Système de surveillance en temps réel du
besoin en eau des sols

L’utilisation des sols

On estime à 870 millions, le nombre de personnes concernés par la malnutrition comme l’affirme [69] dans ses travaux. [69] poursuit qu’ environ 37 % des terres de la planète sont consacrées à la production de nourriture. L’Organisation des Nations Unies pour l’alimentation et l’agriculture (FAO) pense que le quart des terres mondiales est très dégradé à cause de l’érosion hydrique incontrôlée, mais aussi d’une non-maîtrise de l’engrais , de la salinisation des sols et autres conséquences d’une utilisation et d’une gestion non durables des sols 1 . Cette dégradation des sols par les différents facteurs que l’on vient de citer ne contribuent qu’à augmenter la pauvreté et la faim. Une meilleure gestion des terres et de l’eau, associée à une utilisation des capteurs et d’un système d’information géographique, pourrait aider à freiner la dégradation des sols et à augmenter les rendements agricoles, mais dans de nombreuses régions du monde surtout celles des pays en voie de développement, ces pratiques ne sont pas encore adoptées en général.

La politique agricole

L’agriculture représente à elle seule 71,49% 2 des investissements soit 497,407 milliards dans le programme triennal d’investissements publics du Sénégal(2015-2017) si l’on prend l’exemple du Sénégal. Le Sénégal n’a cessé de changer de politique agricole. La liste est longue : le Programme agricole (1960-1980), le Programme de Redressement Economique et Financier (1981-1984), la 1. The state of food and agriculture 2010-2011 (P 112-113) 2. Source – Direction de la Coopération Economique et Financière / Ministère Des Finances 6 2.3. PROBLÉMATIQUE Nouvelle Politique Agricole (1985-1994), le Programme de Relance et d’Accélération de la Cadence de l’Agriculture au Sénégal (PRACAS) en 2014, etc. Tout ceci résume parfaitement les difficultés auxquelles sont confrontés l’agriculture sénégalaise et en général ceux des pays en voie de développement comme l’affirme . 

L’augmentation de la population mondiale

La population mondiale devrait croître de plus d’un tiers, soit 2,3 milliards de personnes, entre 2009 et 2050 selon les estimations faites par [16]. Cela représente ainsi un taux de croissance qui est bien inférieur à celui des quatre dernières décennies, pendant lesquelles cette augmentation a été de 3,3 milliards d’habitants soit presque plus de 90 pour cent. Toujours d’après [16], la majeure partie de cette progression devrait surtout toucher les pays en voie de développement. Parmi ces derniers, la population de l’Afrique subsaharienne marquerait l’avancée la plus rapide soit plus de 114 pour cent et celle de l’Asie orientale et du Sud-Est la plus faible avec plus 13 pour cent. L’urbanisation devrait se poursuivre à un rythme accéléré, les zones urbaines regroupant 70 pour cent de la population mondiale en 2050 (contre 49 pour cent actuellement), et après avoir atteint son niveau maximal dans le courant de la prochaine décennie, la population rurale diminuera [16]. Dans le tableau qui suit on voit l’augmentation progressive de la population en termes de chiffres.Sous forme de graphe comme le montre la figure 2.3, l’augmentation de la population est plus visible. De ce fait plusieurs questions se posent : la production alimentaire actuelle est- elle capable de nourrir cette population avec les méthodes existants au niveau de l’agriculture ? Ce gaspillage de l’eau pourra t-elle continuer face à la diminution progressive de l’eau souterraine mondiale ? 

La gestion de l’environnement 

Dans plusieurs pays en voie développement, les agriculteurs déterminent par eux-mêmes les quantités d’engrais à utiliser dans leurs plantations, avec l’aide notamment des détaillants (vendeurs) et de leur expérience comme l’affirme . Toujours dans la même lancée [14] déclare que les études et l’expérience prouvent souvent que les agriculteurs n’utilisent ni la bonne dose ni l.bon mélange chimique, en raison notamment d’un manque de connaissances adaptées. Par conséquent cette situation implique ainsi une augmentation des coûts de production et des risques pour la santé humaine et l’environnement. Il est indispensable d’intégrer dans l’agriculture les possibilités qu’offrent les TICs pour la gestion de l’irrigation. Bien que prometteuse, l’utilisation des TICs au service d’une agriculture plus respectueuse de l’environnement fait face à de nombreux défis. En outre, une fois que la prise de conscience est effectuée, la confiance et la fiabilité deviennent critiques, en d’autres termes que se passe-t-il si les informations utilisées conduisent à un résultat défavorable ? « Selon [l’agriculteur], il était absolument absurde que quelqu’un, qu’il ne pouvait pas voir, lui recommande la quantité exacte d’engrais à utiliser sur ses terres sans même voir ses terres ! Pour lui, c’était une idée ridicule et au cours des 35 années passées à travailler dans les champs, il n’avait jamais entendu parler de quoi que ce soit d’aussi absurde. » Md. Asad-Ur-Rahman Nile, Katalyst, tiré de discussions avec des agriculteurs au Bangladesh. Tout ceci pour étayer l’idée qu’ont certaines personnes dans les pays en voie de développement même si elle commence à changer petit à petit. [14] rajoute que les difficultés auxquelles sont confrontées toutes les activités agricoles qui font appel aux TICs, telles qu’une mauvaise connecti. 

