Brevet FR2543794A1 — publié le 19841012

La présente invention a pour objet un système d'irrigation comportant des dispositifs de goutte à goutte. Eh matière d'irrigation, on connait traditionnellement plusieurs solutions - l'irrigation par gravité, qui demande la constitution d'un réseau de rigoles et de vannes. - l'irrigation par canalisations sous pression ( souvent de plusieurs bars ) avec différents dispositifs ddtendeurs et souvent en fin de réseau des tubes capillaires pour apporter l'eau au pied des plantations en goutte à goutte selon des besoins évalués avec précision. Il va sans dire que ces techniques représentent des investissements importants réservés à des cultures de valeur. Le particulier dispose de l'eau de la pluie dont la chute est aléatoire et irrégulière, ainsi que de l'arrosage. L'arrosage entraine des pertes importantes par évaporation ou ruissellement. I1 nécessite une présence pour être renouvelé fréquemment selon la perméabilité du sol. Des systèmes de programmation d'arrosage existant, ils conviennent plutôt pour des surfaces ( du gazon par exemple, ou des légumes ); ils se révèlent délicats à mettre en oeuvre et onéreux. Or les particuliers investissent souvent des sommes importantes dans des arbres d'agrément ou des fruitiers. Ils ne sont pas toujours présents pour assurer les besoins réguliers en eau de ces plantations représentant le gage d'une bonne croissance. C'est spécialement à ce type de besoin que répond le dispositif autonome d'irrigation objet de la présente invention. Pour une plus grande commodité, nous présenterons la descrip- tion de l'invention en référence constante aux croquis en annexe. L'élément constitutif de base est une capsule d'irrigation 1 représentée sur la Figure 1, sue en coupe. Elle est caractérisée par sa forme de cuvette renversée, dont le fond 2 est percd d'un orifice calibré 41 de diamètre compris entre 18 et 26/100ème de millimètre, selon le débit que l'on se propose d'obtenir. La paroi 3 est sensiblement verticale, un angle de ddpouille 18 suffisant est prévu pour permettre d'obtenir la pièce par les techniques les plus simples de moulage en injection ou thermoformage de plastique.La hauteur de la paroi 3 est au moins égale A 6 mi, de manière à permettre à une goutte 4 de se former et de se ddtacher, tout en laissant l'orifice 41 éloignd du contact avec le sol 6 sur le quel reposera la capsule, ceci de manière à éviter une formation de boue qui obturerait l'orifice d'écoulement. La partie 5 de la capsule forme une collerette pour en permettre le collage ou la soudure sur un réservoir 13 ou un tuyau représentant l'alimentation en eau du dispositif. Un moyen simple de varier le débit d'écoulement consiste à emboiter i l'intérieur de la capsule 1 une 2ème capsule dont le diamètre extérieur est sensiblement égal au diamètre intérieur de la capsule 1 cette 2ème capsule comporte un orifice calibre égal ou inférieur à celui de la capsule d'origine. On peut ainsi ralentir comodément le débit d'une capsule d'irrigation, voir l'arreter en utilisant ( Figure 2 bis ) une 2me capsule à fond plein 8. L'emboîtement doit créer une force de friction supérieure à la force produite par la pression de l'eau à travers l'orifice d'écoulement 41, sous peine de voir cette 2ème capsule éjectée : ceci s'obtient très facilement en jouant sur l'élasticité des matières employées pour réaliser les capsules. On obtiendra un système simple d'irrigation d'arbres ou de grosses plantes en associant une ou plusieurs capsules telles que celles décrites ci-dessus avec un réservoir souple tel que représenté sur les Figures 3 et 4. On utilisera pour celà deux ou plusieurs feuilles de matière plastique souple, telles que polychlorures de vinyle, polyéthylènes, armés ou non, tissus enduits de caoutchouc, cette description n'étant pas limitative. La Figure 3 représente une réalisation d'un rdservoir d'irrigation, vue en plan. Une ligne continue 16 de soudure ou de collage ménage un volume