Développement de capteurs électrochimiques ISFET pour la détection de l’azote, phosphore, et potassium (NPK) : Cas des sols Marocains

Abstract

Le sol agricole est une source de vie indispensable pour toute être vivant terrestre. C’est un habitat pour de nombreux organismes vivant et une source d’alimentation pour les humains et les animaux, aussi il est considéré comme filtre de l’eau souterraine. Le sol est un réservoir de nutriment nécessaire pour la croissance des plantes et des produits agricoles. Il est considéré comme support pour les cultures, ainsi, sa régularité est importante pour une bonne production agricole. Afin de satisfaire cette caractéristique, des analyses permanentes doivent être faites pour éviter tout usage excessif d’engrais ou de pesticides, qui peut nuire à cette production ainsi qu’à la santé du sol, des plantes et des eaux souterraines. Cependant, les analyses classiques au laboratoire sont coûteuses, d’où l’intérêt de l’introduction de l’agriculture intelligente qui, par des technologies modernes, permet d’avoir des réponses en temps réel avec un coût moindre. Parmi ces technologies, on trouve L’ISFET (Transistor à effet de champ sensible aux ions), qui avec une électrode de référence constitue un capteur potentiométrique sensible à un ion précis dans une solution du sol et qui fera l’objet de notre étude. Le travail d’optimisation réalisé est basé sur des capteurs ISFETs, acquis de Microsens, sensibles aux ions NPK du sol dans le cadre du projet OCP -Smart agriculture sensor, qui permet de les tester pour une première fois au Maroc dans le domaine d’agriculture. Les capteurs ISFETs sélectifs des ions nitrates, potassium et dihydrogénophosphates, testés dans cette étude, ont démontré une bonne sensibilité et précision sur les solutions ioniques synthétiques présentant des coefficients de détermination de plus de 90%. Différentes méthodes d’extractions des sols ont été évaluées. Une nouvelle méthode a été élaborée par l’équipe de recherche et a présenté une bonne concordance avec les concentrations réelles de plus de 80%. Les capteurs ont été testés sur différents extraits des sols Marocains. Les résultats obtenus, indiquent que la méthode d’extraction développée combinée aux capteurs, peut être utilisée comme méthode alternative dans le suivi et le dosage des NPK dans les sols Marocains.