Brevet FR2587170A1 — publié le 19870320

DISPOSITIF D'ARROSAGE COMPACT ET AUTOMATIQUE L'invention concerne un dispositif d'arrosage compact et automatique asservi aux conditions météorologiques locales, pour la culture des plantes en pleine terre, bacs, pots; à l'extérieur comme en serre. De nombreux systèmes d'arrosage sont connus, tant au niveau de la commande de l'arrosage qu'au niveau de la distribution de l'eau. Ces systèmes ne sont jamais compacts et nécessitent l'installation en divers lieux de divers périphériques: vannes, filtres, régulateurs de pressions, horloges, systèmes d'analyse... Tous ces systèmes étant indépendants les uns des autres, 1' installation d'un dispositif d'arrosage sera long et difficilement transportable d'un lieu à un autre; d'ou un manque évident de souplesse. D'autre part les dispositifs d'arrosage individuels pour pots ou bacs utilisant le principe de la capillarité apportent une humidité constante et non réglable à la plante. Toutes ces conditions ne sont pas favorables à la prospérité des plantes dont la plupart réclament au contraire des taux et des cycles d'humidité variables.Les plantes délicates requièrenten plus de l'arrosage proprement dit de la terre un bassinage du feuillage; ces deux opérations, qui doivent être entièrement indépendantes l'une de l'autre, sont dans les systèmes traditionnels soit commandées simultanément, soit ne tiennent pas compte l'une de l'autre. Il faut aussi noter que l'eau d'arrosage utilisée, qu'le provienne d'une distrioution urbaine, de nappes souterraines ou de réservoirs, n'a que très rarement les qualités requises à la culture des plantes ou à la dispersion de l'eau par des systèmes de microirrigation. Les systèmes actuels de traitement des eaux d'arrosage ne sont pas rentables pour de petites installations surtout si l'on désire éliminer de l'eau les particules en suspension mais également en abaisser les taux de chlore et de calcaire. L'objet de la présente invention concerne un dispositif d'arrosage compact et automatique asservi aux conditions météorologiques locales, regroupant dans un unique boitier: - les moyens de traitement physique ou physique et chimique de l'eau destinée à l'arrosage, - les moyens de régulation en pression ou débit de l'eau d'arrosage, - les moyens de mesure de luminosité et de température, - les moyens électroniques d'analyse des paramètres suivants: luminosité, humidité, température; - les moyens de réglages, de mise en marche, et d'arrêt du dispositif, - les moyens de commande des deux électrovannes, - les deux électrovannes, et relié à ce boitier: - les moyens de mesure d'humidités (sondes), - les moyens de dispersion de lreau d'arrosage, - les moyens d'alimentation en eau, - les moyens d'alimentation en énergie électrique. Ce dispositif d'arrosage renferme en dehors de l'arrivée d'eau et des moyens de traitement de celle-ci, qui sont uniques, deux circuits d'arrosage identiques et indépendants. Chaque circuit est constitué des moyens de mesure de luminosité, humidité, température; des moyens d'analyse de celles-ci; des moyens de réglage, de mise en marche et d'arrêt; d'une électrovanne; d'un moyen de réglage de pression de l'eau d'arrosage et d'un moyen de con trôle de cette pression. Les mesures combinées de luminosité et d'humidité suivies de leurs analyses permettent, par l'intermédiaire de deux circuits de réglage à seuil de déclenchement, de commander une électrovanne. Les mesures de luminosité sont effectuées par l'intermédiaire d'une photorésistance. Les mesures d'humidité sont éffectuées par l'intermédiaire de deux électrodes mesurant la résistivité du milieu dans lequel elles sont plongées; la résistivité de ce milieu variant en fonction de l'humidité de celui-ci. Divers types de sondes mesurent soit l'humidité de la terre, soit l'humidité d'un matériau poreux placé à l'air libre et soumis aux conditions