Brevet FR2544959A1 — publié le 19841102

La présente invention concerne une serre agricole comportant une char- pente métallique supportant des éléments de couverture transparents présen- tant des versants assymétriques. De telles serres sont connues et la structure assymétrique de leur toi- ture permet d'assurer un ensoleillement optimal en orientant le grand versant vers le Sud Ces toitures sont formées par des panneaux de verre supportés par des profilés métalliques Malgré les qualités physiques et optiques, une telle solution présente des inconvénients graves. Les panneaux de verre sont lourds et leur transport, leur manipulation et leur pose sont des opérations difficiles et longues Pour assurer une bonne étanchéité au niveau du fartage et des cheneauxd'unetelle toiture, on utilise des joints et des profilés d'une structure complexe et coûteuse et dont la mise en oeuvre est longue et délicate. On a déjà proposé de remplacer les panneaux de verre par des panneaux lisses en une matière plastique transparente mais la rigidité de tels pan- neaux est insuffisante pour une solution économiquement acceptable La mise en place des joints d'étanchéité est dans ce cas plus difficile encore que pour les panneaux de verre. D'autre part, en utilisant des panneaux de matière-plastique rigidifiés par des nervures ou ondulations, on perd tous les avantages de la structure assymétriques concernant l'ensoleillement optimal. L'invention a pour objet de concevoir une serre agricole permettant de remé- dier auxdits inconvénients des structures connues et qui comprend une cou- verture peu coûteuse, dont la mise en oeuvre est facile, tout en conservant les avantages inhérents à une toiture assymétrique 1 Suivant la présente invention, ladite charpente comprend au moins deux éléments porteurs destinés à être disposés en direction Est-Ouest et dont chacun est constitué de deux poteaux reliés entre eux par une poutre de portée, les extrémités supérieures des éléments porteurs étant reliées entre elles par une série de poutres destinées à recevoir les éléments de couver- ture qui sont consitutés par des panneaux en une matière plastique transpa- rente montés à plat et présentant des ondulations parallèles auxdits élé- ments porteurs, lesdites ondulations présentant chacune deux versants assy- métriques dont le plus grand versant est exposé au Sud, l'angle ( 9) entre le plus grand versant et l'horizontale étant de l'ordre de 25 O à 35 tandis que l'angle ( 5) entre le petit versant de chaque ondulation et l'horizontale est de l'ordre de 55 à 65 O, au moins l'un des éléments de couverture étant monté pivotant autour d'un axe horizontal par son bord 2 2544959 libre exposé au Sud, des moyens de commande étant prévus pour faire pivoter d'un angle prédéterminé ledit ou lesdits panneaux de couverture mobile. On obtient ainsi une structure simple et légère Les éléments de cou- verture en plastique et ondulés sont suffisamment rigides pour être montés à plat Grâce à leur résistance mécanique et leur faible poids, leur mani- pulation et leur pose sont faciles et rapides La jonction entre deux pan- neaux voisins peut être réalisée par simple recouvrement sans joints d'étan- chéité complexes. L'orientation et l'inclinaison des versants des ondulations des éléments de couverture sont déterminées selon l'invention d'une manière telle qu'on capte en période d'hiver un maximum d'éclairement et de chaleur à l'intérieur de la serre Les éléments de couverture s'étendent pendant cette période dans leur position verticale et ferment complètement la toiture de la serre selon l'invention On a pu constater que chaque ondulation se comporte comme la toiture assymétrique d'une serre vitrée traditionnelle et les pan- neaux selon l'invention permettent ainsi de conserver les avantages d'une toiture assymétrique tout en étant montés à plat sans joints d'étanchéité complexes. En été, les panneaux pivotants selon l'invention sont relevés pour permettre une ventilation effective de l'intérieur de la serre Ils sont amenés dans une position dans laquelle ils réfléchissent une très grande quantité du rayonnement solaire incident On peut ainsi maintenir à l'inté- rieur de la serre une température convenable sans ventilation forcée. Suivant un mode de réalisation avantageux de l'invention, chaque pou- tre de portée comprend un tronçon central, horizontal et deux tronçons d'extrémité inclinés, reliés entre eux pari des goussets, les extrémités supérieures des poteaux étant réunies par une poutrelle horizontale reliée aux différents tronçons de la poutre de portée par les goussets tandis que les extrémités libres des tronçons d'extrémité sont reliées par les goussets auxdits poteaux On obtient ainsi une structure légère de grande portée facilitant les travaux exécutés à l'intérieur de la serre. De préférence, l'ensemble des éléments de couverture est monté pivo- tant et les différents éléments sont actionnés en synchronisation pour toujours être inclinés d'un même angle par rapport à l'horizontale et les- dists moyens de commande des éléments de couverture pivotants sont action- nés par l'intermédiaire d'un dispositif d'asservissement tendant à amener les éléments de couverture à tout moment dans la position inclinée corres- pondant à un réfléchissement optimal du rayonnement solaire incident par ces éléments de couverture. 