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Grant: CCI Applied Research and Development Grants

Cégep de La Pocatière

$150,000.00

Conception et qualification d'une sonde compacte et robuste pour la mesure de nitrates en environnement opérationnel prolongé en champ

EF 2023-24

Résumé
Les nitrates figurent parmi les principaux contaminants de l’eau potable et proviennent surtout de l’épandage des engrais en agriculture. L’azote est un nutriment essentiel à la croissance végétale et il est utilisé mondialement comme fertilisant en agriculture pour améliorer la productivité. Quand l’application de fertilisant excède la demande et la capacité du sol et des plantes à l'assimiler, l’excès d’azote peut migrer vers l’aquifère sous forme de nitrate (NO3-), le contaminant. Une norme canadienne a d'ailleurs été établie pour protéger les populations les plus sensibles dus à l'impact négatif des nitrates sur le développement neurologique. De plus, les émissions générées par la dénitrification de cet azote sous forme de N2O constituent la plus grande part des émissions de GES d’origine agricole. Afin de réaliser une gestion précise de la fertilisation azotée, une mesure en temps réel et en continu de sa disponibilité dans les sols est nécessaire. Le système de mesure en temps réel doit être très spécifique aux nitrates et ne requérir aucun étalonnage sur site une fois étalonné en usine afin de répondre aux conditions d'autonomie requises pour les besoins des producteurs agricoles. De plus la production des sondes doit être homogène et les sondes fiables et robustes en opération prolongée dans des sols variés. La mesure en temps réel des nitrates vise ainsi à diminuer la pollution de l'atmosphère, des eaux de surfaces et souterraines grâce à une réduction des applications de fertilisant et ce, tout en améliorant les rendements. L’objectif principal du projet est de développer une Sonde Nitrates Hortau (SNH) robuste, fiable et autonome afin qu’Hortau puisse préparer le déploiement commercial de son nouveau service intelligent de la fertilisation. L’objectif sera d’amener la nouvelle SNH à un stade de maturité permettant la démonstration précommerciale en pleines conditions de production agricole avec une capacité de production manufacturière à produire à faible cadence. Les objectifs secondaires du projet sont de 1) développer les technologies de production manufacturière afin d’homogénéiser la production, 2) améliorer l’étanchéité des sondes en retravaillant leur conception, 3) assurer la validité de l'équation universelle d'étalonnage, 4) assurer l’intégrité optomécanique, optoélectronique et optique des sondes en opération prolongée en champ et de 5) réduire la complexité d’assemblage voire d’en automatiser certaines parties.
Programme
CCI Applied Research and Development Grants
Emplacement
Quebec, Canada
Type de bénéficiaire
Academia
Type
Grant
Source
NSERC's Awards Data

Tel que publié

Application id
CCARD-2023-00359
Name nom
Fortin, Annie
Department département
Direction des études - Cégep de La Pocatière
Organization id
20789
Institution établissement
Cégep de La Pocatière
Province en
Québec
Province fr
Québec
Country en
CANADA
Country fr
CANADA
Fiscal year exercice financier
2023
Competition year année de concours
2023
Award amount
150000
Program id
CCARD
Program name en
CCI Applied Research and Development Grants
Program name fr
ICC Subventions de recherche et développement appliquée
Group en
RESEARCH PARTNERSHIPS
Group fr
PARTENARIATS DE RECHERCHE
Area of application code
10000
Area of application group en
The socioeconomic objective available
Area of application group fr
L'objectif socioéconomique disponible
Area of application en
The socioeconomic objective available
Area of application fr
L'objectif socioéconomique disponible
Research subject code
10000
Research subject group en
The field of research available
Research subject group fr
The field of research available
Research subject en
Le domaine de recherche disponible
Research subject fr
Le domaine de recherche disponible
Field of research list codes
RDF1030306
Field of research list names en
Photonics, optoelectronics and optical communications
Field of research list names fr
Photonique, optoélectronique et communications optiques
Socioeconomic objective list codes
RDS10609
Socioeconomic objective list names en
Computer, electronic, optical products and communication equipment
Socioeconomic objective list names fr
Produits informatiques, électroniques et optiques et équipement de communication
Application title
Conception et qualification d'une sonde compacte et robuste pour la mesure de nitrates en environnement opérationnel prolongé en champ
Keyword
assemblage de haute-précision; sonde optique; lumière UV; nitrates; mesures dans le sol; réduction des gaz à effets de serre
Application summary
Les nitrates figurent parmi les principaux contaminants de l’eau potable et proviennent surtout de l’épandage des engrais en agriculture. L’azote est un nutriment essentiel à la croissance végétale et il est utilisé mondialement comme fertilisant en agriculture pour améliorer la productivité. Quand l’application de fertilisant excède la demande et la capacité du sol et des plantes à l'assimiler, l’excès d’azote peut migrer vers l’aquifère sous forme de nitrate (NO3-), le contaminant. Une norme canadienne a d'ailleurs été établie pour protéger les populations les plus sensibles dus à l'impact négatif des nitrates sur le développement neurologique. De plus, les émissions générées par la dénitrification de cet azote sous forme de N2O constituent la plus grande part des émissions de GES d’origine agricole. Afin de réaliser une gestion précise de la fertilisation azotée, une mesure en temps réel et en continu de sa disponibilité dans les sols est nécessaire. Le système de mesure en temps réel doit être très spécifique aux nitrates et ne requérir aucun étalonnage sur site une fois étalonné en usine afin de répondre aux conditions d'autonomie requises pour les besoins des producteurs agricoles. De plus la production des sondes doit être homogène et les sondes fiables et robustes en opération prolongée dans des sols variés. La mesure en temps réel des nitrates vise ainsi à diminuer la pollution de l'atmosphère, des eaux de surfaces et souterraines grâce à une réduction des applications de fertilisant et ce, tout en améliorant les rendements. L’objectif principal du projet est de développer une Sonde Nitrates Hortau (SNH) robuste, fiable et autonome afin qu’Hortau puisse préparer le déploiement commercial de son nouveau service intelligent de la fertilisation. L’objectif sera d’amener la nouvelle SNH à un stade de maturité permettant la démonstration précommerciale en pleines conditions de production agricole avec une capacité de production manufacturière à produire à faible cadence. Les objectifs secondaires du projet sont de 1) développer les technologies de production manufacturière afin d’homogénéiser la production, 2) améliorer l’étanchéité des sondes en retravaillant leur conception, 3) assurer la validité de l'équation universelle d'étalonnage, 4) assurer l’intégrité optomécanique, optoélectronique et optique des sondes en opération prolongée en champ et de 5) réduire la complexité d’assemblage voire d’en automatiser certaines parties.