Brevet FR2173870A1 — publié le 19731012

La présente invention concerne un procédé de développement de cultures végétales. L'invention repose sur la constatation du fait que la croissance des plantes est conditionnée par de nombreux fac- teurs. Parmi les facteurs climatiques, on distingue notamment - Latempérature de l'air. - La température du sol. - La température sèche résultante. - L'humidité relative. Il est de constatation courante que la présence de nuages dans l'atmosphère ralentit le développement de la plupart des végétaux. A première vue, on peut penser qutil s'agit là d'un effet quantitatif, exprimable en fonction du nombre de calories par mètre carré fourni aux plantes. Une analyse plus poussée du phénomène montre cependant que le développement plus ou moins poussé des végétaux soumis au rayonnement électromagnétique du soleil dépend de la richesse de ce rayonnement en composantes de certaines longueurs d'ondes. les ondes dont la longueur se situe entre 5,5 et 8 microns sont absorbées par la vapeur d'eau en suspension dans l'atmosphère.Celles dont la longueur se situe entre 5 et 5,5 microns, et dont l'effet sur la croissance des végétaux est à considérer, traversent les nuages et ont une forte influence sur le chauffage du sol qui contient les racines. Le but de la culture forcée en serres est de créer des conditions climatiques artificielles telles que la croissance des plantes puisse se faire normalement en une saison qui ne lui serait pas normalement favorable climatiquement. le chauf- fage des serres se fait traditionnellement avec de l'eau chaude ou de la vapeur à une température de 400C à 18000 maximum. Ce chauffage est assuré principalement par convection, mais aussi par rayonnement d'une longueur d'onde de 9 à 6,5 microns. Le rayonnement à cette longueur d'onde et le chauffage par convection ont des inconvénients majeurs (a) Les courants de convection augmentent les déperditions calorifiques au travers des parois. (b) Le chauffage du sol en profondeur est très lent, le rayonnement de 9 à 6,5 microns n'étant pas pénétrant dans le sol. (c) Ce rayonnement ne compense qu'une partie du rayonnement solaire arrêté par les nuages et par le verre des serres. En effet, le verre arrête les rayonnements dont la longueur d'onde est supérieure à 5 microns en général et, pour certaines qualités et épaisseurs de verre, le rayonnement est arrêté jusqu'à 3 microns et au-delà. le but de l'invention est d'utiliser un rayonnement plus court, de l'ordre de 5 à 6 microns, qui comporte. les avantages suivants (a) I1 est constaté que le sol des serres ne chauffe rapidement qu'en cas de ciel sans nuages. Or, le rayonnement arrêté par les nuages est principalement celui dont la longueur d'onde va de 5,5 à 8 microns. On peut donc conclure que c'est le rayonnement de 5,5 à 6 microns qui est le plus pénétrant, puisque l'application d'un rayonnement dont la longueur d'onde se situe entre 6 et 8 microns (chauffage classique) ne réchauffe que très lentement le sol ;par contre, un chauffage par rayonnement d'une longueur a tonde de 5 à 6 microns provoque un chauffage rapide du sol en profondeur. (b) Si le chauffage est assuré par rayonnement, l'immobi lité de l'air réduira fortement les pertes de chaleur par convection le long des parois vitrées. (c) La température sèche résultante qui, seule, influencera la température interne de la plante est, comme son nom l'in disque, la résultante des apports calorifiques par rayonnement des parois plus chaudes que la température ambiante et des absorptions calorifiques par rayonnement vers les parois moins chaudes que l'ambiance. I1 est de pratique courante de fixer la température de l'air dans l'énoncé des méthodes de culture. La température de la plante peut varier fortement pour une même température'de l'air, mais elle sera constante pour une température sèche résultante. Dans la nature, celle-ci est très variable et le phénomène de givre matinal en est une preuve évidente. De même, le dégel causé par le gel de plantes, avec une température ambiante supérieure à zéro mais par temps clair, est la preuve de l'importance pour les plantes de la température sèche résultante. Seul le chauffage des parois, en l'occurrence le sol, et au-dessus, le plafond fictif composé par le rayonnement des corps chauffants, va permettre dlobte nir une température sèche résultante confortable pour la plante sans nécessiter des températures d'air trop élevées pour permettre les échanges