Brevet FR2652232A1 — publié le 19910329

La présente invention concerne un dispositif automatique et réglable d'arrosage d'un récipient de culture Par récipient de culture, on entend tout contenant fixe (par exemple en serre horticole ou maraîchère) ou amovible, tel que bac à plante, associé à un réservoir d'eau, intégré ou séparé. I1 est habituel d'utiliser des bacs à plantes pour y déposer des végétaux, soit dans les appartements, les collectivités telles que les aéroports, hôtels, grands magasins, administrations, entreprises et autres lieux similaires, et partout où l'on souhaite apporter une note de fraîcheur et d'agrément, soit dans des serres pour la réalisation de jardins ou pour des cultures horticoles et maraîchères. Pour arroser ces plantes, on opère de façon purement instinctive et manuelle, ce qui peut conduire à un arrosage en excès ou en défaut par rapport au besoin réel de la plante. Dans les lieux précités, on est contraint de faire appel à un personnel non qualifié et qui, généralement est celui qui s'occupe du nettoyage des mêmes locaux, ce qui, évidemment, nuit à la qualité ou à la régularité de l'arrosage. On peut utiliser l'un des nombreux systèmes d'arrosage autonome qui, le plus souvent, agissent par capilarité, et en augmentent la régularité, le débit et la rapidité de distribution d'eau sur une surface déterminée. Toutefois, de tels sytèmes, quoique intéressants car ils permettent un arrosage automatique et autonome, possèdent un certain nombre d'inconvénients d'utilisation, notamment, car ils agissent indépendamment des variations de température, dues, au chauffage par le sol ou à l'atmosphère du lieu où est placé le bac, ce qui limite leur efficacité. Enfin, actuellement, aucun dispositif connu ne permet d'adapter la quantité d'eau d'arrosage à la plante contenue dans le bac. Or, il est fréquent que la consommation en eau des plantes varie en fonction de leurs espèces, des heures de la journée et d'autres facteurs similaires. En aucun cas, il n'est possible de maintenir, dans le bac, une humidité bien répartie, avec un taux constant. La présente invention vise à remédier aux inconvénients précités. Elle a pour objet un dispositif d'arrosage réglable et automatique, permettant de maintenir le taux d'humidité de la terre de culture à une valeur constante. De plus, ce dispositif permet l'aération de la terre située dans le bac en favorisant un bon développement du système radiculaire et en laissant passer l'air et la chaleur. A cet effet, le dispositif comprend un contenant pour la terre de culture, un réservoir d'eau pour l'humidification de ladite terre, et comporte un moyen de détection de l'humidité, constitué par des électrodes métalliques, distantes, pour la mesure de la résistivité de la tranche de terre entre les électrodes situées dans ou sur une cage protectrice perméable, et disposées au sein du contenant, des moyens d'alimentation et de distribution d'eau, et un système de commande électrique commandant les moyens de distribution en eau, d'une part en fonction de la résistance détectée entre les électrodes et, d'autre part, en fonction du niveau du liquide dans le réservoir. De cette façon, sans faire appel à quiconque, l'utilisateur indique le taux d'humidité qu'il souhaite maintenir dans son bac par un bloc de visualisation et un curseur d'un potentiomètre réglable, ou un interrupteur quelconque. I1 n'aura ensuite qu'à maintenir un niveau de liquide suffisant dans son réservoir. Suivant une caractéristique de l'invention, les électrodes sont des plaques métalliques. La disposition des plaques du moyen de détection au sein d'une cage protectrice, permet d'une part d'éviter les modifications plus ou moins importantes de la résistivité due au tassement, l'humidité pouvant librement circuler, et d'autre part d'écarter tous risques lors des dépotages ou d'enfoncement de tuteurs. Avantageusement, il est possible de "noyer" ces plaques, préférablement réalisées en acier inoxydable, dans un matériau ayant une résistivité évoluant de manière similaire à celle de la terre au bac, sous l'effet de lrhumidité. Cela permet de cette manière de n'avoir aucune modification de la valeur de la mesure de la résistivité qui varie en fonction du type de terre et du liquide d'alimentation. Selon un mode préféré de réalisation, un système de commande constitué par une carte électronique est inserré dans un boitier protecteur amovible à deux parties, la partie supérieure, fermée par une porte protectrice, comprenant des moyens de mise en fonctionnement et un moyen de commande, la partie inférieure fermée, par un