Bonjour, nous sommes trois étudiants: Soan, Elouan et Alban. En 2ème année à Polytech Angers, pour notre projet de fin de prépa nous avons choisi de concevoir un système d’arrosage automatique et spécifique aux besoins en eau de chaque plant.

Pourquoi ce choix ? Alors tout d’abord nous avions une liste d’une quinzaine de projets proposés par Polytech, nous avons décidé de prendre celui de l’arrosage automatique car, c’est celui qui nous semblait le plus complet et le plus enrichissant, en effet il permet de faire appel à toutes les compétences acquises pendant ces deux dernières années comme le codage, l’électronique ou bien l’automatisation. De plus l’idée d’avoir une récompense à l’arrivée, je parle des légumes récoltés était un plus pour notre choix, même si l’on verra que ce ne sera pas si simple.

Nous avons comme objectifs principaux:

• Arrosage en fonction du taux d’humidité de chaque semis
• Automatisation sur au moins 15 jours sans intervention
• Cycle jour nuit
• Optimisation de la germination
• Plusieurs plants gérés en même temps
• fait pour l’intérieur

Nous souhaitons également que ce projet puisse être durable et éco-responsable. L’objectif est de développer un système capable d’apporter à chaque plant uniquement la quantité d’eau dont il a besoin grâce aux capteurs indépendants pour chaque godet. Notre solution permettrait de limiter le gaspillage d’eau tout en optimisant la croissance des semis. Cette méthode pourrait permettre de réaliser des économies d’eau tout en réduisant l’intervention humaine et la consommation inutile de ressources.

Au début de notre projet, nous avons fait pas mal d’erreurs et de mauvais jugements mais grâce aux aides et conseils de beaucoup de camarades et de professeurs nous avons réussi à garder le bon cap et à toujours avancer, nous tenions à les remercier avant de commencer à vous expliquer le processus de réalisation de cet arrosage automatique.

Veille technologique et agronomique

Pour commencer nous avons fait une veille technologique de ce qui se faisait déjà en matière d’arrosage automatique, pour particulier tout d’abord puis pour les professionnels. Ce que nous en avons retenu c’est qu’en matière d’arrosage pour particuliers le marché n’est pas très fournis et se contente souvent d’une seule plante à la fois ce qui n’est pas notre objectif et de plus quand cet arrosage est pour plusieurs plants il ne prend jamais en compte le taux d’humidité dans chaque pot, arrosant de la même manière chaque plant sans prendre en compte leurs spécificités ce qui n’est pas non plus notre objectif. Du côté des arrosages professionnels ils sont souvent très coûteux et encombrants, conçus pour un usage extérieur et ne prennent pas non plus en compte les spécificités de chaque plante. Ce manque d’information nous a franchement un peu découragés au début mais nous nous sommes repris si ce système n’existe pas nous allons l’inventer !

Etant donné que notre projet est censé être un prototype nous avons réduit nos plantations à des plants de tomates mais bien évidemment il suffirait juste de trouver le taux d’humidité parfait pour n’importe quel semis de plante et cela marcherait pareil. Alors ce que nous voulons éviter c’est une plante trop arrosée que l’on peut reconnaître par le pourrissement des racines et des feuilles “molles, ou bien encore une mauvaise odeur qui s’émane du plant tandis que le manque d’eau lui est un peu moins grave car le plant a plus de facilité à repartir, nous avons trouvé une hygrométrie de 75% la nuit jusqu’à 85% le jour. Il faut aussi faire attention à l’ensoleillement du plant et à la température de la pièce puisque ces semis sont en intérieur il nous faut un éclairage à UV et de préférence une température constante. 25°C est une température idéale pour les tomates.

Matériels

Pour cette liste de matériels nécessaires ici nous vous montrons la liste finale de que nous avons commandé mais chaque choix n’as pas été facile et nous n’avions également pas pensé à certains problèmes.

Un premier dilemme s’est présenté : le choix de la carte électronique, ce choix est très important car il commande tout notre arrosage. D’un côté nous avions la carte Arduino qui est plus simple d’utilisation mais qui se code en C++, langage totalement inconnu pour nous et de l’autre la Raspberry PI plus compliquée a mettre en place mais qui se code en python langage que nous connaissons bien. Mais comme vous avez pu le voir notre choix c’est porté sur l’Arduino pour 2 raisons majeures:

• La prise en main de l’Arduino est intuitive et permet de mieux gérer toutes les entrées et les sorties de tous nos capteurs et actionneurs.
• Nous le verrons plus tard mais un site de simulation d’Arduino nous a grandement aidés et cela nous a permis de coder en C++ facilement tous en simulant notre schéma électronique.