météorologiques.Les périodes d'arrosage se composent de cycles successifs: actifs, pendant lesquels la distribution d'eau a effectivement lieu et passifs, pendant lesquels la distribution d'eau est suspendue pour permettre à celle-ci de de se répandre uniformément. Le rapport de durée de temps entre cycle actif et passif est de un pour trois, et la durée d'un cycle actif est réglable. Une mesure de température sur le lieu même de l'installation permet d'interdire un arrosage lors d'une baisse de température en dessous d'un seuil préréglé. Suivant les désirs de l'utilisateur, il est donc possible d'effectuer différents types d'arrosage en combinant ou en ne combinant pas les deux circuits d'arrosage qui sont associés à divers moyens de dispersion de l'eau (aspersion, brumisation, goutte à goutte...). Divers types de sondes sont adaptées à ces moyens. I1 est possible par exemple d'arroser d'une part une série de pots en goutte à goutte et d'autre part des planches de boutures par brumisation. Autre exemple possiblé, et c'est ici l'application préférentielle de ce dispositif, l'arrosage en goutte à goutte du pied de la plante et indépendament le bassinage du feuillage par brumisation. L'invention, qui va maintenant être décrite en détail ( en relation avec la FIG. 1 représentant le schéma de principe du dispositif d'arrosage ), comporte donc une arrivée d'eau (I) reliée à un filtre à cartouche interchangeable (2) destiné au traitement physique ou physique et chimique de l'eau d'arrosage (suppression des particules en suspension, réduction du taux de chlore, adoucissement partiel de l'eau). Ce dispositif d'arrosage étant, à l'exception de l'arrivée d'eau et du filtre assurant le traitement de celle-ci, composé de deux circuits identiques, les références relatives à la FIG. 1 sont dotées d'un "a" ou d'un "b" suivant qu'il s'agit du circuit "A" ou "B".A la sortie du filtre deux conduites s'échappent; on trouve sur chacune de ces conduites: une électrovanne (3a,3b) assurant le passage ou l'arrêt de l'eau, une vanne réglable manuellement (4a,4b) destinée au réglage du débit ou de la pression de l'eau dans les conduits d'arrosage (6a,6b), un manomètre (5a,5b) permettant un réglage aisé de cette pression. En effet, suivant les moyens de dispersion choisis pour l'eau d'arrosage, les pressions d'utilisation varient: il est donc nécessaire d'adapter la pression de l'eau en fonction de ce choix. Les électrovannes (3a,3b) sont quant à elles commandées par un double système de mesure et d'analyse de paramètres météorologiques locaux et de paramètres en découlant directement. Ainsi chaque électrovanne (3a,3b) est commandée par ses propres modules de mesure (7a,8a,9a et 7b,8b,9b), dtanalyse (lOa,lOb) et de réglage des seuils (lla,llb). Le premier paramètre pris en compte est la luminosité mesurée sur les lieux même de l'installation; l'intensité lumineuse perçue est mesurée par l'inter mêdiaire d'une photorésistance (7a,7b). Cette mesure grâce à un module électronique d'analyse (lOa,10b) et de réglage des seuils (lla,llb) permet à un potentiomètre de définir un seuil de luminosité en dessous duquel l'ouverture de l'électrovanne est autorisée; cette ouverture ne devient effective que lors de l'obtention d'une deuxième condition. (Dans la pratique les possibilités de réglage du seuil vont du soleil voilé à la nuit noire). La deuxième condition nécessaire au déclenchement de ltélectrovanne est une mesure d'humidité. Cette mesure d'humidité est réalisée par la mesure de résistivité entre deux électrodes appelées sondes (8a,8b) disposées sur le lieu même de l'arrosage. Nous décrirons plus loin les différents types de sondes adaptées aux divers moyens de dispersion de l'eau arrosage et aux divers modes de culture. Le module (lOa,10b) analyse donc la résistivité entre les deux électrodes et gracie au module de réglage (lla,llb) un potentiomètre définit un seuil