Brevet FR2604052A1 — publié le 19880325

La présente invention concerne un procédé de régulation ae la température à l'intérieur d'une serre ou d'un chfissis ainsi que le dispositif permettant de mettre en oeuvre ce procédé. Les cultures sous serres ou châssis permettent d'accélérer et d'améliorer les productions maraichères ou fruitières sous réserve toutefois d'une certaine régulation de la température qui règne à l'intérieur des serres. En effet, on connait bien le phénomène dit de serre piégeant les calories grâce à des enceintes fermées, traditionnellement en verre remplacé assez généralement aujourd'hui par un film plastique recouvrant une charpente de soutien. Les cultures sous serres nécessitent dans tous les cas que la température interne à la serre soit sensiblement régulière qu'il s' vagisse d'ailleurs de serres froides, tempérées ou chaudes. Généralement la régulation de la température des serres s' effectue par apport forcé et onéreux de calo- es ou friyories par des canalisations d 'air chaud ou froid vinant en complément de l'apport solaire en fonction de la période, du temps et de l'heure... haturellement, il existe de très nombreuses instal la t ions petites et moyennes qui ne sont pas n unies ae dispositifs régulateurs artificiels, pour des raisons économiques évidentes ou même pour de simples raisons d'éloignement ou de difficulté pour l'alimentation ne ces dispositifs. Dès lors, i convient d'assurer manuellement la régulation interne des serres par le seul moyen consistant à établir une circulation d'air à l'intérieur des serres dont le débit peut, dans des proportions suffisantes, assurer un maintien raisonnable de la température interne souhaitée pour le type de culture envisagée. Pour ce faire, il suffit d'ouvrir ou fermer plus ou moins des volets ou des fenêtres prévus è cet effet en nombre suffisant. bans les serres en matière plastique, il suffit de relever plus ou moins les pans latéraux de la couverture souple en disposant par exemple des piquets de l-.aintien en différents endroits de ladite couverture. Bien sOr, il reste pour le jardinier à effectuer en permanence des ajustements d'ouverture en considérant la variation de l'ensoleillement par exemple au cours du jour. On comprend dès lors, la difficulté et donc le coût d'une telle surveillance. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients en procurant un procédé de régulation thermique autonome à l'intérieur de serres ou chassies, en actionnant un bras pouvant par exemple commander un volet d'aération, ouvrir une fenêtre ou relever un pan de la serre ou du châs- sis, pour créer une circulation d'air en fonction de la ten,pérature ambiante sous la serre ou le ctiâssis, caractérisé en ce qu'une variation angulaire du bras de commande ou de relevage, en rotation autour a'un pivot fixe sur cn support, peut être obtenue par la déformation allotropique ~d'une capsule ae cire soumise à le température de l'ambiance à réguler, par l'intermédiaire d'un cylindre d'expansion repoussant un piston et sa tige en appui sur ledit bras créant ainsi un couple de relevage, l'inversion du mouvement étant obtenue par le couple gravitationnel des pièces en tramées ou par tous dispositifs classiques de rappel, par exemple à ressort. Le procédé ainsi décrit, suivant l'invention, est avantageusement mis en oeuvre par un dis.positif à deux branches articulées dont l'une d'elles est utilisable comme support vertical pouvant être, par exemple, enfoncé dans le sol dans la mesure où ledit support peut avantageusement prendre la forme d'un piquet, et l'autre branche, mobile autour d'un axe solidaire de la prem.ière, agit à la manière d'un bras de levier qui, en se déplaçant dans un plan vertical, vient relever un pan de la serre, ouvrir une fenêtre ou tout autre ouverture commandée per le battement dudit bras. Le bras de levier ainsi défini est mis en mouvement grâce à un couple dont le moment résulte de l'effort transmis par le déplacement vertical du piston dans un cylindre d'expansion fixé au support vertical, et qui vient en appui sur l'extrémité du bras