Brevet FR2580145A1 — publié le 19861017

La présente invention concerne un système de chauffage, pour chauffer le sol dans des installations de culture de plantes, telles que des serres chaudes, comportant une source chauffante pour produire de l'eau chaude, et un réseau de canalisations pour amener l'eau chaude à un ensemble d'échangeurs thermiques disposés dans le sol des installations de culture considérées. I1 est connu d'améliorer et d'accélérer la croissance de plantes cultivées, en maintenant à un niveau favorable déterminé la température du sol de culture. Pour réaliser un système de chauffage du sol servant à cultiver des plantes, on a déjà proposé de disposer les cultures sur des tables creuses en béton, dans lesquelles on fait circuler un fluide de chauffage comme, par exemple, l'eau chaude. Mais dans ce genre de systeme connu, une grande partie de la chaleur dépensée est inutilement perdue en raison du rayonnement calorifique vers le bas. De plus, le rendement du chauffage du sol est alors relativement faible, car les parois de la table creuse en béton qui supporte le sol de culture doivent être assez épaisses pour présenter la résistance mécanique nécessaire, d'où résulte un gradient thermique relativement important. En outre, ce genre connu d'échangeur thermique offre très peu de souplesse d'adaptation à l'égard des sujétions d'installation, car les tables creuses en béton dont il s'agit ont chacune un poids très élevé et une longueur unitaire relativement importante, si bien qu'il est impossible d'installer une telle table chauffante en divers endroits d'une serre chaude et, par exemple; dans ses coins ou ses parties courbes. L'invention a pour but de fournir un système de chauffage, pour chauffer le sol servant à cultiver des plantes dans des cultures du genre défini plus haut, mais en obtenant un rendement amélioré des échangeurs thermiques du système de chauffage, et en assurant à celui-ci une très grande souplesse d'adaptation à l'égard des sujétions d'installation, ainsi qu'une endurance particulièrement élevée. Ces résultats sont obtenus grâce à un système de chauf fage du genre en question, caractérisé en ce que a) les échangeurs thermiques disposés dans le sol servant à la culture des plantes comportent chacun au moins un pro filé creux, dans lequel sont ménagés au moins deux compar timents de circulation contigus et parallèles, l'un de ces compartiments servant à l'arrivée de l'eau chaude, alors que l'autre compartiment sert au retour de l'eau chaude ; et en ce que b) chaque corps creux profilé est en matière syhthétique, ou en un mélange matière synthétique armée de fibres. Ainsi, le système de chauffage proposé par l'invention comporte au moins un échangeur thermique, constitué par un corps creux de forme plate ou en forme de planche, dans lequel sont ménagés au moins deux compartiments contigus et parallèles, pour la circulation de l'eau chaude. On peut réaliser en matière synthétique des profilés creux de ce genre, sous forme de pièces unitaires ayant une taille relativement petite, pour disposer ces corps creux dans le sol servant à cultiver des plantes, en adaptant une telle installation à différentes hauteurs du sol, ou à la courbure de celui-ci (tant en hauteur qu'en plan). On peut ainsi disposer ces profilés creux côte à côte, soit dans un même plan, soit dans des plans situés à différents niveaux, ce qui permet d'adapter le système de chauffage à des cultures de différents genres de plantes, certaines de celles-ci ayant, par exemple, des racines profondes, alors que d'autres ont un système de racines qui s'établit tout près de la surface du sol. L'invention permet donc de réaliser une table chauffante en assemblant plusieurs profilés creux, en les disposant dans un même plan ou sur une même surface d'appui destinée à recevoir le sol de culture, ou en aménageant à différents niveaux la surface d'appui en question pour obtenir différentes hauteurs du sol ou de l'humus de culture. D'une manière avantageuse, au moins l'un des profilés creux servant d'échangeurs thermiques comporte, à l'une de ses extrémités, un couvercle, pourvu d'un embout de raccordement d'entrée d'eau chaude et d'un embout de raccordement d'entrée d'eau chaude et d'un embout de raccordement de sortie d'eau. L'invention propose donc