Utiliser un capteur de turbidité grove avec Micro:bit

La turbidité désigne donc la teneur d’un liquide en particules suspendues qui le troublent. 

La turbidité peut être causée par des matières animales, des algues, des minéraux… Dans un plan d’eau de surface, elle peut être causée par des pluies abondantes, des glissements de terrain, l’érosion des berges, l’activité humaine et animale, la présence de bateaux dérangeant le lit d’eau, la pollution…

La turbidité, ça affecte la qualité de l’eau ?

De manière générale,les particules organiques et inorganiques dans l’eau lui donnent une apparence trouble, mais aussi une odeur et un goût déplaisants. De plus, elles contribuent à la prolifération de micro-organismes. Lorsqu’elle est mesurée dans le cadre d’un traitement de l’eau, elle augmente la quantité de chlore nécessaire pour la désinfecter.

C’est dangereux pour la santé ?

Ça dépend ! Les particules responsables de la turbidité sont très variées, tant et si bien qu’il est difficile de déterminer le risque pour la santé. On peut toutefois remarquer que ces particules entravent le processus de désinfection de l’eau. La modification de la turbidité est en tout cas un signal d’une potentielle contamination de l’eau. 

Le capteur de turbidité envoie un rayon de lumière à travers un échantillon d’eau et va mesurer la quantité de lumière qui passe à travers l’eau par rapport à la quantité de lumière qui est réfléchie par les particules dans l’eau.  

L’unité conventionnelle est uTN pour unités de turbidité néphalométriques.

Source : https://www.gov.mb.ca/sd/waterstewardship/odw/public-info/fact_sheets/pdf/fr/factsheet_turbidity_fr.pdf

Pour expérimenter la mesure de la turbidité, nous allons utiliser une carte Micro :bit, un shield Grove et un capteur de turbidité Grove. Nous programmerons en blocs.

A savoir : Notre capteur de turbidité Grove peut fournir un signal numérique ou analogique, selon un réglage via un bouton.La sensibilité peut aussi être ajustée via une vis.

Pour commencer, nous allons relier notre capteur de turbidité au shield Micro :bit. Le capteur est livré avec une carte électronique nous permettant de varier certains paramètres comme le type de signal et la sensibilité. Dans notre test, nous utiliserons la broche P0.

Dans un premier temps, nous allons essayer d’observer quelles valeurs va nous renvoyer notre capteur en fonction de différents milieux.

Préparons donc un peu de matériel :

•  Un verre d’eau claire ;
• Un verre d’eau trouble (d’une rivière/mare/…) ;
• Un verre de lait ;
• Un peu d’eau pour nettoyer le capteur entre les différents tests.

Notre hypothèse est que le lait devrait avoir la turbidité la plus élevée (il est trouble) tandis que l’eau claire devrait avoir la turbidité la plus faible. Nous pourrons ainsi créer plus tard notre propre grille de lecture de la turbidité en manipulant
les valeurs sur une échelle de 1 à 10. Toutefois, dans un premier temps, nous nous attendons à une valeur analogique : entre 0 et 1023.

Notre code va comporter une variable, que nous appellerons turbidité et qui aura pour valeur la valeur analogique de P0.

L’écran de notre carte Micro :bit sera chargé de faire défiler la valeur de notre variable, attendre quelques secondes (3, dans notre cas) avant de s’effacer et de prendre une nouvelle valeur.

Envoyez ce code dans votre carte.

Cette fois-ci, nous y sommes : notre code est prêt et notre carte également. Reste à écrire un dernier avertissement avant de plonger dans le vif du sujet. Notre capteur de turbidité n’est pas étanche ! Seule la partie située en dessous du plastique noir l’est. Elle seule doit donc être immergée.
 
1.     Premier test :je plonge mon capteur dans de l’eau claire. Quelle est la valeur obtenue ?
(Dans nos tests, nous étions à 916) 

2.     Second test : jeplonge mon capteur dans de l’eau trouble. Quelle est la valeur obtenue ?
(Dans nos tests, 106)

3.     Troisième test :je plonge mon capteur dans du lait. Quelle est la valeur obtenue ?
(Dans nos tests, 92)

Les extrêmes devaleur nous servirons lors de la prochaine étape. Il se peut que vos valeurs ne soient pas les mêmes : l’eau du robinet n’a pas la même qualité partout, vous serez peut-être tentés d’essayer de l’eau déminéralisé, avec du lait dont
la composition est changeante… L’essentiel est de comprendre le mécanisme.

Nous avons donc nos premières valeurs dans notre échelle de 1 à 10. 1 est la valeur du lait et 10 la valeur de l’eau la plus claire.

En reprenant notre code initial, nous allons utiliser un bloc que nous trouvons dans l’onglet « math » et qui permet de transformer une valeur selon un minimum et un maximum vers une nouvelle échelle.

Dans notre cas, nous allons glisser ce bloc à l’intérieur de « faire défiler » et le compléter par notre variable « turbidité » (bloc arrondi jaune disponible dans variables).  Ensuite, nous complétons parla valeur minimale mesurée et la valeur maximale mesurée. Nous terminons par « vers 1 à 10 » pour définir notre nouvelle échelle.

Enfin, nous plaçons le tout dans un bloc « math » qui s’appelle « arrondi » et qui nous donnera un bel entier.



Voilà, vous avez créé votre turbidimètre ! Félicitations !

"La turbidité dans les sources d'approvisionnement en eau au Manitoba", Gestion des ressources hydriques Manitoba et Santé Manitoba, https://www.gov.mb.ca/sd/waterstewardship/odw/public-info/fact_sheets/pdf/fr/factsheet_turbidity_fr.pdf 

"Initial turbidity meter", Chaine Youtube de "DrChrisByrne" - https://www.youtube.com/channel/UCeBfEG5wTvYfdFPhuCHRBqg