Au début de l'été, nous vous avons montré dans ce blog l'installation d'une station de mesure météo SenseCAP S700 V2 dans le but de récolter des données pour optimiser l'arrosage d'un jardin potager. Après quelques semaines de mesure, il est temps d'analyser les données collectées pour voir si elles nous apportent des informations utiles ou pas...
Notre système de mesure est basé sur trois instruments raccordés au même bus SDI-12: une station météo SenseCAP S700 V2, un capteur d'humidité du sol Delta-T WET150 et un autre capteur d'humidité du sol Acclima TDR-315N.
Potager avec station météo et deux sondes d'humidité dans le sol
Le bus SDI-12 est formé par un simple câble d'extérieur à 3 fils de plusieurs dizaines de mètres, qui rejoint l'intérieur où il est branché à un Yocto-SDI12 monté sur un YoctoHub-Ethernet, qui envoie les mesures toutes les 30 secondes à un serveur PHP avec VirtualHub (for Web). L'affichage des mesures est faite avec notre application Yocto-Visualization (for Web).
Mesures par temps humide
Commençons par observer les mesures enregistrées durant les 6 premières semaines de l'expérience, soit depuis le 30 mai. Nous avons d'emblée omis les mesures de vent, qui comme on l'avait vu lors des premiers tests ne sont pas vraiment exploitables, probablement en raison du positionnement de la station météorologique.
Température ambiante (en rouge) et température du sol
Humidité ambiante (en rouge) et humidité du sol (vert et bleu)
Pression atmosphérique
Durée de précipitation
Intensité des précipitations
Lumière ambiante
Durant cette première période, la météo a assuré une irrigation naturelle - en termes plus francs, le mois de juin et le début de juillet étaient franchement pourris. D'ailleurs, les plans de tomates sont tous morts subitement, probablement en raison d'une attaque de champignons causée par l'humidité excessive...
Première observation: la mesure des précipitations fournit une indication qu'il n'aurait pas été possible de déduire de capteurs plus simples, comme le capteur d'humidité atmosphérique ou le capteur de lumière. La méthode classique qui consiste à couper l'arrosage lorsque l'air est saturé d'humidité ne s'avère donc pas très fiable. Idem pour la pression atmosphérique, on constate bien que les fortes pluies sont généralement liées à des fortes chutes de pression atmosphérique, mais parfois l'orage passe à côté et il ne pleut pas ou très peu, sans qu'il soit possible de le détecter sur des simples mesures atmosphériques.
Les capteurs qui semblent fournir l'information la plus pertinente sont bien les capteurs d'humidité dans la terre. Bien qu'on observe une différence d'échelle entre les deux valeurs mesurées, probablement liée à la technique de mesure ou à la configuration des capteurs, ils évoluent de manière cohérente et les hausses d'humidité dans la terre correspondent bien aux précipitations. Après les précipitations, on voit clairement les "marches" formées par l'alternance de fortes baisses d'humidité par évaporation pendant les heures les plus chaudes, et un maintien du taux pendant la nuit et le matin.
Mesures par temps sec
Voyons maintenant les six semaines les plus récentes (il y a un recoupement d'environ 2 semaines avec les graphiques précédents). Durant ces semaines ont eu lieu quelques périodes d'arrosage car la sécheresse s'installe:
Température ambiante (en rouge) et température du sol
Humidité ambiante (en rouge) et humidité du sol (vert et bleu)
Pression atmosphérique
Durée de précipitation
Intensité des précipitations
Lumière ambiante
A la fin de cette période, l'humidité du sol baisse dangereusement. Cela se voit aussi sur les plantes, qui ne sont pas très heureuses au retour de vacances... Mais on voit clairement sur le graphique d'humidité du sol l'effet de l'arrosage les 19 et 20 juillet, 24 juillet, 26 juillet, puis plusieurs fois entre le 5 et le 7 août.
Observation des effets de l'arrosage
Observons plus en détail l'effet sur l'humidité du sol des derniers arrosages:
- Le 5 août à 21h, 60 minutes de goutte-à-goutte
- Le 6 août à 9h30, 30 minutes de goutte-à-goutte
- Le 6 août à 21h30, 30 minutes de goutte-à-goutte
- Le 7 août à 21h30, 30 minutes de goutte-à-goutte
Humidité ambiante (en rouge) et humidité du sol (vert et bleu)
Le premier arrosage d'une heure a efficacement remonté l'humidité du sol hors de la zone dangereuse - avant cet arrosage, les plantes commençaient sérieusement à dépérir. Par contre, l'arrosage supplémentaire à 9h30 le 6 août n'a pas eu d'effet significatif à long-terme, si l'on compare avec la situation des deux jours suivants où l'on a arrosé qu'après 24h: c'était donc de l'eau gaspillée.
Heuristiques
On peut donc maintenant imaginer des heuristiques pour savoir quand activer l'arrosage de manière optimale.
- Le critère le plus déterminant est clairement la sonde d'humidité dans le sol. Les sondes d'humidité dans le sol SDI-12 sont malheureusement assez chères, mais la plus abordable (Delta-T WET150) semble donner des résultats aussi bons que l'autre.
- La valeur absolue du capteur d'humidité du sol n'est pas forcément utilisable telle quelle au vu de la différence de valeur entre les deux capteurs, mais sa variation relative par rapport à la valeur moyenne pour une période humide connue est pleinement déterminante.
- Si l'on dispose d'un capteur de pluie, on peut par exemple calibrer automatiquement le système en prenant comme valeur de référence l'humidité dans le sol mesurée 3 heures après une pluie importante, et déclencher l'arrosage chaque soir où le taux d'humidité du sol est moins que la moitié de la valeur de référence
Ce genre d'heuristique peut être codé avec notre API, mais il peut aussi être simplement implémenté avec une automation dans un système comme Home Assistant: utilisez une heure absolue comme trigger (l'heure d'arrosage, de préférence le soir ou très tôt le matin), et ajoutez le test sur la valeur d'humidité dans le sol comme condition supplémentaire.
Nous allons faire des tests dans ce sens dans les semaines qui viennent - pour autant qu'il y ait encore besoin d'arroser, sinon ce sera l'année prochaine - et vous donnerons des nouvelles...
