🛰️ OilWellSatMonitor

Surveillance intelligente des puits de pétrole par satellite

1 Objectif du Projet

Développer une solution complète de surveillance à distance des puits de pétrole situés dans des zones désertiques, utilisant des capteurs IoT connectés par satellite pour assurer un monitoring en temps réel et des alertes intelligentes.

🌍

Couverture Globale

Surveillance des sites les plus isolés grâce à la communication satellite

Temps Réel

Données transmises toutes les 30 minutes avec alertes instantanées

🛡️

Prévention

Détection proactive des anomalies et maintenance prédictive

2 Fonctionnalités Principales

📊 Monitoring Multi-Paramètres

  • Niveau des réservoirs
  • Débit des pompes
  • État électrique
  • Géolocalisation GPS

🛰️ Communication Satellite

  • Iridium (couverture mondiale)
  • Swarm (solution économique)
  • Transmission bidirectionnelle
  • Compression des données

📱 Interface Utilisateur

  • Dashboard web responsive
  • Application mobile native
  • Cartographie GPS interactive
  • Rapports automatisés

🔔 Système d'Alertes

  • Notifications push mobiles
  • Alertes SMS
  • E-mails automatiques
  • Escalade hiérarchique

3 Matériel et Technologies

🧠 Comparatif des Microcontrôleurs Compatibles Arduino

Microcontrôleur Prix Consommation Connectivité Température Compatibilité Score
Arduino MKR Zero 25-30€ 15µA (sleep) WiFi optionnel -40°C à +85°C Arduino IDE natif ★★★★★
STM32 (faible conso) 8-15€ 30nA (standby) UART/SPI/I2C -40°C à +105°C Arduino compatible ★★★★★
ESP32-WROOM-32 5-8€ 10µA (deep sleep) WiFi + BLE -40°C à +85°C Arduino IDE support ★★★★☆

📡 Réseaux Satellites Adaptés

Réseau Couverture Caractéristiques Coût Module Score
Iridium 100% global (orbites polaires LEO) Parfait pour déserts, communication par petits messages SBD (Short Burst Data) 0.50-2€/msg RockBLOCK 9603 ★★★★★
Swarm (SpaceX) Global, mais en développement Très bas coût (~5 USD/an par appareil), faible bande passante 0.05€/msg SpaceBEE ★★★★☆
Globalstar Bonne couverture, pas 100% dans tout le Sahara Alternative à Iridium mais plus restreinte 0.35-1€/msg STX3 ★★★☆☆
Inmarsat / Thuraya Moins adapté à l'IoT (plus pour téléphones sat) Plus coûteux et plus énergivore 5-15€/MB Hughes 9201 ★★☆☆☆

🏆 Le plus recommandé pour ce projet :

👍 Iridium via RockBLOCK 9603

Couverture mondiale garantie, parfait pour les zones désertiques isolées

📡 Station de Mesure IoT avec Communication Satellite

✅ Exemple : RockBLOCK 9603 + Microcontrôleur

🔧 Composants :
Élément Modèle recommandé Prix Fournisseur
Microcontrôleur Arduino MKR Zero ou STM32 (faible conso) 25-30€ Arduino Store
Module satellite RockBLOCK 9603 (Iridium) 280€ SparkFun | Rock7
Antenne Incluse avec RockBLOCK - Fournie
Boîtier Étanche IP67 45€ Amazon FR
Alimentation Panneau solaire 10W + batterie Li-ion 3.7V 6600mAh 65€ Amazon FR
🔌 Connexion :
  • UART entre Arduino et RockBLOCK - Communication série simple
  • Le capteur ultrasonique se connecte à l'Arduino - Interface numérique/analogique
  • L'Arduino lit les données, formate en JSON, et les envoie via satellite
🛒 Distributeurs :

🏆 Décision Technique

Contrôleur : Arduino MKR Zero ou STM32 compatible Arduino pour facilité développement

Satellite : RockBLOCK 9603 (Iridium) pour fiabilité maximale en zones isolées

Budget Station Satellite : 415€ (microcontrôleur + RockBLOCK + alimentation + boîtier)

4 Capteurs et Instrumentation

⚠️ Contrainte d'Installation : Tous les capteurs doivent être installés de l'extérieur des équipements existants, sans modification structurelle.

📏 Technologies de Mesure de Niveau

Capteur Type Installation Précision Prix Fournisseur Score
MaxBotix MB7389 Ultrason étanche ✓ Externe via bride ±1cm 95€ maxbotix.com ★★★★★
VEGA VEGAPULS 64 Radar 80GHz ✓ Bride standard ±2mm 1200€ vega.com ★★★★☆
Capteur Capacitif Capacité externe ✓ Bande adhésive ±5% 25€ Amazon ★★★☆☆

