Vers des Bâtiments Intelligents pour l’élevage de volailles

Table des matières

INTRODUCTION GENERALE
1. Contexte général
2. Problématique
3. Objectifs
4. Organisation de Mémoire

Chapitre 1: Les concepts d’Internet Des Objets
I. Introduction
II. Internet des objets.
1. Evolution du Web et de l’Internet
2. Définition de l’IoT
3. Technologies utilisées dans l’IoT
4. Domaines d’applications de l’IoT
5. Travaux existants dans l’IoT
6. Travaux futurs
7. Risques de l’IoT pour la sécurité
III. Conclusion

Chapitre 2 : La filière avicole en Algérie
I. Introduction
II. La filière avicole
1. L’évolution de la filière avicole en Algérie
2. L’élevage de poulets de chair
2.1 Bâtiment d’élevage de poulet
2.1.1 Présentation du bâtiment d’élevage
2.1.2 Les équipements d’un bâtiment d’élevage
2.2 Les conditions d’ambiance climatique dans le bâtiment d’élevage
2.3 Cycle de production
3. Vers une aviculture intelligente
III. Conclusion

Chapitre 3 : Etude de la partie matérielle du projet
I. Introduction
II. Etude de la partie matérielle
1. Présentation des choix de la solution
1.1 Carte Arduino
1.2 Carte NodeMCU
1.3 Carte Raspberry Pi
1.4 Les Critères de choix de la solution
1.5 Etude comparative
1.6 La Carte ESP
2. Capteurs / Accessoires utilisés
2.1 Capteur de Luminosité LDR
2.2 Capteur de température / humidité DHT
2.3 Capteur de CO2 SEN
2.4 Capteur de qualité de l’air MQ-
2.5 Module GSM SIM800L
2.6 Module Relais
2.7 Ventilateur
2.8 Autres composants
3. Etude socioéconomique
III. Conclusion

Chapitre 4 : Analyse & Conception du système
I. Introduction
I I. Spécification des besoins
1. Besoins Fonctionnels
1.1. La Supervision
1.2. Gestion Des Lieux
1.3. Gestion Des Alertes
2. Les besoins Techniques
III. Démarche de modélisation
1. Choix du modèle de conception
IV. Conception
1. La conception software
1.1 Identification les acteurs du système
1.2 Diagramme de cas d’utilisation
1.2.1 Diagramme de cas d’utilisation Globale
1.2.2 Diagramme de cas d’utilisation « Gestion des lieux »
1.2.3 Diagramme de cas d’utilisation « Gestion des Alertes »
1.2.4 Diagramme de cas d’utilisation « Consulter l’historique »
1.2.5 Diagramme de cas d’utilisation « Gérer les bâtiments d’élevages »
1.3 Diagramme de classes
1.3.1 Classe Centre d’alerte
1.3.2 Classe Equipement
1.3.3 Classe capteur :
1.3.4 Classe évènement
1.3.5 Classe SmartFerme
1.4 Diagrammes de séquence
1.4.1 Diagramme de séquence « Superviser l’état des bâtiments d’élevages »
1.4.2 Diagramme de séquence « Gestion des lieux »
1.4.3 Diagramme de séquence « Scénario d’Alarme »
1.4.4 Diagramme de séquence « Consulter l’historique »
1.4.5 Diagramme de séquence « gérer les bâtiments d’élevage »
2. Le déploiement du système
2.1 Architecture Du Système
2.2 La conception des composants électronique
2.2.1 Schéma du système de détection de température et d’humidité
2.2.2 Schéma du système de détection de Gaz Ammoniac
2.2.3 Schéma du système de détection de Gaz CO
2.2.4 Schéma du système de détection de luminosité
2.2.5 Schéma du système d’envoi des Messages
2.2.5 Schéma du système du branchement des différents équipements
V. Conclusion

Chapitre 5 : Implémentation et Tests
I. Introduction
I I. Présentation de la plateforme
1. Module Tableau de bord
2. Module Historique
3. Module Command
4. Module Gestion de la ferme
5. Module Alerte
III. Test & Evaluation du système
1. Test de fonctionnalité de système
2. Evaluation des performances du système
IV. Environnement ET Outils de développement
V. Conclusion

Conclusion Générale

Bibliographie

INTRODUCTION GENERALE

1.Contexte général

La filière avicole connait depuis plusieurs années, un développement important dans tous les pays concernés par la volonté d’augmenter la qualité et la quantité de ces produits avicoles, destinés à la consommation alimentaire des populations. Les avancées technologiques ont pu créer ce qu’on appelle aujourd’hui l’aviculture intelligente et digitale.

En Algérie, La filière avicole a aussi connu un développement notable depuis les années 1980 grâce à l’intervention de l’Etat, et a permis d’améliorer la ration alimentaire du point de vue protéique et de faire vivre plus de deux millions d’employés , Mais malheureusement le fonctionnement de cette filière reste toujours en dessous des normes internationales avec des niveaux technologiques relativement dépassés au regard des standards technologiques en vigueur dans le monde. Ceci se traduit ensuite par des surcoûts à la production, influe sur les prix à la consommation et entrave toute tentative de développement de cette filière. Aujourd’hui, le chalenge est de procurer aux éleveurs, un cadre de travail organisé afin d’améliorer la conduite d’élevage, d’augmenter la production et de mettre à la disposition du consommateur un produit sain de bonne qualité à des prix raisonnables et disponibles le long de l’année.