mobile créant ainsi le couple de relevage à l'autre extrémité dudit bras mobile, dont l'angle d'ouverture dépend finalement de la géométrie du système, c'est-à-dire de la longueur des bras de levier d'une part, de la course du piston d'autre part, déterminée par la variation allotropique d'une quantité de cire occupant un certain volume dans le cylindre considéré variant avec la température à laquelle la cire est soumise, contraignant ainsi le piston associé è se aéplacer.En effet, lorsque la cire passe de 1 'état solide à l'état liquide par suite a 'une augmentation de la température, le volume de ladite cire augmente d a n s des proportions dépend a n t de sa composition; cette auymentstion a e volume et la pression allotropique qui en résulte, sont donc mises à profit pour déplacer un piston dans une capsule fermée de cire, utilisée comme cylindre. Le dispositif fonctionne naturellement en extension, c'est-à-dire lorsque la température augmente. En revanche, le système doit être ramené à sa position d'origine lorsque la température baisse et qu'il y a solidification progressive de la cire qui diminue ainsi ae volume dans le cylindre. Le retour du piston est alors assuré par le propre poids des éléments d'aération commandés (volets, fenêtres ou pans) qui maintenant.agissent en couple moteur avec le double avantage de ramener le piston à l'origine et de se refermer progressivement, diminuant ainsi la circulation de l'air à l'intérieur de la serre à un moment où la tempérs- ture baisse. On imagine aisément que l'on puisse réguler de cette manière la température interne sous la serre ou le châssis et ce avec d'autant plus de précision que les conditions initiales sont bien adaptées. C'est ainsi que dans le dispositif suivant l'invention, le bras mobile comporte un ressort de tarage initial dont une extrémité est fixée au sup port vertical, la force cive rappel de ce ressort étant avantageusement réglée par simple déplacement du point de fixation de l'autre extrémité le long du bras mobile. Ainsi, quelle que soit la température au départ à l'intérieur de la serre, on peut créer un seuil d'ouverture initiale des éléments d'aération maintenant un courant d'air minimal à l'intérieur de ladite serre. I1 va de soi que le dispositif suivant l'invention peut être compliqué de manière à adapter le procédé au type souhaité de serre ou de châssis. En particulier, on peut jouer sur le débattement du bras de relevage en fonction de la température en mettant plusieurs capsules de cire en série les unes avec les autres, ou encore il est possible d'augmenter la puissance de relevage disponible en bout de bras, sans pour autant changer son oébattement, en mettant plusieurs capsules de cire en parallèle. Naturellement, en combinant les éxécutions précédentes, on peut sélectionner tous les cas possibles. On décrira ci-après,à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention,en référence au aessin annexé sur lequel La figure 1 est une vue en élévation du dispositif suivant l'invention. La figure 2 est une vue de profil du dispositif représente sur la figure 1. La figure 3 est une vue en perspective d'une serre équipée d'un dispositif suivant l'invention montrant un pan latéral en position relevée laissant l'air circuler. La figure 4 est une vue en coupe faite suivant la ligne IV-IV de la figure 3. L'exécution particulière conforme aux figures 1 et 2 représente le dispositif mettant en oeuvre le procédé suivant l'invention dans sa version la plus élémentaire. Un support vertical 1 est constitué d'un plat métallique affûté dans sa partie inférieure en forme de piquet 2 pour faciliter l'enfoncement et la tenue dans le sol. Un pivot 3, solidaire du support 1 et décentré par rapport à son axe longi tudinal, permet l'articulation, dans un plan vertical, d'un bras de relevage 4 formé dans le même plat que le support 1, grâce à une boutonnière 5 recevant le pivot 3 suivant une technique habituelle de verrouillage. Une capsule de cire 6 à l'intérieur d'un cylindre 7 en laiton est disposée dans la partie haute du support 1 gracie à un anneau de