Brevet FR2643214A1 — publié le 19900824

DISPOSITIF POUR COUPER LES TIGES DE VEGETAUX, ET NOTAMMENT D'ALGUES La présente invention concerne un dispositif pour couper les tiges de végétaux, et notamment d'algues. Pour récolter certaines catégories d'algues marines, il est nécessaire d'en couper la tige, la règlementation interdisant leur arrachage ; c'est notamment le cas de l'ascophylum qui pousse sur des fonds rocheux à faible profondeur et est découvert à marée basse. En général cette opération de coupe se fait manuellement à la faucille, ce qui est naturellement long, fastidieux et peu rentable. D'autres types d'algues telles que les laminaires à longues feuilles (digitata) présentant un épanouissement étendu, en forme d'une multitude de lanigères, sont arrachés mécaniquement à l'aide d'un outilrotatif en forme de crochet ; cet outil est généralement manipulé depuis un bateau. Par suite de la rotation du crochet, les lanières s'enroulent et s'enchevêtrent les unes aux autres autour de celui-ci, ce qui rend possible l'arrachage de l'ensemble. Cette méthode ne peut toutefois pas s'appliquer à certaines algues dont l'arrachage est permis mais qui possèdent un épanouissement trop peu étendu ; c'est par exemple le cas des laminaires poussant en eaux profondes (hyperboréa). Il a été aussi proposé des dispositifs de récolte utilisant des dragues se déplaçant sur le fond marin. Toutefois, celles-ci ne fonctionnent correctement et efficacement que sur des sols relativement plats et sableux ; elles sont en effet mal adaptées à des récoltes sur des fonds irréguliers et rocheux tels que cela se rencontre par exemple sur le littoral de la Bretagne, car.elles s'accrochent et se bloquent perpétuellement, ce qui cause des détériorations du matériel et est source d'un très mauvais rendement. L'invention vise à résoudre ces différents problèmes en proposant un dispositif pour couper les tiges de végétaux, et notamment les tiges d'algues marines, ce dispositif étant relativement léger, peu coûteux, facile à utiliser, adapté à la coupe de végétaux variés, et notamment de diverses catégories d'algues, et efficace en tout terrain, meme sur des fonds rocheux et très accidentés. Ces différents résultats sont atteints conformément à l'invention et grâce au fait que le dispositif comprend - un tambour rotatif destiné à etre déplacé sur le sol sur lequel poussent les végétaux, qui présente au moins une ouverture sensiblement radiale autorisant le passage des tiges à l'intérieur du tambour - un couteau rotatif logé dans le tambour et tournant autour d'un axe qui coïncide avec celui du tambour - des moyens d'entraînement en rotation du tambour et du couteau, en sens inverses l'un de l'autre. Le tambour est déplacé sur le fond de telle manière que l'axe du tambour soit approximativement perpendiculaire à ce fond (tambour à plat), si bien que lorsque le tambour rencontre un obstacle tel qu'un rocher, le dispositif peu contourner cet obstacle, le tambour jouant le rôle d'une roue se déplaçant sur l'obstacle, ce qui élimine pratiquement tout risque d'accrochage et de détérioration. Par ailleurs, selon un certain nombre de caractéristiques avantageuses, mais non limitatives de l'invention - le dispositif comporte une plaque-support qui porte un moteur, par exemple hydraulique, d'entraînement du tambour et du couteau, ce dernier étant directement monté sur l'arbre de sortie du moteur, tandis que l'entraînement du tambour est réalisé par ce même arbre par l'intermédiaire d'un système inverseur et démultiplicateur à planétaires et satellites, le tambour étant mu à une vitesse angulaire sensiblement plus faible que le couteau - le tambour est constitué d'une série de barres en forme de "U" dont les branches latérales constituent des rayons et la branche transversale une génératrice du tambour, ces barres étant réparties angulairement de manière régulière pour délimiter les ouvertures de passage des tiges à couper ;; - les branches supérieures desdites barres en "U" sont des barres plates qui servent de contre-couteaux en association avec ledit couteau rotatif ; - le couteau est constitué d'au moins une paire de lames tranchantes disposées diamétralement, par exemple de deux paires de lames en croix - l'extrémité libre des lames affecte en vue de dessus la forme générale d'un "T" - le tambour est composé de barres radiales dont l'extrémité libre affecte, en vue de dessus, la forme générale d'un "Y" ;; - le tambour comprend un carter dans lequel se meut le couteau, et ce carter présente au moins une