Puis il y avait un deuxième dilemme : comment bloquer l’eau lorsque le plant est suffisamment arrosé ? nous avions deux options encore une fois l’utilisation de servomoteur pour pincer le tuyau et couper l’afflux d’eau ou alors des électrovannes pour fermer le tuyau. Mais trouver des électrovannes qui se raccordent à des tuyaux souples pour aquarium était fastidieux, et l’utilisation de servomoteur est plus complexe à mettre en place car il faut designer une pièce qui permet au bras du moteur de pincer le tuyau. Nous avons retenu les vannes, et à force de recherche nous avons trouvé celle qui nous convenait mais ce n’était pas forcément le bon choix…

Electronique		Hydrique		Plantation
Carte Arduino		Tuyaux souple		Bac à eau
Relais		Raccord		Serflex
Eléctrovannes		Pompe		Godets
Capteurs humidité		Buse gouttes à gouttes		Coupelle
Cables				Etagère
Alimentation				Lampe UV

Codage et carte Arduino

Pour le codage nous avons essayé de chercher un logiciel qui nous permettrait d’émuler une carte Arduino, d’une part et qui nous permettrait également de tester notre code, d’autre part. Tinkercad répondait à cette attente précise. Cela nous a permis d’aller assez vite sur cette partie qui comprend le câblage des composants et le code associé à ce système électronique.

Alors évidemment nous n’avons pas pu tout tester dans ce schéma il manque les alimentations externes de la pompe et des électrovannes mais également le relais qui permet à l’Arduino de pouvoir gérer autant de vannes à la fois.

Pour cette partie de branchement et de codage était pour nous la plus simple celle qui nous a posé le moins de problèmes, sauf peut-être excepté la partie du téléversement du code vers la carte Arduino avec l’IDE Arduino étant donné qu’il a fallu réinstaller plein de nouvelles version de l’IDE de nouveaux drivers cette étape était vraiment fastidieuse mais heureusement pour nous tout ce que nous avions effectué en amont fonctionnait correctement.

Assemblage

La partie assemblage de notre projet était vraiment satisfaisante voir tout notre travail enfin prendre vie était vraiment gratifiant. Néanmoins il ne fallait pas qu’on se relâche car beaucoup de problèmes nous attendaient encore, notamment le management des câbles car avec la quantité de capteurs et de vannes à raccorder beaucoup de câbles ont été utilisés nous avons fait de notre mieux pour faire cela le plus proprement possible tout en faisant attention à ne pas faire d’erreur sur les raccordements.

Puis nous nous sommes attaqués au réseau aquatique pour transporter l’eau du bac vers les semis quand le capteur le décide, cette partie était sympa il fallait faire attention à la largeur de nos tuyaux pour faire les bons raccordements mais aussi essayer d’optimiser au maximum le chemin que parcourt l’eau pour faciliter l’acheminement.

Problèmes non-anticipés

Pas mal de problèmes sont survenus pendant la réalisation du projet, la plupart ont quand même été anticipés mais il y a des choses auxquelles nous n’avions pas pensé en voici la liste :

Notre problème le plus important et qui a bloqué tout notre système aquatique c’est l’air dans les tuyaux car quand la pompe est en marche et que les semis sont entrain d’être arrosés aucun soucis mais quand tous les semis sont arrosés il n’y a plus besoin de la pompe alors celle-ci s’éteint mais en s’éteignant l’eau remonte dans les tuyaux et crée des bulles d’air dans le système et quand la pompe a besoin de repartir la pression dans les tuyaux a augmenté dû à l’air coincé dedans et alors l’eau ne parvient plus au semis. Pour pallier ce problème nous aurions dû mettre en place des clapet anti-retour pour éviter que l’eau ne remonte.

Il y a également la mauvaise qualité de nos capteurs d’humidité par soucis de budget nous avons pris des capteurs premier prix mais c’était une mauvaise idée, certains capteurs ont grillé et d’autres ne fonctionnait tout simplement pas, heureusement nous avions prévu le coup en prenant des capteur en plus. Second problème, il faut savoir que nos capteurs sont enfoncés dans les godets à peu près 10 cm pour pouvoir mesurer l’humidité au cœur du pot mais nous n’avions pas prévu que le terre à force d’être arrosée allait s’écarter du capteur créant alors une sorte de petite couche d’air autour du capteur rendant la lecture de l’humidité pour le capteur compliquée et donc ressortant les mauvaises information pour régler ce problème il faut re-tasser la terre tous les 15 jours au niveau du capteurs.

Il y aussi le problème des tuyaux et des raccords même si nous avions bien anticipé ce problème il était dur de prendre exactement le bon diamètre de tuyaux qui allait avec les vannes, les raccords, les buses et la pompe alors il a fallu pour certains raccordements mettre de la super glue ou alors des serflex pour sécuriser l’écoulement.

Ce que nous aurions fait autrement si c’était à refaire :

• Changement du système d’irrigation.
• Fabrication d’un boitier pour l’électronique.
• Ajout d’une interface utilisateur permettant de suivre l’humidité des plants en temps réel.
• Utilisation de panneaux solaires pour l’alimentation.

Conclusion

Enfin ce projet n’aura pas été facile à certains moments mais dans le processus de réflexion et de fabrication nous avons vraiment appris beaucoup de choses pour un projet qui nous paraissait simple en apparence les difficultés se cache parfois dans les détails et nous l’avons appris à nos dépens mais nous restons fiers du travail accompli, et souhaitons remercier Polytech de nous avoir permis de réaliser cela et bien entendu notre tuteur M.Louisy sans qui ce projet aurait été compliqué.