DEPOERS Martin, EN-NAJI Hicham, FAUCHOIS Lukas, MAESTRIPIERI Florian La Serre Automatisée Enjeu sociétal : Une étude récente a montré que l'huile de noix de coco permet aux personnes obèses de perdre de la masse graisseuse, Un arboriculteur souhaite cultiver des cocotiers dans notre région, Afin de garantir la réussite de cette culture, l'arboriculteur doit avoir recours à une serre muni de capteurs et d'actionneur. Problématique : Domotiser une serre permet-il de garantir la réussite de la culture de noix de coco ? DEPOERS Martin, EN-NAJI Hicham, FAUCHOIS Lukas, MAESTRIPIERI Florian TS1 Mai 2016

Sommaire I) Analyse du besoin II) Recherche de solutions techniques III) Mise en place de systèmes simulés IV) Mise en place de systèmes réels DEPOERS Martin, EN-NAJI Hicham, FAUCHOIS Lukas, MAESTRIPIERI Florian TS1 Mai 2016

Système d’automatisation I) Analyse du besoin i) De l’existant à l’attendu : Système existant Amélioration Système attendu + = Simple serre vide Système d’automatisation Serre autonome DEPOERS Martin, EN-NAJI Hicham, FAUCHOIS Lukas, MAESTRIPIERI Florian TS1 Mai 2016

Système d’automatisation I) Analyse du besoin ii) Analyse fonctionnelle : Bête à cornes A qui rend-il service ? Sur quoi agit-il ? L’utilisateur La serre Système d’automatisation Automatiser la serre Dans quel but ? DEPOERS Martin, EN-NAJI Hicham, FAUCHOIS Lukas, MAESTRIPIERI Florian TS1 Mai 2016

I) Analyse du besoin iii) Le cahier des charges : FONCTIONS DE SERVICE CRITERES NIVEAUX FLEXIBILITE FP1 Permettre à l'utilisateur de connaître à distance les grandeurs physiques caractéristiques indispensables à la culture des plantes exotiques choisies. Intuitif Page web f0 FC1 Adapter le banc d'essai aux plantes choisies Aération flux d'air f1 Chauffage tout ou rien Ventilation Arrosage FC2 Connaître la température interne à la serre Température 25°C à 30°C FC3 Connaître la lumière à l'intérieur de la serre Luminosité entre 50 klux et 100 klux FC4 Connaître le taux d'humidité de l'air à l'intérieur de la serre. Hygrométrie entre 70% et 80% FC5 Connaître le taux d'humidité du terreau dans la serre Humidité du sol entre 65% et 75% FC6 Traiter les informations captées Logiciel de traitement de l'information Similé: Matlab ou sinusphy Réel: Labview FC7 Utiliser l'énergie disponible Energie électrique 220 v eff et 5 v continu FC8 Connaître les conditions climatiques extérieures à la serre de _20°C à +40°C Vitesse de vent force 0 à 6 iii) Le cahier des charges : DEPOERS Martin, EN-NAJI Hicham, FAUCHOIS Lukas, MAESTRIPIERI Florian TS1 Mai 2016

Traitement de l'information Conditions extérieures I) Analyse du besoin iv) Diagramme pieuvre Banc d'essai d'une serre Utilisateur Luminosité Plantes à cultiver Traitement de l'information Température Conditions extérieures FP1 FC1 FC2 FC3 FC6 FC8 Hygrométrie FC4 Energie FC7 DEPOERS Martin, EN-NAJI Hicham, FAUCHOIS Lukas, MAESTRIPIERI Florian TS1 Mai 2016

II) Recherche des solutions techniques i) Interprétation des analyses du besoin = DEPOERS Martin, EN-NAJI Hicham, FAUCHOIS Lukas, MAESTRIPIERI Florian TS1 Mai 2016

II) Recherche des solutions techniques ii) Choix des solutions technologiques Humidité du sol Capteur Programme OUI NON DEPOERS Martin, EN-NAJI Hicham, FAUCHOIS Lukas, MAESTRIPIERI Florian TS1 Mai 2016

III) Mise en place de systèmes simulés i) But de la simulation ? DEPOERS Martin, EN-NAJI Hicham, FAUCHOIS Lukas, MAESTRIPIERI Florian TS1 Mai 2016

