Brevet FR2267698A1 — publié le 19751114

La présente invention a pour objet un dispositif arrosage et d'humidification de cultures du type dit goutte a goutte quoi distribue de l'eau sous faible pression et avec un très faible débit par de nombreux orifices répartis le long dtun tube d'alimentation. Le secteur technique de ltinvention est celui due l'arrosage des cultures en plein thamp,en vergers ou en serres. On connaît des dispositifs arrosage dits goutte à goutte formés de rampes arrosage perforées, ces rampes étant constituées par des tubes métalliques ou en matiere plastique. Ces dispositifs présentent l'avantage de permettre de distribuer des quantités d!eauparfaitement réparties et parfaitement dosées de telle sorte qutil est possible de contrôler avec précision les quantités dteau distribuées aux cultures ce qui est tres important pour contrôler la croissance des plantes et pour obtenir des récoltes de bonne qualité avec de bons rendements. Les quantités d'eau distribuées peuvent etre très faibles, par exem ple de tordre de quelques m3 par heure et par hectare. Les installations connues comportent des dispositifs équipant les perforations ayant pour objet de délivrer de faibles débits, contrôlables ou non, en créant des pertes de charge relativement importantes au moyen de restrictions de la section de passage de l'eau. Les dispositifs actuellement connus présentent certaine inconvénients. Du fait de leur faible section de passage, les orifices ou les dispositifs qui les équipent sont souvent obstrués par les impuretés contenues dans l'eau d'arrosage malgré la filtration de celle-ci qui entraîne des frais. Le développement d'algues, de gels bactériens ou minéraux sont également des causes fréquentes de bouchage ou de réduction du débit dtoù des différences importantes dans la répartition de liteau. Un autre inconvénient des dispositifs d'arrosage goutte à goutte existants réside dans le fait qu'ils fonctionnent sous de très faibles pressions, de l'ordre de quelques centaines de grnmmes, et que leur débit est tres sensible à la pression de sorte que les différences de niveau dues au relief des terrains de culture amenent des variations sensibles des quantités d'eau distribuées. Un des objectifs de la présente invention e8t de remédier a ces inconvénients en procurant des dispositifs d'arrosage goutte à goutte munis de moyens simples pour régler de façon précise le débit de chaque orifice de distribution d'eau et pour déboucher aisément et économiquement les orifices et leur équipement sans avoir a effectuer aucun démontage. Un dispositif d'arrosage goutte à goutte, selon l'invention, est composé de façon connue, de rampes de distribution d'eau perforées dont chaque perforation est équipée d'un microtube en matière plastique. On sait qu'un tel dispositif présente de nombreux avantages et en particulier qutil permet d'arroser des cultures en pots en piquant un microtube dans chaque pot, qutil permet de diffuser liteau en profondeur et d'éviter ainsi des pertes par évaporation de surface, de ne pas mouiller les feuilles ou les fruits qui perdraient de leur saveur au contact de l'eau, par exemple les fraises ou les melons et qu'il est particulièrement adapté aux cultures sur paillage en matière plastique a travers lequel le micro-tube est piqué dans le sol. On sait également que la fabrication des rampes perforées munies de microtubes est particulièrement économique car elle ne nécessite aucun dispositif particulier pour maintenir les micro-tubes qui sont simplement emboîtés dans des perforations de diamètre légèrement inférieur à leur diamètre externe. Un objectif de la présente invention est de perfectionner des dispositifsd'arrosages de ce type. Les objectifs de l'invention sont atteints en équipant chaque microtube d'une aiguille filiforme dont la section transversale est inférieure à celle du micro-tube et qui est engagée dans l'extrémité libre de celui-ci. Il est précisé que le terme aiguille filiforme est employé dans un sens général pour désigner des fils rectilignes de section quelconque, de fines tiges, des profilés allongés, des fils enroulés en hélice de faible diamètre ou tout autre corps allongé pouvant pénétrer librement dans les microtubes en délimitant avec les parois internes de celui-ci un espace libre annulaire ou de toute autre forme, servant de passage à liteau. Bien qu'il existe un jeu, entre l'aiguille et la paroi interne du micro-tube, les frottements contre celle-ci sont suffisants pour que l'aiguille reste immobilisée dans le micro-tube dans la position où elle a été engagée. Selon une caractéristique de l'invention chaque aiguille a une longueur totale supérieure à celle du microshube qu'elle équipe de telle sorte qu'une partie de l'aiguille sort du micro-tube. Cette partie permet de saisir l'aiguille et d'utiliser celle-ci pour nettoyer lelpricro-tube sur toute sa longueur. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'aiguille est constituée en un métal pris dans le groupe du fer, du cuivre, de l'aluminium et de leurs alliages de telle sorte qu'il se forme au contact de l'eau, des sels de ces métaux, notamment des sulfates qui ont des propriétés bactérieides et qui évitent la formation de gels bactériens dans le canal des micro-tubes. L'aiguille équipant les micro-tubes peut être en un métal malléable, tel que le cuivre, de telle sorte qu'il conserve la forme qui lui est imprimée et qu'il maintient le micro-tube sous cette forme. Cette propriété permet notamment de modeler chaque micro-tube suivant une courbe ayant un rayon régulier et d'éviter que les micro-tubes ne se plient ce qui entratne des variations de débit importantes. Le résultat de l'invention est un nouveau dispositif d'arrosage goutte à goutte au moyen de rampes perforées comportant, en combinaison des micro-tubes équipant chaque perforation et une aiguille engagée dans lesdits micro-tubes. Les éléments de cette combinaison coopèrent pour permettre d'obtenir sur chaque micro-tube un débit précis. -En effet les mesures réalisées montrent que pour une pression d'eau, un diamètre de micro-tube et une section transversale de l'aiguille donnés, le debit est déterminé de façon précise par la longueur d'aiguille enfoncee dans le micro-tube. A partir des abaques expérimentales de variation de débit et de la pression d'eau disponible, il est facile de régler à l'avance les débits de chaque micro-tube simplement en réglant la longueur d'aiguille enfoncée dans chaque micro-tube. Si l'on constate ensuite que le débit en certains points est trop fort ou trop faible par suite, par exemple,d'un écart de pression dû au relief du sol, il est facile de corriger ce défaut en faisant varier la longueur d'aiguille engagée dans le tube. La facilité de nettoyage des micro-tubes qui est procurée par les aiguilles placées à demeure dans ceux-ci permet de conserver--- le débit théorique et contribue à la précision des débits. le débouchage -est obtenu par un simple mouvement de va et vient de l'aiguille sans aucun démontage. Il suffit ensuite de replacer l'aiguille dans sa position primitive pour retrouver le même débit. La nature du métal qui constitue les aiguilles et qui produit des sels s'opposant à la formation de gels bactériens coopère également à l'obtention d'un débit précis de même que le fait de maintenir les micro-tubes en forme régulière, sans plis, grâce à la malléabilité des aiguilles. En dehors de la précision du débit les aiguilles selon l'invention présentent l'avantage que la partie de l'aiguille qui émerge du micro-tube permet d'attacher celui-ci à un support, par exemple à un fil de palissage ou à un pot de culture et permet également de l'ancrer dans le sol de sorte qu'il ne risque pas d'etre arraché ou déplacé par le vent. Elles permettent également de maintenir les micro-tubes enroulés autour des rampes perforées ce qui facilite le transport de celles-ci et évite l'enchevetrement des micro-tubes avec les végétaux. La présence d'une aiguille dans le micro-tube rend celui-ci plus rigide et facilite le piquage dans le sol ou à travers un paillage en film de matière plastique. La longueur d'aiguille engagée dans le mjcro-tube varie, - de préférence, entre 10 Z et 100 Z de la longueur du microttube qui est généralement comprise entre 10 cm et 1 m. Lorsque la longueur d'aiguille engagée devient inférieure à 10 Z le débit se rapproche du débit du micro-tube sans aiguille. Les essais réalisés ont montré qu'une aiguille constituée par un fil de laiton ayant un diamètre de 0,5 mm engagé dans des micro-tubes de 1 m de longueur alimentés meneau sous une pression de 0,190 bar permettait de faire varier le débit entre 2 