unique entre deux feuilles 12 et 13. Quatre capsules 1 sont soudées dans la feuille 13. Une ouverture 9 m6- nage un accès à un espace 10 circulaire ou oblong réservant le passage du tronc 11 d'un arbre et éventuellement de son tuteur 11 bis. La Figure 4 montre le même réservoir vu en coupe selon A-A' de la Fig. 3. On distingue la feuille supérieure 12 comportant un orifice de remplissage 14 et son bouchon 14 bis. La feuille inférieure 13 est soudée dans la zone 16 avec la feuille supérieure. Une capsule d'irrigation 1 est soudée dans la feuille par sa collerette 5. L'espace 10 réserve ilrr le passage du tronc 11. L'ensemble repose sur le sol 6, dont il épouse les diverses aspérités, le système fonctionnant en très basse pression. En effet, dans une taille courante, la hauteur d'eau admise dans le réservoir sera de 20 cm au maximum i ceci représente une pression de 0,03 bar, alors qu'un réseau d'eau de ville fonctionne couramment sous des pressions de 2 à 4 bars, soit 40 à 80 fois plus. Le fond 13 peut être réalisé dans une matière opaque, pour enrayer la pousse des mauvaises herbes, qui absorbent sans celà une part non négligeable de l'eau et des éléments nutritifs pouvant favoriser la croissance de l'arbre. Le dessus réalisé dans une matière transparente met en évidence la présence de l'eau. L'ensemble est thermiquement assez stable et insensible aux effets du soleil. La Figure 3 montre un réservoir similaire à celui présenté en Figure 3, mais d'une taille plus importante, car destiné à suivre plus longtemps la croissance d'un arbre. Dans cette réalisation, les capsules d'irrigation 1 sont disposées selon des cercles concentriques virtuels 13, le tronc 11 constituant le centre. Au début de l'utilisation ( pendant toute la première année, par exemple ), seul le cercle le plus près du centre est mis en irrigation, avec un choix des capsules calibrées correspondant au ddbit recherché. Les capsules des cercles extérieurs sont obturées ( voir Figure 2 bis ). Le but de ce mode opératoire est de fournir l'eau le plus possible au droit des racines et radicelles.Au fur et à mesure de la croissance de l'arbre, on déplace les points d'irrigation du centre vers l'extérieur du réservoir, pour suivre au mieux le développement des racines. Le nombre et la disposition des capsules ne sont évidemment pas limitées à la description et au dessin. Uh même réservoir resservira ainsi de nombreuses années. Un autre type de réalisation d'un dispositif autonome d'irrigation consiste en un réservoir linéaire commun à plusieurs plantations. La difficulté de fonctionnement du système proviendrait alors des différences de niveau d'un terrain sur plusieurs mètres de longueur. Une pente de 3 %, peu sensible à l'oeil, produit une différence de niveau de 13 cm sur 3 mètres. Si le réservoir de 3 mètres de long est continu, on risque alors d'avoir une partie haute du terrain hors d'irrigation, alors que la partie basse est encore en pression maximale Le dispositif ne répondrait alors plus à son objectif qui est la régularité de répartition.La Figure 6 montre comment remédier à celà. Un réservoir rectangulaire souple construit conne exposé Figure 3 est muni à une ex trématé d'un manchon de remplissage 23 de forme légèrement conique pour bloquer des tuyaux d'amenée d'eau de diamètres différents. Des capsules d'irrigation 1 sont soudées sur la face inférieure, en nombre suffisant sur toute la longueur de manière à offrir des choix d'écartements des points d'irrigation en fonction des types de plantations ou de cultures ( nombreuses applications possibles en jardin potager entre autres ). Des cloisons soudée; perpendiculairement 21 obturent partiellement le réservoir dont le remplissage s'effectue à travers les passages 22 au droit des cloisons 21. Une fois le remplissage effectué, on dispose des pinces 26 pour refermer les cloisons 21 ainsi que le manchon 23, isolant ainsi des réservoirs 20 indépendants les uns des autres, et qui auront sensiblement les mêmes débits d'irTigationç quels que soient les mou vements du terrain. On peut envisager un cloisonnement environ tous les 80 à 100 cm.Ce type de réservoir est à appliquer le long d'une ligne de plantation, quel que soit l'écartement entre arbres ( on arbustes, ou plantes ), de préférence sur la partie de terrain plus haute que les plantations si celles-ci sont par exemple le long dun talus. Une variante de ce réservoir linéaire est représentée Figure 7. La cloison 21 est remplacée par une découpe 27 en forme de U . 