Brevet FR2481882A1 — publié le 19811113

L'invention concerne un procédé pour développer la croissance des plantes sous serre permettant à la fois d'augmenter la proportion du rayonnement ultrariolet reçu par les plantes, ctest-à-dire de favoriser leur croissance, tout en limitant les pertes calorifiques. L'invention concerne également une installation susceptible de mettre en oeuvre ce procédé. La déperdition d'énergie calorifique dans une serre est proportionnelle aux surfaces transparentes. Par ailleurs, pendant la journée, il est nécessaire de protéger les plantes contre un trop fort ensoleillement. I1 est connu de résoudre ce double probleme en deployant horizontalement au-dessus du sol et à une certaine hauteur, un paillage fait de nattes ou de nappes de fibres tissées. Ce paillage permet donc d'obtenir un ombrage pendant la journée, qui évite une surchauffe de la serre pendans les heures les plus esoleillées. En outre, il permet de réaliser des économies de chauffage du fait que le volume délimité entre le paillage et le toit de la serre n' a pas besoin d'être chauffé.Cependant, il présente plusieurs inconvénients et, notaninent, le fait d'entre opaque à l'ensemble des radiations du spectre solaire, c' est-àdire au rayonnement ultra-violet comme au rayonnement infra-rouge. Autrement dit, pendant l'ombrage, la surface cultivée ne reçoit pas la totalité du rayonnement ultra-violet qui pourrait lui parvenir, ce qui défavorise la croissance des plantes. Par ailleurs, pendant la nuit, ce paillage a aussi tendance à absorber une partie des radiations infra-rouges produites par les plantes et donc de favoriser une déperdition calorique non pas de l'environne- ment, mais de la plante ellemême. L'invention permet de résoudre tous ces inconvénients, en offrant pendant la journée un ombrage sélectif permettant d'augmenter la quantité de rayonnement ultra-violet susceptible d'être reçue par les plantes pour un ensoleillement donné. Dans cet esprit, l'invention concerne un procédé pour développer la croissance des plantes sous serre caractérisé en ce qu'il consiste, essentiellement pendant la journée, à filtrer au moins une partie du rayonnement solaire atteignant une surface cultivée de ladite serre, pour en éliminer des composantes de longueurs d'onde élevées. De préférence, le procédé est complété en ce qu'il consiste, essentiellement pendant la nuit, à réfléchir vers ladite surface cultivée des rayonnements émis par elle, notamment des rayonnements de longueurs d'onde élevées. Selon une mise en oeuvre préférée du procédé, le rayonnement solaire est filtré par réflexion sur des surfaces de matériau absorbant préférentiellement lesdites composantes de longueurs d'onde élevées. En-fin, selon une caractéristique avantageuse de l'invention, les rayonnements de longueurs d'onde élevées, c'est-à-dire les rayonnements infrarouges, sont absorbés par la structure réfléchissante pour chauffer un fluide caloporteur circulant dans celle-ci. L'invention concerne aussi une installation du type comportant une serre abritant une surface de sol cultivée, caractérisée en ce quelle comporte en outre au moins une surface de matériau absorbant préférentiellement des composantes de longueurs d'onde élevées du spectre du rayonnement solaire et réfléchissant des composantes de longueurs d'onde faibles;cette surface étant orientée par rapport au soleil, de préférence de façon réglable, pour réfléchir le rayonnement qu'elle reçoit dans la direction de ladite surface de sol cultivée. L'invention sera mieux comprise et d'autres détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lecture de la description qui va suivre d'une installation conforme à l'invention, pour la mise en oeuvre du pro céde defini cidessus, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels - la fig. 1 représente schematiquement une serre munie des perfectionnements de l'invention; - la fig. 2 représente une vue en coupe et à plus grande échelle d'un élément d'une structure d'ombrage construite selon le principe de l'invention; - la fig. 3 est une vue partielle d'une variante de l'invention; et - la fig. 4 est une vue analogue à la fig. 2, relative à la variante de la fig. 3. La serre 11 représentée sur la figure 1 abrite une surface cultivée 12. De façon classique, elle se compose de parois verticales 13a, 13b en verre et d'un faîtage formant le toit de l'installation, également constitué de parois de verre 14a, 14b. Comme mentionné précédemnent, il est classique de disposer une structure d'ombrage formee de nattes ou de nappes de fibres tissées entre le faîtage délimité par