ouverture de passage des tiges, dont le bord est muni d'un crochet destiné à rabattre les tiges dans l'ouverture - les moyens d'entraînement en rotation du tambour et du couteau peuvent fonctionner dans les deux sens - le tambour et le couteau sont portés par une plaquesupport équipée de moyens antirotatoires tels que des ailerons ; - le tambour est surmonté d'un caisson comportant une hotte récupératrice des végétaux coupés - le dispositif est équipé d'un système d'insufflation d'air dans le tambour -- le dispositif est équipé d'un dispositif d'allègement tel qu'un flotteur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront de la description et des dessins annexes qui en présentent des modes de réalisation préférentiels. Sur ces dessins - la figure 1 est une vue schématique en perspective d'un premier mode de réalisation du dispositif ; - la figure 2 est une vue partielle, coupée par un plan vertical passant par l'axe du tambour, du dispositif de la figure 1; - la figure 3 est un schéma illustrant le principe de fonctionnement du système inverseur et démultiplicateur de mouvements - la figure 4 est une vue schématique de face et en coupe illustrant la manière dont est réalisée la coupe d'une tige d'algue - la figure 5 est une vue schématique de dessus du dispositif de la figure 1, destinée à illustrer la manière dont le dispositif se déplace le -long d'un rocher - la figure 6 représente un second mode de réalisation dans lequel le dispositif est surmonté d'une hotte récupératrice des algues coupées - la figure 7 est une vue schématique de dessus d'une variante de réalisation du dispositif de la figure 1 - la figure 8 est une vue de détail qui montre une forme de réalisation possible de l'extrémité de la lame de coupe - les figures 9 et 10 sont des vues de dessus schématiques respectivement d'un troisième et d'un quatrième mode de réalisation du dispositif. Le dispositif représenté aux figures 1 à 5 est destiné à la récolte d'algues sur un fond marin. Ce dispositif comprend une plaque-support 1 en métal, par exemple en acier inoxydable. A l'une de ses extrémités, la plaque 1 porte une paire d'ailerons 10 qui s'étendent perpendiculairement au plan de la plaque, c'est-àdire verticalement si la plaque î se trouve dans une position horizontale, position qui correspond à la position de travail. A l'autre extrémité de la plaque sont prévus des oeillets 11 qui servent à l'accrochage en un point réglable, d'un câble C. Sous la plaque 1 est monté un tambour 2, d'axe XX' perpendiculaire au plan de la plaque 1. Ce tambour est composé d'une série de barres 20 ; ce sont de préférence des barres plates (de section rectangulaire, de faible épaisseur) qui-sont repliées en "U". Ces barres sont fixées au centre du tambour à des disques 22, 21, par des moyens appropriés tel que des vis, ou par soudage, de telle manière que les branches latérales du "U" constituent des rayons du tambour, tandis que les branches transversales forment des génératrices. Il est par exemple prévu douze barres 20 réparties régulièrement à 300, qui délimitent entre eux des ouvertures 210. Les parties des barres qui constituent les branches supérieures du "Ut', désignées 200 à la figure 2, sont avantageusement munies d'une nervure de rigidification 201 (non représentée à la figure 1). A l'intérieur du tambour 2, juste au-dessous des parties 200, est disposé un couteau'3. Celui-ci, dans l'exemple représenté, est formé d'une paire de lames tranchantes s'étendant selon un diamètre, de longueur légèrement inférieure à celle du tambour. Ces lames sont également avantageusement munies d'une nervure rigidificatrice 30. Comme on le voit à la figure 4, les parties 200 des barres 20 possèdent des bords tranchants adaptés pour coopérer avec le tranchant du couteau 3, pour provoquer un cisaillement des tiges se trouvant entre les deux. On notera que les deux bords du couteau 3 et les deux bords de chaque partie 200 sont tranchants. Sur la plaque 1, dans l'axe XX' est monté un moteur hydraulique 4, à double sens de rotation, fixé au support par des moyens appropriés, par exemple par boulonnage de son embase 40. Il s'agit de préférence d'moteur à deux sens de rotation, alimenté par des conduites de liquide hydraulique 9 à partir d'une source extérieure, celle-ci étant par exemple portée par un bateau. Le couteau 3 est monté et calé (par exemple à l'aide d'une clavette) directement sur l'arbre de sortie 41 du moteur hydraulique 4, comme cela se voit clairement à la figure 2. Ce même arbre 41 porte un pignon d'engrenage 