couvercle absorbant les vibrations, comportant des moyens de pompage et des moyens d'alimentation en énergie. Un tel système de commande électronique permet grâce aux informations fournies d'une part sur la résistivité de la terre, et d'autre part de celles sur l'état de remplissage du réservoir de réguler l'arrosage des plantes situées dans le bac. Selon une caractéristique de l'invention, le système de commande électronique permet la commande du moyen d'alimentation en eau, de manière séquentielle. Le consommateur peut de cette façon régler la séquence d'arrosage qui se compose du temps de fonctionnement et du temps d'attente entre deux arrosages ; ce temps minimal entre deux arrosages fournissant une humidification uniformément répartie dans la terre du bac. Selon une caractéristique de l'invention, le système de commande électronique comprend un moyen de détection du niveau du liquide dans le réservoir, avec électrodes métalliques distantes. Ces électrodes permettent de mesurer une résistivité liée à la variation du niveau du liquide. Selon une autre caractéristique de l'invention, le système de commande électronique comprend deux convertisseurs, l'un qui reçoit un signal provenant du moyen de détection placé dans le contenant, l'autre celui émanant du capteur disposé dans le réservoir, chacun de ces convertisseurs transformant ces signaux en un signal de commande transmis à un comparateur, puis à l'étage de commande qui en fonction de ces informations commande l'ouverture, suivant le besoin en eau de la terre du contenant et du niveau du liquide à l'intérieur du réservoir, d'un interrupteur de manière à autoriser la mise en fonctionnement de la pompe. Ce système de commande électronique permet d'éviter tout fonctionnement à vide de la pompe, puisqu'un signal indiquant le niveau du liquide disponible dans le réservoir est transmis au comparateur et, que celui-ci arrête, dans le cas où le niveau est insuffisant, toute transmission ultérieure à la pompe d'un signal correspondant au besoin en liquide d'arrosage dans le contenant. Avantageusement le courant d'alimentation est un courant alterna tif dont la tension est en dessous de la tension de l'électrolyse du liquide d'arrosage. Cela permet d'éviter tout dégagement gazeux et toute polarisation des électrodes, qui seraient susceptibles de nuire à la mesure de la résistivité de la tranche de terre du contenant. Selon une caractéristique de l'invention, le moyen d'alimentation et de distribution en eau est un moyen d'arrosage de la terre disposée dans le contenant. Cela favorise de cette manière l'obtention d'une diffusion homogène de l'eau à l'intérieur du bac à terre. Selon une forme préférée de l'invention, le réservoir d'eau est amovible et réalisé en matériau souple ou rigide. Une telle réalisation facilite le nettoyage de pollutions diverses et de l'entartrage. Selon une autre caractéristique de l'invention, le réservoir d'eau comporte dans sa partie haute, une ouverture large de remplissage, accessible sur le côté du contenant. Une telle ouverture évite d'avoir recours à des entonnoirs ou à des arrosoirs pour effectuer le remplissage des bacs, tout en permettant de mieux visualiser l'opération. Avantageusement, le réservoir d'eau comporte en sa partie basse un bac de reprise de l'eau en cas d'excès. Cela permet de reprendre les éventuelles fuites, ou trop plein, et ainsi d'éviter les débordements vers les moquettes ou les parquets. Selon une caractéristique de l'invention, le contenant comporte des grilles d'aération disposées, horizontalement dans le fond et verticalement dans chaque angle. La terre est de cette façon aérée à la fois sur les côtés et en profondeur, ce qui favorise le bon développement du système radiculaire, en laissant passer l'air et la chaleur. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant, à titre d'exemples non limitatifs, une forme de réalisation selon l'invention. La figure 1 est une vue en perspective du dispositif selon une forme de réalisation de l'invention. La figure 2 est une vue en coupe de la cage protectrice. La figure 3 est un schéma de fonctionnement du dispositif selon l'invention. La figure 4 est un schéma de l'électronique du système de commande. La figure 1 représente un bac à plante ayant la forme parallélépipédique, dont les quatre côtés sont tronqués, solidaires d'un réservoir 2 d'eau et d'un boitier protecteur amovible 10 contenant un système électronique de commande 13, comme plus précisemment représenté à la figure 4. Deux plaques distantes en acier inoxydable 5, et destinées à la mesure de résistance entre elles, sont