🌊 Technologies de Mesure de Micro-Débit

📊 Spécification Débit : 4 litres/24h = 0.167 L/h = 2.78 mL/min (micro-débit)
Débitmètre Plage de Mesure Précision Installation Prix Fournisseur Score
Pulsar MicroFlow-i Non-contact radar K-band ±2% (spécialisé micro-débit) ✓ Radar sans contact 450€ Pulsar ★★★★★
TUF-2000M Clone 0.01-40 m/s (limité micro) ±1-3% (selon débit) ✓ Clamp-on économique 87€ AliExpress FR ★★★☆☆
Capteur Hall YF-DN15 1-30 L/min (inadapté 4L/24h) ±5% (hors plage optimale) ✗ Intercalé pipeline 12€ AliExpress FR ★☆☆☆☆
LEVIFLOW Clamp-on Micro-débit flexibles ±2% (fluides haute pureté) ✓ Clamp flexible 320€ Aseptic Group ★★★★★
Micro Motion ELITE 0-2 kg/h (micro flow) ±0.1% (très haute précision) ✗ Intercalé pipeline 2500€ Emerson ★★★★☆
TUF-2000M 0.01-40 m/s (inadapté) ±1% ✓ Clamp-on externe 87€ AliExpress FR ★★☆☆☆
Burkert 8626 Mass Flow 0-100 g/h ±1.5% (adapté micro-débit) ✗ Intercalé pipeline 450€ Bürkert ★★★★★

⚠️ Problématique Micro-Débit

Défi technique : 4L/24h est un débit extrêmement faible nécessitant des capteurs spécialisés

  • Solutions clamp-on (TUF-2000M) : Inadaptées aux micro-débits
  • Capteurs mass flow : Précis mais nécessitent installation invasive
  • Alternative recommandée : Mesure de niveau + calcul débit par différentiel

🏆 Solutions Low Cost Recommandées

1️⃣ Budget Minimum (87€) :

  • TUF-2000M Clone (AliExpress)
  • Limitations : Précision ±3% pour micro-débit
  • Installation clamp-on facile
  • Parfait pour validation concept

2️⃣ Optimum Qualité/Prix (450€) :

  • Pulsar MicroFlow-i
  • Radar K-band spécialisé micro-débit
  • Installation sans contact à 45°
  • Très faible consommation
💡 Stratégie Recommandée : Commencer par TUF-2000M (validation) puis upgrade vers Pulsar MicroFlow-i (production)

⚡ Surveillance Électrique

Capteur Mesure Installation Prix Fournisseur Score
ZMPT101B Tension AC ✓ Bornier externe 3€ Amazon FR ★★★★★
ACS712 Courant AC/DC ✓ Pince ampèremétrique 2€ Amazon FR ★★★★★

5 Architecture Cible et Implantation des Capteurs

🏗️ Stations Cibles - Installations Existantes

🏭

Station Sous Abri

Configuration observée :

  • ✅ Citerne verticale avec couvercle accessible
  • ✅ Structure métallique pour antenne satellite
  • ✅ Canalisations visibles pour clamp-on
  • ✅ Armoire électrique présente
  • ✅ Protection naturelle contre intempéries
🌅

Station Exposée

Variante équipement externe :

  • ⚠️ Protection IP67 renforcée requise
  • ⚠️ Résistance UV et températures extrêmes
  • ✅ Accès direct facilité
  • ✅ Maintenance simplifiée
  • ✅ Installation rapide
📋 Analyse de la Station Réelle :
✅ Points Positifs Observés :
  • Citerne métallique avec accès couvercle
  • Structure métallique pour montage antenne
  • Canalisations apparentes et accessibles
  • Protection naturelle contre intempéries
  • Espace de travail sécurisé
⚠️ Contraintes Identifiées :
  • Environnement sableux (filtration nécessaire)
  • Températures extrêmes (protection thermique)
  • Accès restreint (installation planifiée)
  • Alimentation électrique limitée
  • Maintenance périodique complexe

📐 Schéma d'Implantation des Capteurs

🛰️ Satellite Iridium Citerne RockBLOCK 9603 Antenne MaxBotix MB7389 (Mesure niveau) Capteur Capacitif (Backup niveau) Pipeline TUF-2000M (Clamp-on) P Pompe Armoire Électrique ZMPT101B (Tension AC) ACS712 (Courant) Arduino MKR Zero Boîtier de Contrôle UART (Communication série) Légende des connexions : Capteur niveau MaxBotix Capteur capacitif backup Débitmètre TUF-2000M Surveillance électrique Communication UART Arduino ↔ RockBLOCK Signal satellite vers Iridium

🔧 Points Clés d'Installation

📏 Mesure Niveau

MaxBotix MB7389 monté sur bride du couvercle citerne

Backup : Capteur capacitif collé sur paroi externe

🌊 Mesure Débit

Pulsar MicroFlow-i : Radar sans contact spécialisé micro-débit

Alternative low cost : TUF-2000M clone (87€) pour validation

⚡ Surveillance Électrique

ZMPT101B + ACS712 connectés sur bornier armoire

Sécurité : Isolation galvanique complète

📡 Communication

RockBLOCK 9603 monté sur structure haute avec antenne satellite

Connexion UART entre Arduino MKR Zero et RockBLOCK 9603

✅ Avantages de cette Architecture

  • Installation non-invasive : Aucune modification des équipements existants
  • Maintenance réduite : Capteurs sans contact privilégiés
  • Redondance : Double mesure niveau pour fiabilité critique
  • Installation rapide : 4-6h par site vs plusieurs jours pour solutions invasives