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En bref : une puce pour surveiller l’irrigation des plantes

Une équipe de chercheurs de l’université américaine Cornell a développé un capteur d’humidité sous la forme d’une puce de silicium, qui est non seulement beaucoup plus petite mais aussi plus efficace et moins chère que les capteurs existants. Une avancée qui profitera non seulement à l’agriculture mais aussi aux producteurs de béton.

Les chercheurs de l’université Cornell (État de New York) travaillaient depuis plusieurs années sur un concept de capteur d’humidité miniaturisé. Cette puce renferme un petit réservoir d’eau. Grâce à une membrane nanoporeuse, elle mesure la différence d’humidité entre ce réceptacle et son environnement. Ce capteur peut être placé directement dans le sol, dans la tige d’une plante mais aussi dans le béton. Il est relié à une carte sans fil qui transmet les données à un ordinateur ou un appareil de mesure. © Jason Koski, université Cornell Les chercheurs de l’université Cornell (État de New York) travaillaient depuis plusieurs années sur un concept de capteur d’humidité miniaturisé. Cette puce renferme un petit réservoir d’eau. Grâce à une membrane nanoporeuse, elle mesure la différence d’humidité entre ce réceptacle et son environnement. Ce capteur peut être placé directement dans le sol, dans la tige d’une plante mais aussi dans le béton. Il est relié à une carte sans fil qui transmet les données à un ordinateur ou un appareil de mesure. © Jason Koski, université Cornell

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Connaître le niveau d’humidité d’une terre est un impératif crucial pour un cultivateur. Les vignerons, par exemple, savent jouer sur l’irrigation pour influer sur la maturation de leur raisin. Les ingénieurs et les producteurs de béton doivent eux aussi mesurer avec précision le taux d’humidité pour pouvoir obtenir une densité optimale. Pour tous ces métiers, il existe des capteurs d’humidité. Problème, ils sont souvent onéreux et volumineux.

Des chercheurs de l’université Cornell (à Ithaca dans l’État de New York) se sont penchés sur cette problématique et ont trouvé une solution. Il s’agit d’un capteur d’humidité microfluidique pas plus grand qu’une empreinte de doigt et qui serait cent fois plus sensible que les appareils actuels. Ce capteur serait de surcroît beaucoup moins cher à produire, de l’ordre de 5 dollars (moins de 4 euros) selon ses concepteurs.

Un laboratoire dans la puce

Qualifié de « lab on a chip », autrement dit un laboratoire sur une puce de silicium, ce capteur repose sur la technologie microfluidique. Il renferme une cavité contenant de l’eau qui, au moyen d’une membrane nanoporeuse, va échanger son humidité avec celle de l’environnement dans lequel le capteur est placé afin de maintenir une pression qui pourra être mesurée. On peut insérer cette puce dans le sol, dans la tige d’une plante ou directement dans du ciment. Elle peut être connectée à une carte sans fil à partir de laquelle on récupère les informations, mais elle est aussi compatible avec les outils de télémétrie existants. Ce « lab on a chip » a l’avantage de pouvoir être déployé en nombre pour former un réseau de surveillance sur des parcelles de terrain.

Les chercheurs à l’origine de cette innovation travaillent actuellement à établir une corrélation entre les données récoltées par leur capteur et le processus de croissance d’une plante. L’objectif est de permettre aux cultivateurs d’optimiser l’irrigation. Ainsi, de tels capteurs installés à intervalles réguliers dans les plantes ou les sols pourront contrôler avec précision l’humidité du sol. Le capteur est censé pouvoir fonctionner « plusieurs années » mais il a un talon d’Achille : il craint le gel, qui peut l’endommager définitivement. Cependant, au prix annoncé, il ne serait pas trop problématique de renouveler l’équipement.


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