les parois 14a, 14b et le reste de la serre, délimité par les parois verticales 13a, 13b. Selon l'invention, cette structure d'ombrage est constituée d'une pluralité de bandes étroites 15, montées pivotantes, c > est-à-dire de façon réglable, autour d'axes longitudinaux respectifs, 16, horizontaux et paralleles entre eux. C'est l'une de ces bandes qui est représentée à plus grande échelle sur la fig. 2. Dans l'exemple représenté, elle comporte une âme centrale rigide 17, portant sur au moins l'une de ses faces un matériau 18 absorbant préférentiellement des composantes de longueurs d'onde élevées du spectre du rayonnement solaire et réfléchissant des composantes de longueurs d'onde faibles.Comme représenté sur lafig. 1, l'en- semble de ces bandes a une structure analogue à un store dit californien, utilisé couramment dans les habitations, c'est-ài-dire que les bandes sont susceptibles de prendre différentes inclinaisons autour de leurs axes respectifs, de façon à réfléchir toute la partie 20 du rayonnement solaire vers la surface cultivée 12. Bien entendu, pendant la journée, l'orientation des bandes 15 est telle que la partie 20 du rayonnement solaire rencontre les surfaces du matériau 18 aux propriétés réfléchissantes et absorbantes énoncées ci-dessus.De cette façon, les plantes reçoivent pendant la journée la partie directe 21 du rayonnement solaire, augmentée d'une importante proportion de rayonnement ultra-violet provenant de la partie 20 réfléchie sélectivement sur la structure d'ombrage constituée par l'ensemble des bandes 15. Le matériau 18 peut tirer son principe actif du fait qu'il comporte un pigment organique ou, de préférence, minéral tel que le bleu d'outre-mer ou le bleu de Turnbull. Par exemple, ce pigment peut être incorporé dans un liant transparent tel qu'un vernis et déposé sur l'aine rigide 17. Le vernis transparent précité peut être de l'acétate de vinyle. On peut aussi utiliser une matière plastique colorée dans la masse par les mimes pigments et déposée sur l'âme rigide 17 ou venant même éventuellement se substituer à elle.L'orientation des bandes 15 peut se faire manuellement, de temps en.temps, ou bien l'installation peut être complétée avantageusement par un système d'orientation automatique des bandes utilisant une cellule photoélectrique, par exemple portée par l'une des bandes et s'orientant vers la luminosité maximum. Par ailleurs, ombrage luimeme est amélioré par le fait que le rayonnement supplementaire qui est dirigé vers la surface cultivée est pratiquement débarrassé de tous les rayonnements infra-rouges porteurs d'énergie calorifique. A titre d'exemple, le bleu d'outre-mer a un pouvoir de réflexion de 70% pour une longueur d'onde de 0,44 micron, contre seulement 3 à 7 % pour une longueur d'onde d'environ 0,65 micron. Par ailleurs, l'autre face de chaque bande 15 peut être avantageusement recouverte d'un autre matériau réfléchissant ]9. Ce matériau peut être neutre pour toutes les composantes de longueurs d'onde du rayonnement solaire,c 'est-àdire avoir un pouvoir de réflexion constant en fonction de la longueur d'onde, mais il est recommandé d'utiliser un matériau réfléchissant sélectivement des rayonnements de longueurs d'onde élevés. A titre d'exemple, on peut utiliser un pigment organique ou de préférence minéral, tel que le vermillon, le rouge d'aniline, ou l'auramine. Le conditionnement de ce pigment peut être analogue à celui des autres pigments recouvrant la première face de l'âme rigide 17.A titre d'exemple, le vermillon a un pouvoir de réflexion de plus de 60 % des radiations de longueur d'onde supérieure à 0,6 micron et de moins de 10 Z des radiations de longueur d'onde inférieure à 0,5 micron. La nuit, les bandes 15 sont amenées par rotation de telle manière que leurs faces portant le matériau 19 soient dirigées vers la surface cul tivée 12,de façon que l'énergie émise par les plantes leur soit renvoyee. Si le matériau réfléchissant 19 n'est pas choisi comme étant sélectif pour la réflexion des infra-rouges, on peut utiliser des pigments blancs, tels que l'oxyde de titane, la magnésie, le carbonate de calcium ou le carbonate de magnésium, ou des dépôts métalliques à pouvoir de réflexion uniforme tels que l'aluminium anodisé, ou le nickel. Cependant, l'utilisation d'un pigment à pouvoir de réflexion sélectif est avantageuse dans la journée, notamment lorsque les faces portant les revêtements 18 sont presque complètement orientées vers la surface cultivée 12 (très fort ensoleillement), car dans ce cas l'énergie des composantes infra-rouges est réfléchie à la partie supérieure