3 - La ventilation de la serre selon l'invention en période d'été est ainsi particulièrement efficace et les panneaux de couverture sont toujours posi- tionnés dans une position inclinée optimale pour limiter le passage de l'éclairement et de la chaleur vers l'intérieur de la serre Ceci est par- ticulièrement important lorsque la serre selon l'invention est destinée à être installée dans un pays chaud à fort éclairement solaire. Suivant un mode de réalisation particulier de la serre selon l'inven- tion, ledit dispositif d'asservissement comprend un premier capteur photo- électrique monté fixe sur la serre et qui fournit un signal proportionnel à l'angle d'incidence du rayonnement solaire et qui est appliqué à un cir- cuit de mise en forme et de calcul produisant un signal correspondant à l'inclinaison optimale des éléments de couverture, un deuxième capteur prévu sur les moyens de commande des éléments pivotants et qui fournit un signal proportionnel à l'inclinaison instantanée de ces éléments, les signaux de sortie du circuit de mise en forme et du deuxième capteur étant appliqués à un circuit comparateur dont les signaux de sortie commande la mise en marche dans deux sens opposés ou l'arrêt des moyens de commande des élé- ments de couverture pivotants. Un tel dispositif d'asservissement est d'une conception relativement simple et peut s'appliquer à tous les types de moyens de commande mécaniques, pneumatiques ou hydrauliques qu'on peut utiliser pour le relevage des élé- ments de couverture de la serre selon l'invention. Pour faciliter le montage et le positionnement des éléments de couver- ture de la serre selon l'invention, lesdites poutres ou poutrelles desti- nées à supporter les éléments de couverture comportent sur leur face supé- rieure, à des distances prédéterminées, des tiges verticales destinées à être engagées à travers des trous de fixation et de positionnement prévus dans les panneaux de couverture. D'autres réalisations et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre et en se référant aux dessins annexés sur les- quels = 1 La figure 1 est une vue en perspective schématique de la charpente métalli- que d'une serre agricole selon l'invention avant la pose des éléments de couverture, La figure 2 est une vue en coupe verticale schématique de deux éléments de couverture de la serre selon l'invention et de leurs moyens de fixation, La figure 3 est une vue en coupe transversale schématique d'un mode de réa- lisation préféré de la serre selon l'invention, et -4- La figure 4 montre le schéma bloc des moyens d'asservissement des moteurs ou vérins commandant le relevage en été de certains éléments de couverture comme représentés à la figure 3. La charpente de la serre selon l'invention comprend au moins deux élé- nents porteurs 1, 2 parallèles et espacés d'une distance prédéterminée Ces éléments sont destinés à être disposés normalement dans le sens Est- Ouest pour permettre un sens de plantation Nord-Sud. Chaque élément porteur 1, 2 comporte deux poteaux en acier 3 fixés au sol par des dés en béton 4 ou similaires Les extrémités supérieures des poteaux 3 sont reliées entre elles par une poutrelle 5 Cette poutrelle est renforcée par une poutre de portée portant la référence générale 6. Cette poutre 6 est constituée d'une partie centrale 7 et de deux tronçons d'extrémité 8 Le tronçon central 7 présente une longueur sensiblement égale au double de celle des tronçons d'extrémité 8 Il est relié par ses deux extrémités à la poutrelle 5 au moyen de goussets 9 et 10 assurant également la liaison avec les tronçons d'extrémité 8. Au niveau du centre du tronçon central 7 est prévu un gousset complé- mentaire 11. Les deux tronçons d'extrémité 8 de la poutre de portée 6 sont fixés d'une partau tronçon central 7 par les goussets 9 et 10 et d'autre part, aux poteaux 3 par des goussets 12 et 13 Les tronçons d'extrémité 8 sont inclinés par rapport à l'horizontale pour renforcer convenablement l'élément porteur 1, 2. Les deux éléments porteurs 1, 2 sont