Brevet FR2541081A1 — publié le 19840824

Réservoir et systèmes de régulation de débits pour assurer l'irrigation des plantes cultivées en conteneurs ou éventuellement en plein champ. - Antoine Albert Pierre CHANDELLIER - Claude Joseph MENDOLA La présente invention concerne un réservoir et des systèmes de régulation de débits permettant d'assurer automatiquement l'irrigation en conteneurs des plantes cultivées dans des conteneurs tels que pots, bacs, jarres, urnes, vasques etc. Elle peut permettre également l'irrigation des plantes culti zées en plein champ. Actuellement, l'arrosage des plantes cultivées dans des conteneurs est assuré soit manuellement par arrosoir ou tuyau, soit par des systèmes d'humidification du sol comprenant essentiellement une toile trempant dans une réserve d'eau située au fond du conteneur. Cette toile absorbe l'eau de la réserve et la transporte par capillarité jusqu'au fond du conteneur situé au-dessus de la réserve d'eau. L'invention revendiquée permet également d'assureur automatiquement une irrigation continue et régulière pendant une période qui peut atteindre trente jours et mme plus grâce à des dispositifs complètement différents de celui qui est décrit ci-dessus. Cette invention permet aussi, ce que les systèmes actuels ne permettent pas, d'obtenir des débits variables dans le temps, pratiquement égaux, à chaque instant, aux débits dont les plantes ont besoin et qui varient selon les températures saisonnières. L'invention revendiquée est tout d'abord caractérisée en ce qu'elle comporte 1. Un réservoir de forme quelconque étanche, solidaire ou non du conteneur, placé le plus haut possible au-dessus du fond du conteneur. 2. Un ou plusiers tubes étanches verticaux ou quasi-verticaux partant du fond du réservoir et aboutissant à l'intérieur du conteneur. 3. Des bouchons en matériaux poreux et perméables ajustés à l'extrêmité inférieure des tubes verticaux. 4. Des bouchons dans la partie inférieure du réservoir pour obturer manuellement les tubes verticaux. 5. Des ouvertures, dans la partie supérieure du réservoir, munies de bouchons, permettant l'introduction de l'eau, la mise en place et l'enlèvement des bouchons obturant les tubes. Ces éléments peuvent être, en outre, caractérisés en ce que a. Le volume utile V1 (situé entre les hauteurs d'eau H1 et H2 indiquées sur les figures i et 3) est égal au volume d'eau dont la plante a besoin pendant le mois le plus chaud et pendant la durée que le constructeur se fixe (par exemple 15 jours, ou bien 30 jours durant le mois de Juillet ou d'Août). Cette disposition permet, grace également aux caractéristiques décrites ci-après, de fournir à la plante le volume dont elle a besoin pendant une période que l'on se fixe au cours du mois le plus chaud de l'année. b. Le rapport H1 / H2 est égal ou inférieur à 2 : H1 H2 où H1 = hauteur d'eau mesurée entre le bouchon poreux et perméable 3 et la partie supérieure du réservoir. H2 = hauteur d'eau mesurée entre le bouchon 3 et la partie inférieure du réservoir. Ce premier dispositif ou système de régulation permet d'avoir un débit à travers le bouchon poreux et perméable qui ne varie pas de plus de 50 % lorsque le niveau de l'eau dans le réservoir 1 passe de la cote H1 à la cote H2. En effet, il est connu que le débit à travers le bouchon poreux est donné par la formule Q = KSiH dans laquelle Q = exprime le débit K = est le coefficient de perméabilité du bouchon, coefficient qui dépend uniquement de sa nature et de sa porosité. S1 = est la surface d'une section horizontale du tube vertical ou des tubes verticaux. H = est la hauteur d'eau (variable) au-dessus du bouchon 3. il est clair que si K et S1 sont constants, le débit Q ne dépend que de la hauteur d'eau H au-dessus du bouchon 3. Pour que le débit Q soit toujours sensiblement le même, le réservoir devra avoir une profondeur suffisamment petite et le tube ou les tubes verticaux 2 une longueur H2 suffisamment grande. Pour que le débit Q ne varie pas de plus de 50 % lorsque le niveau de l'eau passe de H1 à H2, le calcul mathématique et hydraulique montre que