maintien 8 soudé au support 1.Une collerette 9 aménagée au bas du cylindre 7 compense tous les efforts verticaux d'un piston dont la tige 10 est guidée par un anneau 11 solidaire du support 1. La tige 1U vient en contact de la tranche du bras de relevage 4 dans sa partie arrière 12, au-delà de sa boutonnière de pivotement 5. La capsule 6 est munie de cire de telle sorte que la tige 10 ait un débattement longitu dinsl d'environ lbmll, pour une variation ae tempéreture à l'intérieur de la serre entre 18 C et 240C. La tige lb en appui sur la tranche du bras 4 au point 13 situé à lOmni environ de l'axe du pivot 3 soumet ledit bras 4 à une pression de relevage d'environ 9 bars.Ainsi l'extrémité 14 du bras 4, sollicitée par le couple de relevage résultant, prend, elle, une amplitude verticale qui dépend de la longueur au levier avant du bras 4. Ce levier avant présente une zone de rupture 15 faisant passer le plat du bras 4 d'un plan vertical s'étendant sur toute la partie arrière à un plan horizontal s'détendant sur l'extrémité avant du .bras 4 de manière à faire reposer le plan latéral du film de couverture 19 d'une serre sur une partie plane tel que représenté sur les figures 3 et 4. Par ailleurs, ce même bras de relevage 4 est muni, sur la partie plate verticale, de percements 16 uniformément répartis, destinés à recevoir l'extrémité d'un ressort 17 dont l'autre extrémité est fixée dans un percement 18 du support 1. Ce ressort 17 vient équilibrer les pièces en mouvement comprenant le bras 4 et le plan 19 de serre à relever conformément à la figure 3 de manière à initialiser le système en déterminant une position de relevage 20 mini male à la température la plus faible. A cet instant la pression de la tige 10 de la capsule 6 est nulle sur le bras 4. En définitive, le ressort 17 se comporte comme un organe de tarage initial pour l'ensemble considéré qui peut être un simple châssis 21 dont le dispositif vient relever un pan latéral 19 en créant ainsi une couverture 20 permettant à l'air de s'engouffrer et ventiler l'intérieur suivant les flèches indiquées sur les figures 3 et 4, ou bien un dispositif plus complexe. On peut en effet concevoir que la régulation interne soit réalisée par plusieurs dispositifs suivant la deserip- tion précédente susceptibles de créer une ventilation forcée mieux équilibrée. Il est clair que dans le dispositif de base suivant l'invention, la tige 10 transmettant la variation allotropique de la capsule de cire 6 par une force verticale et dirigée vers le bas, est automatiquement remontée en sens inverse dans le cylindre 7, lorsque la température'décroît, par la partie arrière 1 du bras 4 qui. est entraînée vers le héut par le bras de relevage 4 retombant grâce à son poids et celui aes masses entraînées. Dans des variantes d'exécution du dispositif précédemment décrit conformément à l'invention, il peut être nécessaire de renforcer l'effet de variation allotropique de la capsule de cire 6. Il suffit alors de mettre plusieurs capsules ou êe type en série ou en parallèle ou d'utiliser une combinaison série-parallèle pour obtenir l'effet voulu Si l'on couple la capsule de cire 6 avec une capsule identique et disposée en série, on obtient la même force de relevage mais on double la course de la tige 10 donc l'angle d'ouverture du bras de relevage 4.Dans ce cas la tige de la première capsule entraine la deuxième capsule, celle de la deuxième capsule entraîne la troisième et ainsi de suite, la tige 10 de la dernière capsule actionnant le bras 4 dans sa partie arrière, et on obtient ainsi pour une force d'appui inchangée, un débattement de la partie avent 14 du bras 4 de relevage, multiplié par un nombre identique au nombre de capsules 6 en série. Si on réalise une disposition de plusieurs capsules en parallèle, la course des tiges 10 est la même, donc on conserve l'angle d'ouverture, mais la force de relevage est maintenant multipliée par le nombre de capsules. Dans ce dernier cas la ou les capsules à additionnelles en parallèle doivent être disposées dans le même plan horizontal que la capsule b et de telle sorte que les divers points d'appui des tiges 10 soit à la même distance du pivot 3 afin d'obtenir individuellement le même couple de relevage, c'est-àdire un couple de relevage total égal à celui fourni par une capsule multiplié par le nombre des capsules en parallèle, le débattement angulaire total restant inchangé. Le procédé de régulation therniique autonome pour serres ou châssis suivant l'invention est particulièrement adapte dans tous les cas d'implantations isolées ou difficile d'accès ou pour lesquelles il est recherché une économie d'installation. REVENDICATIONS l.