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l’IoT bouscule profondément l’arrosage des espaces verts

À l’heure où le monde est touché par des cycles de sécheresse et parfois de confinement, les villes s’intéressent sérieusement aux nouvelles technologies qui permettent de développer les surfaces végétales rafraîchissantes, d’économiser l’eau et superviser à distance des tâches qui nécessitaient, auparavant, de se déplacer.

Dans le service espaces verts, ce sont les solutions d’arrosage intelligent qui ont le vent en poupe cette année. Des solutions innovantes, permettant de faire des économies d’eau significatives, de piloter à distance l’irrigation et de gérer, dans leur globalité, les parcs, jardins ou chemins de voirie.

C’est le cas de la ville de Florence en Toscane, qui a adopté une solution d’arrosage intelligent et qui a enregistré des résultats considérables ces deux dernières années.

Et si les nouvelles technologies envahissent nos quotidiens, et nos villes, et qu’on entend de plus en plus parler de Smart City et d’IOT (Internet des Objets), il est important de rappeler comment ces technologies transforment concrètement les solutions tradition­nelles d’arrosage, même centralisées.

 

Arrosage intelligent : L’IoT et l’intelligence artificielle (IA) se mettent au service de la ville et de l’environnement 

Le concept de ville intelligente repose largement sur le développement des technologies de l’internet des objets (IoT) et de l’intelligence artificielle (IA), c’est à dire de la capacité à capter de l’information du terrain grâce à des capteurs connectés et de traiter ces informations pour produire de la connaissance qui permettra de rétroagir sur le monde physique.

Ces dispositifs utilisent différents types de capteurs :

- sondes d’humidité du sol connectées ;

- contrôleurs d’électrovannes connectés ;

- compteurs d’eau connectés ;

- stations météo connectées.

Une fois installées, les sondes d’humidité vont remonter, plusieurs fois par jour, des mesures du taux d’humidité de sol, pour en déduire la réserve en eau disponible pour les plantes. Cela permet de piloter l’arrosage au plus juste et de déclencher à distance, l’ouverture et la fermeture des vannes grâce aux contrôleurs d’électrovannes. C’est ce système d’asservissement automatique qui permet d’obtenir des économies d’eau significatives.

Dans certains cas il peut également être couplé à des données météo (notamment les prévisions de pluviométrie) pour éviter les arrosages par temps de pluie, ce qui arrive encore trop souvent.

Pour finir, installer un compteur d’eau connecté, ou connecter l’existant grâce à une tête de lecture permettra la détection automatique de fuites cachées sur le réseau ou l’identification des dispositifs d’arrosage cassés.

 

L’arrosage intelligent : Un bouleversement du mode de décision qui génère des économies d’eau spectaculaires

Les méthodes de décision des anciennes géné­rations de dispositifs d’arrosage, même centralisés, reposent sur des modèles d’évapotranspiration, basés sur un historique de plusieurs dizaines d’années. L’attention portée à la consommation d’eau et l’évolution du climat poussent ces modèles à leur limite.

L’introduction de capteurs d’humidité du sol renverse le principe de décision, il permet de « caler » l’arrosage au besoin réel des plantes, prenant en compte les aléas climatiques (fortes chaleurs ou pluies) et la diversité : différences d’exposition, vent…, tous ces éléments difficiles à prendre en compte dans un modèle sont pris en compte dans la mesure d’humidité disponible pour la plante : le moyen le plus simple de prendre la bonne décision.

En automatisant les cycles d’arrosage en fonction du besoin en eau des plantes, tous les arrosages inutiles sont évités. Les économies d’eau sont alors conséquentes. La ville de Florence, par exemple, économise 55 % d’eau dans les jardins équipés d’arrosage intelligent.

 

La ville de Florence (Toscane) affiche son ambition de ville intelligente européenne avec des travaux pratiques sur l’arrosage des espaces verts

Florence a initié une démarche d’arrosage intelligent en décembre 2018 avec l’appui de financements européens. Ce projet devait répondre à 4 objectifs majeurs : réduire la consommation d’eau potable, identifier automatiquement les fuites cachées ou liées au vandalisme, ne plus arroser par temps de pluie et enfin faire gagner du temps aux jardiniers.

Le projet a été mené conjointement par la direction des espaces verts et la DSI, prenant en compte des critères de décisions issus de leurs expériences passées.

La compatibilité du nouveau matériel avec les dispositifs d’arrosage existants était centrale pour envisager la solution à large échelle et à coût acceptable, en effet, la ville compte 8 millions de mètre carré d’espaces verts.

Les agents des espaces verts ont privilégié la solution capable de générer des économies de manière automatique sans intervention humaine, disposant d’une application disponible en Italien, extrêmement simple et facile d’utilisation sur le terrain.