 OBJECTIFS 

vité, une faible bande passante, un approvisionnement limité en électricité, les coûts élevés des services mobiles, l’offre limitée d’informations axées sur les utilisateurs et les besoins, sont les mêmes que rencontrent les TICs au service d’une agriculture plus respectueuse de l’environnement. Ces difficultés peuvent être au moins partiellement surmontées, si les fournisseurs de services développent une connectivité plus fiable dans les zones rurales, en fournissant des ressources d’énergie électrique alternatives, et en impliquant les groupes de clients concernés afin de définir quels types d’informations et de connaissances leur seront utiles. Il est important que la communication mise en place soit adaptée en fonction des contextes afin d’être pertinents pour les agriculteurs. Intégrer la collecte de données locales dans la phase de conception permettra de le garantir. Il est également important d’informer les agriculteurs des limites de ces technologies. Par exemple, si un agriculteur suit les bonnes pratiques agricoles reçues sur son téléphone portable, mais utilise de mauvaises graines, ses rendements ne seront pas meilleurs.

Présentation générale des réseaux de capteurs sans fil 

 Les réseaux de capteurs sont de plus en plus utilisés dans l’environnement et dans l’industrie grâce notamment aux derniers développements réalisés dans le domaine des technologies sans fil. Depuis quelques années, le besoin d’observer, d’analyser et de contrôler des phénomènes physiques sur des zones étendues est devenu essentiel pour de nombreuses applications environnementales et scientifiques. Cette nouvelle manière d’envisager la métrologie, en détectant un phénomène à différents points disséminés sur un système ou un site, fait émerger de nouvelles problématiques technologiques, par exemple sur l’autonomie énergétique des capteurs, et de nouveaux types d’applications nous permettant de mieux connaître notre environnement et d’anticiper les problèmes de sécurité, de pollution, de risques naturels, de défaillances, de maintenances, ou plus généralement de tous phénomènes non désirés qui pourraient être anticipés. Les capteurs sont de plus en plus utilisés au niveau de l’agriculture. C’est une technologie sur laquelle on compte sur baser dans ce mémoire. Nous essayerons alors de présenter dans ce chapitre l’état de l’art des réseaux de capteurs et de décrire leur utilisation surtout dans la surveillance. 

Architecture physique d’un capteur

Un capteur est composé de quatre unités de base : une unité de capture, une unité de traitement, une unité d’émission/réception et une unité d’énergie. La figure 3.1 illustre les composants physiques élémentaires d’un capteur sans fil. Il se peut aussi qu’il existe d’autres composants additionnels dépendant de l’application, par exemple un générateur d’énergie, une unité de localisation pour connaître leur position ou encore une unité de mobilité leur permettant de se déplacer, etc. 3.2.1 Unité de capture L’unité de capture ou d’acquisition est composée de deux sous-unités : un dispositif permettant de capturer des mesures sur le phénomène observé et de les transmettre à l’unité de traitement et un convertisseur analogique-numérique (CAN) qui gère la conversion des signaux analogiques provenant de l’unité de capture en signaux numériques interprétables par l’unité de traitement. 

Unité de traitement 

L’unité de traitement est souvent associée à une petite unité de stockage. Elle récupère les données capturées par l’unité de capture, les analyse, les traite et les transmet à l’unité de communication. 

PRÉSENTATION GÉNÉRALE DES RÉSEAUX DE CAPTEURS SANS FIL 

L’unité de traitement joue un rôle important pour ce qui est de l’interaction entre nœuds. Les données récupérées sont transmises au processeur où elles sont stockées dans la mémoire. 

 Unité de communication

 Elle est chargée d’émettre et de recevoir les données produites par l’unité de traitement, fournissant ainsi aux capteurs la capacité de communiquer avec les autres composants du réseau. Il existe trois schémas de communication pour les réseaux de capteurs : la communication optique (Laser), l’infrarouge, et la radiofréquence. 

 Unité d’énergie 

Chaque capteur dispose d’une batterie pour alimenter le reste de ses composants. La source d’énergie est assez limitée en raison de sa taille. L’énergie est par conséquent une ressource importante car la durée de vie de la batterie influe fortement sur celle des capteurs. Les batteries sont soit rechargeables ou non. Dans certains environnements sensibles, il est impossible de recharger ou changer une batterie. Ainsi une bonne gestion de la consommation d’énergie est primordiale pour augmenter la durée de vie du réseau. Les nouveaux capteurs peuvent contenir des générateurs d’énergie renouvelable tels que l’énergie solaire, et l’énergie mécanique (vibration, l’aire, etc.).