disposées, à proximité du fond vertical, dans une cage protectrice 6 à l'intérieur du bac à terre 1. Cette cage protectrice 6, dont la structure est mieux représentée à la figure 2, est maintenue solidaire à l'intérieur du bac à terre 1 par l'intermédiaire de goussets 4. L'information captée par la mesure de la résistivité est transmise au système de commande électronique13, alimenté à la fréquence du secteur, par l'intermédiaire d'une jonction électrique, non représentée sur le dessin, et située à l'extérieur du bac à plante de manière à éviter tout risque de polarisation. Ce boîtier protecteur amovible 10, disposé sur l'un des côtés tronqués de la face avant, qui est solidaire au bac 1 et du réservoir 2, contient dans sa partie supérieure, fermée par un couvercle protecteur 12, un système électronique de commande, plus précisemment représenté à la figure 4, constitués par une carte électronique placée dans un orifice ménagé. Un bloc de signalisation 26 et un curseur d'un potentiomètre 35 permettent à l'utilisateur d'indiquer le taux d'humidité qu'il souhaite maintenir dans le bac. Un bouton poussoir, à deux positions 15, sert à la mise en fonctionnement du dispositif. Un premier led lumineux 14 indique à l'utilisateur le fonctionnement du système, et un second 16 permet d'indiquer si une éventuelle opération de tarage pour réaliser l'étalonnage initial de l'appareil a été effectuée ou non. Dans la partie inférieure, fermée par un couvercle absorbant la vibration 17 est insérée d'une part, une pompe à air 18 qui reçoit un signal de commande transmis par le système de commande électronique 13, et qui, en fonction de celui-ci, assure l'alimentation en eau grâce à des moyens 23-24 de distribution et d'arrosage, et d'autre part, un transformateur 21 relié à l'alimentation du secteur par une fiche 22. L'orifice de sortie de la pompe 19 à air est connecté à un tuyau qui débouche dans un filtre 20. Un tuyau 23 calibré et adapté, est placé à proximité du fond longitudinal du boîtier protecteur amovible 10, son extrémité inférieure d'entrée est engagée dans le filtre 20 et son extrémité supérieure de sortie est munie d'une buse répartitrice d'eau 24 située à une distance suffisante des plaques en inox 5a-5b de manière à éviter toute diffusion du liquide d'arrosage qui puisse entraîner une pertubation, non désirée de la mesure de la résistivité de la terre du bac 1. Cette pompe à air 18 permet de générer des micro bulles d'air qui entraînent dans un mouvement ascentionnel un courant d'eau, ce qui évite toute pollution et entartrage de la tuyauterie. De plus , la buse 24 répartitrice d'eau, est interchangeable, ce qui permet de la choisir en fonction du type de plantes à arroser. Le réservoir d'eau 21, solidaire du bac à terre 1 et du boîtier protecteur 10, est de dimension très généreuse. Sa capacité, qui correspond à 1/4 de celle du bac à terre 1, est de l'ordre de 15 à 20 litres. Cela lui assure une autonomie, et procure une garantie à l'utilisateur qui peut de cette manière laisser ses plantes sans risque durant de longues périodes. Ce réservoir d'eau 2 amovible pour faciliter son nettoyage, est muni, dans sa partie basse, d'un bac de reprise en eau de fuite 7, et dans sa partie haute, d'une ouverture large de remplissage 8. Un led lumineux 1 1 permet de contrôler l'opération jusqu'à une position maximale afin d'éviter tout trop plein. Sur le sommet du fond de la face avant, est située une alarme lumineuse et/ou sonore 9 indiquant le passage en réserve. Ce bac à plantes 1 possède des grilles d'aération 3 disposées horizontalement sur le fond, et verticalement dans chaque angle, ce qui favorise une bonne aération en profondeur et sur les côtés de la terre. La figure 2 représente une coupe de la cage protectrice 6. Cette cage protectrice 6, disposée à l'intérieur du bac 1 est constituée par une armature 27, supportant un grillage de maillage adapté 28. A l'intérieur de celle-ci, sont logées deux plaques 5a-5b métalliques en acier inoxydable distantes, parallèles, et reliées chacune à un fil 29 qui assure la transmission de l'information indiquant la valeur de la résistivité de la terre située à l'intérieur du bac 1. Deux goussets 4 permettent de maintenir la cage à l'intérieur du bac à terre 1 et assurent son renforcement. La figure 3 représente un schéma de fonctionnement du dispositif. Ce dispositif automatique et réglable d'arrosage du bac à plantes fonctionne suivant une boucle de régulation. La résistivité d'un milieu conducteur est généralement fontion d'un certain nombre de paramètres et notamment, de son taux