Développement et validation du Terra-22, un système d’échantillonnage de sol aéroporté

Abstract

L’échantillonnage de sol est utilisé en agriculture pour suivre les besoins en nutriments et planiőer l’application d’engrais. Cette tâche est généralement effectuée manuellement, mais des robots terrestres ont récemment été introduits pour cette tâche. Cependant, ces robots sont souvent lents et lourds, ce qui contribue au compactage du sol. Les drones pourraient constituer une alternative intéressante aux robots terrestres en raison de leur vitesse et manœuvrabilité élevée. Toutefois, les drones sont sévèrement limités dans leur charge utile et dans les forces qu’ils peuvent appliquer au sol. Ce mémoire présente le Terra 22, le premier système aéroporté capable d’échantillonner des sols agricoles densément compactés. Pour ce faire, de nombreux déős ont été relevés, notamment le développement (i) d’un système de forage à haute densité de puissance qui surpasse de 39 % celle des assemblages moteurs/boîte de réduction à courant continu classique, (ii) d’une mèche 48 % plus légère que les mèches en acier traditionnelles et qui maintient la contamination croisée en dessous de 4 %, et (iii) un contrôleur de vitesse de pénétration de forage qui réduit le couple requis de 33 % et la force axiale requise par un facteur huit par rapport à un contrôleur de vitesse de pénétration constante. Des tests d’échantillonnage de sol en extérieur dans un champ de maïs (sol limono-sableux, compactage entre 0,8 MPa et 2 MPa) ont démontré un taux de réussite de 94 % sur terrain plat et une durée d’échantillonnage inférieure à une minute, permettant la collecte de plusieurs échantillons par vol.