III) Mise en place de systèmes simulés ii) Le « modèle de Horton » 𝐹 𝑡 = 0 𝑡 𝑖 𝑡 .𝑑𝑡= 𝑖 𝑓 .𝑡+ 𝑖 0 − 𝑖 𝑓 𝑟 . 1− 𝑒 −𝑟.𝑡 Avec : 𝐹 𝑡 = Infiltration cumulative 𝑖 𝑡 = 𝑖 𝑓 + 𝑖 0 − 𝑖 𝑓 𝑒 −𝑟.𝑡 = capacité d’infiltration 𝑚𝑚 ℎ 𝑖 0 = capacité d’infiltration max ou initiale 𝑚𝑚 ℎ 𝑖 𝑓 = capacité d’infiltration du sol saturé ou finale 𝑚𝑚 ℎ 𝑟= constante empirique >0 𝑡= temps écoulé 𝑚𝑖𝑛 DEPOERS Martin, EN-NAJI Hicham, FAUCHOIS Lukas, MAESTRIPIERI Florian TS1 Mai 2016

III) Mise en place de systèmes simulés iii) Exploitation du modèle de Horton avec Matlab DEPOERS Martin, EN-NAJI Hicham, FAUCHOIS Lukas, MAESTRIPIERI Florian TS1 Mai 2016

III) Mise en place de systèmes simulés iv) Exploitation du modèle de Horton avec Matlab Réponse Matlab Volume d’eau infiltrée en un certain temps Réguler l’arrosage DEPOERS Martin, EN-NAJI Hicham, FAUCHOIS Lukas, MAESTRIPIERI Florian TS1 Mai 2016

III) Mise en place de systèmes simulés v) Les limites du modèle - Peut dépasser les dimensions du bac et donc dépasser ses limites de saturation : DEPOERS Martin, EN-NAJI Hicham, FAUCHOIS Lukas, MAESTRIPIERI Florian TS1 Mai 2016

IV) Mise en place des systèmes réels i) Solutions techniques choisies pour l’arrosage Acquérir Capteur Traiter Programme Arduino Communiquer Arduino Terre humide Chaîne d’information Alimenter Prise 5V Distribuer Convertir Pompe Transmettre Tuyaux Arroser Chaîne d’énergie Ordre de commande EDF Terre « sèche » Terre « humide » DEPOERS Martin, EN-NAJI Hicham, FAUCHOIS Lukas, MAESTRIPIERI Florian TS1 Mai 2016

IV) Mise en place des systèmes réels ii) Fonctionnement du capteur +5v ∆𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛 ∆𝑐 𝐺𝑁𝐷 DEPOERS Martin, EN-NAJI Hicham, FAUCHOIS Lukas, MAESTRIPIERI Florian TS1 Mai 2016

IV) Mise en place des systèmes réels iii) Exploitation des données du capteur Après test : ∆𝑐 𝑚𝑎𝑥 =800 Soit teneur en eau mesurée : ∆𝑝= 100 ∆𝑐 𝑚𝑎𝑥 .∆𝑐=0,125∆𝑐 % ∆𝑝 𝑐𝑜𝑐𝑜𝑡𝑖𝑒𝑟 = 65;75 % Lire ∆𝑝 SI : ∆𝑝<65 Arroser 3s Début Attendre 30s Fin Programme de régulation non oui DEPOERS Martin, EN-NAJI Hicham, FAUCHOIS Lukas, MAESTRIPIERI Florian TS1 Mai 2016

IV) Mise en place des systèmes réels iv) Mise en relation avec le simulé 5s  50cl  35% Volume terreux de 1000 𝑐𝑚 3 +10%  attente < 5s +10s d’écart Arrosage non centré 30s d’attente DEPOERS Martin, EN-NAJI Hicham, FAUCHOIS Lukas, MAESTRIPIERI Florian TS1 Mai 2016

IV) Mise en place des systèmes réels v) Illustration du système DEPOERS Martin, EN-NAJI Hicham, FAUCHOIS Lukas, MAESTRIPIERI Florian TS1 Mai 2016

Conclusion Serre Autonome Arroser sans intervention extérieure Réguler la teneur en eau pour une valeur donnée Ne pas noyer les plantes après arrosage Réservoir autonome si récupérateur d’eau de pluie Bonus DEPOERS Martin, EN-NAJI Hicham, FAUCHOIS Lukas, MAESTRIPIERI Florian TS1 Mai 2016

Questions ? DEPOERS Martin, EN-NAJI Hicham, FAUCHOIS Lukas, MAESTRIPIERI Florian TS1 Mai 2016