Analyse du VPD en serre : comment le choix du capteur change les alertes
Hamfy a analysé 43 jours de données publiques d’une serre de laitue. Deux séries divergent sur un seuil de VPD de 0,4 kPa pendant 39,7 % du temps commun. Consultez les calculs et téléchargez les données.
Traduit de l’original anglais · Original en anglais
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L’évaluation d’un seuil climatique dépend des mesures utilisées. Nous avons audité deux séries de température et d’humidité du même compartiment, calculé le VPD de l’air et comparé les signalements sur exactement les mêmes intervalles disponibles.
39,7 % de désaccord
Au seuil strict de 0,4 kPa, les séries classent différemment 372 h 20 min de temps commun. Il s’agit d’intervalles d’évaluation, pas d’un nombre d’alarmes réellement déclenchées.
Comparer les mêmes périodes
La comparaison porte sur 938 h 05 min où les deux séries sont disponibles. Comparer leurs enregistrements complets mêlerait différences de mesure et différences de disponibilité.
Vérifier avant de modifier la régulation
L’export révèle un désaccord, mais ne permet pas de savoir quelle mesure représente le mieux les conditions des plantes. Position, étalonnage et enregistrement doivent être vérifiés.
Ce que nous avons analysé
Nous avons utilisé l’export climatique complet du compartiment Reference de la première expérimentation de laitue du troisième Autonomous Greenhouse Challenge à Bleiswijk, aux Pays-Bas. Il contient 12 384 enregistrements du 1er février au 15 mars 2022. Ce sont des données de serre, pas des mesures issues d’une ferme intérieure fermée. Le dictionnaire de la source indique la température en °C et l’humidité relative en pourcentage.
Nous appelons Tair / Rhair la série principale P, et Tair_sigrow / Rhair_sigrow la série Sigrow S. « Principale » désigne les colonnes, sans affirmer une précision supérieure. Nous avons choisi le compartiment Reference avant le calcul comparatif et conservé toute sa période publiée. L’objectif est l’audit de séries de mesure, pas le classement des équipes du concours.
Vérifier d’abord les mesures manquantes
P comporte 12 359 paires température–humidité valides et 25 manquantes. S en comporte 11 283 valides et 1 101 manquantes : 99,8 % contre 91,1 % de lignes disponibles. Le plus long manque continu de S dure 69 h 35 min sur l’horloge normalisée. C’est une absence d’information dans l’export, pas la preuve d’une panne d’instrument.
Les intervalles enregistrés alternent entre 4, 5 et 6 minutes. L’arrondi à la grille de cinq minutes la plus proche avance 5 504 horodatages d’une minute et produit une grille complète sans doublons. Nous ne modifions aucune température ni humidité et ne comblons aucun manque. Le dernier horodatage ne contribue pas à la durée, faute d’observation suivante. Conserver les intervalles irréguliers d’origine modifie chaque proportion sous le seuil de moins de 0,02 point de pourcentage.
Le profil journalier et les données qui le soutiennent
Une règle d’évaluation, deux réponses différentes
Pour chaque paire disponible, nous calculons le VPD de l’air par 0,6108 × exp(17,27T / (T + 237,3)) × (1 − RH/100), en kPa. Nous utilisons la relation de pression de vapeur saturante de FAO-56. Chaque intervalle est calculé avant la moyenne, sans estimation de température foliaire, et une mesure est maintenue pendant cinq minutes au maximum.
Les deux séries sont disponibles sur 11 258 lignes, soit 11 257 intervalles contributifs et 938 h 05 min de temps commun. Le VPD moyen de l’air est de 0,550 kPa pour P et de 0,425 kPa pour S. Sur ces mêmes intervalles, S est en moyenne plus chaud de 1,51 °C et plus humide de 7,31 points de pourcentage. Ce sont des différences entre séries, pas des erreurs de capteurs établies par étalonnage.
Avec notre règle VPD < 0,4 kPa, P reste sous le seuil pendant 279 h 35 min, et S pendant 498 h 05 min. Les séries divergent sur 4 468 intervalles, soit 39,7 % du temps commun. Le seuil est une règle d’analyse, pas une consigne conseillée pour la laitue ni une reconstitution des alarmes réelles de l’expérience. Le tableau montre l’effet d’un changement de règle.
