer, elles visent une lecture répartie sur la profondeur.
Une unité de terrain autonome
Elle programme les acquisitions, géolocalise les données et les transmet au serveur.
Une interface logicielle
Elle synthétise les profils, les événements d’irrigation, la météo et les signaux de salinité.
Profil thermique intégré
La sonde vise aussi à suivre la température à plusieurs profondeurs afin d’enrichir l’interprétation agronomique.
Principes visibles
Plusieurs signaux complémentaires pour suivre l’évolution du sol.
La valeur recherchée ne repose pas sur une lecture ponctuelle, mais sur l’évolution conjointe de mesures réparties en profondeur et interprétées dans le temps.
2 × 16 électrodes
Une géométrie de référence destinée à observer un volume entre deux axes sur une profondeur visée de 1,30 m.
Amplitude et phase
Le croisement de plusieurs composantes du signal vise à mieux interpréter les évolutions hydriques, conductives et salines.
Profil thermique
Des températures réparties en profondeur renseignent la zone racinaire et contribuent à l’interprétation des mesures.
Suivi temporel
L’objectif est de suivre les fronts d’irrigation, leur redistribution et les signaux persistants de salinité.
État du développement
Le projet a dépassé le stade du concept.
Les principaux sous-systèmes ont été conçus de manière cohérente : géométrie de mesure, chaîne analogique, électronique embarquée, firmware, transmission des données, inversion numérique et procédure de calibrage unitaire.
Point de bascule recherché
Passer de la cohérence numérique à la preuve expérimentale reproductible.
Schéma conceptuel, non à l’échelle. Les lignes de mesure sont illustratives.
Géométrie de référence
Deux sondes de 16 électrodes, décalées en profondeur, pour échantillonner un volume entre les deux axes.
Électronique et firmware
Chaîne d’injection et de mesure, multiplexage, acquisition synchrone, contrôle embarqué et interfaces de diagnostic.
Simulation et inversion
Modèles numériques, sélection des configurations utiles et chaîne serveur destinée à reconstruire l’évolution du sol.
Calibrage unitaire
Chaque unité doit être caractérisée avant installation afin d’établir une référence de mesure cohérente.
Premiers résultats numériques
Une chaîne de mesure et d’inversion déjà testée sur des scénarios contrôlés.
Les simulations servent à vérifier la cohérence de la géométrie, à identifier des configurations informatives et à tester la reconstruction temporelle. Elles guident la conception, mais ne constituent pas encore une validation terrain.
À retenir
Les chiffres ci-dessous décrivent les scénarios numériques de référence, pas les performances garanties du produit.
Convergence des scénarios numériques
chi² final observé
Capacités complémentaires
Un profil thermique intégré, avec des capacités complémentaires à valider.
Le profil thermique est directement visé par le produit. L’évaluation d’indicateurs liés à la structure ou à la texture du sol reste un axe de recherche, présenté comme tel.
Capacité visée
Profil thermique le long de la sonde
Sentinea a vocation à mesurer la température à plusieurs profondeurs le long de la sonde. Ce profil thermique peut aider à compenser certaines variations de mesure, à suivre la vitesse de propagation d’une onde thermique dans le sol et à connaître la température au niveau du réseau racinaire.
- Compensation des effets liés à la température
- Lecture thermique dans le profil racinaire
- Suivi de la propagation d’une onde thermique
Axe d’évaluation
Potentiel de caractérisation de la texture du sol
À terme, l’analyse croisée des mesures pourrait fournir des indicateurs utiles sur la structure du sol et sa texture, par exemple pour distinguer des profils plus sableux, intermédiaires ou plus argileux, ou encore mettre en évidence des changements de couche.
Cette capacité est présentée comme un potentiel de développement et d’interprétation. Elle devra être évaluée sur sols naturels puis validée avant d’être considérée comme une capacité démontrée du produit.
- Indicateurs de texture et d’organisation du sol
- Repérage potentiel des changements de couche
- Capacité encore à confirmer sur le terrain
Chemin de validation
Un plan de validation indicatif sur douze mois.
Le calendrier dépendra des partenaires, des saisons culturales et des résultats intermédiaires.
Répétabilité, température, dérives, calibrage unitaire et séries eau douce / eau salinisée.
1 banc · plusieurs solutions et texturesComparer les reconstructions aux mesures de référence sur des fronts d’irrigation connus.
2 à 3 configurations de solObserver plusieurs cycles d’irrigation dans des parcelles contrastées et documenter l’installation.
Objectif : 2 sites pilotesConsolider les indicateurs, tester l’interface et préparer un protocole multi-sites.
Objectif : 4 à 6 sites · vigne et arboricultureCV
Fondateur
Cédric Van Dendaele
Fondateur technique et président de Sentinea