Les Philippines sont un archipel doté d'un long littoral et de ressources aquatiques abondantes. L'aquaculture (notamment de crevettes et de tilapias) constitue un pilier économique essentiel pour le pays. Cependant, l'élevage intensif entraîne une augmentation des concentrations de dioxyde de carbone (CO₂) dans l'eau, principalement due à la respiration des organismes d'élevage et à la décomposition de la matière organique.
Des niveaux de CO₂ excessivement élevés constituent des menaces directes :
- Acidification de l'eau : le CO₂ se dissout dans l'eau pour former de l'acide carbonique, ce qui abaisse le pH et affecte les fonctions physiologiques des organismes aquatiques. Ce phénomène est particulièrement néfaste pour la calcification des coquillages et des crustacés (comme les crevettes), entraînant une mauvaise croissance de leur coquille.
- Toxicité : Les fortes concentrations de CO₂ sont narcotiques et toxiques pour les poissons, endommageant leur système respiratoire et augmentant leur sensibilité aux maladies.
- Réponse au stress : Même en dessous des niveaux de toxicité aiguë, une exposition à long terme à des niveaux élevés de CO₂ provoque un stress chez les espèces d'élevage, entraînant un retard de croissance et une réduction de l'efficacité de conversion alimentaire.
Si la surveillance traditionnelle du pH peut refléter indirectement les variations d'acidité, elle ne permet pas d'en déterminer la source (CO₂ ou autres acides organiques). Par conséquent, la surveillance directe et en temps réel de la pression partielle de dioxyde de carbone (pCO₂) dans l'eau devient essentielle.
Cas hypothétique : une ferme d’élevage de crevettes à Pangasinan, Luzon
Nom du projet : Projet de gestion intelligente de la qualité de l'eau basé sur l'Internet des objets
Lieu : Une ferme d'élevage de crevettes de taille moyenne située dans la province de Pangasinan, sur l'île de Luzon.
Solution technique :
L'exploitation agricole a mis en place un système de surveillance basé sur l'Internet des objets (IoT), intégrant des capteurs de CO₂ pour la qualité de l'eau. Les principaux composants étaient les suivants :
- Capteur de CO₂ submersible in situ : utilisant la technologie infrarouge non dispersive (NDIR), ce capteur offre une grande précision et une stabilité à long terme, permettant la mesure directe de la pression partielle du CO₂ dissous.
- Sonde de qualité de l'eau multiparamètres : Mesure simultanée de paramètres clés tels que le pH, l'oxygène dissous (OD), la température et la salinité.
- Module d'acquisition et de transmission de données : les données du capteur sont transmises en temps réel à une plateforme cloud via un réseau sans fil (par exemple, 4G/5G ou LoRaWAN).
- Système centralisé de contrôle et d'alerte : les agriculteurs peuvent consulter les données en temps réel et l'historique des tendances sur un ordinateur ou une application mobile. Le système est programmé avec des seuils de sécurité pour la concentration de CO₂ ; une alarme automatique (SMS ou notification sur l'application) se déclenche en cas de dépassement de ces seuils.
Processus de candidature et valeur :
- Surveillance en temps réel : Les agriculteurs peuvent surveiller les niveaux de CO₂ dans chaque étang 24h/24 et 7j/7, s'affranchissant ainsi de la dépendance à l'échantillonnage manuel et intermittent de l'eau et à l'analyse en laboratoire.
- Prise de décision précise :
- Lorsque le système détecte une hausse du taux de CO₂, les agriculteurs peuvent activer les aérateurs à distance ou automatiquement. L'augmentation de l'oxygène dissous répond non seulement aux besoins biologiques, mais favorise également la décomposition de la matière organique par les bactéries aérobies, réduisant ainsi la production de CO₂ à la source.
- La corrélation des données avec le pH et la température permet une évaluation plus précise de la santé globale de l'eau et des effets toxiques du CO₂.