42, dit planétaire, qui est en prise avec trois pignons 6; dits satellites, régulièrement.répartis angulairement à 1200( voir figure 3). Les pignons 6 sont montés fou sur des axes 60 solidaires de la plaque 1. Ces pignons 60 engrènent avec une couronne à denture interne 5 guidée en rotation dans la plaque 1 de manière à pouvoir tourner librement autour de l'axe XX'. La couronne 5 est solidaire, par l'intermédiaire de broches 50, du disque supérieur 22 du tambour, et donc aussi de ce dernier. A la simple observation de la figure 3, on comprend que sil'arbre moteur 41 tourne dans un certain sens (j), le pignon 42 va provoquer la rotation des pignons satellites 6 en sens inverse (flèche i) et corrélativement, du fait que la position des axes 60 est fixe, la rotation de la couronne 5 également en sens inverse (flèche f), ceci avec une vitesse réduite. Le rapport de réduction est avantageusement de l'ordre de 1/4. Le couteau 3 et le tambour sont donc entraînés en sens inverses, à des vitesses différentes, par le moteur 4. En cours de travail, la vitesse du couteau 3 sera par exemple de 120 tours par minute et la vitesse du tambour de 30 tours par minute. Des moyens de commande à distance (prévus sur le bateau) permettent de commander la rotation du moteur dans un sens ou dans l'autre. En vue de la coupe d'algues, ce dispositif est immergé, et traîné sur le fond marin sur lequel poussent les algues à l'aide du câble C, l'effort de traction étant figuré par la flèche G à la figure 1. Le câble est de préférence tracté par un bateau à une vitesse de l'ordre de 2 à 3 kilomètres à l'heure. S'il se présente devant l'engin une algue, ou un bouquet d'algues, la tige de celle-ci se trouve emprisonnée dans une ouverture 210 séparant deux barres voisines 20, et est alors cisaillée à l'intérieur du tambour entre le couteau 3 et la partie supérieure d'une barre 200, qui forme contre-couteau (voir figure 4). Les algues coupées remontent généralement en surface, en particulier les espèces dont les feuilles sont pourvues de vésicules remplies d'air, jouant le rôle de flotteurs. Elles peuvent alors être facilement ramassées à la surface de l'eau par des moyens appropriés. Lorsque l'engin rencontre un obstacle tel qu'un rocher R, les extrémités du tambour prennent appui sur celui-ci si bien que le tambour roule sur le rocher à la manière d'une roue (voir figure 5) ; les ailerons antirotatoires 10 empêchent que ce soit le support 1 qui tourne à la place du tambour, ceci en raison de la résistance hydrodynamique des ailerons. Au cours de son roulement, le tambour emprisonne dans des ouvertures 2tO les bouquets d'algues BA se trouvant sur le rocher ou à proximité de celui-ci, suite à quoi leur coupe est réalisée. On comprend donc que le tambour va contourner les obstacles présents sur le fond marin'en roulant contre leur surface.S'il advient toutefois que le tambour se bloque contre l'obstacle, l'utilisateur - qui en prend conscience par suite de l'augmentation de l'effort de traction inverse le sens de rotation du moteur, de sorte que le tambour peut tourner dans l'autre sens en se libérant de ltobstacle. Bien entendu, la coupe est réalisée de la même manière dans l'autre sens, le sens de rotation du couteau changeant automatiquement en même temps que celui du tambour. Le couteau se trouve protégé des chocs contre le fond et contre les rochers grâce aux barres 20 qui l'entourent complètement. Dans une variante de commande du moteur, cette commande peut être automatisée de telle manière que le sens de rotation soit automatiquement et périodiquement inversé, par exemple toutes les trois secondes, de manière à éviter pratiquement tout risque d'accrochage du tambour sur le fond. A titre indicatif le diamètre du tambour est par exemple de l'ordre de 70 cm tandis que sa hauteur est de l'ordre de 20 cm. Dans la variante de la figure 7, le couteau 3 est composé de deux paires de lames diamétrales, disposées en croix ; il est prévu douze barres en "U" 20, réparties selon deux séries alternées : des barres longues 20a et courtes 20b. La longueur des branches latérales des barres courtes 20b est par exemple de l'ordre de 19 cm et celle des barres longues de 25 cm. Cette disposition permet un meilleur ramassage de certains types de bouquets d'algues, et diminue par ailleurs les risques d'accrochage des barres contre des anfractuosités de rocher.La lame de coupe représentée à la figure 8 a une extrémité 31 en forme de "T" ; grâce à cet agencement, l'extrémité recourbée 31 a tendance à ramener les