Dans ce contexte, notre contribution consiste à développer un système informatique pour le contrôle des bâtiments d’élevage en vue d’avoir une ferme intelligente et autonome à basse consommation avec la possibilité de gestion à distance. Ceci doit permettre aux éleveurs de piloter, contrôler et de surveiller en te mps réel l’état de leurs bâtiments d’élevage de volaille. Cette amélioration de l’efficacité technique tente d’apporter un développement considérable dans la filière avicole algérienne en améliorant les rapports coûts/qualités par rapport aux éleveurs et aux consommateurs en même temps.

2.Problématique

Malgré tous les efforts fournis par l’état à travers différents programmes de développent, à ce jour le fonctionnement du secteur avicole reste archaïque. En effet, une simple inspection dans les endr oits de production montre que la grande partie des fermes d’élevage est à caractère privé non évolutif et très classique dans les modèles de production(ventilation statique, défaillances d’équipement, maîtrise insuffisante des conditions d’ambiance climatique, les boitiers de régulation ne fonctionnent pas le plus souvent , la régulation se fait donc d’une façon manuelle et par l’observation de l’éleveur...). C’est ainsi qu’un grand retard technologique est remarqué au niveau des différents processus de production. Malheureusement ces processus ne répondent pas aux normes zootechniques, et entrainent par la suite, une faible productivité avec des surcoûts de produit pour le consommateur. Aujourd’hui, nous pensons que la production de volaille en Algérie peut être améliorée grâce à l’utilisation de solutions dites «Smart». Parallèlement à la production, d’autres facteurs peuvent être améliorés comme le confort des employés et leur sécurité ainsi que la fiabilité des équipements et leur bonne marche.

3.Objectifs

L’objectif de notre projet de fin d’études est de réaliser un système informatique qui permettrait le contrôle efficace et optimal des paramètres d’un environnement d’élevage de volaille. L’environnement est souvent représenté par un garage dans lequel évolue un nombre important de sujet (poulet, dinde etc..). Le contrôle efficace de l’environnement d’élevage de volaille assure d’une part une excellente production quantitative et qualitative et d’autre part réduire les coûts d’exploitation via l’automatisation et le contrôle automatique des activités quotidiennes dans les bâtiments d’élevage. Dans sa forme finale, ce système doit permettre aux éleveurs via l’internet de :

- Controller l’état des paramètres climatiques des différents bâtiments d’élevage de la ferme en temps réel (avec alerte via SMS/Appel dans les cas anormaux)
- Configurer les consignes du régulateur selon le type de sujet (poulet, dinde etc).
-Possibilité de l’intervention manuelle sur les actionneurs et choisir le type de commande automatique.
- Exploitation des historiques des paramètres climatiques enregistrés sur une base de données et la visualisation de l’analyse de ces données sur des graphes.
- Suivi de l’élevage des différents bâtiments.

4.Organisation de Mémoire

Le premier chapitre est consacré à la notion de l’internet des objets, nous y parlerons des technologies utilisées ainsi que les domaines d’application; ainsi que les difficultés et obstacles. Dans le deuxième chapitre, nous faisons une analyse sur l’évolution de la filière avicole en Algérie avec une description détaillée du bâtiment d’élevage, ses équipements, son processus de production, et enfin les conditions d’ambiance climatiques les plus importants dans la croissance des volailles. Cette analyse est réalisée suite à plusieurs visites que nous avons réalisées dans différentes fermes d’élevage. Le troisième chapitre englobe une description de la partie matérielle du projet, en identifiant le choix du microcontrôleur le plus adapté, ainsi que le choix des capteurs et actionneurs que nous allons utiliser. Le quatrième chapitre est la représentation des besoins et des exigences qui ont incité au développement de ce Système ainsi que la conception que nous avons adopté pour sa réalisation. La réalisation de notre Système est présentée, dans le cinquième chapitre, qui regroupe la présentation de l’environnement de développement et les différentes étapes de la construction du notre prototype, le montage des divers composants, et enfin l’interprétation des résultats des tests effectués. Nous terminons ce rapport par une conclusion générale récapitulative des différentes phases de notre travail, signalant les côtés bénéfiques du projet et énonçant les perspectives du travail élaboré.

Chapitre 1: les concepts d’Internetm DesObjets

I. Introduction

Notre vie quotidienne a été bouleversée par l’évolution de l’Internet, qui nous relie les uns aux autres indépendamment des distances et des fuseaux horaires qui nous séparent. Cette évolution a concouru au développement d’une nouvelle génération d’objets interconnectés et dotés d’une capacité de communication et de détection en utilisant les différentes technologies existantes (technologie RFID, réseaux sans fils,...). Il s’agit donc d’une nouvelle façon d’interagir avec les objets qui peut changer radicalement notre vie, c’est «L’internet des Objets ou plus couramment IoT pour Internet of Things en anglais».

La section suivante est consacrée à l’IoT, l’évolution du web et d’internet, Nous donnons ensuite une brève description de la notion d’objet par rapport à l’IoT, une définition de l’IoT, ainsi que ses objectifs. Par la suite, nous citerons les technologies utilisées dans l’IoT (Bluetooth, Wifi, NFC, RFID...) et les différents domaines d’application. Pour finir, quelques travaux existants sont présentés. Enfin, nou s citerons les risques de l’IoT qui peuvent toucher notre sécurité.

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