d'assurer l'entrée de l'eau chaude et la sortie de l'eau par la même extrémité du profilé creux, ce qui simplifie le raccordement du profilé creux à une canalisation commune d'arrivée d'eau chaude, ou le montage en cascade de plusieurs profilés creux disposés côte à côte. On peut réaliser un profilé creux de structure particulièrement simple, en y ménageant deux compartiments séparés l'un de l'autre par une seule cloison longitudinale. L'un de ces compartiments sert alors à l'arrivée de l'eau chaude, tandis que l'autre sert au retour. Suivant un autre mode de réalisation de l'invention le profilé creux comporte plus de deux compartiments contigus, raccordés l'un à l'autre pour réaliser un circuit analogue à un serpentin de chauffage. Dans ce mode de réalisation, on peut obtenir une surface chauffante plus importairte dans chaque profilé creux, et ce mode de réalisation est donc particulièrement indiqué pour des cultures relativement importantes de plantes. De préférence, chaque profilé creux est obturé par un couvercle monté sur chacune de ses extrémités. De préférence, l'un de ces couvercles comporte au moins une cloison de séparation, adaptée à coopérer avec une cloison intermédiaire du profilé creux, pour séparer l'entrée de l'eau chaude et la sortie de l'eau. De préférence, chaque couvercle est en forme de calotte, et la cloison de séparation du couvercle de raccordement est disposée dans la cavité de cette calotte. I1 est également possible de donner à chaque couvercle la forme d'une plaque plane, adaptée à obturer une extrémité correspondante du profilé creux. Pour réaliser de manière particulièrement simple et sûre la fixation du couvercle sur le profilé creux, le couvercle comporte avantageusement, sur le pourtour de sa bordure, une lèvre de recouvrement, adaptée à s'appliquer de manière étanche sur la surface de l'extrémité correspondante de la paroi du profilé creux. Ce montage étanche peut s'ef fectuer à l'aile l'une substance adhésive, ou avec un autre produit d'étaneheité approprié L'autre extrémité du profilé creux est également obturée par un couvercle, qui est réalisé de manière à détourner le courant d'eau chaude arrivant par l'un des deux compartiments du profilé creux, pour faire passer ce courant dans l'autre compartiment du corps creux. De préférence, ce deuxième couvercle a également la forme d'une calotte. En variante, ce deuxième couvercle peut également être constitué par une plaque plane. Mais la bordure de ce deuxiè- me couvercle comporte, de préférence, une lèvre d'étanchéité, adaptée à être fixée de manière étanche sur l'extrémité du profilé creux. Pour éviter les contraintes d'origine thermique, on emploie la même matière pour réaliser le profilé creux et ses deux couvercles. On a obtenu des résultats extrêmement favorables avec un mélange matiere synthétique-fibres de bois, la matière synthétique étant, de préférence, le chlorure de polyvinyle (PVC). Dans certains cas, le profilé creux subit des sollicitations mécaniques très importantes, et l'invention prévoit donc de renforcer le profilé creux et les couvercles montés sur celui-ci, au moyen d'éléments dlarmature noyés dans les parois du corps creux et des couvercles. Ces éléments d'armature peuvent être en bois, en verre, ou en métal. Pour réduire les déperditions calorifiques, on peut réaliser le système de chauffage selon l'invention en posant les profilés creux sur une couche d'isolation thermique, avant ia mise en place du sol de culture. On réduit ainsi d'une manière très importante le rayonnement thermique vers le bas, par rapport au rayonnement utile qui se produit vers le haut, au profit du sol servant à la culture des plantes. Le système de chauffage constituant l'objet de l'invention permet d'obtenir plusieurs avantages importants En effet, ce système de chauffage et les échangeurs thermiques qu'il utilise sont très simples à réaliser, ils présentent,--en outre, une endurance pratiquement illimitée, et se prêtent à tout genre d'installation en n'importe quel endroit. Les échangeurs thermiques du système de chauffage selon l'invention offrent des qualités idéales de transmission calorifique, lorsque ces échangeurs sont fabriqués en un mélange matière synthétique-fibres de bois, car on peut alors accélérer d'environ 40 % le taux de croissance