d'humidité. L'information est prise à l'intérieur du bac à terre 1, par l'intermédiaire du moyen de détection 5, constitué par les deux plaques 5a-5b métalliques parallèles, distantes, enfermées dans une cage 6 protectrice perméable y et dont on mesure la résistivité entre elles. L'information captée est transmise au système de commande électronique 13 par l'intermédiaire d'une connexion électrique. De plus, ce système de commande 13 reçoit une information captée par deux électrodes 33a-33b du capteur 33 siutées à l'intérieur du réservoir 2 indiquant le niveau du liquide qui se trouve à l'intérieur de celui-ci. Le taux d'humidité désiré dans le bac ayant été préalablement choisi par l'utilisateur en fonction des besoins est programmé par le curseur 25 du potentiomètre 35; si la valeur transmise par les moyens de détection 5 est inférieure à celle du seuil affiché, et que le niveau du liquide dans le réservoir est suffisant, le système de commande électronique 13 délivre un signal de commande à la pompe à air 18 qui déclenche alors le pompage et l'arrosage.Une certaine quantité d'eau, adaptée au rétablissement de la valeur désirée de la résistivité, est de façon distribuée dans le bac à terre 1. Un tel fonction nement de ce dispositif permet de maintenir un taux constant d'humidité à l'intérieur du bac 1. Par contre, si le système de commande 13 reçoit un signal provenant du capteur 33 situé dans le réservoir 2 qui indique que le niveau du liquide est insuffisant pour alimenter la pompe 18, il élabore un signal de commande de manière à inhiber toute autre information provenant du bac 1 relative au besoin en arrosage. Ce contrôle permet de cette manière d'éviter tout fonctionnement à vide de la pompe à air 18 générateur de défaillance mécanique. La figure 4 représente un schéma de l'électronique du système de commande électronique 13 qui est alimenté par la source d'alimentation 28. Ce système électronnique constitué par une carte électronique a pour fonction de s'intercaler entre l'interupteur 27 qui est un relai, et la pompe 18 qui déplace le liquide d'arrosage du réservoir 2 à la terre du bac 1 dont l'humidité est mesurée par l'intermédiaire d'un moyen de détection 5 indi quant la résistivité dtune tranche de celle-ci. Cette mesure est effectuée sous une tension alternative inférieure à celle de l'électrolyse du liquide d'arrosage de façon à éviter tout dégagement gazeux parasitaire. Un convertisseur 29, raccordé à la source de tension 28, établit une tension alternative entre les électrodes de mesure 5a-5b noyées dans la terre du bac 1, et mesure l'intensité du courant entre ces électrodes, ce qui génère un signal proportionnel à la valeur de la résistivité de la terre du bac 1. Ce signal est transmis par l'intermédiaire d'une liaison électrique 30 au comparateur 31, réglable en fonction de la nature de la terre et du type de liquide d'arrosage utilisé, par l'intermédiaire d'un moyen électronique 31a. Un convertisseur 32 alimente deux électrodes 33a-33b, déposées dans le réservoir 2. Ces électrodes 33a-33b qui sont recouvertes normalement par le liquide, délivrent lorsque le niveau du liquide baisse, une valeur différente de la résistance. La comparaison de l'intensité du courant circulant dans les électrodes avec une valeur de référence fournit un signal qui est transmis par la liaison 34 au bloc de signalisation 26, qui visualise également la valeur du signal élaboré par le convertisseur 29. Le signal d'humidité à obtenir, est fourni par l'opérateur par l'intermédiaire du curseur 25 d'un potentiomètre linéaire 35 réglable, dont la course est identique à la longueur du bloc de signalisation 26, de manière à faire correspondre sa position d'équilibre à l'indication visualisée par ce bloc 26. Le comparateur 31 autorise, par l'intermédiaire de la liaison 36, le fonctionnement de l'étage de commande 37, et de l'interrupteur 27 à condition que l'information transmise par la liaison 34 indique un niveau en liquide suffisant dans le réservoir 2. Cet étage de commande 37 assure la mise en fonctionnement de l'interrupteur principal 27 selon une fréquence déterminée, constituée par une succession de périodes brèves d'arrosage de plusieurs secondes, intercalées par des périodes plus longues de plusieurs minutes d'arrêt, destinées à favoriser la diffusion uniforme à l'intérieur du bac 1 du liquide d'arrosage, et ceci tant que le niveau du liquide est suffisant à l'intérieur du réservoir 2. Ce mode de diffusion permet d'éviter tout excès temporaire d'humidité dû éventuellement à un arrosage excessif. Cet étage de commande 37 peut également être mis