Stations automatiques et systèmes d’acquisition de données
Définitions
On entend par stations automatiques des équipements d’importances très diverses, qui permettent soit de collecter des données météorologiques dans des zones inhabitées (régions désertiques, hautes montagnes, bouées, etc.), soit d’alléger le travail de l’observateur dans les stations météorologiques traditionnelles en effectuant un certain nombre de tâches répétitives d’acquisition des paramètres primaires et de traitement. Dans ce cas, elles apparaissent comme un équipement d’aide à l’observation météorologique. Très schématiquement, on peut distinguer 3 catégories de stations automatiques. Ces catégories dépendent de l’utilisation. Le même matériel est souvent adapté, grâce au logiciel, aux différents besoins.
Catégories d’appareils et de réseaux
Stations synoptiques
Les stations synoptiques assurent la mesure et la collecte des paramètres primaires usuels (température, pression, vent, précipitations, etc.), recueillent les données non mesurables introduites manuellement à l’aide d’un micro-ordinateur, font des traitements (filtrage, recherche des valeurs extrêmes, des moyennes, des seuils, des cumuls, calcul de paramètres composés, etc.), établissent des messages, transmettent et visualisent les données.
Sur le plan technologique, elles comprennent :
— un (ou plusieurs) module(s) d’acquisition qui accepte des signaux d’entrée différents se présentant sous la forme de tensions électriques, d’impulsions, de fréquences ou de liaisons numériques ;
— un organe de traitement constitué par un microprocesseur qui assure, en plus de la fonction traitement, la gestion des capteurs et des périphériques de sortie en déclenchant les cycles de mesure et de diffusion. Le nombre de voies de mesure est compris entre 5 et 25. Avec l’évolution des techniques, le coeur électronique des stations est de plus en plus compact ;
les aspects de connectique et de protection contre les surtensions sont un point essentiel de la qualité d’une station.
Dans un but de fiabilisation et de normalisation, les liaisons entre capteurs et stations se font de plus en plus sous forme numérique, parfois avec un bus de terrain adapté aux contraintes rencontrées (CIBUS).
Stations d’aérodrome
Elles diffèrent des précédentes par :
— des capteurs et des traitements spécifiques à l’application aéronautique : télémètres de nuage, transmissomètres, calculs de la portée visuelle de piste ;
— des distances importantes entre les capteurs et la station ;
— des contraintes accrues de sécurité de fonctionnement et de fiabilité de mesures ; de ce point de vue, la numérisation des liaisons grâce au réseau de terrain CIBUS est maintenant systématiquement mise en oeuvre en France pour les capteurs distants de la station d’acquisition ;
— une cadence d’acquisition et de diffusion des données élevée (1 min) ;
— une réglementation précise édictée par les organismes aéronautiques et météorologiques. Le logiciel tient une grande part dans les particularités de ces stations.
Stations climatologiques et agro-climatologiques
Ces systèmes d’acquisition de données sont conçus pour fonctionner de manière autonome. Leur alimentation est assurée soit par pile, soit le plus souvent par panneaux solaires et batterie tampon. Les paramètres mesurés sont généralement transmis vers un centre gestionnaire, voire les utilisateurs directs, par le réseau téléphonique commuté.
Ils sont parfois enregistrés sur des mémoires statiques amovibles qui sont acheminées par voie postale. Une visualisation sur un écran à cristaux liquides permet le contrôle du bon fonctionnement et une utilisation locale. Un entretien des capteurs (le pluviomètre en particulier) par un habitant proche de la station est nécessaire pour assurer un bon fonctionnement du système.
Moyens de transmission
Trois moyens principaux sont utilisés pour transmettre les données :
— le réseau téléphonique commuté ;
— des liaisons radioélectriques qui nécessitent une autorisation et une allocation de fréquence, ce qui en restreint surtout l’emploi à des réseaux exploités à fins de sécurité ;
— des liaisons satellitaires , en particulier vers les satellites météorologiques stationnaires, comme Météosat.