des plantes ainsi cultivées. Le systeme de chauffage selon l'invention peut être installé dans le sol, suivant des plans situés à différents niveaux, et on peut aussi l'installer sans difficulté dans des coins ou des endroits en forme de coudes d'une serre chaude. Enfin, l'ensemble du système de chauffage selon l'invention ne demande aucune espèce d'entretien, et on peut le transformer à tout moment, en vue de divers cas d'utilisation (par exemple pour une installation à plat ou suspendue). On va maintenant décrire à titre d'exemple un mode de réalisation de l'invention, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels Fig. 1 est une vue en plan par-dessus d'un élément de chauffage conforme à l'invention, pourvu de deux comparti ment s de circulation parallèles Fig. 2 est une coupe suivant I-I de la Fig. 1 ; et Fig. 3 est une coupe longitudinale, à plus grande échelle, du premier couvercle qui sert à obturer une extrémité du profilé creux. Dans le mode de réalisation représenté à titre d'exemple sur la Fig. 1, on considère un élément de chauffage,destiné à chauffer le sol dans des installations de culture de plantes, telles que des serres chaudes. Cet élément de chauffage 1, représenté en plan vu par-dessus comporte un profilé creux 2, qui peut être réalisé à volonté en toute longueur appropriée par un procédé d'extrusion connu, et dans lequel sont prévus deux compartiments 2b et 2a parallèles et situés côte à côte, de part et d'autre d'une cloison de séparation 9. L'extrémité du profilé creux 2 située à gauche sur la Fig. 1 est obturée par un couvercle 3, pourvu de deux embouts de raccordement 5 et 6. Dans le mode de réalisation considéré ici à titre d'exemple, l'embout de raccordement 6 sert au branchement d'une tuyauterie de liaison, pour amener au système de chauffage un courant d'eau chaude, qui s'écoule d'abord dans une chambre d'entrée ménagée dans le couvercle 3, et limitée d'un côté par une cloison de séparation 8. L'eau chaude s'écoule ensuite dans le sens de la flèche A à travers le premier compartiment 2b, jusqu'à l'extrémité du profilé creux 2, qui est située à droite sur la Fig. 1.Cette extrémité de droite du profilé creux est coiffée par un deuxième couvercle 4 en forme de calotte, de sorte que l'eau chaude est détournée par le couvercle 4 dans le sens de la flèche B, pour s'écouler en retour à travers le deuxième compartiment-2a du profilé creux, et parvenir ainsi à l'embout de sortie 5, comme schématisé par la flèche C. L'embout de sortie est relié, par exemple, à un collecteur, ou passe l'eau refroidie que ce collecteur sert à ramener à la source de chauffage ; mais l'embout de sortie 5 peut aussi être relié à l'embout d'entrée 6 d'un autre profilé creux disposé à la suite du premier profilé creux 1 (et à côté de celuici), de manière à relier en cascade plusieurs profilés creux 2, dans un système de circulation en serpentin. Le premier couvercle 3 présente, sur la face interne de sa bordure, un profil évidé, pour réaliser sur tout le pourtour de cette bordure une lèvre de recouvrement 7 qui coopère avec la surface de l'extrémité du profilé creux 2, coiffée par le couvercle. Au moment du montage de l'élément de chauffage, on peut garnir la lèvre 7 du couvercle 3 avec une substance adhésive, et appliquer énergiquement le couvercle 3 sur l'extrémité associée du profilé creux 2, de manière à assurer une orientation correcte du couvercle 3 par rapport au profilé creux, et une fixation sûre du couvercle sur le profilé creux. Le deuxième couvercle 4 comporte une lèvre de recouvrement analogue 10, et paut ainsi être fixé de manière étanche sur l'autre extrémité du profilé creux 2, à l'aide d'une substance adhésive. Fig. 2 est une coupe suivant I-I de la Fig. 1, montrant la surface de la section transversalê du profilé creux 2. Celui-ci comporte à gauche un compartiment 2a, et à droite un autre compartiment 2b séparé du premier par une cloison longitudinale 9. Le profilé creux 2 constitue donc une pièce relativement simple à réaliser, et qu'on peut confectionner en toute longueur voulue par un procédé d'extrusion connu. L'élément de chauffage selon l'invention permet de réaliser d'une manière très simple des tables chauffantes de configurations diverses, pour cultiver des plantes. En effet, on peut disposer une série