reliés entre eux par une série de poutres 14 reposant sur les poutrelles 5 Sur ces poutres 14 est fixée une série de poutrelles 15 parallèles au poutrelles 5 et qui sont destinées à supporter les éléments de toiture 16 (figure 2) L'écartement des pou- trelles 15 est fonction de la portée et du pas des éléments de toiture 16. Elles comprennent de préférence sur leur face supérieure des tiges filetées 17 pour la fixation des éléments de toiture 16. Ces éléments de toiture 16 sont constitués de panneaux plats munis d'ondulations régulières 17 s'étendant dans le sens des poutrelles 5 et Ces panneaux 16 sont réalisés en une matière plastique transparente et de préférence en un polyester Ils présentent à des distances prédéter- minées des rangées de trous 18 pour le passage des tiges filtetées 17 pré- vues sur les poutrelles 15 Leur mise en place, leur positionnement et leur fixation sont ainsi faciles et rapides. Selon l'invention, les ondulations 17 sont assymétriques et les pan- neaux 16 sont montés de sorte que le grand versant 19, c'est-à-dire le moins incliné soit dirigé au Sud comme indiqué à la figure 2 par la dou- ble flèche NS L'angle dl entre le grand versant 19 et l'horizontale est de l'ordre de 25 à 35 et de préférence d'environ 350 tandis que l'angle fj entre le petit versant 20 de chaque ondulation et l'horizontale est de l'ordre de 55 à 65 et de préférence d'environ 650 Les sommets des ondulations peuvent présenter un angle vif (figure 2) ou être arrondis (non représentés). Grâce à cette orientation et à l'inclinaison des deux versants 19, 20 des ondulations 17 des panneaux de couverture 16, une pénétration de lumière optimale est obtenue dans la serre pour un éclairement correspondant aux conditions d'hiver Cet effet est confirmé aussi bien pour un ciel serein que pour un ciel couvert avec de légers nuages ou un ciel couvert avec des nuages denses Ceci est indispensable pour obtenir pendant cette période une luminosité suffisante pour permettre des cultures sans éclairage arti- ficiel d'appoint La pénétration de la lumière permet également l'amélio- ration des conditions thermiques à l'intérieur de la serre selon l'invention. Par contre, l'orientation et l'inclinaison des versants des ondulations 17 des panneaux selon l'invention est relativement défavorable dans des conditions d'été notamment dans les pays chauds Pour remédier à cet incon- vénient, plusieurs ou même la totalité des panneaux de couverture 16 de la serre selon l'invention peuvent être montés pivotants autour de leur bord s'étendant au Sud comme représenté à la figure 3. La serre représentée à la figure 3 comporte, entre deux éléments por- teurs 1, 2, trois panneaux de couverture 16 ondulés, montés pivotants par leur bord orienté au Sud autour d'une articulation d'axe horizontal 21 Lere- levage et l'abaissement despanneaux 16 peuvent être commandés d'une maniè- re connue (non représentée en détail ici) par des tiges 22 actionnées par des moyens de commande mécaniques ou hydrauliques. En période d'été, les panneaux 16 sont relevés dans une position d'in- clinaison prédéterminée permettant une bonne ventilation de la serre et une réflexion optimale du rayonnement solaire Par contre, en période d'hiver les panneaux 16 sont ramenés dans leur position horizontale pour assurer une pénétration optimale de la lumière dans la serre. Pour encore améliorer ces résultats en période d'été, l'inclinaison des panneaux 16 peut être réglée au cours de cette période ou chaque jour de cette période en fonction de l'angle d'incidence du rayonnement solaire. On utilise à cet effet des servo-mécanismes d'asservissement connus tels qu'utilisés par exemple pour l'orientation automatique des capteurs de rayonnement solaire. 2544959. La figure 4 montre à titre d'exemple le schéma bloc d'un tel dispositif d'asservissement. Ce dispositif comprend deux capteurs photo-électriques 23, 24 dont l'un 23 est monté sur la serre dans une position fixe et orienté au Sud L'autre capteur 24 est monté sur un panneau de couverture mobile Le signal de sortie du capteur fixe 23 est appliqué à un circuit de calcul et de mise en forme qui fournit, pour chaque jour d'été et en fonction de la position du soleil, un signal proportionnel à l'inclinaison optimale des panneaux 16. Le capteur 24 fournit un signal correspondant à la position d'inclinaison instantanée des panneaux 16 Les signaux de sortie du capteur 24 et du circuit de mise en forme 25 sont appliqués aux entrées d'un comparateur 26. Lorsque ces deux signaux sont différents, la sortie du comparateur 26 fournit un signal de commande qui est appliqué, après mise en forme dans un circuit 27, aux moyens de commande 28 des tiges 22 Ceux-ci commandent alors un relèvement ou un abaissement des panneaux 16 Lorsque l'inclinaison des Danneaux arrive dans la position optimale déterminée par le circuit 25, le signal de sortie du comparateur devient O et les moyens de commande 28 sont mis hors circuit. Le capteur 24 peut également être monté sur les moyens de commande des tiges 22 et il fournit alors un signal proportionnel à une position rela- tive instantanée d'un organe de ces moyens Les fonctions du circuit 25 seront dans ce cas déterminées en fonction du type de signal fournit par le capteur 24. 