au delà duquel l'ouverture de l'électrovanne est autorisée. Les deux conditions: luminosité et humidité étant remplies, l'ouverture de l'électrovanne est effective et l'arrosage commence. Cet arrosage ne se réalise pas en continu jusqu'à l'obtention du degré d'humidité préréglé sur le module. En effet un arrosage en continu provoque la saturation en eau de certaines parties du milieu de culture, il faut donc suspendre l'arrosage pendant un certain laps de temps pour permettre à l'eau distribuée de se répandre uniformément par capillarité. Ainsi le module fractionne l'arrosage en cycles actifs et passifs se succédant; pendant un cycle actif l'eau d'arrosage est effectivement distribuée, il lui succède alors un cycle passif pendant lequel la distribution d'eau cesse pour permettre à celle-ci de se répartir sans saturation. Les cycles se succèdent jusqu'à l'obtentiondudegré d'humidité préréglé où tout arrosage cesse.Le rapport de durée entre cycle actif et passif est de un pour trois, la durée d'un cycle actif est réglabledequelques secondes à plusieurs minutes. Ainsi, par la double mesure de la luminosité et de l'humidité, les plantes arrosées ne sont pas maintenues au même degré d'humidité 24 heures sur 24 car pendant les heures de luminosité importante tout arrosage peut être interdit par le seul fait du réglage du seuil de luminosité I1 est à préciser que chaque module d'analyse (10a,10b) peut être équipé d'un système de sécurité (9a,9b) mesurant la température sur les lieux même de l'installation et pouvant autoriser ou interdire l'arrosage si les conditions de température préréglée ne sont pas satisfaites .Par exemple il est ainsi possible d'interdire une brumisation lors d'une baisse de température en dessous d'un certain seuil réglable de façon à diminuer les conditions favorables à l'apparition de certaines maladies cryptogamiques (oidium...). Cette sécurité peut être déclenchée ou enclenchée et réglée au gré de l'utilisateur. Chacun des deux circuits composé de ses propres modules de mesure, d'analyse et de réglage pilote sa propre électrovanne et est donc indépendant. I1 est en outre possible d'enclencher directement une électrovanne pour permettre un arrosage manuel ou un réglage des moyens de distribution d'eau. Chaque circuit est adaptable à tout mode de culture et à tout moyen de dispersion de l'eau d'arrosage par le simple fait de lui adjoindre une sonde adéquate. Il est ainsi possible d'associer deux circuits pour réaliser des arrosages mixtes (goutte à goutte et bassinage par exemple). Les sondes: - celles dont les électrodes sont fichées ou enterrées dans le substrat de culture permettent de mesurer le degré d'humidité au pied des plantes, que celles-ci soient cultivées en pots ou en pleine terre, à l'extérieur comme en serre et quel que soit le mode d'arrosage utilisé (goutte à goutte, aspersion, etc...). - celles dont les électrodes sont encapsulées dans un matériau poreux ont diverses utilisations selon leur emplacement: 10/ à l'air libre, elles mesurent l'évaporation des eaux reçues par aspersion, brumisation ou pluies éventuelles et sont donc particulièrement adaptées au bassinage de feuillage, brumisation sous serre... Ainsi ces sondes tiennent compte du degré hygrométrique ambiant, de la température, du vent... 20/ enterrées dans le substrat de culture, ces sondes dont les électrodes en sont isolées permettent de mesurer le degré d'humidité. Le matériau poreux encapsulant les électrodes pompe l'eau par capil larité, évitant ainsi les différences de résistivité dues aux divers substrats de culture. Ce dispositif d'arrosage automatique est alimenté en énergie électrique très basse tension (FIG 1 / 12), le peu d'énergie necessaire à son fonctionnement permet l'utilisation rentable de l'énergie solaire, il peut par ailleurs etre alimenté par une batterie indépendante ou par un transformateur branché sur le secteur. Ce