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Robot agriculture

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Lallie Platiau

on 19 March 2013

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Transcript of Robot agriculture

Le choix de notre thème s'est dirigé vers l'intelligence artificielle , qui est un système informatique qui a des capacités intellectuelles comparables à celle d'un être humain. Notre objectif a d'abord été de concevoir un mini robot pour notre expérience lors de la synthèse orale, finalement nous avons décidé de créer une automatisation. Comment ? Afin de réaliser une automatisation,la mise en place d'un programme est nécessaire. Celui-ci reçoit une information, la traite, puis envoie un ordre. Cet organe de décision va permettre le déclenchement de la partie opérative, qui exécute les actions ordonnées.
Ce processus ne nécessite pas l'intervention humaine, il s'agit du principe de l'automatisation. Nous avons décidé d'appliquer ce projet à l'agriculture afin de le rendre utile à l'Homme. En effet, l'agriculture devra relever le défi de l'alimentation d'une population humaine qui ne cesse de croître. Comment automatiser une serre afin d'augmenter la productivité agricole ? Vidéo feu tricolore : Vidéo LED clignotante : Le but d'une serre est de créer un environnement idéal pour améliorer ou accélérer la croissance des plantes. Pour cela, nous voulons gérer et contrôler deux paramètres essentiels : la température et l'eau. L'automatisation reposera donc sur : Arrosage Aération La gestion de l'aération de la serre est contrôlée par un capteur de température. Si la température détectée dépasse le seuil maximum accepté par les plantes, le programme enclenche le servomoteur qui fait tourner l'hélice (situé au plafond de la serre), afin de l'aérer. Cela permet donc de baisser la température pour revenir à un climat approprié à la croissance de la plante. Après avoir compris les bases de l'automatisation, il nous fallait trouver un logiciel qui nous permette de réaliser notre projet. Schéma de l'automatisation ARDUINO Afin de mieux comprendre le langage complexe nous en avons réalisé deux des programmes, L'arrosage de la serre est contrôlée par un capteur d'humidité. Si le taux d'humidité dans l'air (de la serre) détecté est trop faible pour la croissance de la plante le programme enclenche la pompe qui va arroser les plantes. Cela permet donc de ré augmenter ce taux pour garder la meilleure atmosphère possible nécessaire à la pousse de la plante. C'est-à-dire environ deux à trois fois plus faible qu'au cours des années 1950. 1945
1970 Sachant qu'aujourd'hui la hausse moyenne des rendements mondiaux s'élève à 1% par an pour le riz et 2% pour le maïs. 2012 2050 XXème siècle La population mondiale devrait s'élever à 9 milliards d'habitants, pour répondre aux besoins de ceux-ci, la production agricole mondiale devrait augmenter de 70%, voir 100% dans les pays émergents. Nous sommes face à un casse-tête complexe. Les progrès dus à la modernisation de l'agriculture ont atteint leurs limites. De plus ces pratiques intensives (produits chimiques) ont dégradé les sols et détérioré les nappes souterraines ? Il faut tenir compte du développement des villes et des routes qui font disparaître chaque année des milliers d'hectares de terres agricoles.
Sachant que les surfaces cultivables sont limitées sur la planète il est difficile d'envisager l'extension des terres agricoles De plus le développement des agrocarburants détourne les matières premières agricoles de l'alimentation 28,8% de la production mondiale d'huile de colza
11,3% de l'huile de soja
4,1% d'huile de palme auraient été utilisé pour fabriquer de l'agrodiesel en 2009. 2,2% de la récolte de canne à sucre
12,4% de celle de maïs
3,9% de celle de betteraves
auraient servi à produire de l'éthanol Selon les calculs d'Hugo Valin, économiste à l'Iiasa Autre point essentiel : la modification des régimes alimentaires. En effet, les régimes riches en protéine animale sont de plus en plus courant au niveau mondial.