tiges d'algues "T" emprisonnées dans lrespace 210 vers l'intérieur du tambour au cours de sa rotation, et non aller chasser vers l'extérieur, ce qui améliore l'efficacité du dispositif. Dans le mode de réalisation illustré à la figure 6, le tambour 2 est surmonté d'un caisson 7. Celui-ci comprend une hotte tronconique 70 présentant une cheminée de sortie 71 disposée à l'aplomb de la partie centrale du tambour, c'est-à-dire sensiblement selon l'axe XX'. Le caisson 7 est fixé à la plaque support 1 de manière appropriée, de préférence réglable en hauteur, par exemple au moyen d'une série de brides 72. La plaque-support 1 présente des ouvertures 12 autorisant le passage des algues coupées par la lame 3 à travers le support, dans la hotte collectrice 70. Le caisson 7 comprend par ailleurs un moyen d'allègement de l'ensemble tel qu'un flotteur, par exemple une bouée gonflable 8. Le moteur est de préférence logé dans un carter étanche 45, et à la base du moteur est disposé un système de distribution d'air 66. Il s'agit par exemple d'un boîtier annulaire qui présente a sa périphérie une série de buses aptes a insuffler de l'air obliquement vers le bas, dans le tambour 2 ; on a figuré par les flèches h les sorties d'air à ce niveau. Le système 66 est alimenté en air comprimé à partir d'une source extérieure, par exemple depuis le bateau tracteur, par l'intermédiaire de conduits non représentés. Le dispositif est équipé d'une barre d'attache 73 qui est munie d'une série d'oeillets 74 permettant l'accrochage d'un câble tracteur C en un point approprié réglable en- hauteur. Le point d'accrochage 74 est choisi en fonction des conditions de la récolte, notamment de la profondeur de travail, de telle manière que l'angle que forme le câble C avec l'horizontale permette de tonner à l'engin un équilibre convenable. La bouée 8 allège le dispositif, de sorte que celui-ci se déplace en douceur sur le fond marin. Les jets d'air comprimé insufflé par le système 66 réalise un bouillonnement à proximité du couteau 3, si bien que dès qu'elles ont été coupées, les algues sont brassées, ce qui permet de réduire les risques de bourrage et améliore leur évacuation par la hotte 70. Les flotteurs dont sont munies les algues leur permettent de remonter sous l'effet de la force d'Archimède dans la hotte 70 et d'en ressortir par la cheminée 71.Un conduit aspirant peut être prévu sur cette cheminée, pour acheminer par succion le produit de la récolte à l'intérieur d'un bateau. Bien que cela n'ait pas été représenté sur la figure 6, des moyens anti rotatoires tels que des ailerons sont naturellement également prévus sur le dispositif. Dans le mode de réalisation de la figure 9, les barres 20 ont des extrémités libres qui, en vue de dessus, affectent la forme d'un "Y" dont les branches ont été référencées 20', 20". Dans l'exemple représenté, il est prévu quatre branches 20 ayant de telles extrémités, disposées en croix, ainsi que quatre branches en "U" traditionnelles, plus petites, référencées 20". Un couteau, à deux paires de lames en croix, se meut dans la partie centrale du tambour (à l'intérieur des barres 20"). Dans ce mode de réalisation, les branches externes 20', 20" sont adaptées pour faciliter le rabattement des algues, et notament des bouquets d'algues, dans les espaces 210, vers l'intérieur du tambour, après quoi ces algues sont divisées et introduites dans les espaces délimitées par les petites barres 20" pour y être coupées. La coupe se faisant uniquement dans la partie centrale du tambour, ceci permet d'utiliser une hotte récupératrice de dimension réduite, surplombant cette partie centrale. Il est avantageusement prévu aux extrémités des branches 20', 20" des galets anti-friction 23', 23" destinés à réduire les risques de chocs et de coincements du tambour. Dans le quatrième mode de réalisation représenté à la figure 10, le tambour 2 comprend un carter cylindrique 24 présentant deux ouvertures 240 ; à l'intérieur de ce carter tourne un couteau 3, par exemple en forme de croix. Chacune des ouvertures 240 est équipée d'un crochet 25 dont la forme est adaptée pour happer efficacement les tiges d'algues se trouvant sur le parcours de l'engin et pour rabattre celles-ci à l'intérieur de l'ouverture associée 240, vers le centre du tambour ; elles y sont alors coupées par le couteau 3. On notera que ce dispositif ne peut fonctionner que dans un seul sens de rotation du moteur, sens figuré par les flèches sur la figure 10. Le dispositif selon l'invention n'est pas nécessairement tracté par