cette condition est remplie lorsque le rapport H1 : : H2 c. La valeur du coefficient de perméabilité K est déterminée, lorsque l'on s'est fixé Hi, H2, S1 et S2 (S2 = surface de la section horizontale du réservoir) de façon à ce que le débit traversant le bouchon 3 poreux et perméable pendant la période de durée T au cours de laquelle on ne veut pas arrosera soit égal au débit dont la plante a besoin pendant la période de durée T, cette période étant située pendant le mois le plus chaud. Le calcul de la valeur K se fait à partir de la formule Q = KS1H. Il est rappelé que la résolution de ce problème conduit à la formule suivante = 82 K TSi (LogHi - tog H2) où S2 est la surface de la section horizontale du réservoir. S1 est la surface de la section horizontale du ou des tubes. T est le temps de vidange du réservoir limité à son volume utile compris entre H1 et H2. Ce deuxième dispositif ou système de régulation permet donc de transférer vers le sol de conteneur tout le volume d'eau dont la plante a besoin pendant une période bien ddter- minée. d. Le réservoir comporte un ou plusieurs bouchons dans sa partie inférieure destinés à obturer un ou plusieurs tubes verticaux, ce qui permet de faire varier le débit en fonction des besoins des plantes, besoins qui dépendent essentiellement de la température ambiante. En effet, puisque Q = KS1H, si K, HX et H2 sont fixés, il suffit de faire varier S1 pour modifier le débit (Si = surface de la section horizontale des tubes 3). Donc, il suffira d'obturer 1, 2 ou 3 tubes sur 4 tubes existants, par exemple, pour diviser le débit maximal respecti- vement par 3/4, 2 ou 4. Ce troisième dispositif ou système de régulation permet de faire varier le débit en fonction des saisons. Les bouchons 4 sont situés en face des ouvertures 8 de la partie supérieure du réservoir et sont munis de tiges dont la longueur est supérieure à la profondeur dudit réservoir pour permettre leur manipulation. e Selon une variante le bouchon poreux peut être remplacé par un bouchon percé d un orifice très fin dont le diamètre est calculé avec les formules connues donnant le diamètre cherché en fonction du débit voulu. f. Selon une autre variante, le bouchon poreux ou le bouchon à orifice peut être muni d'un filetage et dQencoche permettant de repousser cette pièce au-dessous des tubes verticaux ou de les remettre par -dévissage et vissage. Les dessins annexes représentent des vues en coupe et des vues de dessus de divers conteneurs. Elles représentent également des détails des bouchons poreux ou des bouchons à orifice. Les figures 1 et 2 représentent un pot circulaire compor- tant un réservoir 1, solidaire ou non du conteneur, reposant sur des consoles 7 Ce réservoir est prolongé vers le bas par des tubes 2 à luextrémité desquels sont ajustés, par emboutissage ou tout autre moyen, des bouchons poreux et perméables ou des bouchons & orifice 3. Le réservoir est également pourvu d'ouvertures 8 dans sa partie supérieure obturées par des bouchons 6. Au fond du réservoir se trouvent, en face des ouvertures 8 des orifices 9 qui peuvent être obturés par des bouchons 4 munis d'une tige 5 aboutissant à 2 ou 3 centimètres au-dessus de la partie supé rieure du réservoir 10 Les figures 3 et a représentent un bac avec un réservoir indépendant du conteneur. Ce réservoir 1 est constitué par un simple récipient posé sur le sol du conteneur et comportant les mêmes pièces annexes que le réservoir décrit précédemment La figure 5 représente un bouchon poreux 3 fixé à l'extrémité d'un tube 2. Le bouchon est ici muni duun filetage 10 et d'une encoche 11 permettant son démontage et son remontage par dévissage et vissage. La figure 6 représente un bouchon fixé à Boextrémité d'un tube 2 et muni d'un orifice 12, d?un.filetage 10 et d'une encoche 11 permettant également son dévissage et vissage. Le réservoir et les systèmes de régulation du débit dont l'invention est revendiquée peuvent être utilisés dans tous les conteneurs à plantes, quelle que soit leur forme, circulaire, carrée, rectangulaire, ou complexe. Ils peuvent être utilisés également