chimiques. (d) L'utilisation favorable d'une température ambiante plus faible réduira évidemment la consommation d'énergie. En faisant varier la longueur d'onde de l'émission calo rifique, on obtiendra une absorption préférentielle, soit par le sol, soit par l'air ambiant, et l'on pourra faire varier à volonté les facteurs importants mentionnés plus haut - Humidité relative. - Température ambiante. - Température du sol. - Température sèche résultante. Le procédé de développement de végétaux suivant l'invention peut être mis en oeuvre en plaçant les végétaux dans une ambiance chauffée par rayonnement à l'aide d'éléments métalliques connus en soi (tubes suspendus, radiateurs, etc...) présentant des passages traversés par un fluide caloporteur élevé aux températures convenables. Comme on le sait, la longueur d'onde du rayonnement électromagnétique émis par une source chauffante dépend de la température de celle-ci, suivant la formule A (en micrOnS) = 0,2886 I! T étant la température absolue = 2730C + température tOC, de la source. C'est ainsi que l'on a les correspondances suivantes Température de la source Longueur d'onde du (en C) rayonnement émis ( en mi ~ crons) 2000C 6,1 25200 595 505 C 5 On sait aussi que les fluides caloporteurs tels que les huiles minérales ,peuvent être portés facilement à des températures de l'ordré de 20006 à 300 C sans trop élever leur pression. On disposera donc par exemple au-dessus des plantes, des radiateurs de préférence constitués de tubes auto-portants parcourus par le fluide caloporteur à basse pression, dont la température a été choisie en fonction des normes ci-dessus définies. A ces moyens de chauffage propres à réaliser l'invention peuvent, suivant un développement de l'idée inventive, s'associer d'autres sources de chaleur créatrices de circonstances favorables au développement des végétaux. C'est ainsi que l'on pourra utiliser des moyens de chauffage ordinaires quelconques, tels que des tubes traversés par de l'eau chaude ou par de la vapeur, ou d'autres radiateurs. I1 peut être avantageux aussi d'associer à ces moyens de chauffage, d'un type unique, ou multiples, des brûleurs à flamme nue qui enrichiront en C02 l'atmosphère entourant les végétaux. I1 va de soi qu'une installation exploitant le procédé suivant l'invention comportera les moyens de contrôle d'au moins les plus importants des éléments influents cités ci- dessus, tels que, notamment, la température sèche résultante. REVENDICATIONS 1.- Procédé de développement de cultures végétales, caractérisé en ce que l'on soumet les végétaux à développer à un rayonnement électromagnétique engendré par des éléments chauffants dont la température est de l'ordre de 2O00C à 3050C. 2 .- Procédé de développement de cultures végétales suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, selon les moments de la journée de 24 heures ou selon les circonstances atmosphériques, on porte les éléments chauffants à une température de l'ordre de 2520C à 3050C ou à une température de l'ordre de 210C à 2520C. 3.- Procédé de développement de cultures végétales suivant la revendication 1, caractérisé en- ce que l'on utilise simultanément des éléments chauffants portés à une température de l'ordre de 2520C à 3050C et des éléments chauffants portés à une température de l'ordre de 210C à 2520C. 4.- Procédé de développement de cultures végétales suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on soumet les végétaux à développer au rayonnement électromagnétique produit par au moins une source chauffante dont la température se situe entre 200 C et 30O0C, tout en maintenant autour d'eux une atmosphère chaude entretenue par des moyens de chauffage classiques. 5.- Procédé de développement de cultures végétales suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l'on associe aux moyens générateurs du rayonnement électromagnétique auquel on soumet les végétaux, des moyens producteurs d'anhydride carbonique. 6.- Procédé de développement de cultures végétales suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'on associe aux moyens générateurs de rayonnement électromagnétique des brûleurs à gaz à flamme nue. 7.- Procédé de développement de cultures végétales suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on utilise comme source de rayonnement électromagnétique des éléments chauffants métalliques connus en soi, présentant des passages traversés par un fluide caloporteur élevé aux températures convenables.