11h et 0,6 l/h aurleun micro-tube ayant un-diamètre de 1 nia entre 3,3 l/h et 1,5~lob sur un micro-tube ayant un diamètre de 1,2 mm et entre 4,9 l/h et 2,8 l/h sur un micro-tube ayant un diamètre de 1,5 ma. Le premier des deux chiffres correspond au débit du micro-tube sans aiguille et le second au débit du micro-tube engagé sur toute la longueur du micro-tube. On connait déjà des dispositifs de réglage de débit des tubes perforés qui sont constitués par destiges filetées placées à l'extrémité d'un micro-tube et vissées dans la paroi du micro-tube sur une faible longueur de l'ordre dn centimètre. Le dispositif selon l'invention se differencie de ces dispositifs à iis par le fait que l'aiguille peut être déplacée librement dans les microtubes et a une longueur supérieure à celle d'une vis ce qui permet dé l'utiliser également pour nettoyer le microtùbe. D'autre part les aiguilles selon l'invention permettent d'obtenir un réglage du débit beaucoup plus précis car, dans les dispositifs à vis connus, le débit varie rapidement lorsque l'on visse ou que l'on dévisse très légèrement la vis. Les aiguilles selon l'invention sont constituées,de préférence, d'un métal ou d'un alliage métallique malléable par exemple en cuivre, en laiton ou en alliage d'aluminium mais ce choix n'est pas limitatif. Elles peuvent être en un autre métal ou même en une matière plastique rigide par exemple en polypropylene n polyamides, en polystyrène ou en acrylonitryl-but adiène-styrène dit A. B. S.. La description suivante se réfère aux dessins annexés qui représentent des exemples de réalisation. de l'invention sans caractère limitatif. La figure 1 est une vue d'ensemble d'une installation d'arrosage. La figure 2 est une vue en perspective d'une partie dé rampe d'arrosage. La figure 3 est une coupe suivant III-III de la figure 2. La figure 4 est une vue en perspective de l'extrémité d'un micro tube. Les figures 5 à 8 sont des coupes transversales de micro-tubes. La figure 9 est une coupe longitudinale d'un micro-tube planté dans le sol. La figure 1 représente une installation d'arrosage goutte à goutte composée d'une conduite principale 1 sur laquelle sont raccordées des rampes perforées 2 parallèles aux rangées de cultures 3.' Les perforations sont régulièrement réparties sur toute la longueur des rampes et chaque perforation est équipée d'un micro-tube 41 A gauche de la figure on a représenté 1' arro- sage d'une rangée d'arbres 3' De part et d'autre de chaque arbre un microtube 4' est piqué dans le sol.La partie droite de la figure représente des cultures sur palissage. La rampe 2 est suspendue -à un fil et les micro-tubes 4' descendent vers le sol. La partie centrale représente des cultures sur paillage en plastique, par exemple des melons.Chaque micro-tube 4' est piqué dans le sol à travers le film de paillage. La figure 2 représente une partie d'une rampe perforée 2 portant deux micro-tubes 3. La figure 3 ;montre l'assemblage des micro-tubes avec la rampe par simple emboîtement de l'extrémité taillée en biseau dans un avanttrou percé dans la rampe 2 dont le diamètre est légèrement inférieur à celui du micro-tube. Par exemple le micro-tube a un diamètre extérieur de 5 mm et l'avant-trou un diametre de 4,8 mm. Suivant l'inventiony à l'intérieur de chaque micro-tube, est placée une aiguille filiforme 4 dont la longueur totale est de préférence supérieure à celle du microtube. Une longueur variable de l'aiguille est engagée dans le micro-tube et le débit de celui-ci varie en fonction de cette longueur. La section transversale de l'aiguille 4 est inférieure à la section du canal du micro-tube de sorte que 1 eau peut circuler dans l'espace intermédiaire entre les deux. La partie de l'aiguille qui est sttuée hors du micro-tube permet de saisir l'aiguille et de la déplacer en va et vient à l'intérieur du micro-tube pour ramener les parois et châsser les dépôts de tartres, de gels bactériens ou minéraux, dtimpuretes de toutes sortes. La figure 4 montre,- à plus grande échelle, l'extrémité libre d'un micro-tube 3 et l'aiguille 4 placée dans celui-ci. Les figures 5 à 8 illustrent des modes de réalisation de l'aiguille 4 qui peut être constituée d'un fil rond (figure 5) d'un profilé en forme de croisillon (figure 6) ou en forme de fer plat vrillé (figure 8) ou en forme de fil enroulé sur lui-même