de profilés creux en les plaçant côte à côte dans un même plan, mais aussi placer ces profilés creux à des niveaux différents, sans inconvénient, pour tenir compte de divers genres de cultures ou de divers genres de plantes à cultiver. Par exemple, on peut ainsi disposer les corps creux profilés à un niveau relativement élevé dans l'humus ou dans le sol à préparer pour les cultures, lorsqu'il s'agit de plantes ayant un système de racines qui s'étend près de la surface du sol.Au contraire, si les plantes à cultiver ont des racines profondes, on place les profilés creux 2 avec leurs couvercles 3 et 4 à un niveau plus profond dans le sol, de manière à réaliser dans la plate-bande considérée des plans de chauffage situés à diverses profondeurs. I1 est évident d'autre part qu'on peut mettre en place sans difficulté les éléments de chauffage conformes à l'invention en n'importe quel endroit d'une serre chauffée, et même dans des coins et des parties courbes de celle-ci. Le système de chauffage réalisé avec les éléments conformes à l'invention offre donc une grande souplesse d'adaptation correspondant à des cas d'installation extrêmement va riés. Dans le cas où il s'agit de chauffer par en-dessous des surfaces de sol assez importantes, on peut réaliser le profilé creux 2 en y ménageant plus de deux compartiments, de manière à obtenir es plaques chauffantes de grande largeur à compartiments multiples, que l'on peut relier entre elles pour réaliser un circuit en serpentin. Sur la E ig3 3, on a représenté une coupe longitudinale du couvercle 3, suivant le plan de symétrie de celui-ci. Dans cette vue en coupe de la Fig. 3, on voit nettement la lèvre de bordure 7, contre laquelle vient en appui l'extrémité du profilé creux 2, lorsqu'on assemble ces deux pièces par collage. Dans sa partie médiane, le couvercle 3 comporte une cloison de séparation 8, qui coopère avec la cloison de séparation 9 du profilé creux associé 2, pour empêcher que le courant d'eau chaude pénétrant dans le profilé creux se mélange avec le courant d'eau déjà refroidie qui en sort. Des essais ont montré qu'on obtient des résultats particulièrement intéressants en utilisant, pour fabriquer le couvercle et le profilé creux un mélange matériau synthétique-fibres de bois d'armature. En effet, un tel matériau possède un coefficient de transmission calorifique idéal pour l'utilisation considérée. Et les essais ont montré qu'avec ce matériau on peut réduire largement la durée de chauffage, car le profilé creux conserve alors la température au moins pendant deux heures après chauffage. On peut obtenir une combinaison particulièrement intéressante, entre le coefficient de transmission calorifique et la solidité manique, en prévoyant des éléments mécaniques d'armature noyés dans la matière synthétique qui contient des fibres de bois de renfort. On peut ainsi insérer dans la matière synthétique des barreaux d'armature, en bois, en verre ou en métal. L'expérience montre aussi qu'il est intéressant de disposer les profilés creux du système de chauffage sur une couche d'isolation thermique, pour empêcher un rayonnement inutile de la chaleur vers le bas. Sur les profilés creux ainsi placés côte à côte, il est alors intéressant de poser encore un tapis de protection, sur lequel on met la terre (humus) de la plate-bande chauffante. On peut aussi réaliser des systèmes préfabriqués comportant un certain nombre d'élé- ments chauffants à profilés creux, pourvus de leurs deux couvercles, qu'on assemble pour obtenir une plate-bande chauffante complète, ou encore fournir séparément toutes les piè ces du système aux utilisateurs qui se chargent eux-mêmes du montage. Pour un technicien spécialisé, il est possible de prévoir toute une série de variantes et de modifications, sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple, il est ainsi possible de ménager dans le profilé creux plusieurs compartiments contigus, dont certains restent inutilisés pour la circulation de l'eau chaude. Mais, en cas de besoin, on peut prévoir un raccordement supplémentaire de ces compartiments,pour les relier au circuit d'alimentation en eau chaude, afin d'obtenir divers régimes de température, sans avoir à modifier la source de chaleur, ni à en modifier le réglage. REVENDICATIONS 1. Système de chauffage, pour le chauffage