Sachant que la quantité de céréales utilisée pour l'alimentation animale est l'équivalent des besoins caloriques de 3,5 milliards d'hommes (1 kilo de boeuf nécessite six kilos de céréales), le modèle alimentaire se doit de changer dans les prochaines décennies. Une serre automatique nous a alors paru être une bonne solution car elle permet de cultiver des plantes hors-saison et hors de leur zone d'origine. De cette idée a découlé notre problématique: Pour notre serre automatique nous avons fait le choix d'une ventilation naturelle (l'aération est basée sur le vent). En effet bien que la température soit extrême durant les périodes d'été et d'hiver,cette méthode reste efficace 95% du temps. L'aération de la serre est indispensable car elle permet de contrôler la température, l'humidité, les concentrations de gaz dans l'air (CO2)..., qui sont des paramètres essentiels au bon fonctionnement de la serre. Nous avons choisi le système Arduino puisque cet outil est accessible aux débutants n'ayant aucune expérience, grâce à sa programmation simple et claire. Arduino est basé sur une carte à microcontrôleur et un logiciel, qui peuvent communiquer entre eux. Ce système permet de créer des objets interactifs, des automatisations... La carte peut recevoir et contrôler différents éléments (LED, moteur, potentiomètre, capteur, servomoteur...) afin de réaliser des projets autonomes. Port USB : Transfert des données du logiciel vers la carte et alimentation Entrées ou sorties numériques / analogiques pour la 3,5,6,9,10,11 Connection vers une alimentation externe Microcontrôleur Bouton de réinitialisation Broches d'alimentation Entrées analogiques LED de test de la broche 13 LEDs de réception et de transmission Un programme Arduino est constitué d'une suite de commandes sous forme de texte. La carte lit puis exécute les instructions dans l'ordre défini par les lignes de code. Définition des constantes et des variables Configuration des entrées et sorties Programmation des commandes Le programme est une boucle ainsi lorsque la dernière ligne a été exécutée, la carte recommence sa lecture à partir de void loop (), et ceci à l'infini. Commentaires Schéma du montage LED clignotante : Schéma du montage feu tricolore : En conclusion, l'automatisation de notre serre permet de gérer les paramètres climatiques nécessaires à l'évolution de la plante, tels que l'aération et l'arrosage. Cela nous a été possible grâce au logiciel de programmation Arduino à l'aide d'éléments comme le servomoteur et la pompe.
Notre TPE rejoint le projet du club scientifique de notre lycée. Par conséquent nous pourrons conclure de la rentabilité de cette automatisation; et ainsi proposer une solution pour l'amélioration de la productivité agricole. Arduino UNO Pompe Ordinateur :
Affichage des données Capteur humidité Serre Envoi des données Si le taux d'humidité est trop faible : Activation de la pompe Bibliographie :
-MELIK Hichem, MENDES TAVARES José, HADJAB Sofiane Serre Automatisée [en ligne]
Disponible sur: http://www.95collegiens.sitew.com/Le_Projet.B.htm#Le_Projet.B
-X.HINAULT Arduino [en ligne] mis à jour le 27 septembre 2010
Disponible sur: www.arduino.cc/fr/
-Natura Vox, Diétimiam Présentation de la culture hors sol [en ligne] mis à jour le 18 septembre 2007
Disponible sur: http://www.notre-planete.info/actualites/actu_1337_culture_hors_sol.php
-MARTINEZ Stéphane Avantages Les atouts de la culture hors sol [en ligne]
Disponible sur: http://s.martinez.free.fr/V2/agro/0320-avantages.php
-MARTINEZ Stéphane Inconvénients Problèmes soulevés par l'utilisation des cultures hors sol en horticulture [en ligne]
Disponible sur: http://s.martinez.free.fr/V2/agro/0340-inconvenients.php
-Les cultures sous serre [en ligne]
Disponible sur: http://www.fnplegumes.org/sites/fnplegweb/emploi/metiers/Pdf/cultures_sous_serre.pdf -Olyte,
-Eskimon et Astalaseven Arduino pour bien commencer en électronique et en programmation [en ligne]
Disponible sur: http://www.siteduzero.com/sciences/tutoriels/arduino-pour-bien-commencer-en-electronique-et-en-programmation
- ESTIVAL Laurent Un autre modèle agricole pour nourrir le monde p.90-91.Édité par Scop-SA Alternatives économiques. Alternatives économiques hors-série n96 ISBN:1252-4999 LEBRE Fiona
ROBILLART Julie
PLATIAU Lallie 1S3
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