-Procédé de régulation thermique autonome à l'intérieur de serres ou châssis, en actionnant un bras pouvant par exemple commander un volet d'aération, ouvrir une fenêtre ou relever un pan de la serre ou du châssis, pour créer une circulation d'air en fonction de la température ambiante sous la serre ou le chassies, caractérisé en ce qu'une variation angulaire du bras (4) de commande ou de relevage, en rotation autour d'un pivot (3) fixe sur un support 1, peut être obtenue par la déformation allotropique d'une capsule de cire (6) soumise à la température de l'ambiance à réguler, par l'intermédiaire d'un cylindre d'expansion (7) repoussant un piston et sa tige (1U) en appui sur ledit bras (4) créant ainsi un couple de relevage, l'inversion du mouvement étant obtenue par le couple yravitationnel des pièces entraînées (4,19) ou par tous dispositifs classiques de rappel, par exemple à ressort. 2.-Dispositif de régulation thermique autonome pour des installations telles que serres ou cliâssis, conforme au procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un bras (4) de relevage ou de commande, mobile dans un plan vertical autour d'un pivot (3) solidaire d'un support (1) vertical et fixe, un cylindre (7) s'étendant longitudinalement suivant l'axe dudit support (1), disposé dans sa partie terminale haute, au-dessus du pivot (3), et fixé è ce support (1), rempli de cire et actionnant, par déformation allotropique, un piston intérieur venant entraîner une tige (lú) suivant l'axe du support (1) grâce à un élément se guidage (11) solidaire du support (1), cette tige (10) étant située à une distance du pivot (3) suffisante pour créer le couple de relevage nécessaire sur 11 extrémité (14) du bras (4). 3.- Uispositif suivant la revendication 2 caractérisé en ce que le bras (4) est maintenu élastiquement en position angulaire basse minimale, par exemple aux plus basses températures, par l'intermédiaire d'un ressort (17) dont une extrémité est fixée en (lb) au support (1) et l'autre extrémité peut être fixée dans l'un de plusieurs percements (16) uniformément répartis le long du bras (4) de manière à régler la position angulaire minimale du bras (4) permettant entre autres une ouverture minimale (20) de la serre (21) quelle que soit la température. 4.- Dispositif suivant la revendication 3 caractérisé en ce qu'au moins deux capsules de cire (6) sont montées en série sur le support vertical (1), la tige (10) de la première capsule entraînant la capsule suivante, la tige (10) de la dernière capsule actionnant le bras (4) dans sa partie arrière (12), de manière à obtenir, pour une force d'appui inchangée, un débattement de la partie avant (14) du bras (4) de relevage, multiplié par un nombre identique au nombre de capsules (6) en série. 5.- Dispositif suivant l'une quelconque des reven dications 2 ou 3 caractérisé en ce qu'eu n,oins deux cap- sules de cire (6) sont montées en parallèle sur le support vertical (1), chaque tige (10) des capsules (6) venant en appui sur la partie arrière (12) du bras (4) de relevage, et les divers points d'appui (13) des tiges (10) sont à la mênle aistance du pivot (3) de manière à obtenir, pour un débattement total inchangé, un couple de relevage multiplié par un nombre égal au nombre de capsules (6) en parallèle. 6.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le support vertical (1) est muni, dans sa partie inférieure, d'une forme de piquet (2) permettant l'enfoncement du dispositif dans le sol pour en assurer son maintien.