un câble. Dans une variante d'utilisation, il peut être monté à l'extrémité d'un bras manipulateur porté par une grue disposée sur un bateau. Le moteur n'est pas nécessairement solidaire du dispositif ; on peut envisager d'entraîner la lame et le tambour à partir d'un moyen d'entraînement situé à distance, par exemple sur un bateau, via un arbre de transmission flexible. Dans le cas où le dispositif est soutenu par un bras manipulateur, il est nécessairement fixe, et les ailerons antirotatoires deviennent superflus. Il peut être envisagé d'adjoindre au dispositif des moyens de propulsion - par exemple à hélice - destinés à en faciliter les déplacements, voire à le rendre complètement autonome. Bien que dans ce qui précède il ait été fait état uniquement de la coupe d'algues, qui est une application préférentielle du dispositif, il est possible également d'utiliser un dispositif fonctionnant selon le même concept inventif pour la coupe d'autres végétaux, par exemple pour débroussailler des terrains, ou pour couper du gazon ; cette dernière application est particulièrement intéressante lorsque l'on souhaite obtenir une hauteur de coupe précise et constante, par exemple pour la tonte de terrains de golf. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour couper les tiges de végétaux, et notamment d'algues, caractérisé en ce qu'il comprend - un tambour rotatif (2) destiné à être déplacé sur le sol sur lequel poussent les végétaux, qui présente au moins une ouverture (210, 240) sensiblement radiale autorisant le passage des tiges à l'intérieur du tambour (2) - un couteau rotatif (3) logé dans le tambour (2) et tournant autour d'un axe (XX') qui coïncide avec celui du tambour (2) - des moyens d'entraînement en rotation du tambour (2) et du couteau (3), en sens inverses l'un de l'autre. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une plaque-support (1) qui porte un moteur (4), par exemple hydraulique, d'entraînement du tambour (2) et du couteau (3), ce dernier étant directement monté sur l'arbre (41) de sortie du moteur, tandis que l'entraînement du tambour est réalisé par ce même arbre (41) par l'intermédiaire d'un système inverseur et démultiplicateur à planètaire (42) et satellites (6), le tambour étant mu à une vitesse angulaire sensiblement plus faible que le couteau. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit tambour (2) est constitué d'une série de barres (20) en forme de "U" dont les branches latérales constituent des rayons et la branche transversale une génératrice du tambour, ces barres (20) étant réparties angulairement de manière régulière pour délimiter les ouvertures (210) de passage des tiges. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les branches supérieures (200) desdites barres en "U" (20) sont des barres plates qui servent de contre-couteaux en association avec ledit couteau rotatif (3). 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit couteau (3) est constitué d'au moins une paire de lames tranchantes disposées diamétralement, par exemple de deux paires de lames en croix. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'extrémité libre (31) des lames affecte en vue de dessus la forme générale d'un "T". 7. Dispositif selon la revendication 1,-caractérisé en ce que ledit tambour (2) est composé de barres radiales (20) dont l'extrémité libre affecte, en vue de dessus, la forme générale d'un "Y". 8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit tambour (2) comprend un carter (24) dans lequel se meut le couteau (3), et que ce carter (24) présente au moins une ouverture (240) de passage des tiges, dont le bord est muni d'un crochet (25) destiné à rabattre les tiges dans l'ouverture (240). 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que lesdits moyens d'entraînement en rotation du tambour (2) et du couteau (3) peuvent fonctionner dans les- deux sens. 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ledit tambour (2) et ledit couteau (3) sont portés par une plaque-support (1) équipée de moyens antirotatoires tels que des ailerons (10). 11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à lQ, carac- térisé en ce que ledit tambour (2) est surmonté d'un caisson (7) comportant une hotte récupératrice (70) des végétaux coupés. 12. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il est équipé d'un système (66) d'insufflation d'air dans le tambour (2). 13. Dispositif selon l'une des revendications 1 à-12, caractérisé en ce qu'il est équipé d'un dispositif d'allègement tel qu'un fiotteur (8).