en fonction nement par l'intermédiaire d'un bouton poussoir 15. Ce type de commande manuelle favorisant la visualisation du bon fonctionnement de la pompe 18, par l'intermédiaire d'un led lumineux 16. On ne s'éloignera pas du cadre de l'invention par des modifications de détails telles que l'augmentation du volume du contenant par des moyens mécaniques d'accrochage de différents éléments, l'adjonction de moyens de transport du bac, des formes particulières dudit bac, ou par le fait qu'il peut posséder un décor amovible comportant un éclairage interne, de façon à le rendre plus esthétique et à en augmenter l'impact spectaculaire le soir venu. L'invention sera par ailleurs applicable aux différents types d'assemblages de plusieurs bacs à réaliser par des moyens mécaniques quel conques. REVENDICAT1O NS 1 - Dispositif réglable et automatique d'arrosage d'un récipient de culture comprenant un contenant (1) pour la terre de culture, un réservoir d'eau (2) pour l'humidification de ladite terre, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de détection (5) de l'humidité au sein de la terre de culture, comprenant des électrodes métalliques (5a,5b) distantes, pour la mesure de la résistance de la tranche de terre entre les électrodes (5a,5b), situées dans ou sur une cage (6) protectrice perméable, et disposées au sein du contenant, des moyens d'alimentation et de distribution d'eau, et un système de commande électronique électronique (13) commandant les moyens de distribution d'eau (23,24) d'une part en fonction de la résistivité détectée entre les électrodes (5a,5b) et, d'autre part, du niveau du liquide dans le réservoir (2). 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les électrodes (5a,5b) sont des plaques métalliques. 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les plaques, préférablement réalisées en acier inoxydable, sont noyées dans un matériau de résistivité évoluant de manière similaire à celle de la terre de culture, sous l'effet de l'humidité. 4 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système de commande électronique (13), constitué par une carte électronique, est inserré dans un boitier protecteur (10) à deux parties, la partie supérieure, fermée par une porte protectrice (12}, des moyens de mise en fonctionnement (15) et, des moyens de contrôle (14,16), la partie inférieure, fermée par un couvercle absorbant les vibrations (17), comportant des moyens de pompage (18) et des moyens d'alimentation en énergie (21). 5 - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le système de commande électronique (13) commande le moyen d'alimentation en eau de manière séquentielle. 6 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système de commande électronique (13) comprend un moyen de détection (33), du niveau de liquide dans le réservoir (2) du type électrodes métalliques distantes (33a,33b). 7 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système de commande (13) comprend deux convertisseurs (29,32), l'un (29) qui reçoit un signal provenant du moyen de détection (5) placé dans le con tenant, l'autre (32) celui émanant du capteur (33) disposé dans le réservoir (2), chacun transformant ces signaux en un signal de commande transmis à un comparateur (31) puis à l'étage de commande (37) qui en fonction de ces informations commande l'ouverture, suivant le besoin en eau de la terre du contenant et du niveau du liquide à l'intérieur du réservoir d'un interrupteur (27) de manière à autoriser la mise en fonctionnement de la pompe (18). 8 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le courant d'alimentation est un courant alternatif dont la tension nominale est en dessous de la tension d'électrolyse du liquide d'arrosage 9 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'alimentation et de distribution en eau comprend un moyen d'arrosage (24) de la terre disposée dans le contenant. 10 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un réservoir (2) d'eau amovible réalisé dans un matériau souple ou rigide. 11 - Dispositif selon l'une des revendications q et 10, caractérisé en ce que le réservoir (2) d'eau comporte dans sa partie haute, une couverture large de remplissage (8), accessible sur le côté du contenant. 12 - Dispositif selon l'une des revendications 1 et 10, caractérisé en ce que le réservoir d'eau (2) comporte dans sa partie basse, un bac de reprise (7) de l'eau en excès. 13 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le contenant comporte des grilles d'aération (3), disposées horizontalement dans le fond, et verticalement dans chaque angle du contenant.