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

Cas 1 : Exploitations d’élevage 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.) est en pleine expansion aux Philippines. Cet élevage à haute densité entraîne l'accumulation de gaz nocifs dans les bâtiments d'élevage, principalement l'ammoniac (NH₃) issu de la décomposition des déjections animales et le dioxyde de carbone (CO₂) issu de la respiration animale.

• Ammoniac (NH₃) : Des concentrations élevées irritent les voies respiratoires des animaux, entraînant une diminution de l'immunité, un gain de poids plus lent et une sensibilité 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 ferme porcine à grande échelle dans la région de Calabarzon

• Solution technique : Des capteurs d’ammoniac et des capteurs de dioxyde de carbone sont installés à l’intérieur des porcheries, reliés au système de ventilation et à une plate-forme de contrôle centrale.
• Processus de candidature :
  1. Surveillance en temps réel : les 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 les propriétaires d’exploitations agricoles à analyser les tendances et à optimiser les pratiques de gestion.
• Valeur:
  • Bien-être et santé des animaux : Réduit considérablement 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 des économies d'énergie substantielles par rapport au fonctionnement des ventilateurs 24h/24 et 7j/7.
  • Augmentation de la production : des animaux en meilleure santé signifient de meilleurs ratios 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:
Dans l'agriculture en environnement contrôlé (AEC), comme les serres et les fermes verticales de haute technologie, la gestion des gaz est un élément essentiel.

• Dioxyde de carbone (CO₂) : Il s'agit de la matière première de la photosynthèse. Dans les serres fermées, les niveaux de CO₂ peuvent chuter rapidement lors des périodes d'ensoleillement intense, ce qui constitue un facteur limitant. Un apport complémentaire 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 des plantes. Lors du stockage après récolte, même des traces peuvent provoquer 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, reliés à un système de distribution de bouteilles de CO₂. 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 taux de CO₂ est inférieur aux valeurs optimales (par exemple, 800 à 1 000 ppm), le système libère automatiquement du CO₂ pour maximiser l'efficacité photosynthétique.
  2. Avertissement de fraîcheur : pendant le stockage, si le capteur d'éthylène détecte une augmentation de la concentration, il déclenche une alarme, avertissant le personnel de vérifier et de retirer les produits avariés, empêchant ainsi la propagation de la détérioration.
• Valeur:
  • Rendement et efficacité accrus : 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 traitement 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 nuisibles, des fumigants sont couramment utilisés dans les silos. Le plus courant est le comprimé de phosphure d'aluminium, qui libère de la phosphine (PH₃) gazeuse hautement toxique au contact de l'air. Cela représente un risque grave pour la sécurité des travailleurs effectuant la fumigation ou entrant 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 une surveillance environnementale à long terme.
• Processus de candidature :
  1. Entrée sécuritaire : Un détecteur portable doit être utilisé pour vérifier les niveaux de PH₃ avant d'entrer dans un 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 se déclenchent immédiatement pour évacuer le personnel.
• Valeur:
  • Sécurité des personnes : Il s’agit de la valeur principale, qui permet d’éviter les accidents mortels d’empoisonnement.
  • Conformité réglementaire : Aide à respecter les 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 pour :

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

Défis:
Tout comme les capteurs de qualité de l’eau, leur adoption généralisée aux Philippines se heurte à des obstacles :

• Coût : Les capteurs hautes performances et les systèmes d’automatisation intégrés représentent un investissement important pour les petits exploitants agricoles.
• Connaissances techniques : Les utilisateurs doivent être formés pour un étalonnage, une maintenance et une interprétation des données appropriés.
• Infrastructure : une électricité et un Internet fiables sont des conditions préalables au fonctionnement robuste d’un système IoT.
• Ensemble complet de serveurs et de modules logiciels sans fil, prend en charge RS485 GPRS / 4g / WIFI / LORA / LORAWAN

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