Infiltromètre automatique - Compact

Réf: IN-BRKA-02

Voir sa description dans la boutique Eïwa Shop

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 pompe submersible qui est déclenchée quand le niveau d'eau est en dessous de la sonde. Le réservoir d'eau est constitué par le seau qui assure aussi le transport du matériel. 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 cf le tutoriel)

• Il se déploie facilement sur le terrain. D'encombrement réduit, il se transporte facilement dans le seau qui sert de 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.

Pour effectuer un grand nombre de mesures pendant toute une journée, nous vous recommandons d'alimenter l'instrument avec une Power bank 12 v fourni avec l'instrument. L'appareil dispose d'une meilleure autonomie.

Mode d'emploi

Matériel nécessaire

En plus de l'infiltromètre, 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 (1 bidons de 5 l suffit 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. Le pommeau est équipé d'un niveau à bulle.

3. Placez le pommeau sur le cylindre. Placer la pompe dans le seau, la maintenir avec le support clipsé sur le bord du seau (cf. Fig. 3). Connecter le tuyau de la pompe sur le raccord pneumatique du pommeau cf. Fig. 4). Remplir le seau avec au moins 4 L d'eau (repères marqués à l'intérieur du seau).

4. Vérifiez que le tube de la sonde soit propre et non obturé.

5. Piquez la sonde à l'intérieur du 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.

Lors du rangement du matériel dans le seau, veillez à sécher complètement le seau avant d'y introduire le boitier de commande. Ne jamais remiser le boitier de commande et la power bank dans un seau humide.

Fig. 1 - 1 réservoir, 2 pompe, support et tuyau, 2 pommeau d'arrosage, 4 boitier de commande, 5 cylindre Inox, 6 power bank

Fig. 2 - Pommeau d'arrosoir avec son niveau à bulle pour régler la position du cylindre.

Fig. 3.1

Fig. 3.2

Fig 3.3

_{Pour placer le support}

^{Poser la rainure supérieure du support sur le bord du seau (Fig. 3.1), puis exercer une rotation vers l'extérieur pour clipser le support (Fig. 3.2). Pour déclipser: faire une rotation vers l'extérieur en prenant appui sur la rainure basse du support (Fig. 3.3).}

Fig. 4 Pour raccorder le tuyau il suffit de l'enfoncer dans le raccord pneumatique. Pour le sortir il faut à la fois tenir la bague bleue enfoncée et tirer sur le tuyau pour le libérer.

Fig. 5 - La pompe et son support en place

Fig. 6 - La sonde maintenue contre le cylindre. Cf. la tige métallique qui permet de fixer la sonde en l'enfonçant dans le sol, la sonde est plaquée contre le cylindre grâce à ses aimants et à la petite pièce métallique.

Fig. 7 - détail du pommeau d'arrosoir

Lancement de la mesure

1. Vérifier que la carte microSD est bien présente et qu'elle est correctement enfoncée dans son logement.

2. Brancher le boitier à la Power bank (sortie 12 V). Actionner l’interrupteur de la Power bank (l'écran s'allume).

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 ≥ 12.5V)

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)

fig. 1

fig. 2

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.

fig. 3

fig. 4

fig. 5

Rangement du matériel:

Pour plus de facilité tout le matériel se démonte et est remisé dans le seau de 10 L. Après avoir déconnecté le boitier électronique, séparé le tuyau du pommeau d'arrosoir (cf. Fig. 2) , vidé et séché complètement le seau, nettoyé le cylindre inox, vous pouvez ranger tous le matériel dans cet ordre:

1. placez le cylindre au fond du seau, y ranger le boitier électronique et la sonde (ne pas oublier sa pièce métallique). Les entourer par un chiffon sec pour les protéger.

2. placez sur le cylindre le pommeau d'arrosoir, pas de visse vers le bas

3. placez la pompe et son tuyau autour du cylindre

4. placer la power bank sur le pommeau (la caler avec un chiffon sec)

5. refermez le seau avec son couvercle.

Ne jamais ranger le matériel électronique dans un endroit humide (seau réservoir non séché correctement)

Ne jamais exposé le boitier électronique à la chaleur (derrière une vitre par exemple), le plastique des impressions 3 D ramollissent et se déforment.

Spécifications

• Arduino Nano V3.0 Mini Carte USB ATmega328

• Capteur piezo mpx5004dp

• vanne G3/4" DC12V

• voltmètre Digital DC

• microSD Card

• seau réservoir de 10L

• alimentation par la Power Bank 12 V avec connecteur 5.5 /2.1

Plus de détails sur DIY Pecnot'Lab

contenu du pack:

• Seau de 10L

• Pommeau d'arrosoir et raccord pneumatique 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

• Pompe immergée , support et tuyau de liaison avec le pommeau

• Power bank 12 v

• 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. Une pile maintient la mémoire de l'horloge. Mais si cette pile est 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.

extrait du code à téléverser

18KB

beerkan_compactV1_arduinoIDE.ino

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le code de l'infiltromètre Beerkan à téléverser

En cas de difficultés nous contacter: [e-mail]

Remarques et précautions d'usage

L'emploi de la power bank permet sans problème d'enchainer les mesures pendant une journée entière. N'oubliez pas de recharger la power bank avec son transformateur branché sur le secteur.

Si le sol n'est pas saturé après les 3 premiers volumes versés, il faut recalculer le coefficient K manuellement avec les données enregistrées.

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 ≥ 12.5 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 ( 10,5 mm +/- 0,5 mm).

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 jamais ranger le matériel électronique dans un endroit humide (seau non séché correctement)

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 - 2025 pour la V1 de l'infiltromètre compact

SCOP SAGNE - IRD - CIRAD en 2023 pour la V1 du code issu du modèle Mariotte original

historique des versions

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