1'écar- tement entre deux découpes 27 correspond à celui des plantations, le tronc 11 se trouve alors centré par rapport au réservoir et aux capsules d'irrigation, ce qui permet de réaliser un réservoir plus large et donc de plus grande capacité que dans le oas de la Figure 6. les passages 22 sont refermés par des pinces 26 après le remplissage en eau. La Figure 8 montre une variante de la Figure 3 dans la rdalisa- tion d'une réserve souple d'irrigation pour plantes, arbustes ou fleurs en pot, le diamètre extérieur du réservoir correspondant sensiblement au diamètre supérieur du pot. La forme du réservoir peut etre exactement celle du pot, par exemple carrée, circulaire, ovale, rectangulaire, le réservoir ménageant toujours le passage de au moins une tige et comportant au moins une capsule d'irrigation. Ceci permet un arrosage régulier en cas d'absence et réduit très fortement les pertes en eau par évaporation. Tout au long de cet exposé nous n'avons mentionné que la notion de réservoir souple t un produit de ce type présente en effet toute facilité de vente, de transport, et de stockage après utilisation, étant repliable. Cependant des capsules d'irrigation peuvent être utilisées en association avec des réservoirs rigides ou semi-rigides si IintéPêt du développement industriel du produit le justifie. En particulier, les techniques de moulage de récipients par extrusion-soufflage s'adaptent bien à la fabrication de petits ou moyens réservoirs. Après avoir expliqué la nouveauté de la capsule d'irrigation, dans sa surélévation par rapport au sol, sa forme permettant des emboitements d'autres capsules pour faire varier les débits d'écoulement, et son association avec différents types de réservoirs, nous illustrons maintenant le mode normal d'écoulement de l'eau dans ce système tel qu'il ressort de l'expérimentation - l'écoulement est en basse pression, comme nous l'avons défini avant, 0,05 bar sous 20 cm de hauteur d'eau - les orifices d'écoulement entre 18 et 26/100ème de mi créent un phé- nomène d'écoulement en goutte à goutte, dont la formation et la chute sont facilitées si le fond 2 de de la capsule Figure 1 est légèrement convexe vers le bas ( flèche de 15 à 20 % de la corde de l'arc forme par le fond bombé ) - la courbe d'écoulement est d'autant plus plate que les diamètres d'orifice sont faibles et/ou la largeur du réservoir importante.La Figure 9 donne approximativement les écoulements d'eau d'une réserve souple a 4 capsules d'irrigation de 24/100ème pour une capacité de 80 litres sous 17 cm de hauteur d'eau au départ - on peut considérer les apports en eau comme relativement constants dans le temps malgré la forme de la courbe, en tenant compte de deux éléments concordants - l'apport initial en eau, plus important, crée ou recré l'im prégnation du sol à chaque cycle de remplissage du réservoir - l'ensemble du rémervoir agit comme un dispositif anti-évaporation dans sa zone de contact avec le sol : cette sone est d'autant plus étendue que le réservoir tend à se vider, d'où plus d'eau à la disposition de l'arbre à ce @oment - les cycles de remplissage et d'écoulement sont programmables de environ 8 jours à 30 jours, pour pallier les durées d'absence les plus fréquentes, entre deux week-ende, ou durant les vacances d'été - les apports en eau peuvent ainsi localement être 3 à 6 fois supéricurs à la pluviométrie normale, ce qui est reconnu faciliter la croissance des arbres et autres plantes - la zone d'imprégnation en humidité, schématisée sur la Figure 4, est un tronc de cône dont le sommet est d'autant plus étroit que le sol est plus perméable. Ce système d'irrigation privilégie l'humidité en pro fondeur par rapport h la surface et facilite l'enracinement profond de l'arbre - la poche souple que constitue le réservoir suit la baisse de l'eau sans nécessiter une mise å l'air libre - le dispositif peut diffuser en solution dans l'eau des engrais liqui des ou des produits phyto-sanitaires avec un maximum d'éfficacité ( pas d'évaporation, pas de ruissellement ) - la pluie est restituée au sol, notamment dans la partie centrale 10 du réservoir ( Figure 4 ) grâce à la forme bombée du-dit réservoir. R E V E N D I C A T I O N S 1 Dispositif d'irrigation comportant au moins un orifice ealibre d1écoulement d'eau en goutte à goutte, caractérisé en ce que cet orifice ( 41 ) est ménagé dans le fond ( 2 ) légèrement convexe vers le bas d'une capsule sensiblement cylindrique en forme de cuvette renversée, la hauteur de la paroi cylindrique ( 3 ) étant suffisante pour permettre à une goutte d'eau ( 4 ) de se former et de se détacher sans que l'orifice d'écoulement toit en contact avec le solO 2 - Dispositif d'irrigation selon la revendication 1;; caraoté- risé en ce que la forme sensiblement cylindrique ( 3 ) de la paroi permet d'emboîter à l'intérieur une autre capsule de diamètre extérieur égal au diamètre intérieur de la capsule initiale et dont le fond com- porte un orifice d'écoulement ( 7 ) calibré égal ou plus petit que celui de la capsule initiale, ou ne comporte pas d'orifice ( 8 ) de façon à ralentir ou arrêter complètement l'écoulement de l'eau. 3 - Dispositif d'irrigation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la capsule comporte à sa base ( partie ouverte ) une collerette ( 3 ) permettant sa fixation par soudure ou collage sur un réservoir ou un tuyau représentant l'alimentation en eau du système. 4 - Dispositif d'irrigation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une ou plusieurs capsules fixées sur un réservoir souple constitué de deux feuilles ( 12-13 ) de matière plastique soudées selon une forme semi-circulaire, une ouverture ( 9 ) étant ménagée selon un rayon, en correspondance avec un évidement central ( 10 3de manière à permettre de ceinturer le tronc ( ll ) d'un arbre ou d'une grosse plante, fournissant ainsi un dispositif individuel et autonome d'irrigation. 9 - Dispositif d'irrigation selon la revendication 4, caracté- risé en ce que les capsules d'irrigation sont disposées selon des cercles concentriques, chaque cercle étant mis en eau et les autres obturés par des capsules amovibles selon le développement de l'arbre. risé en 6 - Réservoir d'irrigation selon la revendication 4, caracté- ce que au moins le fond ( 13 ) du réservoir est constitué d'une feuille opaque pour éviter la pousse des mauvaises herbes. 7 - Réservoir d'irrigation selon la revendication 1, caracté- risé en ce que les capsules ( 1 ) sont soudées dans un réservoir ( Fig 6 ) en plastique souple très sensiblement plus long que large, des cloisons ( 21 ) obturant partiellement le remplissage en eau qui s'effectue à travers les passages ( 22 ), des pinces ( 26 ) venant alors refermer les cloisons de manière à ce que chaque zone ( 20 ) ait le même débit quelle que soit la pente du terrain. 8 - Réservoir d'irrigation selon la revendication 7, caracté- risd en ce que la cloison ( 21 ) est remplacée par une découpe ( 27 ) en forme de U permettant de ceinturer le tronc ( Il ) d'un arbuste, ou la tige d'une plante, l'écartement entre les découpes ( 27 ) étant celui des plantations, les passages ( 22 ) étant refermés par des pinces ( 26 ) après remplissage 9 - Réservoir d'irrigation selon la revendication 4, caractérisé en ce que le diamètre et la forme du réservoir sont en correspondance avec le diamètre supérieur et la forme de pots de fleurs ou autres récipients destinés à contenir des plantations.