Sensibilité au seuil de VPD choisi
| Seuil (kPa) | P en dessous (%) | S en dessous (%) | Désaccord (%) |
|---|---|---|---|
| 0.3 | 7.6 | 25.0 | 24.1 |
| 0.4 | 29.8 | 53.1 | 39.7 |
| 0.5 | 50.7 | 73.6 | 33.3 |
| 0.6 | 64.9 | 85.8 | 26.1 |
Conséquences pour un audit d’exploitation
Notre conclusion est de vérifier la chaîne de mesure avant de modifier un seuil de régulation. Un régulateur peut appliquer fidèlement sa règle alors qu’une seconde série indique un climat différent. L’export seul ne distingue pas les effets de position, microclimat local, étalonnage, traitement et enregistrement.
Pour un audit comparable dans une ferme en activité, nous cartographierions les positions et hauteurs des capteurs, documenterions entretien et étalonnage, puis comparerions les instruments côte à côte avec une référence documentée. Nous évaluerions ensuite le moyennage, la temporisation des alarmes et l’hystérésis du régulateur réel. Ces mesures complémentaires n’ont pas été réalisées dans cette analyse.
Les observations répétées toutes les cinq minutes ne sont pas des essais indépendants. Le résultat d’un seul compartiment ne prouve ni dommages aux cultures ni économies d’énergie et ne classe pas la précision des capteurs. Son intérêt pratique est une méthode reproductible pour vérifier les entrées de la régulation climatique et des calculs de VPD.
Télécharger les données et reproduire notre calcul
Le dossier complet contient le fichier source inchangé, les licences, la méthode documentée, un script Python, les CSV dérivés, les résultats numériques et nos graphiques. Le script de calcul utilise la bibliothèque standard de Python et vérifie le SHA-256 de la source avant exécution. Un autre script documente la création des graphiques.
Pour reproduire la comparaison dans l’analyseur de capteurs Hamfy, importez séparément les fichiers appariés P et S. Réglez l’échantillonnage sur 5 minutes, le décalage UTC sur +1 et la plage VPD sur 0,4–1,6 kPa. Comparez le VPD moyen de l’air et le temps sous le minimum. Les deux fichiers gardent les mêmes lacunes et couvrent 938 h 05 min. Le fuseau source n’est pas indiqué ; +1 est une hypothèse d’export sans effet sur cette comparaison appariée.
Nous avons vérifié les résultats indépendamment avec pandas/NumPy et l’analyseur existant de Hamfy. La méthode et les résultats distinguent valeurs observées, choix de traitement et points nécessitant encore une vérification sur place.
Questions fréquentes
S’agit-il d’une recherche propre à Hamfy ?
Hamfy a réalisé cette analyse secondaire originale : validation des données, calculs appariés du VPD, comparaison des seuils, graphiques et interprétation. L’expérience et les mesures initiales proviennent de la source publique citée. Nous n’avons ni exploité ni instrumenté cette serre.
L’écart signifie-t-il qu’un capteur est faux ?
Non. Un désaccord entre séries de mesure n’est pas un essai d’étalonnage. Positions, conditions locales, traitement et instrumentation peuvent tous contribuer. L’étape suivante est une comparaison documentée des mesures, pas le remplacement automatique d’un capteur ou l’adoption d’une nouvelle consigne.
Sources et recherche
Sources primaires sélectionnées pour cet article. Examinées par Hamfy le .
Choix du capteur et signalements VPD : méthode et résultats de HamfyNote de recherche · périmètre, résultats et limites- Jeu de mesures public · 2022 / 2023International Autonomous Greenhouse Challenge — 3rd edition, 1st experiment: dataset and dictionaryAutonomous Greenhouse Challenge organizers / Koala Team, Koidra Tech Inc. / CEA Open Data
Compartiment Reference, GreenhouseClimate.csv complet. La distribution figée déclare la licence MIT ; sa notice et l’entrée inchangée sont incluses dans le téléchargement. Hamfy a calculé les résultats présentés ici.
- Référence de calcul · 1998FAO Irrigation and Drainage Paper 56 — Chapter 3: Meteorological dataFood and Agriculture Organization of the United Nations
Source de la relation entre température de l’air, pression de vapeur saturante et humidité relative. Elle ne valide pas notre seuil d’évaluation de 0,4 kPa pour cette culture.
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