Le capteur « Sunshine Sensor » type BF3 de Delta-T Devices

Témoignage de Jean-Yves PONTAILLER (Université de Paris Sud ORSAY) Le BF3 est un capteur de faible encombrement qui mesure simultanément le rayonnement total, le rayonnement diffus et la durée d’insolation. C’est une précieuse alternative à la technique traditionnelle de mesure du diffus qui utilise un capteur muni d’un anneau. Pourquoi ? Parce qu’il ne comporte aucune pièce en mouvement, ne nécessite aucun réglage et demande peu d’entretien. L’astuce des ingénieurs de Delta-T est la suivante : sept photodiodes sont disposées au-dessous d’un cache noir dont la forme (plutôt complexe) permet d’avoir à chaque instant au moins une diode exposée au soleil (recevant ainsi le maximum de rayonnement « max ») et au moins une diode à l’ombre (recevant ainsi le minimum de rayonnement « min »). A noter que la géométrie du cache fait que chaque photodiode reçoit la même quantité de rayonnement diffus. Le capteur utilise alors les niveaux de sortie de ces deux diodes (max et min) pour calculer le rayonnement total (max + min) et le rayonnement diffus (2 x min). Le rayonnement direct pourra être aisément déduit par soustraction (total – diffus). La notion de durée d’insolation doit considérer les périodes où le rayonnement incident, mesuré dans l’axe du soleil, est supérieur à 120 Watts m-2. Ceci n’est pas possible avec un capteur horizontal et le BF3 utilise un algorithme basé sur les valeurs absolues du direct et du diffus et leur ratio. Le BF3 utilise de petites photodiodes GaAsP (arséniure de gallium), ce qui fait qu’il travaille dans la gamme du PAR (Photosynthetically Active Radiation), de 400 à 680 nanomètres environ. Il est toutefois possible de le paramétrer en énergie par le biais d’une conversion plutôt simple (x 0.48). Le paramétrage s’effectue à l’aide d’un petit logiciel pour PC (BF3Read). Le capteur est alimenté par quatre piles LR6 ou bien par une alimentation externe. Il dispose de deux sorties analogiques (total et diffus) et d’une sortie logique « ensoleillement ».

Mes impressions : La composante diffuse du rayonnement incident étant de plus en plus utilisée dans les modèles de fonctionnement des couverts végétaux, j’ai fait l’acquisition d’un BF3 au printemps 2005 afin d’équiper notre tour à flux installée en forêt de Barbeau (77). Le capteur s’installe facilement : il ne demande pas d’orientation particulière et se connecte aux centrales de données les plus courantes. Les performances du BF3 sont bonnes malgré l’utilisation de photodiodes de très petite taille (1.66 mm2), ce qui laisse penser que l’électronique est de haut niveau. Si l’on compare les valeurs de rayonnement total (PAR) à celles obtenues par un quantum sensor classique, on remarque à peine, sur une courbe journalière, les petites irrégularités provoquées par chaque changement de photodiode. Il arrive (exceptionnellement) que le diffus dépasse très légèrement le total (ce qui fait un peu désordre..), mais d’une ou deux micromoles, pas plus. Le capteur n’a pratiquement pas dérivé en un an et demi, ce qui est une belle performance. A noter qu’il s’est aussi très peu sali. Je suppose que le dôme acrylique lisse du BF3 retient beaucoup moins les salissures que la surface plane des capteurs de PAR du commerce, et c’est tant mieux. En bref, c’est un instrument sans problème. L’entretien se résume à un changement de piles annuel et à une régénération du sachet de desséchant tous les six mois. Côté prix, l’instrument est encore un peu cher…mais il pourrait baisser, pas vrai ? Enfin, cerise sur le gâteau, il existe un logiciel de paramétrage du BF3 pour la gamme Psion (Bfconfig). Les chercheurs de la vieille époque qui utilisent toujours ces irremplaçables PDA de terrain apprécieront !
 temoignage-sunshine-sensor