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Optimisation du potentiel de l'agriculture en intérieur en contrôlant les coûts avec une mesure précise

Agriculture verticale en intérieur
Justin Walsh_Vaisala
Justin Walsh
Business Development Engineer
Published: Jul 15, 2021

L'agriculture en environnement contrôlé (AEC), qui comprend les fermes verticales, les fermes en conteneurs, la culture aéroponique et l'aquaculture, attire les entrepreneurs qui constatent une forte demande en denrées fraîches et locales ainsi que la capacité à fournir les avantages sociaux qui découlent d'une production locale. 

L'expansion de l'agriculture en environnement contrôlé est étroitement liée aux progrès technologiques réalisés dans l'industrie. Les améliorations apportées dans l'éclairage et la conception des installations ont permis aux producteurs et aux fournisseurs d'équipements de se concentrer davantage sur les stratégies d'automatisation et de contrôle. De nombreux progrès ont été réalisés pour collecter des informations sur le processus de croissance afin de produire plus efficacement et de rendre ces opérations plus souples. Par conséquence, le développement basé sur les données a façonné le marché, en aidant les producteurs à fournir la qualité et les quantités qui assurent leur rentabilité. Tout cela s'ajoute à une augmentation de la chaîne d'approvisionnement pour les distributeurs et les supermarchés locaux visant à satisfaire les exigences des acheteurs locaux qui veulent soutenir les producteurs locaux. Cela arrive à un moment opportun où la résilience de ces ressources essentielles est à l'honneur.

Les éléments constitutifs importants d'une technologie de production végétale moderne sont les mesures des capteurs, qui fournissent les informations nécessaires pour prendre des décisions éclairées en matière de contrôle. Les données de ces capteurs servent à équilibrer les conditions entre l'espace de culture et l'environnement environnant, ce qui contribue à optimiser les ressources, activer l'automatisation et réduire les opérations de main-d'œuvre. Tout cela s'ajoute à un contrôle des coûts plus précis, ce qui fait que les mesures de ces capteurs sont très importantes.

Le rôle du CO2 dans les contrôles en AEC

Parmi les ressources utilisées dans la production en agriculture en environnement contrôlé, l'enrichissement en CO2, qui stimule la photosynthèse, doit être fourni à un espace de culture clos. Le coût et l'impact environnemental du gaz sont connus ; des mesures précises pour contrôler l'approvisionnement sont donc essentielles. Les défis pour les capteurs de CO2 sont la précision, la stabilité et la plage de mesure de ces capteurs, ce qui rend la sélection des capteurs très importante. Un capteur de CO en agriculture en environnement contrôlé utilise des raccourcis clavier pour préserver l'exactitude, tout comme il doit compenser les fortes fluctuations de température et d'humidité. Ceci est impossible avec les nombreux appareils rudimentaires du marché.

Vaisala se concentre sur les mesures du CO2 pour les applications industrielles avec sa technologie CARBOCAP depuis les années 1990 et ses efforts ont permis de créer la technologie de capteur la plus stable et la plus efficace pour les environnements agricoles. D'une grande précision avec un faible coût total de possession, les instruments tels que nos transmetteurs de la série GMW90 et nos sondes GMP252 sont le choix idéal pour une utilisation en agriculture en environnement contrôlé. Les unités portables telles que nos indicateurs GM70 procurent des mesures précises et ciblées sur chaque travée, plante et feuille. 

Contrôles de l'humidité pour optimiser le déficit de pression de vapeur

En matière d'humidité et de température de l'espace de culture, les deux variables ont des impacts différents et des plages optimales pour chaque type de plante. La stabilité à long terme et l'exactitude des mesures d'humidité et de température des sondes Vaisala, telles que la sonde HMP110, contribuent à éviter la condensation non voulue et à résister aux maladies, avec fiabilité et peu d'entretien.