dispositif d'arrosage compact et automatique est asservi aux conditions météorologiques locales, car quel que soit la configuration choisie, il tient compte d'une part des paramètres météorologiques suivants: pluie, soleil, température, vent, degré d'hygrométrie et d'autre part des eaux d'arrosage distribuées. Revendications 1. Dispositif d'arrosage compact et automatique caractérisé en ce qu'il renferme dans un unique boitier: - les moyens de traitement physique ou physique et chimique de l'eau destinée à l'arrosage, - les moyens de régulation en pression ou débit de cette eau, - les moyens de mesure de luminosité et de température, - les moyens électroniques d'analyse des mesures de luminosité, de température et d'humidité, - les moyens de réglage, de mise en marche et d'arrêt du dispositif, - les moyens de commande des électrovannes, - les électrovannes au nombre de deux et reliés à ce boitier: - les moyens de mesure d'humidité (sondes). 2. Dispositif d'arrosage compact et automatique selon la revendication 1 caractérisé en ce que le traitement physique et chimique de l'eau destinée à l'arrosage est confié à un filtre à cartouche interchangeable. 3. Dispositif d'arrosage compact et automatique selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il est composé de deux circuits semblables et indépendants. Chaque circuit mesure la luminosité, l'humidité et la température; analyse ces paramètres et possède ces propres moyens de réglage et de commande de sa propre électrovanne. 4. Dispositif d'arrosage compact et automatique selon les revendications 1 et 3 caractérisé en ce qu'il est asservi aux conditions météorologiques locales. 5. Dispositif d'arrosage compact et automatique selon les revendications 1 et 3 caractérisé en ce que l'eau d'arrosage distribuée par chaque circuit est réglable en pression et débit sur chaque circuit et ce de manière indépendante. Ces pressions sont visualisées à l'aide de manomètres. 6. Dispositif d'arrosage compact et automatique selon les revendications 1, 3 et 4 caractérisé en ce que la mesure d'une température inférieure à un seuil préréglable interdit tout arrosage commandé par le circuit concerné. 7. Dispositif d'arrosage compact et automatique selon les revendications 1, 3 et 4 caractérisé en ce que la mesure d'une luminosité inférieure à un seuil préréglable autorise un arrosage commandé par le circuit concerné. 8. Dispositif d'arrosage compact et automatique selon les revendications 1, 3 et 4 caractérisé en ce que la mesure d'une humidité inférieure à un seuil préréglablè autorise un arrosage commandé par le circuit concerne. 9. Dispositif d'arrosage compact et automatique selon les revendications 7 et 8 carctérisé en ce que la détection des conditions de luminosité et d'humidité favorables à un arrosage doivent être simultanées pour qu'un arrosage soit effectivement commandé. 10. Dispositif d'arrosage compact et automatique selon les revendications 1,3 et 9 caractérisé en ce que lors du déclenchement d'un arrosage ( commandé par l'un des circuits) celui-ci est fractionné en cycles actifs et passifs se succédant. Cycle actif : électrovanne ouverte, dispersion de l'eau Cycle passif : électrovanne fermée, absorption de l'eau. Le rapport de durée de temps entre cycle actif et passif est de un pour trois; la durée de temps d'un cycle actif est réglable de quelques secondes à plusieurs minutes. 11. Dispositif d'arrosage compact et automatique selon les revendications 1, 3, 4, 7, 8 et 9 caractérisé en ce que lors de l'utilisation d'un des deux circuits pour un arrosage en goutte à goutte des racines d'une plante, et de l'autre circuit pour le bassinage du feuillage de cette même plante, l'on obtient un dispositif d'arrosage où chaque circuit tient compte de l'action de l'autre ( les sondes étant disposées l'une dans le substrat de de culture, l'autre à l'air libre à proximité du feuillage).