Théo BAILLY-MAITRE, PROMAN
Sébastien MORILHAT, CEA Cadarache
Frédéric REY, CEA Cadarache
Le site CEA de Cadarache (13) dispose d’un réseau de surveillance piézométrique, météorologique et hydrologique conséquent, regroupant près de 250 capteurs autonomes déployés sur 1 600 ha. Aujourd'hui, le Laboratoire de Modélisation des Transferts dans l’Environnent (LMTE), responsable d’une partie de ces équipements, souhaite radio-transmettre en temps réel les données issues de ce réseau afin de créer une plateforme de télésurveillance hydrologique. De ce besoin est né le projet Constell’Eau.
Le projet Constell’Eau consiste à développer un système électronique équipant chacun des points de surveillance pour récupérer puis transmettre à intervalles réguliers les données fournies par différents types de sondes afin de les visualiser et de les traiter en temps réel. Pour cela, le LMTE s’est associé au Laboratoire d’Instrumentation Systèmes et Méthodes (LISM).
Un nouveau mode de radio-transmission testé : la technologie LoRa avec le protocole LoRaWAN
Les systèmes de télétransmission GPRS sont largement utilisés en hydrologie pour le suivi quantitatif et qualitatif en temps réel des aquifères et des cours d’eau. Cependant, il existe encore de nombreuses zones isolées pour lesquelles la couverture satellitaire ne permet pas ce type de surveillance. Depuis quelques années, il existe une alternative au GPRS : le LPWAN (Low Power Wide Area Network). L’intérêt de ce réseau est de pouvoir radio-transmettre des données sur une longue portée (plusieurs kms) en utilisant la majorité des capteurs actuellement présents sur le marché. Depuis quelques années, le CEA Cadarache dispose de ce type de réseau (LoRaWAN). Pour couvrir les 1600 ha du site, deux antennes réceptrices ont été installées. Les mesures acquises in situ sont émises puis transitent vers un serveur pour être ensuite traitées en temps réel.
Projet Constell'Eau : un unique système de radio-transmission pour tous les capteurs du commerce
Les premiers prototypes déployés sur site…
Le système Constell'Eau a été testé par le biais de 5 prototypes déployés sur l’ensemble du site (dont 2 sont illustrés ci-contre), la plupart étant alimentée par panneau solaire. Au total 12 grandeurs physiques différentes ont été mesurées par 7 sondes provenant de 5 fabricants différents. Plusieurs fréquences d’émission ont été testées (comprises entre 30 secondes et 1 heure). A noter que cette fréquence dépend de la quantité de données à radio-transmettre ainsi que de la couverture radio.
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Application en piézomètre |
Application en puits de drainage |
Des premiers résultats prometteurs…
Le dispositif s’adapte à une large gamme de capteurs (analogiques et numériques). Actuellement, les pertes de données émises sont faibles (<1%) et peuvent être palliées par un stockage local (carte micro SD). Les conditions météorologiques, même dégradées (orage, pluie, brouillard), n’ont pas d’influence significative sur la radio-transmission des données.
Les tests menés depuis le mois de mars doivent se poursuivre jusqu’en fin d’année 2020 et pourraient ouvrir de nouvelles perspectives pour la télésurveillance environnementale, notamment pour les zones isolées.
Surveillance de différents paramètres hydrologiques par le système Constell’eau