Capitalisant sur ses expériences antérieures de déploiements IoT, la collectivité a orienté son choix vers une solution qui permet de superviser le bon fonctionnement de la flotte de capteurs, et qui assure une autonomie de batterie de plusieurs années, et ainsi limite les déplacements sur site.

Enfin, dans sa démarche Smart city, la DSI a également orienté la collectivité vers une solution ouverte et interopérable ; le choix d’une solution non propriétaire s’imposait pour pouvoir récupérer les données et les intégrer dans leur système d’information. Le responsable projet informatique rajoute : « Nous voulions déployer une infrastructure standard qui puisse servir pour d’autres usages, nous ne voulions pas être prisonnier d’une technologie ou d’un fabricant ».

Au fil de l’usage, l’application a été enrichie avec un référentiel du patrimoine d’espace vert et un journal d’interventions. Les agents disposent désormais d’un  inventaire arboricole avec les typologies, les caractéris­tiques et leurs états, le tout localisé sur une cartographie. Les équipes de Florence disposent désormais d’un outil complet pour l’exploitation de leurs espaces verts.

 

« L'innovation technologique nous aide à lutter contre le gaspillage des ressources naturelles et à rendre les services publics plus efficaces »

Cecilia Del Re, conseillère à l’environnement et à l’innovation technologique

D’après la conseillère à l’environnement et à l’innovation technologique de la ville, le déploiement d’un dispositif d’arrosage intelligent est un véritable atout pour la collectivité et ses agents : « L'innovation technologique nous aide à lutter contre le gaspillage des ressources naturelles, à rendre les services publics plus efficaces et durables dans la gestion des parcs publics de la ville. L'engagement de l'administration à rendre notre ville plus intelligente se concentre donc désormais également sur la végétation pour rendre les systèmes d'irrigation plus efficaces. Cela signifie non seulement une consom­mation d'eau moindre et moins de pollution due au déplacement des véhicules d'entretien du jardin, mais aussi une amélioration de la qualité de l'entretien grâce à une irrigation plus personnalisée, spécifique à un site. Des objectifs importants pour une ville qui compte 8 millions de mètres carrés d’espaces verts, qui au cours des cinq dernières années seulement, a augmenté de 285 000 mètres carrés. » a déclaré Cecilia Del Re.

Plus respectueuse de l’environnement et une équipe engagée, c’est le combo gagnant de Florence pour remporter le prix de la Green Smart City décernée par la Commission européenne.

Enfin, ce dispositif d’arrosage intelligent a ouvert une perspective plus large pour la ville, grâce au déploiement d’un réseau LoRaWAN qui permettra, à l’avenir, d’intégrer de nouveaux capteurs connectés, sur d’autres cas d’usage.

 

 

Mais pourquoi l’usage des technologies IoT bouleverse-t-il l’arrosage en profondeur ?

L’IOT repose sur des technologies standardisées et interopérables qui créent une rupture avec les premières générations d’arrosage centralisé fermées et propriétaires.

L’émergence d’internet et des services web avait déjà permis la standardisation des échanges de données. L’IoT permet de prolonger cette standardisation jusqu’au matériel déployé sur le terrain. Cette standardisation constitue la différence essentielle entre les premières générations d’arrosage centralisé et celui de l’arrosage intelligent.

Cette exigence d’interopérabilité modifie les compor­tements commerciaux. Il ne s’agit plus aujourd’hui de vendre un système propriétaire qui enfermera le client dans une technologie en espérant de la récurrence. Il s’agit de vendre au delà du produit, toute la valeur potentielle qui est offerte par la capacité d’inter­opérabilité. Cela permet aux DSI, ou aux services Informatiques de récupérer les données des capteurs pour les intégrer dans leurs propres outils très simplement. Par exemple, il devient facile de mettre les arrosages en pause lors d’un festival. Le calendrier événementiel est connecté au dispositif d’arrosage, c’est très simple.

 

L’interopérabilité sous jacente à l’IoT augmente la valeur d’usage

Avec l’IoT chaque capteur ou contrôleur de vanne est directement connecté à internet, il n’est plus néces­saire de mettre en place du câblage. L’architecture devient simple : ni satellite, ni répéteur ou stations de base, ni serveurs dans le local technique.

Par construction, l’architecture de l’IoT fait baisser tous les coûts : acquisition, installation et exploitation.

Revendiquer des bénéfices pour l’environnement impose une contrainte forte pour tenir la promesse : utiliser des technologies frugales à faible empreinte carbone.

Les technologies de connectivité LPWan dédiées aux capteurs environnementaux, aussi appelées 0G en opposition à la 5G, reposent sur une stratégie « small data ». Elles collectent peu d’informations mais produisent de la connaissance pour aider à la décision, plutôt que d’amasser des gigaoctets de données.