en hélice (figure 7). Ces trois dernières formes permettent de râcler plus efficacement les parois des micro-tubes pour enlever les dépôts de tartre. Le micro-tube 3 apar exemple un diamètre intérieur de l'ordre de 1 mm à 1,5 mm et l'aiguille 4 est un fil ayant un diamètre externe de 0,5 mm. Les mesures ci-après permettent d'apprécier la variation du débit en fonction de la longueur d'aiguille insérée dans le micro-tube. Ces mesures ont été faites sur des micro-tubes de 1 m de long alimentés en eau sous une pression de 0,190 bars en utilisant comme aiguille un fil en laiton de 0,5 mm de diamètre. le tableau ci-après donne les débits en litreslheureobtenus, selon la longueur d'aiguille engagée,pour trois micro-tubes ayant des diamètres internes de I ma (colonne 2) 1,2 mm (colonne 3) et 1,5 mm (colonne 4). Longueur d'aiguil- 1 nia 1,2 nia 1,5 nia le engagée 0 2,02 3,33 4,92 0,10 1,68 2,63 4,55 O.,20 1,36 2,7 4,22 0,30 1,23 2,56 4,09 0,40 1,26 2,34 3,98 0,50 1,09 2,24 3,75 0,60 0,98 2,00 3,57 0,70 0,90 1,98 3,28 0,80 0,86 1,81 3,11 0,90 0,72 1,72 2,79 1 lit 0,6 1,50 2,68 Ces mesures montrent qutil est possible de faire varier le débit dans une gamme relativement large comprise par exemple entre 25 % et 100 % du débit nominal pour un microtube de 1 ma. La figure 9 représente une rampe 2 en coupe transversale posée sur le sol et un micro tube 3 qui part de celle-ci et qui est piqué dans le sol à travers un film de paillage 5 en plastique. L'extrémité libre de l'aiguille est appointée et elle facilite le piquage du micro-tube dans le sol. Cette pointe 6 constitue un ancrage du micro-tube dans le sol. Dans ce cas de figure, l'aiguille 4 est un fil en laiton tres malléable de sorte qu'il est possible de lui donner un profil en demi arceau ayant un rayon de courbure très régulier et il maintient le micro-tube suivant ce profil ce qui facilite l'écoulement régulier de l'eau. Par ailleurs toutes les aiguilles 4 d'une même rampe exercent une action de maintien de la rampe en position et empêchent celle-ci de tourner sur elle-meme ce qui risquerait d'amener les perforations au contact du sol et de plier les micro-tubes qui ne débiteraient plus ou qui débiteraient moins. Les installations d'arrosage goutte à goutte existantes sont équipées de dispositifs goutteurs désignés aussi du nom anglosaxon de dripper, dont le coût est relativement élevé. Les goutteurs selon l'invention, composés d'un micro-tube aiguillé sont beaucoup plus économiques pour des performances au moins égales et avec une possibilité de débouchage sans démontage. Une installation selon l'invention pour l'arrosage d'un verger dans lequel les arbres sont plantés à des écartements de l'ordre de 6 m x 6 m revient à environ 2. 000 Francs par hectare tandis que son coût est de 1'ordre de 3.500 à 6.000 Francs par hectare avec les goutteurs existants. REVENDICATIONS 1 - Dispositif d'arrosage goutte à goutte composé de rampes de distribution d'eau perforées dont chaque perforation est équipée d'un micro-tube en matière plastique, caractérisé en ce que chaque micro-tube comporte une aiguille filiforme, dont la section transversale est inférieure à celle dudit micro-tube,qui est engagée dans le canal de celui-ci. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite aiguille a une longueur totale supérieure à celle dudit micro-tube. 3 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite aiguille est constituée d'un métal pris dans le groupe du fer, du cuivre, de l'aluminium et des alliages de ces métaux. 4 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite aiguille est en un métal malléable. 5 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la longueur d'aiguille engagée dans le micro-tube pendant 1' ar- rosage est comprise entre 10 i et 100 Z de la longueur du micro-tube. 6 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérise en ce que l'aiguille est en une matière plastique rigide. 7 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'aiguille est un fil rectiligne. 8 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'aiguille est un profilé torsadé. 9 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'aiguille ext un fil enroulé en hélice. 10 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6,.caractérisé en ce que aiguille a Une section transversale en forme de croisillon.