Brevet FR2447755A1 — publié le 19800829

La présente invention qui se situe dans le secteur agricole a pour objet un dispositif d'arrosage du type goutte à goutte permettant d'uniformiser l'irrigation des sols. L'arrosage dit "goutte à goutte" consiste à délivrer régulièrement de faibles quantités d'eau en des points précis, judicieusement répartis autour desquels les végétaux adaptent leur système radiculaire. Un tel arrosage permet, par rapport aux techniques antérieures, d'importantes économies d'eau, d'énergie et procure en meme temps des avantages techniques agronomiques. Le principe, pour parvenir à ces résultats, consiste à faire chuter la pression par des pertes de charge localisées aux orifices d'émission du liquide. Un premier système est réalisé par un écoulement laminaire dans un tube capillaire ou dans une fine spirale, ou encore dans un réseau de chicanes. Le débit de l'écoulement étant tributaire de la pression, ce mode de réalisation impose un calcul du réseau d'arrosage en fonction de la topographie et de la configuration du sol. Ce calcul, souvent très complexe, nécessite l'intervention d'un homme de l'art ce qui, outre le fait de grèver le prix de revient de l'installation d'arrosage alourdit l'infrastructure d'adduction et supprime un degré de liberté dans le choix et la disposition des cultures possibles. Un autre système décrit dans le Brevet Français nO 2.122.799 fait chuter la pression par un écoulement turbulent réalisé dans une petite chambre cylindrique alimentée tangentiellement par un orifice calibré. Celui-ci crée un tourbillon dont l'échappement s'opère par un écoulement continu au travers d'un autre orifice placé dans l'axe du tourbillon et ménagé dans la partie externe de la chambre. Les variations du débit d'émission d'eau sont alors sensiblement en corrélation avec la racine carrée des variations de la pression exercée audit point d'émission permettant ainsi de rendre le débit moins dépendant de la pression. Un troisième système décrit dans le Brevet U.S. nO 3.918.646 utilise un écoulement laminaire au travers d'un tube capillaire, s'étendant transversalement à l'intérieur des tuyaux d'amenée d'eau ou tuyaux porteurs et dont l'une des parois est fabriquée dans un matériau souple, déformable sous l'effet de la pression hydraulique appliquée sur son enveloppe externe. Il en résulte une réduction de la lumière d'écoulement du tube capillaire proportionnelle à l'intensité de ladite pression. Cette réduction se traduit par une régulation du débit d'eau s'échappant à chaque orifice et ceci quelle que soit la pression exercée par l'eau dans ces orifices. Cependant, un tel système se révèle peu fiable et offre par son encombrement une retenue à l'écoulement du liquide à l'intérieur du tuyau porteur. De plus, de par sa nature composite, ce système s'avère d'un prix de revient élevé. Finalement, un principe connu depuis longtemps et utilisé pour réguler le débit d'un fluide dans une conduite consiste à interposer dans cette dernière une membrane élastique, courbée face concace orientée vers l'aval et percée axialement d'un orifice calibré. La différence de pression entre l'amont et l'aval de la conduite donc de part et d'autre de la membrane, modifie le rayon de courbure de cette dernière, entrainant une obturation plus ou moins importante de l'orifice calibré et par conséquent, une régulation du débit. L'originalité de l'application de ce principe, décrite dans le Brevet Français nO 2.257.053, consiste à assimiler la membrane élastique perforée à une portion de la paroi du tuyau porteur Ce dernier sera, à cet effet, profilé dans un matériau souple et selon une section présentant une protubérance apparente, définissant la concavité de la membrane. Une variante, adoptée pour les matériaux rigides, consiste à disposer un insert élastique dans les orifices ménagés dans l'enveloppe du tuyau porteur et jouant le même rôle que la membrane élastique. Cependant dans la pratique un tel dispositif ne répond pas aux exigences de l'arrosage dit "goutte à goutte" comme défini au début du présent mémoire. En effet - il nécessite des matériaux soit souples soit rigides qui constituent une exception dans l'irrigation puisque celle-ci met en oeuvre des matériaux semi-rigides, enroulables ; - il est dépendant pour sa régularité