du sol d'installations de culture de plantes, comme les serres chaudes, comportant une source chauffante pour produire de l'eau chaude, et un réseau de canalisations pour amener l'eau chaude à un ensemble d'échangeurs thermiques disposés dans le sol des installations de culture considérées, caractérisé en ce que a) les échangeurs thermiques disposés dans le sol des instal lations de culture de plantes comportent chacun au moins un profilé creux (2), dans lequel sont ménagés au moins deux compartiments de circulation contigus et parallèles (2a, 2b), l'un de ces compartiments (2b) servant à l'arri vée de l'eau chaude, alors que l'autre compartiment (2a) sert au retour de l'eau chaude et b) le profilé creux (2) est en matière synthétique, ou en un mélange matière synthétique-fibres. 2. Système de chauffage selon la revendication 1, ca caractérisé en ce qu'au moins l'un des profilés creux (2) comporte, à l'une de ses extrémités, un couvercle (3), pourvu d'un embout d'entrée d'eau (6) et d'un embout de sortie d'eau (5). 3. Système de chauffage selon la revendication 1, ca ractérisé en ce que le profilé creux (2) comporte intérieurement deux compartiments (2a, 2b), sépares l'un de l'autre par une cloison intermédiaire (9). 4. Système de chauffage selon la revendication 1, ca ractérisé en ce que le profilé creux (2) comporte intérieurement plusieurs compartiments contigus, reliés entre eux à la manière d'un circuit de chauffage en serpentin. 5. Système de chauffage selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le couvercle comporte au moins une cloison de séparation (8), adaptée à coopérer avec une cloison intermédiaire (9) du profilé creux (2), pour séparer l'entrée de l'eau (6) et la sortie de l'eau (5). 6. Système de chauffage selon la revendication 5, ca ractérisé en ce que le couvercle (3) a la forme d'une calotte, dans la cavité de laquelle est disposée au moins une cloison de séparation (8). 7. Système de chauffage selon la revendication 2, ca ractérisé en ce que le couvercle (3) est constitue par une plaque plane, adaptée à obturer une extrémité du profilé creux (2). 8. Système de chauffage selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que la bordure du couvercle (3)comporte une lèvre de recouvrement (7), adaptée à s'appliquer de manière étanche sur la surface de l'extrémité associée du profilé creux (2). 9. Système de chauffage selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'autre extrémité du profilé creux (2) est obturée par un deuxième couvercle (4), dans lequel le courant d'eau chaude de l'un des compartiments (2b) du profilé creux (2) est détourné vers l'autre compartiment (2a). 10. Système de chauffage selon la revendication 9, ca ractérisé en ce que le deuxième couvercle (4) a la forme d'une calotte. 11. Système de chauffage selon la revendication 9,ca ractérisé en ce que le deuxième couvercle (4) est constitué par une plaque plane. 12. Système de chauffage selon l'une des revendications 10 ou 11, caractérisé en ce que la bordure du deuxième couvercle (4) présente une lèvre d'étanchéité (10), adaptée à se fixer de manière étanche sur la surface de l'extrémité correspondante du profilé creux (2). 13. Système de chauffage selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que les deux couvercles (3,4) et le profilé creux (2) sont fabriqués avec la meme matière. 14. Système de chauffage selon la revendication 13, caractérisé en ce que la matière des couvercles et du profilé creux est un mélange matière synthétique-fibres de bois. 15. Système de chauffage selon l'une des revendications 13 ou 14, caractérisé en ce que la matière des deux couvercles et du profilé creux est renforcée par des éléments d'armature noyés dans cette matière. 16. Système de chauffage selon la revendication 15, caractérisé en ce que les éléments dVarmature noyés dans la matière des deux couvercles et du profilé creux sont en bois, en verre, ou en métal. 17. Système de chauffage selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs profilés creux (2), pourvus de leurs deux couvercles (3,4) et disposés l'un près de l'autre, pour réaliser une table chauffante. 18. Système de chauffage selon la revendication 17, caractérisé en ce que les profilés creux (2) sont posés sur une couche d'isolation thermique sous-jacente.