7 2544959 REVENDICATIONS 1 Serre agricole du type comportant une charpente métallique suppor- tant des éléments de couverture transparents présentant des versants assy- métriques, caractérisée en ce que ladite charpente comprend au moins deux éléments porteurs ( 1, 2) destinés àêtre disposés en direction Est-Ouest et dont chacun est constitué de deux poteaux ( 3) reliés entre eux par une poutre de portée ( 6), les extrémités supérieures des éléments porteurs ( 1, 2) étant reliées entre elles par une série de poutres ( 14) destinées à recevoir les éléments de couverture qui sont constitués par des panneaux en une matière plastique transparente ( 16), montés à plat et présentant des ondulations ( 17) parallèles auxdits éléments porteurs ( 1, 2), lesdites ondulations ( 17) présentant chacune deux versants assymétriques ( 19, 20) dont le plus grand versant ( 19) est exposé au Sud, l'angle ( O k) entre le plus grand versant ( 19) et l'horizontale étant de l'ordre de 25 c à 35 tandis que l'angle (A) entre le petit versant ( 20) de chaque ondulation ( 17) et l'horizontale est de l'ordre de 55 O à 65 , au moins l'un des éléments de couverture ( 16) étant monté pivotant autour d'un axe horizontal par son bord libre exposé au Sud, des moyens de commande ( 21) étant prévus pour faire pivoter d'un angle prédéterminé ledit ou lesdits panneaux de, couverture mobile ( 16). 2 Serre agricole suivant la revendication 1 caractérisée en ce que chaque poutre de portée ( 6) comprend un tronçon central horizontal ( 7) et deux tronçons d'extrémité inclinés ( 8) reliés entre eux par des gous- sets ( 9 à 13), les extrémités supérieures des poteaux ( 3 > étant réunies par une poutrelle horizontale ( 5) reliée aux différents tronçons ( 7, 8) de la poutre de portée ( 6) par les goussets ( 9 à 11) tandis que les extré- mités libres des tronçons d'extrémité ( 8) sont reliées par les goussets ( 12, 13) auxdits poteaux ( 3). 3 Serre agricole suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que l'ensemble des éléments de couverture ( 16) est monté pivotant et les différents éléments ( 16) sont actionnés en synchronisation pour toujours être inclinés d'un même angle par rapport à l'horizontale. 4 Serre agricole suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que lesdits moyens de commande ( 21) des éléments de cou- verture pivotants ( 16) sont actionnés par l'intermédiaire d'un dispositif d'asservissement tendant à amener les éléments de couverture ( 16) à tout moment dans la position inclinée correspondant à un réfléchissement optimal du rayonnement solaire incident par ces éléments de couverture ( 16). -8 2544959. Serre agricole suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que ledit dispositif d'asservissement comprend un premier capteur photo-électrique ( 23) monté fixe sur la serre et qui fournit un signal proportionnel à l'angle d'incidence du rayonnement solaire et qui est appliqué à un circuit de mise en forme et de calcul ( 25) produisant un signal correspondant à l'inclinaison optimale des éléments de couver- ture ( 16), un deuxième capteur ( 24) prévu sur les moyens de commande des éléments pivotants ( 16) et qui fournit un signal proportionnel à l'incli- naison instantanée de ces éléments ( 16), les signaux de sortie du circuit de mise en forme ( 25) et du deuxième capteur ( 24) étant appliqués à un circuit comparateur ( 26) dont les signaux de sortie commande la mise en marche dans deux sens opposés ou l'arrêt des moyens de commande ( 22, 28) des éléments de couverture pivotants ( 16). 6 Serre agricole suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisée en ce que lesdits éléments de couverture ( 16) sont réalisés en un polyester. 7 Serre agricole suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisée en ce que lesdites poutres ( 14) ou poutrelles ( 15) destinées à supporter les éléments de couverture ( 16) comportent sur leur face supérieure, à des distances prédéterminées, des tiges verticales ( 17) des- tinées à être engagées à travers des trous ( 18) de fixation et de position- nement prévus dans les panneaux de couverture ( 16).