et pour sa fiabilité de la qualité du trou percé dans l'enveloppe du tuyau porteur par exemple : variabilité de l'épaisseur du tuyau, bavures, déformation et centrage des trous généralement pratiqués sur place avec des moyens rudimentaires ; - il ne présente aucune protection contre le bouchage par projection ou par intrusion lors des manipulations du tuyau ce qui peut empecher complètement son fonctionnement ; - il est sujet à l'arrachement lors des manipu lotions tions - et enfin, il ne distribue pas l'eau aux points précis où est aménagé le dispositif car il projette un jet continu de plusieurs mètres aux pressions normales d'utilisation. La présente invention propose un dispositif pour réguler le débit d'échappement de l'eau à chaque orifice le long pratiqué/d'un tuyau porteur et permettani d'obvier aux incon- vénients précités. Suivant l'invention, les moyens de régulation aménagés dans les orifices du tuyau porteur sont constitués chacun : - par un support, de préférence cylindrique et percé d'un conduit longitudinal, et préformé pour s'enchâsser de manière hermétique dans les orifices dudit tuyau ; - et, par un diaphragme porté par ledit support et destiné à assurer l'obturation, proportionnellement à l'intensité de la pression locale, de l'ouverture du conduit longitudinal située à l'intérieur du tuyau porteur. On comprend dès lors, que le support et le diaphragme ont un rôle bien déterminé et que chacun fonctionne indépendamment de l'autre ce qui améliore la fiabilité de l'ensem- ble tout en évitant les inconvénients décrits. D'autres caractéristiques et d'autres avantages de la présente invention apparaitront à la lecture de la description qui suit donnant, à titre d'exemple non limitatif et en regard du dessin annexé, un mode de réalisation d'un dispositif conforme à l'invention. a figure, portée par ce dessin, est une vue en coupe longitudinale d'un tuyau porteur 1 dans lequel sont aménagés deux moyens régulateurs 2a et 2b disposés respectivement en amont et en aval dudit tuyau, comme le montre le sens de la flèche E symbolisant l'écoulement d'eau dans le tuyau 1. Ces moyens régulateurs 2a et 2b sont façonnés d'un seul tenant dans un matériau élastique afin d'en faciliter la fabrication et bien évidemment d'abaisser leur coût. Il va de soi qu'ils pourront etre fabriqués de manière et de matières distinctes selon des impératifs techniques et économiques justifiés. Ils sont constitués par une zone 3 de forme cylindrique, percée d'un conduit longitudinal axial 4 et dessinant sur sa hauteur une partie périphérique en retrait 5 formant une gorge circulaire dont la largeur est sensiblement égale à l'épaisseur de l'enveloppe du tuyau 1. Cette gorge 5 autorise l'ench ssement de la zone 3 dans les orifices du tuyau porteur. La base de cette zone est conique, offrant ainsi peu de résistance aux frottements lors des manipulations du tuyau 1 et l'ouverture du conduit 4 est protégée par une jupe périphérique 6 également façonnée dans le matériau élastique des autres organes, et dont le rôle est d'éviter l'injection de corps étrangers dans le conduit 4 en se rabattant (flèches R) sur l'ouverture de ce dernier. Le rale de la zone 3 est d'assurer le support d'une membrane déformable 7 ouverte axialement selon un ajutage 8, calibré en fonction du débit d'émission désiré et évasé dans sa partie basse en contact avec le conduit 4. Cet évasement définit une courbure 9 dont le rayon détermine le module de rigidité de la membrane 7. Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention,l'intérieur du conduit 4 est garni de membranes ou de filaments tels des poils 10 orientés vers l'extérieur et ayant pour but de faciliter l'extrusion de corps étrangers dans ledit conduit. Ces poils 10, protégeant du bouchage le conduit 4, permettent également de briser le jet d'émission d'eau à la sortie du conduit. Selon une autre caractéristique de l'invention, ces poils 10 pourront être remplacés par un tampon perméable à l'eau, non représenté. Ce tampon, introduit par pression dans conduit 4, permettra de renforcer l'ancrage du support 3 dans l'orifice du tuyau porteur. On remarquera que l'extrémité supérieure de l'ensemble constitué par le support 3 et la membrane 7 est fusiforme de manière à permettre l'introduction dudit ensemble dans les orifices