Contexte du développement du produit
De grands plans d’eau à travers le monde — océans et lacs confondus — font face à des degrés variés de pollution. Cela s’explique en grande partie par le fait que les êtres humains ont surestimé la capacité d’autopurification de ces vastes systèmes aquatiques, ce qui a conduit à des rejets illégaux motivés par un faux sentiment de sécurité. Ces dernières années, des crises typiques de pollution de l’eau se sont produites fréquemment sur tous les continents majeurs.
Australie – Grande Barrière de corail : Des études environnementales menées en 2025 ont révélé une eutrophisation sévère. Des sels nutritifs tels que l’azote et le phosphore ont été détectés à des niveaux critiques, provoquant des épisodes répétés de blanchissement des coraux et des proliférations d’étoiles de mer. Les communautés coralliennes présentes sur le fond marin ont subi des dégâts étendus.
Nigéria – Delta du fleuve Niger : La pollution par les hydrocarbures et les métaux lourds a entraîné une disparition massive des mangroves. La pêche nationale est presque en effondrement, et les taux de cancer chez les habitants locaux ont augmenté de façon significative.
Europe – Mer Baltique : La pollution par l’azote et le phosphore provoque chaque année des proliférations massives d’algues, affectant gravement le secteur de la pêche. Pourtant, les rejets d’eaux usées provenant des villes environnantes restent incontrôlés.
En Chine, des plans d’eau majeurs tels que le lac Dianchi, le lac Tai et le lac Hong ont tous connu des proliférations algales dues à l’eutrophisation. La mer de Chine méridionale et la mer de Chine orientale ont également subi une pollution sévère causée par les rejets d’eaux usées et les déversements de pétrole, entraînant des pertes économiques incalculables pour les pêcheries, les écosystèmes et le tourisme.
En réponse à la demande croissante de surveillance des grands plans d’eau, JIDE a développé un système capteur en ligne multifonction spécifiquement conçu pour les océans et les lacs. Compte tenu des limitations technologiques actuelles, des paramètres tels que le phosphore total et l’azote total restent difficiles à mesurer directement à l’aide de capteurs. Par conséquent, sur les océans ouverts et au centre des grands lacs, le système est déployé sur de grandes stations bouées.
Il permet de mesurer des paramètres clés, notamment :
• Température
• pH
• ORP (potentiel d’oxydoréduction)
• Conductivité/TDS
• Oxygène dissous
• Turbidité/MES
• Chlorophylle
• Algues bleu-vert
• Ion potassium (K⁺)
• Ion ammonium (NH₄⁺)
• Ion nitrate (NO₃⁻)
• Ion chlorure (Cl⁻)
• Ion fluorure (F⁻)
Ces mesures permettent une surveillance en temps réel et offrent des capacités d’alerte précoce en cas de niveaux excessifs de nutriments, d’eutrophisation, de proliférations algales et de baisse des niveaux d’oxygène.
JDMPA-6S – Configuration la plus élevée
Le modèle JDMPA-6S est la configuration la plus élevée de la série. L’unité principale peut accueillir jusqu’à sept capteurs. Les capteurs fonctionnent selon des principes de détection électrochimique, optique et physique afin de mesurer leurs paramètres respectifs.
Tous les ports de capteur de l'unité principale utilisent une interface universelle. Les capteurs peuvent être installés dans n'importe quel port, et l'unité principale reconnaît automatiquement le type de capteur. L'unité principale JDMPA-6S peut lire les données des capteurs, configurer leurs paramètres et effectuer des opérations d'étalonnage. Selon les paramètres définis par l'utilisateur, elle peut stocker les données localement, transmettre les données à une plateforme d'acquisition de données ou envoyer directement les données à un ordinateur ou à un téléphone mobile. La communication des données est prise en charge à la fois par transmission filaire et par transmission sans fil Bluetooth.
Principes de mesure de chaque paramètre
1. Profondeur
JIDE utilise un capteur de pression — un élément de détection piézorésistif isolé par une membrane ondulée en acier inoxydable — pour mesurer la profondeur de l'eau. Un côté du capteur est exposé à l'eau, tandis que l'autre côté est soumis à un vide afin de mesurer la pression. La profondeur est calculée en soustrayant la pression atmosphérique de la pression exercée par l'eau.
Les facteurs affectant la mesure de la profondeur comprennent la pression barométrique, la densité de l’eau et la température. L’effectuation d’une étalonnage « zéro » dans l’air fournit une référence par rapport à la pression atmosphérique locale.