- Avantages améliorés :
- Réduction des risques : Prévient efficacement les épidémies à grande échelle ou les épisodes de mortalité dans les stocks de crevettes causés par l'accumulation de CO₂.
- Rendement accru : Le maintien d'une qualité d'eau optimale permet d'obtenir des taux de croissance plus rapides et une meilleure efficacité alimentaire, ce qui, en fin de compte, stimule la production et les retours économiques.
- Réduction des coûts : Diminution des échanges d'eau inutiles (économie d'eau et d'énergie) et de l'utilisation de médicaments, permettant un modèle agricole plus respectueux de l'environnement et plus durable.
Autres domaines d'application potentiels (dans le contexte philippin)
- Sécurité des eaux souterraines et de l'eau potable : De nombreuses régions des Philippines dépendent des eaux souterraines. La surveillance du CO₂ dans ces eaux permet d'évaluer l'impact de l'activité géologique (par exemple, le volcanisme) sur leur qualité et de déterminer leur corrosivité, un facteur important pour la protection des canalisations.
- Recherche environnementale et surveillance du changement climatique : les eaux philippines constituent d’importants puits de carbone. Les institutions de recherche pourraient déployer des capteurs de CO₂ de haute précision dans des zones marines clés (par exemple, les régions récifales coralliennes) afin d’étudier l’absorption du CO₂ par l’océan et l’acidification des océans qui en résulte, fournissant ainsi des données pour la protection d’écosystèmes fragiles tels que les récifs coralliens.
- Traitement des eaux usées : Dans les stations d'épuration urbaines, la surveillance des émissions de CO₂ pendant les processus biologiques peut aider à optimiser l'efficacité du traitement et à calculer les empreintes carbone.
Défis et perspectives d'avenir
- Défis :
- Coût : Les capteurs in situ de haute précision restent relativement chers, ce qui représente un investissement initial important pour les petits agriculteurs.
- Maintenance : Les capteurs nécessitent un étalonnage et un nettoyage réguliers (pour éviter l'encrassement biologique), ce qui exige un certain niveau de compétences techniques de la part des utilisateurs.
- Infrastructures : L’approvisionnement stable en électricité et la couverture réseau peuvent poser problème dans les zones insulaires isolées.
- Perspectives:
- À mesure que la technologie des capteurs progresse et que les coûts diminuent, son application aux Philippines se généralisera.
- L'intégration de l'intelligence artificielle (IA) permettra aux systèmes non seulement d'alerter, mais aussi de prédire les tendances de la qualité de l'eau grâce à l'apprentissage automatique, ouvrant la voie à une aération et une alimentation entièrement automatisées, et permettant ainsi d'avancer vers une véritable « aquaculture intelligente ».
- Le gouvernement et les associations industrielles pourraient promouvoir cette technologie comme un outil clé pour renforcer la compétitivité internationale et la durabilité du secteur aquacole philippin.
Conclusion
Trouver un document intitulé « Étude de cas sur l'application de capteurs de CO₂ par la société XX aux Philippines » peut s'avérer complexe, mais il est certain que les capteurs de CO₂ pour la qualité de l'eau présentent un potentiel d'application important et urgent aux Philippines, notamment dans son secteur aquacole, pilier de son économie. Cette technologie représente une transition nécessaire d'une agriculture traditionnelle fondée sur l'expérience vers une gestion de précision basée sur les données, essentielle pour garantir la sécurité alimentaire et la stabilité économique du pays.
Nous pouvons également proposer diverses solutions pour
1. Appareil de mesure portable pour la qualité de l'eau multiparamètres
2. Système de bouées flottantes pour l'analyse multiparamètres de la qualité de l'eau
3. Brosse de nettoyage automatique pour capteur d'eau multiparamètres
4. Ensemble complet de serveurs et module logiciel sans fil, compatible RS485 GPRS/4G/Wi-Fi/LoRa/LoRaWAN
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Date de publication : 26 septembre 2025