Infiltromètre automatique
Réf: IN-BRKA
Principe
Une sonde à pression est placée près du sol (à 2 ou 3 mm de hauteur) à l'intérieur d'un espace délimité par un cylindre métallique enfoncé de 2 à 3 cm dans le sol. Cette sonde commande une vanne qui s'ouvre quand le niveau d'eau est en dessous de la sonde. La vanne est alimentée par un réservoir conçu selon le principe du vase de Mariotte (la pression d'eau au niveau de la vanne reste constante quelque soit le volume d'eau écoulé). L'eau se déverse sur la surface délimitée par le cylindre au travers d'un pommeau d'arrosoir.
Le dispositif enregistre sur une carte microSD les volumes versés et le temps passé. Le programme calcul lui même le coefficient de conductivité hydraulique K exprimé en mm/h. Il permet d'enregistrer jusqu'à 255 mesures avec 4 réplicats pour chacune.
Avantage de l'appareil
L'instrument est simple et peut même être autoconstruit (sur le mode DIY)
Il se déploie facilement sur le terrain et malgré le nombre de pièces (6), il se transporte d'une façon compacte dans le fût qui sert de support au réservoir.
Le protocole est strictement identique à celui de la méthode manuelle. L'effet "colonne d'eau" est même limité. Il permet en outre de mieux enregistrer la cinétique de l'infiltration.
Pas "d'effet splash" grâce au pommeau d'arrosoir.
Instrument économique par rapport à ce qui existe sur le marché.
Enfin il libère beaucoup de temps pour l'opérateur, surtout quand on mesure des infiltrations très faibles.
Mode d'emploi
Matériel nécessaire
En plus de l'infiltromètre rangé dans son fût, il faut prévoir:
une paire de cisailles
un maillet et un tasseau en bois pour enfoncer le cylindre métallique
un ou plusieurs bidons d'eau pour remplir le réservoir Mariotte (2 bidons de 5 l sont nécessaires pour remplir le réservoir)
des chiffons pour essuyer le matériel avant son rangement
Mise en place du dispositif
1. Nettoyer la surface où est réalisée la mesure : enlever les résidus de culture, couper aux cisailles à herbes la végétation.
2. Positionner le cylindre (éviter les cailloux), et l’enfoncer d'environ 2-3cm à l’aide du maillet et du tasseau. Le tasseau permet de repartir la frappe sur le cylindre et de ne pas déformer le cylindre en acier inoxydable.
3. Placez l'ensemble pommeau et vanne sur le cylindre. Placer le réservoir d'eau (blanc) en hauteur sur le fût de transport (fût bleu). Connecter la vanne au réservoir avec les raccords rapides. Remplir le réservoir d'eau au maximum et visser le couvercle (rouge) hermétiquement. Veillez à ce que le fût et le réservoir Mariotte soient bien stables. Il est conseillé de lester le fût avec une pierre par exemple.
4. Vérifiez que le tube de la sonde soit propre et non obturé.
5. Piquez la sonde dans le cylindre, au plus proche du sol sans être enterrée la sonde posée au sol permet de maintenir une distance de 2 à 3 mm par rapport au sol (ne pas l'enfoncer). Maintenez aussi la sonde contre le cylindre avec la pièce métallique qui s'aimante de part et d'autre de la tôle du cylindre (la sonde dispose de 3 aimants mais le cylindre en inox n'est pas attiré par l'aimant).
6. Placez le boitier électronique à distance du cylindre pour éviter qu'il ne reçoive par mégarde des éclaboussures. Connecter le boitier électronique à la vanne.
Faites attention de bien placer la sonde dans la partie basse de la surface du sol si celui ci est en pente (situation à éviter cependant).
Prenez garde de ne pas éclabousser le boitier lors des opérations de remplissage du réservoir. Le boitier n'est pas waterproof, vous pourriez endommager le circuit électronique.
Lancement de la mesure
1. Vérifier que la carte microSD est bien présente et qu'elle est correctement enfoncée dans son logement.
2. Allumer le boitier : bouton ON/OFF en façade.
3. Vérifier la date et l’heure au lancement. Celle-ci n’est pas paramétrable sur le terrain. Se reporter au chapitre ci dessous.
4. Vérifier le niveau des batteries (idéalement au moins autour de 12V)
5. Appuyer une première fois sur l’encodeur rotatif en bas à droite pour quitter l’écran d’accueil.
6. Choisir le numéro de parcelle (entre 0 et 255) en tournant l’encodeur, puis valider le choix en appuyant dessus.
7. Choisir la lettre de réplicat (A à E) suivant la même procédure.
8. Vérifier le nom de fichier créé : format BRK_#parcelle_$replicat.csv
9. Appuyer pour lancer la mesure
Pendant la mesure
L’instrument est automatique, une fois installé, aucune intervention de l'opérateur n’est requise. Il est cependant conseillé de vérifier pendant la mesure ou à minima à la fin, que tout s'est bien déroulé : sonde en place, pas de fuites, niveau d’eau dans le bidon…
Un appui long sur l’encodeur pendant la mesure y mettra fin. Un appui court éteint le LCD
Après chaque volume versé: l’écran indique (fig. 1):
Le volume en cours d’infiltration (jusqu’à 10; ici 5)
Le temps entre deux volumes (Dt en secondes ; ici 57)
Le temps cumulé depuis le démarrage de la mesure.