pour l'usage des plantes en plein champ. Entrent également dans le cadre de l'invention revendEuée les modifications ou substitutions susceptibles d'être apportées par l'homme de l'art, au réservoir et à ses annexes ainsi qu'aux systèmes de régulation des débits qui, sans en altérer les caractéristiques originelles n'en seraient que de simples équivalents techniques. REVENDICATIONS 1. Réservoir solidaire ou non d'un conteneur utilisé pour la culture des plantes caractérisé en ce qu'il comporte dans son ensemble a. Un réservoir 1 de forme quelconque, étanche, placé à la partie supérieure du conteneur ou au-dessus. b. Un ou plusieurs tubes 2 étanches partant du fond du réservoir 1 et aboutissant à l'intérieur du conteneur. c. Des bouchons 3 poreux et perméables ajustés à l'extrémité inférieure des tubes 2 permettant de faire transiter l'eau contenue dans le réservoir 1 vers le sol du conteneur. Les dimensions du bouchon 3 peuvent être quelconques. d. Une ou plusieurs ouvertures 8 sur la partie supérieure du réservoir 1 pouvant être obturées par des bouchons 6. e. Une ou plusieurs ouvertures 9 dans le fond du réservoir 1 disposées en face des ouvertures 8 et pouvant être obturées par des bouchons 4 munis d'une tige 5 dépassant de 2 centimètres environ la partie supérieure du réservoir 1 à travers les ouvertures 8 de manière à ce que l'on puisse manipuler les bouchons 4 de l'extérieur. 2. Réservoir selon la revendication 1 caractérisée en ce que a. Le volume utile V1 du réservoir 1 situé entre les hauteurs H1 et H2 indiquées sur les figures 1 et 3 est égal au volume d'eau dont la plante a besoin pendant une période de durée T choisie par le constructeur, cette période de durée T étant située pendant le mois le plus chaud. Il est précisé que H1 = hauteur d'eau entre les bouchons poreux 3 et la partie supérieure du réservoir 1. H2 = hauteur d'eau entre le bouchon 3 et la partie inférieure du réservoir 1. b. Le rapport H1 / H2 est suffisamment petit pour que le débit à travers le bouchon poreux 3 ne varie pas de plus de 50 % lorsque le niveau de l'eau passe de-Hi à H2, c'est à dire que le réservoir 1 sera caractérisé en ce que le rapport H1 / H2 est égal ou inférieur à 2, soit H1 4 2 W2 6 2 où H1 et H2 sont les hauteurs définies plus haut. c. La valeur du coefficient de perméabilité K du bouchon poreux et perméable 3 est déterminée, après que lUon se soit fixé H1, H2, S1 et S2, de façon que le volume d'eau nécessaire au développement normal de la plante pendant une période de durée T, choisie par le constructeur et située pendant le mois le plus chaud, puisse être transité pendant la période de durée T à travers la capsule poreuse 3. Le coefficient de perméabilitd R sera donc déterminé, selon un calcul mathématique et hydraul- que connu, par lDégalité S2 K = TS1 (Log H1 - Log H2) où 52 = surface de la section horizontale du réservoir 1. où Si = surface de la section horizontale du ou des tubes 2. T est le temps de vidange du réservoir 1. Hi et H2 sont les hauteurs définies plus haut d. Les tubes 2 peuvent être obturés, en tout ou en partie, par des bouchons 4, que lton fixe à leur extrémité supérieure, dans les orifices 9. Ces bouchons sont munis dtune tige 5 dépassant de 2 centimètres environ la partie supérieure du réservoir 1. L'extrémité supérieure des tiges 5 est placée dans les ouvertures 8 qui se trouvent juste au-dessus des orifices 9. 3. Réservoir selon les revendications 1 ou 2 mais caractérisé en ce que le bouchon poreux et perméable 3 est remplacé par un bouchon 3 muni d dgun orifice 12 dont le diamètre est dd- terminé selon un calcul mathématique et hydraulique connu pour que l'orifice puisse permettre la vidange du réservoir pendant une période de durée T fixée par le constructeur. 4. Réservoir selon les revendications 1 ou 3 mais dans ce cas le bouchon poreux 3 ou le bouchon à orifice 3 sont caracte- risés en ce qu'ils présentent un filetage 10 et une encoche il permettant de les refouler vers le bas au-dessous des tubes 2 et de les remplacer par vissage par un élément semblable introduit par les trous 8 et 9.