Caractérisation physico-chimique des systèmes aquatiques
Le suivi de la ressource en eau à haute résolution spatiale et temporelle intéresse tant la communauté scientifique que les pouvoirs publics et des citoyens pour mieux se saisir de l’impact des pressions anthropiques et du changement climatique. Les capteurs sur étagère ne permettent pas de répondre actuellement au besoin, que ce soit au niveau du nombre de paramètres à mesurer, mais également au niveau de la fréquence de mesure ou du maillage des territoires.
L’enjeu ici est de proposer une nouvelle génération d’instruments à bas coût, simples à utiliser et déployer, tirant parti au maximum des technologies récentes de communication (Internet des Objets) et de basse consommation, et capable de mesurer à haute fréquence.
La sonde multi-paramétrique développée dans le cadre de TERRA FORMA est le prolongement des travaux de recherche en instrumentation océanique développés au LAAS qui ont conduit à la conception d’un premier prototype de fluorimètre pour la mesure de chlorophylle-a (résolution Chl.-a : 0,1 µg/L) avec un coût faible (de l’ordre de 50€) grâce à la fabrication additive. Ce fluorimètre, piloté par un microcontrôleur ARM Cortex M0 low-power et compatible Arduino, embarque un système de stockage de données et un module de communication longue portée LoRa, lui offrant la possibilité de communiquer à un serveur les mesures à des distances allant de 2 à 20 km. Ici, la sonde multi-paramètres intégrera les paramètres suivants : pression, température, conductivité, chl. a, oxygène dissous, turbidité, et lumière photosynthétique active. Et outre la réduction du coût, un travail important sera mené sur la robustesse des instruments vis-à-vis du biofouling, en se basant sur une ingénierie des matériaux (composition et structure), et en évaluant des techniques peu énergivores.
La possibilité d’avoir une sonde multiparamètres à bas coût (réduction d’un facteur 100 par rapport aux solutions actuelles) représente un changement de paradigme dans l’observation des eaux continentales, de transition et côtières. Cela offre un accès à une résolution spatiale et temporelle inégalée. Le développement d’une sonde facile à utiliser permettra également à des non-spécialistes tels que les pêcheurs, les randonneurs, les groupes d’étudiants et les citoyens de l’utiliser. Cela augmenterait considérablement le volume de données disponibles tout en sensibilisant aux problèmes de pollution de l’eau et aux impacts du changement climatique.
Thématiques : Ressources en Eau , Pollution
- Beddows P.A. et al. 2018. Cave pearl data logger : A flexible arduino-based logging platform for long-term monitoring in harsh environments, Sensors (Switzerland). 18, 1-26. https://doi.org/10.3390/s18020530
- Leeuw T. et al. 2013. In situ measurements of phytoplankton fluorescence using low cost electronics. Sensors (Switzerland) 13, 7872-7883. https://doi.org/10.3390/s130607872
- Staudinger C. et al. 2018. A versatile optode system for oxygen, carbon dioxide, and pH measurements in seawater with integrated battery and logger, Limnology and Oceanography : Methods. 16. 459–473. https://doi.org/10.1002/lom3.10260
- Sanchez R. et al. 2023 Development of a frugal, in-situ sensor implementing a ratiometric method for continuous monitoring of turbidity in natural waters. Sensors. 23(4), 1897- ???. https://doi.org/10.3390/s23041897 hal-03975657
Crédits photos.
Gauche F. Albert , TERRA FORMA - Droite V. Raimbault, LAAS
Mis à jour le 23 janvier 2024