ménagés dans l'enveloppe du tuyau 1. Le dispositif décrit et représenté ci-dessus régule de la façon suivante. Pour le cas du dispositif 2a disposé en amont du tuyau 1, donc près de la source d'alimentation en eau, une force Fa sous l'effet de la pression hydraulique Pa régnant dans cette partie du tuyau 1 est appliquée sur la membrane 7. L'intensité de cette force Fa modifiela courbure de la membrane pour restreindre la section d'ouverture Sa de l'ajutage 8. Ainsi, le débit d'émission d'eau Da proportionnel à la force Fa et à la surface Sa s'écrira sous la forme Da = k x Fa x 5a, k étant une constante. Pour le cas du dispositif 2b disposé en aval du tuyau 1, la pression hydraulique Pb est inférieure par pertes de charge et par dérivation à la pression Pa. Donc la force Fb est inférieure à la force F a et cette diminution d'intensité de la force appliquée sur la membrane 7 entraine un relachement de cette dernière et conséquemment un agrandissement de la section d'ouverture Sb de l'ajutage 8. Il suffit de choisir un module de rigidité de la membrane convenable, répondant notamment à la relation Fb = Sa pour réguler le débit d'émission d'eau en tout F q point du tuyau 1. En effet, le débit Db = k x Fb x Sb sera égal au débit Da puisque Fb Sa Fa = Sb - , Fb x 5b = Fa x 5a # k x Fb x Sb = k x Fa x Sa Bien entendu, l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté permet d'envisager d'autres modes et d'autres formes d'exécution de l'invention dans le cadre défini par les termes des revendications qui suivent. R V ENDICA T IONS 1 - Dispositif d'arrosage du type goutte à goutte destiné à uniformiser l'irrigation des sols, constitué d'un tuyau d'amenée du liquide in situ percé d'orifices pratiqués dans son enveloppe et aménagés de moyens permettant de réguler le débit d'échappement de liquide sur toute la longueur dudit tuyau, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE les susdits moyens de régulation du débit sont constitués chacun - par un support cylindrique percé d'un conduit et préformé pour s'enchâsser de manière hermétique dans les orifices dudit tuyau, - et par un diaphragme porté par ledit support et destiné à assurer l'obturation, proportionnellement à 1' inten- sité de la pression locale, de l'ouverture du conduit située à l'intérieur du tuyau d'amenée du liquide. 2 - Dispositif d'arrosage selon la revendication 1, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE le susdit conduit est longitudinal. 3- Dispositif d'arrosage selon les revendications 1 et 2, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE le susdit diaphragme est constitué par une membrane élastique ouverte axialement selon un ajutage, calibré en fonction du débit désiré, et de préférence évasé dans sa partie basse en contact avec le conduit longitudinal. 4 - Dispositif d'arrosage selon les revendications 1 et 2, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE l'intérieur du conduit longitudinal débouchant à l'extérieur du tuyau est protégée par une jupe périphérique découpée dans un matériau souple. 5 - Dispositif d'arrosage selon les revendications 1 et 2, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE l'intérieur du conduit longitudinal est garni de filaments. 6 - Dispositif d'arrosage selon les revendications 1 et 2, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE l'intérieur du conduit longitudinal est garni de membranes. 7 - Dispositif d'arrosage selon les revendications 1 et 2, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE l'intérieur du conduit longitudinal est muni d'un tampon perméable. 8 - Dispositif d'arrosage selon les revendications 1 et 2, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE le susdit support dessine sur sa hauteur une partie périphérique en retrait dont la largeur est sensiblement égale à l'épaisseur de la paroi du tuyau d'amenée du liquide. 9 - Dispositif d'arrosage selon les revendications 1 et 2, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE le susdit support présente une configuration fusiforme. 10 - Dispositif d'arrosage selon les revendications 1, 2, 3, 4 et 5 ou 6 prises ensemble,CARACTERISE PAR LE FAIT QUE le susdit support, le susdit diaphragme, la susdite jupe et les susdits filaments ou membranes sont façonnés d'un seul tenant dans un matériau homogène et souple.