Alors que l'humidité a largement été étudiée, le paramètre moins connu du déficit de pression de vapeur (DPV) a un effet beaucoup plus direct sur le potentiel de croissance d'une plante. Ainsi, dans un environnement de culture, le déficit de pression de vapeur (DPV) est la relation entre la quantité d'humidité dans l'air et la quantité d'humidité que l'air peut contenir lorsqu'il est complètement saturé. Cette différence est alors liée à la température de l'air et à la température de la feuille de la plante. L'analyse de ces variables à la fois pour l'espace de croissance élargi et pour l'air au niveau de la couche limite des plantes, ou du feuillage, détermine l'agressivité avec laquelle l'air ambiant peut tirer l'eau et l'air à travers la plante. 

Le DPV affecte directement les taux de transpiration des plantes et la façon dont elles déplacent l'eau et les nutriments en elles. Ce taux de transpiration affecte ensuite les taux d'utilisation de l'eau, les volumes d'engrais et l'énergie CVC nécessaires pour contrôler l'humidité relative et la température dans l'air ambiant. Tous ces effets sont directement liés aux coûts d'exploitation ainsi qu'aux quantités et à la qualité potentielles des produits.

Pour calculer le DPV, il faut comparer la différence entre la pression de vapeur saturée des plantes (que l'on peut connaître si l'on a la température de la feuille) et la pression de vapeur de l'air (PVsat – PVair).

Pour obtenir la PVsat, il faut connaître la température de l'environnement saturé, dans ce cas, la feuille de la plante. Nous pouvons mesurer cela avec un pistolet thermique infrarouge.

La formule de la PVsat (en kilopascals, kPa) est la suivante :

Image
Saturated Vapor Pressure

 

Où T est la température de la feuille en Celsius

Pour obtenir la PVair, nous devons connaître la température et l'humidité de l'air, appelées ensemble humidité relative. Elle se mesure à l'aide de capteurs d'humidité et de température dans la salle de culture.

La formule de la PVair (en kilopascals, kPa) est la suivante :

Image
Vapor Pressure of the air

 

Où T est la température de l'air en degrés Celsius et HR est l'humidité relative

Pour obtenir le DPV, il faut soustraire la pression de vapeur réelle de l'air de la pression de vapeur saturée. DPV = (PVsat – PVair).

Le DPV idéal pour les deux usines ainsi que l'efficacité CVC sont dans une plage plus étroite que vous ne le pensez, la différence entre des conditions favorables et défavorables se réduisant à seulement quelques % d'HR et à quelques fractions de degré de température. En choisissant des capteurs plus précis et plus stables pour obtenir ces valeurs, vous contrôlez plus efficacement la qualité et les coûts d'exploitation sur le long terme, et les capteurs Vaisala ont les performances nécessaires pour répondre à ces besoins.

Des contrôles et des capteurs de haute qualité sont l'avenir de l'agriculture en environnement contrôlé

Les cas d'utilisation réels sont également un élément important pour les industries en développement afin que la technologie et les techniques soient développées de manière pratique et que les méthodes efficaces puissent être partagées. C'est là qu'interviennent des clients tels que Fifth Season Fresh et Damatex car ils prouvent que la valeur des données de capteurs fiables et précis permet d'optimiser leur technologie d'automatisation. Ils contribuent à démocratiser et à rentabiliser la CEA et l'agriculture verticale, en y apportant les avantages sociétaux des sources alimentaires propres, fraîches et locales. Chez Vaisala, nous sommes heureux de soutenir cette application transformatrice.

Vous voulez en savoir plus sur une agriculture en intérieur efficace ? Rejoignez notre webinaire sur les technologies pour l'agriculture en intérieur : une croissance constante par des mesures fiables, au cours duquel nous approfondirons les considérations en matière de capteurs pour la CEA.

Comment mesurer le dioxyde de carbone ?

Le CO2 est un gaz incolore et inodore soluble dans l'eau. Il est les bulles dans les boissons gazeuses, un gaz à effet de serre, un sous-produit d'une réaction de combustion et il est présent dans l'air que nous expirons. Le CO2 est lui-même un gaz non...

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ChrisFub

Jul 20, 2021
Really like your stuff, thanks for sharing

Justin Walsh

Jul 28, 2021
Thank you, Chris.
Much appreciated, and I hope you'll join us for the webinar (or download afterward).

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