2. Conductivité
JIDE utilise quatre électrodes en graphite pour mesurer la conductivité d’une solution. Deux électrodes mesurent le courant, et les deux autres mesurent la tension ; la conductivité est calculée à partir de ces mesures. La valeur de conductivité obtenue est multipliée par une constante de cellule (en 1/cm) afin de la convertir en conductivité exprimée en millisiemens par centimètre (mS/cm).
Chaque capteur intègre un capteur de température interne. Toutefois, la valeur de température mesurée par ce capteur n’est ni enregistrée ni affichée ; elle est utilisée exclusivement pour la compensation du capteur. L’étalonnage des valeurs de température fait référence au capteur de température intégré à la sonde de conductivité.
3. Oxygène dissous
Le capteur optique de dioxygène dissous de JIDE repose sur le principe de la désactivation par fluorescence. Une lumière bleue d'une longueur d'onde spécifique est dirigée vers un matériau fluorescent fixé sur un substrat en verre, ce qui provoque l'émission de fluorescence par ce matériau. En l'absence d'oxygène, la durée de la fluorescence est maximale. Lorsque de l'oxygène est présent sur la membrane du capteur, la durée de la fluorescence diminue.
Pour garantir précision et stabilité, une lumière rouge est émise vers le matériau fluorescent à chaque cycle de mesure, servant de référence pour déterminer la durée de la fluorescence.
La concentration en oxygène est inversement proportionnelle à la durée de la fluorescence. Cette relation peut être décrite quantitativement par l'équation de Stern-Volmer :
((T₀/T) – 1) en fonction de la pression partielle d'O₂.
Il ne s'agit pas d'une relation strictement linéaire (en particulier à des pressions d'oxygène plus élevées) ; les données pertinentes nécessitent une analyse de régression non linéaire polynomiale. Cette caractéristique non linéaire ne varie pas significativement dans le temps et n'affectera pas la précision des mesures sur une longue période.
4. pH / ORP / AMMO (ammonium) – en option
Le système comprend une électrode de pH et un module de circuit d'interface avant pour mesurer l'acidité/alkalinité de l'eau, ou une électrode d'ORP et un module de circuit d'interface avant pour mesurer le potentiel d'oxydoréduction. L'ORP est une mesure non chimique qui représente le potentiel combiné de toutes les substances dissoutes dans le milieu.
En alternative, un capteur d'ammonium (NH₄⁺) peut être sélectionné. Il se compose d'une électrode d'ammonium et d'un module de circuit d'interface avant. Lorsqu'elle est utilisée conjointement avec une électrode de référence, l'électrode d'ammonium mesure une tension en millivolts, qui est ensuite convertie en une valeur de concentration ionique à l'aide d'une méthode de calcul spécifique.
Pour faciliter la maintenance, le capteur présente une conception unique permettant le remplacement sur site de l’électrode ou du capuchon à membrane. Un connecteur est situé entre le module électronique supérieur et l’électrode. Pour remplacer l’électrode, il suffit de dévisser l’ancienne électrode et d’installer une nouvelle — aucune étape supplémentaire n’est requise.
5. Turbidité
La turbidité est une mesure indirecte de la concentration des matières en suspension dans l’eau. Le capteur de turbidité émet une lumière infrarouge dans l’échantillon et mesure la lumière diffusée par les particules présentes dans l’eau. La turbidité constitue à la fois un indicateur important de la qualité de l’eau et un paramètre fondamental pour évaluer les changements environnementaux. Les matières en suspension dans les eaux naturelles proviennent d’une grande variété de sources incertaines (par exemple, limon, argile, sédiments, algues et matière organique), mais toutes les particules affectent la transmission de la lumière et génèrent un signal de turbidité.
6. Algues totales
Le capteur total d'algues utilise une excitation à double longueur d'onde pour mesurer simultanément les concentrations de chlorophylle et d'algues bleu-vert.
• Les molécules de chlorophylle émettent une fluorescence lorsqu'elles sont exposées à une lumière bleue ; l'intensité de cette fluorescence est utilisée pour calculer la concentration en chlorophylle.
• La phycocyanine (un pigment présent dans les algues bleu-vert) émet une fluorescence lorsqu'elle est exposée à une lumière orange ; l'intensité de cette fluorescence est utilisée pour calculer la concentration en algues bleu-vert.
Adoption sur le terrain
Les analyseurs en continu de la série JDMPA de JIDE sont désormais largement utilisés dans les océans et les grands lacs de Chine. Les ingénieurs apprécient leur boîtier robuste et durable, leur protocole de communication ouvert MODBUS qui facilite la mise en réseau, ainsi que leur conception modulaire facile à entretenir et à remplacer. Ces caractéristiques ont fait de la série JDMPA un choix privilégié parmi les professionnels du domaine.
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