Brevet FR2480075A1 — publié le 19811016

L'invention concerne un procédé d'extraction de calories du sol d'une serre au moyen de drains ventilés. Elle concerne également un dispositif de mise en oeuvre de ce procédé. On connait des procédés de chauffage pour des serres, dans lesquels on utilise des tuyaux enterrés dans le sol. Ces tuyaux sont parcourus par un fluide à basse température, tel que des eaux de rejet industrielles ou de pompes à chaleur. La chaleur contenue dans ces fluides est ainsi transmise à la serre par l'intermédiaire du sol. Cependant, les puissances dissipées par mètre carré chauffé sont limitées par la faible conductibilité du sol, même humide. D'autre part, la surface du sol se refroidit rapidement sous l'effet de l'évaporation. On peut estimer qu'une puissance dissipée de 40 watts par mètre carré constitue un ordre de grandeur moyen de la puissancé qu'il est possible d'apporter à une serre au moyen d'un tel procédé de chauffage. Ainsi, en cas de baisse de la température extérieure, il arrive que cette puissance dissipée soit insuffisante pour maintenir la température de l'air à l'intérieur de la serre à une valeur supportable par les plantes qui s'y trouvent. I1 est alors nécessaire d'utiliser un chauffage d'appoint. L'invention a précisément pour objet un procédé d'extraction de calories du sol par circulation d'air dans des drains enterrés sous les canalisations chauffantes, qui permet d'eviter le recours à un chauffage d'appoint ; chaque drain est muni d'un ventilateur qui peut assurer une circulation forcée -d'air. Ce procédé permet de doubler les puissances thermiques dissipées par le sol. On augmente ainsi la température de l'air à l'intérieur de la serre d'environ 2 à 30C. I1 permet également un chauffage plus intense de la serre, par exemple en faisant circuler une eau plus chaude à l'intérieur des canalisations, sans surchauffe du sol, les drains évacuant les calories supplémentaires de façon accélérée. Plus précisément, le procédé d'extraction de calories du sol d'une serre chauffée au moyen de canalisations enterrées dans lesquelles circule un fluide chaud se caractérise en ce que : - on aspire l'air à l'intérieur de la serre - on le fait circuler dans des drains passant sous les canalisations ; - on le réintroduit à l'intérieur de la serre. Les drains peuvent être disposés parallèlement ou perpendiculairement aux canalisations. Le dispositif selon l'invention d'extraction des calories du sol d'une serre chauffée au moyen de canalisations enterrées dans lesquelles circule un fluide chaud se caractérise en ce qu'il comporte des drains dont les extrémités débouchent à l'intérieur de la serre et qui sont enterrés sous les canalisations, chaque drvin étant muni d'un ventilateur pour assurer une circulation forcée de l'air à l'intérieur de celui-ci. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui suit faite à titre explicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées sur lesquelles : - la fig. 1 représente un exemple de réalisation du dispositif selon l'invention. - la fig. 2 représente une variante de réalisation des drains ventilés. La référence 2 désigne une serre. A l'intérieur de cette serre, on trouve des plantes 4. Des canalisations 6 sont enterrées dans le sol sous la serre 2. Un fluide chaud, constitué par exemple par des eaux de rejet industrielles ou provenant d'une pompe à chaleur circule dans les canalisations 6. Cette disposition permet d'apporter de la chaleur à la serre 2 par l'intermédiaire du sol. Cependant, les puissances dissipées par mètre carré chauffé sont limitées car la conductibilité du sol 5, même humide, est faible et sa surface se refroidit rapidement sous l'effet de l'évaporation. En cas de baisse de la température extérieure, la température à l'intérieur de la serre peut devenir insuffisante. Pour remédier à cet inconvénient, il est alors nécessaire d'apporter un complément de chaleur à la serre 2 au moyen d'un chauffage d'appoint. Le procédé de l'invention permet d'éviter le recours à deux chauffages d'appoint par la mise en oeuvre de drains 8 enterrés à proximité des canalisations 6. Chaque drain est muni d'un ventilateur 10 qui peut assurer une circulation forcée d'air 11. Les drains 8 peuvent être disposés transversalement aux canalisations 6, comme représenté sur la figure 1. Dans le cas de l'exemple de réalisation décrit, la serre est équipée d'un chauffage de sol comportant des canalisations 6 en polyéthylène enterrées à une profondeur de 40 cm et espacées de 80 cm. Les drains 8, disposés transversalement par rapport aux canalisations 6 sont des drains annelés de 100 mm de diamètre et enterrés tous les 80 cm sous les canalisations 6. La serre 2 est d'une longueur de 15 m. L'expérimentation de ce procédé a montré que l'on peut ainsi doubler les puissances thermiques dissipées par le sol, ce qui permet un accroissement de la température de l'air à l'intérieur de la serre d'environ 2 à 30C. Afin de mieux mettre en évidence l'effet des drains ventilés sur la température de l'air à l'intérieur de la serre, on a effectué la comparaison d'une serre munie de drains conformément à l'invention avec une serre-témoin. Au cours d'une journée type, le débit d'air