de la structure d'ombrage, ce qui limite l'élévation de température dans la serre. En se reportant aux figures 3 et 4, on a représenté une variante caractérisée en ce que des conduits 25 de fluide caloporteur, par exemple de l'eau, sont ménagés dans l'âme rigide 17, c'est-à-dire en contact thermique notamment avec le matériau 18 absorbant préférentiellement les composantes de longueurs d'onde élevées du spectre de rayonnement solaire. Les conduits 25 peuvent être réunis entre eux, aux extrémités des bandes 15, par des conduits flexibles 26 n'entravant pas la rotation des bandes 15. L'énergie thermique d'origine solaire ainsi récupérée peut être utilisée pour chauffer la serre, ou l'eau d'arrosage, ou même le sol. A titre d'exemple, une surface de 200 m2 permet d'élever la température de 200 litres d'eau à plus de 500, ce qui permet de chauffer, notamment la nuit, plus de 150 m3 d'air sous serre. Pendant l'hiver, il est possible d'augmenter encore la proportion d'énergie solaire favorisant la croissance des plantes (ultra-violets) en disposant une autre nappe de matériau 18 le long de la paroi 13b. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit, mais comprend tous les équivalents techniques des moyens mis en jeu si ceux-ci le sont dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Procédé pour développer la croissance des plantes sous serre, caractérisé en ce qu'il consiste, essentiellement pendant la journée, à filtrer au moins une partie du rayonnement solaire atteignant une surface cultivée de ladite serre pour en éliminer des composantes de longueurs d'onde élevées. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste, essentiellement pendant la nuit, à réfléchir vers ladite surface cultivée des rayonnements émis par elle, notamment des rayonnements de longueurs d'onde élevées. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on filtre ladite partie du rayonnement solaire par réflexion de celle-ci sur des surfaces de matériau absorbant préférentiellement lesdites composantes de longueurs d'onde élevées. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on récupère de l'énergie thermique issue desdites composantes de longueurs d'onde élevées dans ledit matériau absorbant en faisant circuler un fluide caloporteur au voisinage dudit matériau absorbant. 5. Installation du type comportant une serre abritant une surface de sol cultivée, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre au moins une surface de matériau absorbant préférentiellement des composantes de longueurs d'onde élevées du spectre du rayonnement solaire et réfléchissant des composantes de longueurs d'onde faibles; cette surface étant orientée par rapport au soleil, de préférence de façon réglable, pour réfléchir le rayonnement qu'elle reçoit dans la direction de ladite surface de sol cultivée. 6. Installation selon la revendication 5, comportant une structure d'ombrage à la partie supérieure de ladite serre, de préférence disposée horizontalement au-dessus de ladite surface cultivée, caractérisée en ce que ladite structure d'ombrage est constituée d'une pluralité de bandes étroites dudit matériau, ces bandes étant montées pivotantes autour d'axes longitudinaux respectifs, parallèles entre eux. 7. Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que chaque bande étroite étant supportée par tout support mécanique convenable, l'autre face de ce support est recouverte d'un revêtement de matériau réfléchissant, de préférence un matériau réfléchissant sélectivement des rayonnements de longueurs d'onde élevées. 8. Installation selon la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce que ledit matériau absorbant préférentiellement des composantes de longueurs d'onde élevées et réfléchissant des composantes de longueurs d'onde faibles, comporte un pigment organique ou minéral tel que le bleu de Turnbull ou le bleu d'outre-mer. 9. Installation selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit matériau réfléchissant sélectivement des rayonnements de longueurs d'onde élevées comporte un pigment organique ou minéral tel que le rouge d'aniline, l'auramine ou le vermillon. 10. Installation selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite autre face est recouverte d'un revêtement de matériau réfléchis- sant sensiblement toutes les longueurs d'onde. 11. Installation selon l'une des revendications 5 à 10, caracté- risée en ce que des conduits de fluide caloporteur sont agencés en contact thermique avec ledit matériau absorbant préférentiellement des composantes de longueurs d'onde élevées du spectre du rayonnement solaire.