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SYSTEME COMPLET POUR LA CARACTERISATION HYDRODYNAMIQUE DES SOLS - WIND

Que mesure t-on ?

La variation temporelle de la masse de sol , m(t) et donc de θ(t) ; l'évolution du potentiel matriciel à 6 différentes profondeurs dans le sol, ψ(z,t). Ces données permettent de calculer les relations ψ(θ), k(θ) et k(ψ) (courbes)

La maîtrise de l'eau dans les sols, sa teneur, ses flux dans toutes les directions, sont autant de paramètres qu'il devient impératif de connaître avec la plus grande exactitude. En effet, lorsque l'on sait que tout rejet polluant va finir, tôt ou tard, par se déposer sur le sol et y pénétrer, aidé en cela par les précipitations, il est essentiel de connaître le devenir de ces eaux polluées.

De même et afin de maîtriser parfaitement la gestion des produits fertilisants, la conduite des irrigations, etc..., il est fondamental d'avoir la connaissance la meilleure possible quant à certain paramètres de sol, soit les propriétés hydrodynamiques de ces sols.

La méthode de WIND permet de déterminer simultanément ces PROPRIETES HYDRODYNAMIQUES et cela sur un ECHANTILLON de SOL soit :
-La relation potentiel matriciel/teneur en eau Courbe ψ(θ)
-La relation conductivité hydraulique/teneur en eau, courbe k(θ), ou conductivité hydraulique / potentiel matriciel, courbe k(ψ).

La méthode de WIND est une méthode de LABORATOIRE. Elle consiste à soumettre un cylindre de sol (prélevé sur le terrain) initialement saturé, à un dessèchement progressif et de suivre :
- La variation temporelle de la masse de sol m(t) dans le cylindre afin de déterminer la perte en eau par évaporation et l'humidité moyenne du sol.
- l'évolution du potentiel matriciel ψ(z,t) du sol, à différentes profondeurs (z) en fonction du temps.

Brevet I.N.R.A

(Institut National de Recherche Agronomique)

DESCRIPTION DE LA METHODE WIND

L'algorithme de WIND permet de reconstituer, à chaque pas de temps (t) de mesure, à partir de la teneur en eau moyenne observée de l'échantillon (θobs), le profil de teneurs en eau, θ(z,t), de telle sorte que Σ (θobs - θcal)2 soit minimisé.

La reconstitution du profil de teneur en eau est réalisée selon deux algorithmes distincts suivant l'option de traitement choisi •

  • Algorithme original (ajustement par une fonction en escalier) •
  • Algorithme modifié (ajustement par un polynôme de degré 3)

A l'aide des mesures de potentiel réalisées, h(z, t), et de la reconstitution des profils de teneur en eau, θ(z, t), il est possible de reconstituer.

Le boitier centralisateur réunit les capteurs de pressions différentielles ainsi que l'électronique associée. De ce boîtier réalisé en ABS renforcé, sortent les six capteurs tensiométriques destinés à être installés dans le cylindre en Acier INOX qui contient l'échantillon de sol à analyser.

Le cylindre ainsi préparé est installé sur une balance de précision qui permettra de connaître la quantité d'eau contenue dans l'échantillon de sol et de faire la relation entre cette donnée et les potentiels hydriques associés et mesurés par les micro-tensiomètres.

Le boîtier centralisateur est étudié pour que les différents effetsperturbateurs (températures, pressions, etc...) extérieurs à la manipulation soient éliminés, permettant de ce fait des mesures d'une très grande précision.

CARACTERISTIQUES TECHNIQUES

Alimentation électrique du boîtier : 12 volts c.c (9 à 18 V admis.).
Tension de sortie des capteurs de pression : 0 à 50 mV. (Ces valeurs peuvent varier suivant les capteurs. Le certificat d'étalonnage de chaque capteur remis avec chaque boîtier offre avec une grande précision la gamme de tension disponible pour chacun des capteurs ainsi que leur correspondance en hPa (mbar).
Régulateur de tension pilotant les capteurs : 5,00 Volts / 400 mA.
Précision tension de sortie : ±2%.
Régulation en ligne : ±0,5 % maxi.
Régulation en charge : ±1% maxi. (10-90%).
Ondulation résiduelle : (20Mhz de bande passante) : 60 mV. crête à crête typique.
Protection contre les courts-circuits : continue.
Température d'utilisation : -10°C à +40°C. (attention le boîtier ne doit pas être porté à ces températures
Température de fonctionnement du boîtier : de +15°C à + 25°C
Prise de température intérieure du boîtier : par PT100 classe A.
Réseaux de résistances : type Welwyn 15 ppm / 0,1%.
[**]Capteur de pression différentielle :
Offset : 0 ±1,5mV (précisé par étalonnage individuel).
Linéarité : ±0,25 (% de la gamme de mesure).
Répétabilité & hystérésis : ±0,20 (% de la gamme de mesure).
Temps de réponse : 1 msec.
Stabilité dans le temps : ±0,5 (% de la gamme de mesure).
Compensation en température : de 0°C à +50°C.
Sensibilité : 6,67mV/psi (0,1mV/mbar).
Pression maxi. admissible sur l'entrée : + 2,5 bars.
Balance de précision : nous consulter

Demander un devis

Système WINd Qté
Câble d'alimentation Qté
Set de 3 cylindres Qté
Pièce de frappe cylindres Qté
Extra ceramiq + capillaire Qté
Balance 5kg/0,1g RS232 Qté
Qté

Le système WIND est livré avec

- un boitier avec 6 capteurs de pression différentielle et 6 microtensiomètres (ceramique ref. SDEC 220) montés sur capillaires.
- une seringue de préparation pour les microtensiomètres.

Le système WIND peut-il être directement connecté à un PC ?

NON, vous devez disposer d'une centrale d'acquisition. Nous recommandons le choix d'une centrale de chez Cambell, type CR10X ou autre.

Faut-il controller la Tre de la pièce ?

La température peut perturber les valeurs de potentiel matriciel des tensiomètres. Il est donc essentiel de maintenir une température stable pendant le cycle de prise de mesures.

Quelle préparation est nécessaire pour le système WIND ?

1) Les microtensiomètres. Comme tout tensiomètre, la céramique doit être saturée avec de l'eau dégazée avant sa mise en place. Avec le système WIND, cette opération peut être délicate...
2) Le capteur de pression différentiel doit également être saturé.

Comment doit être configurée la centrale d'acquisition ?

- Six entrées en tension différentielle, 0-20 mV.
- Une entrée 3 fils Pt100.
-Une entrée RS232 (pour recevoir les données de la balance).
- Une entrée pour un capteur HR/T (humidité relative / température).

A quoi sert le capteur HR/T ?

Les paramètres extérieurs doivent être mesurés car ils permettront de mieux interpréter les données (par exemple : détection de variations de température ou d'humidité qui pourraient avoir un impact sur les caractéristiques de l'échantillon de sol).

Vous avez également besoin de

. Une centrale d'acquisition, type Cambell CR10X, un câble d'alimentation (25 broches) pourconnexion Wind/centrale.
. Cylindres échantillonneurs de sol, pièce de frappe et marteauanti-rebond.
Une balance de précision avec sortie RS232, un capteur HR/T. . Un logiciel de gestion des données.