A la fin de la mesure : 30min ou 10 volumes atteints (fig. 2)
Le temps total de la mesure (ici 3min3s)
Le nombre de volumes versés (ici 10)
La conductivité hydraulique K[mm/h] calculé entre le 3em et le dernier volume versé (ici K = 7729 mm/h)
Enregistrement de la mesure
L’instrument met en mémoire sur la carte microSD trois fichiers :
K_ardui.csv (fig. 3) : Un fichier unique qui sauvegarde sur une ligne horodatée (col. 1 & 2) et labelisée (col 3 : parcelle ; col 4 : réplicat) le résultat K en mm/h calculé par l’arduino (col 7). Sont également gardé en mémoire le temps total de mesure en secondes (col 5) et le nombre de volumes de 310ml déversés (col. 6).
K_BFT.csv (fig. 4): Un fichier unique, horodaté pour chaque mesure (header jaune), qui conserve le cumul de hauteur d’eau (col. 5) et de temps cumulé (col. 4) pour chaque volume versé (col. 3). Il est équivalent aux notes que prendrait un utilisateur effectuant la méthode beerkan à la main.
BRK_#_$.csv (ex : BRK_1_A.csv – fig.5). Pour chaque mesure sont sauvegardés la hauteur d’eau (col 5) et le temps d’infiltration (col. 4) dans un fichier CSV différent. L’état de la vanne (col. 6 ; 0 : fermée ; 1 : ouverte) et le volume auquel correspond le couple temps/hauteur d’eau (col. 3) sont également enregistrés. Le header jaune horodate et labélise le fichier.
Rangement du matériel:
Pour plus de facilité tout le matériel se démonte et est transporté dans le fût de 30 L. Après avoir déconnecté le boitier électronique, dévissé l'électrovanne du pommeau d'arrosoir, vidé et séché le réservoir Mariotte, nettoyé le cylindre inox vous pouvez ranger tous le matériel dans cet ordre:
placez le cylindre au fond du fût, y ranger le boitier électronique et la sonde (ne pas oublier sa pièce métallique). Les entourer par un chiffon sec pour les protéger.
placez sur le cylindre le pommeau d'arrosoir, pas de visse vers le bas
placez l'électrovanne dans le réservoir Mariotte
posez le réservoir Mariotte sur le pommeau d'arrosoir
logez le tuyau et ses raccords dans le fût
refermez le fût avec son couvercle et son tendeur métallique.
Spécifications
Arduino Nano V3.0 Mini Carte USB ATmega328
Capteur piezo mpx5004dp
vanne G3/4" DC12V
voltmètre Digital DC
microSD Card
3 accumulateurs 18650 3.7V 9900mAh
baril 10L
fût de transport 30L
alimentation par la Power Bank 12 V avec connecteur 5.5 /2.1
Plus de détails sur DIY Pecnot'Lab
contenu du pack:
Réservoir de 10L avec dispositif Mariotte
Pommeau d'arrosoir et électrovanne se plaçant sur un cylindre de 20 cm de diamètre
Cylindre de 20 cm de diamètre en acier inoxydable
Boitier électronique avec sonde à pression
Tuyau de liaison réservoir/vanne avec raccords rapides
Power bank 12 v
Fût pour support du réservoir et rangement (30 L)
Rouleau de ruban Téflon pour l’étanchéité des pas de vis
Pour régler la date et l'heure du boitier électronique
La date et l'heure sont paramétrées à l'atelier avant l'expédition. Mais si la batterie est déconnectée ou vide ou si un autre code a été téléchargé, il est possible que le réglage soit effacé de la mémoire du micro contrôleur. Dans ce cas suivre les instructions suivantes:
Il faudra téléverser le code dans l’Arduino avec l'application Arduino IDE en connectant le boitier de l'infiltromètre avec un câble mini USB à un ordinateur. Paramétrer la connexion pour une carte Arduino nano processeur ATmega328P.
Pour mettre à jour le module RTC (real time clock) il faut simplement modifier la valeur de la variable init_RTC (ligne 34) de 0 à 1 puis téléverser le code. Ensuite la remettre à 0 puis téléverser le code une nouvelle fois.
En cas de difficultés nous contacter: boutique@eiwa.fr
Remarques et précautions d'usage
Vérifiez bien l'étanchéité du couvercle du réservoir Mariotte et de la vanne sur le pommeau d'arrosoir si vous l'avez dévissé. Selon les besoins remettre du ruban Téflon.
Bien vérifier que le tuyau de la sonde n'est pas obstrué avant de se servir de l'appareil.
Vérifiez l'état de la charge de la batterie, ne commencez pas une mesure si la tension n'est pas à 12 V.
D'éventuelles erreurs par rapport aux volumes versés ont peu d'influence sur les résultats puisque les calculs se font à partir des hauteurs d'eau enregistrées par la sonde à pression. Par ailleurs ces erreurs sont minimes et constantes.
Les surfaces extérieures de l'appareil peuvent être nettoyées avec un chiffon humidifié et un détergeant doux. N'utilisez pas de solvant, de produits chimiques agressifs, d’ammoniaque ou d'agents de nettoyage abrasifs.
Ne pas exposer à des sources de chaleur (derrière une vitre ensoleillée p ex) sous peine de voir le boitier se déformer
Ne pas exposer l'appareil à des ambiances corrosives.
Manipulez le boitier électronique avec précaution.
Vérifier la tension et la polarité des chargeurs que vous utilisez si vous n'utilisez pas le chargeur vendu avec l'infiltromètre.
Versions, licence et attribution
SCOP SAGNE - IRD - CIRAD en 2023 pour la V1, révision SCOP SAGNE 2024 pour la V2 et la V3
attribution:
Infiltromètre automatique © 2024 by SCOP SAGNE - (IRD - CIRAD) is licensed under CC BY-NC-SA 4.0 
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