La révolution silencieuse : comment de minuscules capteurs de gaz permettent aux exploitations agricoles philippines d’économiser des millions

Cas 1 : Exploitations d’élevage de bétail et de volaille – Surveillance de l’ammoniac (NH₃) et du dioxyde de carbone (CO₂)

Arrière-plan:
L'élevage de bétail et de volaille (porcheries, élevages de poulets, etc.) aux Philippines est en pleine expansion. L'élevage intensif entraîne l'accumulation de gaz nocifs dans les bâtiments d'élevage, principalement de l'ammoniac (NH₃) provenant de la décomposition des déchets animaux et du dioxyde de carbone (CO₂) issu de la respiration animale.

• Ammoniac (NH₃) : Des concentrations élevées irritent les voies respiratoires des animaux, ce qui entraîne une réduction de l'immunité, un ralentissement de la prise de poids et une susceptibilité accrue aux maladies.
• Dioxyde de carbone (CO₂) : Des concentrations excessives peuvent provoquer une léthargie, une perte d'appétit et, dans les cas graves, une asphyxie.

Cas d'application : Une exploitation porcine à grande échelle dans la région de Calabarzon

• Solution technique : Des capteurs d'ammoniac et de dioxyde de carbone sont installés à l'intérieur des porcheries, reliés au système de ventilation et à une plateforme de contrôle centrale.
• Processus de candidature :
  1. Surveillance en temps réel : des capteurs suivent en continu les niveaux de NH₃ et de CO₂.
  2. Contrôle automatique : lorsque les concentrations de gaz dépassent les seuils de sécurité prédéfinis, le système active automatiquement les ventilateurs d’extraction pour introduire de l’air frais jusqu’à ce que les niveaux se normalisent.
  3. Enregistrement des données : Toutes les données sont enregistrées et des rapports sont générés, aidant ainsi les exploitants agricoles à analyser les tendances et à optimiser leurs pratiques de gestion.
• Valeur:
  • Bien-être et santé animale : Réduit significativement l’incidence des maladies respiratoires, améliorant les taux de survie et l’efficacité de la croissance.
  • Économies d'énergie et réduction des coûts : La ventilation à la demande permet de réaliser d'importantes économies d'énergie par rapport au fonctionnement des ventilateurs 24 h/24 et 7 j/7.
  • Augmentation de la production : Des animaux en meilleure santé signifient de meilleurs taux de conversion alimentaire et une viande de meilleure qualité.

Cas 2 : Serres et agriculture verticale – Fertilisation au dioxyde de carbone (CO₂) et surveillance de l’éthylène (C₂H₄)

Arrière-plan:
En agriculture en environnement contrôlé (AEC), comme dans les serres et les fermes verticales de haute technologie, la gestion des gaz est un élément essentiel.

• Dioxyde de carbone (CO₂) : c’est une matière première essentielle à la photosynthèse. Dans les serres fermées, les niveaux de CO₂ peuvent chuter rapidement lors des périodes de fort ensoleillement, devenant ainsi un facteur limitant. Un apport supplémentaire de CO₂ (appelé « fertilisation au CO₂ ») peut augmenter considérablement le rendement des légumes et des fleurs.
• Éthylène (C₂H₄) : Il s’agit d’une hormone de maturation végétale. Lors du stockage après récolte, même des traces peuvent entraîner une maturation prématurée, un ramollissement et une détérioration des fruits et légumes.

Cas d'application : Une serre maraîchère dans la province de Benguet

• Solution technique : Des capteurs de CO₂ sont déployés dans les serres de culture de tomates ou de laitues et reliés à un système de libération de CO₂ par bouteilles. Des capteurs d’éthylène sont installés dans les entrepôts de stockage.
• Processus de candidature :
  1. Fertilisation précise : le capteur de CO₂ surveille les niveaux. Lorsque la lumière est suffisante (déterminée par un capteur de lumière) mais que le CO₂ est inférieur aux niveaux optimaux (par exemple, 800-1000 ppm), le système libère automatiquement du CO₂ pour maximiser l’efficacité photosynthétique.
  2. Avertissement fraîcheur : En entrepôt, si le capteur d'éthylène détecte une augmentation de la concentration, il déclenche une alarme, alertant le personnel afin qu'il vérifie et retire les produits avariés, empêchant ainsi la propagation de la détérioration.
• Valeur:
  • Augmentation du rendement et de l'efficacité : la fertilisation au CO₂ peut augmenter les rendements des cultures de 20 à 30 %.
  • Réduction des déchets : La détection précoce de l'éthylène prolonge considérablement la durée de conservation des produits, réduisant ainsi les pertes après récolte.

Cas 3 : Stockage et transformation des céréales – Surveillance de la phosphine (PH₃)

Arrière-plan:
Les Philippines sont un pays producteur de riz, ce qui rend le stockage des céréales crucial. Pour prévenir les infestations de ravageurs, des fumigants sont couramment utilisés dans les silos. Le plus fréquent est le comprimé de phosphure d'aluminium, qui libère du phosphine (PH₃), un gaz hautement toxique, au contact de l'air. Cela représente un grave danger pour la sécurité des travailleurs effectuant la fumigation ou pénétrant dans les silos.

Cas d'application : Un silo à grains central dans la province de Nueva Ecija

• Solution technique : Les travailleurs utilisent des détecteurs de phosphine (PH₃) portables avant d’entrer dans les silos. Des capteurs de PH₃ fixes sont également installés pour la surveillance environnementale à long terme.
• Processus de candidature :
  1. Entrée sécurisée : Un détecteur portable doit être utilisé pour vérifier les niveaux de pH₃ avant d'entrer dans tout espace confiné ; l'entrée n'est autorisée que si les concentrations sont sûres.
  2. Surveillance continue : des capteurs fixes assurent une surveillance 24 h/24 et 7 j/7. En cas de fuite ou de concentration anormale, des alarmes audiovisuelles immédiates sont déclenchées pour évacuer le personnel.
• Valeur:
  • Sécurité des personnes : Il s'agit de la valeur primordiale, à savoir la prévention des accidents d'empoisonnement mortels.
  • Conformité réglementaire : Contribue au respect des normes de santé et de sécurité au travail.

Résumé et défis

Résumé:
L'application principale des capteurs de gaz dans l'agriculture philippine est la gestion « précise » et « automatisée » de l'environnement afin de :

• Optimiser les conditions de croissance pour améliorer le rendement et la qualité des plantes et des animaux.
• Prévenir les maladies et les pertes, réduire les risques opérationnels.
• Assurer la sécurité du personnel et protéger les biens.

Défis :
À l'instar des capteurs de qualité de l'eau, leur adoption à grande échelle aux Philippines se heurte à des obstacles :

• Coût : Les capteurs haute performance et les systèmes d'automatisation intégrés représentent un investissement important pour les petits exploitants agricoles.
• Connaissances techniques : Les utilisateurs doivent être formés pour assurer un étalonnage, une maintenance et une interprétation des données corrects.
• Infrastructure : Un approvisionnement fiable en électricité et en internet est indispensable au bon fonctionnement d'un système IoT robuste.
• Ensemble complet de serveurs et module logiciel sans fil, compatible RS485 GPRS/4G/Wi-Fi/LoRa/LoRaWAN

  Pour plus d'informations sur les capteurs de gaz information,

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