dans les dix-huit drains a été de 22 m3/h/m2 de serre. La puissance fournie au ventilateur et au transformateur 2 a été de 14 watts/m2 de serre. Dans ces conditions, pour une température extérieure égale à -4,70C, et pour une vitesse du vent nulle, les résultats obtenus ont été les suivants Serre à drains - température du sol à 5 cm : 8,20C ; - température du sol à 50 cm : 13,30C ; 2 - puissance fournie par le sol : 43 watts/m2 de serre ; 2 - puissance fournie par les drains : 39 watts/m ; - température de paroi d'un drain : 8,8 C. Serre témoin - température du sol à 5 cm : 11,50C ; - température du sol à 50 cm : 17,20C ; - puissance fournie par le sol : 40 watts/m2 de serre. Dans le cas de la serre équipée conformément à l'invention, la différence entre la température du sol à 5 cm et la température du sol à 50 cm est de 5,10cri tandis que dans le cas de la sphère témoin, cette valeur est de 5,70C. On constate que les deux valeurs de ces différences sont très proches, en dépit des valeurs différentes des températures. La puissance fournie par les drains est du même ordre que celle du flux émis par le sol luimême, soit environ 40 W/m2 de serre. Cette puissance comprend le réchauffement du moteur du ventilateur 10 qui est de 14 W/m2 de serre. Grâce à ce surcroît de puissance fournie à- la serre équipée conformément à l'invention, la température à l'intérieur de celle-ci est supérieure de 20C à celle de la sphère témoin, ce qui correspond à un coefficient de dissipation de 20 W/m2/ C. Par ailleurs, on remarque qu'au ras de la paroi de la serre, la température de l'air aspiré est inférieure de 20C à la température moyenne à l'intérieur de la serre, ce qui va dans le sens de l'efficacité du déstockage thermique du sol. Selon une variante de réalisation du procédé représentée en traits pointillés sur la figure I, les drains 8' ne sont plus disposés transversalement par rapport aux canalisations 6, mais longitudinalement, entre les canalisations 6 de chauffage du sol. Dans l'exemple de réalisation décrit, l'aspiration de l'-air se fait du côté sud de la serre et l'extraction du côté nord. Il y a neuf drains longitudinaux de 15 m de long chacun. Les bouches de sortie d1air ont été placées au ras du sol afin de limiter le brassage de l'air vers la paroi. La ventilation sera également effectuée au ras du sol, car cette disposition améliore l'échange de chaleur entre l'air de la serre et le sol 5, surtout si celui-ci est humide. On a effectué une campagne de cultures dans cette serre. Un thermostat mettait en marche la ventilation des drains à partir de 80C. Au cours de cette période de culture, la température minimale de l'air pendant la nuit à l'intérieur de la serre a été de 5,50C. On peut comparer cette valeur avec la température minimale qui aurait été obtenue avec une serre équipée de drains transversaux, soit environ 70C. On a également fait fonctionner la ventilation 10 des drains 8 pendant la journée, pour refroidir l'air de la serre, et afin de faciliter le réchauffage du sol. On a ainsi obtenu une chute de 4,50C de la température de l'air lors de la mise en route des ventilateurs 10, pour une température du sol de 24,50C et pour une température d'air de 280C. Selon une variante de réalisation représentée sur la fig. 2, de l'aspiration de l'air à l'intérieur des drains 8, on a prévu deux clapets 12 et 13, qui permettent d'aspirer l'air soit à l'intérieur de la serre 2, soit à l'extérieur de celle-ci. Cette disposition, aisément réalisable étant donné que l'extrémité du drain ventilé 8, sur laquelle est monté le ventilateur 10, se trouve à proximité de la paroi de la serre, permet un refroidissement et une déshumidification de l'air se trouvant à l'intérieur de la serre. REVENDICATIONS 1. Procédé d'extraction de calories du sol d'une serre chauffée au moyen de canalisations enterrées dans lesquelles circule un fluide chaud, caractérisé en ce que - on aspire l'air à l'intérieur de la serre (2), - on le fait circuler dans des drains (8) passant à proximité des canalisations (6), - on le réintroduit à l'intérieur de la serre (2). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les drains (8) sont disposés parallèlement aux canalisations (6). 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les drains (8) sont disposés perpendiculairement aux canalisations (6). 4. Dispositif d'extraction des calories du sol d'une serre chauffée au moyen de canalisations enterrées dans lesquelles circule un fluide chaud, caractérisé en ce qu'il comporte des drains (8) dont les extrémités débouchent à l'intérieur de la serre (2) et qui sont enterrés à proximité des canalisations de chauffage (6), chaque drain (8) étant muni d'un ventilateur (10) pour assurer une circulation forcée d'air (11) à l'intérieur de celui-ci. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les drains (8) sont disposés parallèlement aux canalisations (6). 6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les drains (8) sont disposés perpendiculairement aux canalisations (6). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte deux clapets (12, 13) au moyen desquels le ventilateur (10) peut aspirer l'air soit à l'intérieur, soit à l'extérieur de la serre (2).