Brevet FR2709400A1 — publié le 19950310

DISPOSITIF GOUTTE A GOUTTE POUR INSTALLATIONS D'ARROSAGE DE CULTURES La présente invention concerne un dispositif de formation de gouttes pour installations d'arrosage de cultures à faible débit réglable. L'interêt de procéder à un arrosage des cultures de façon sélective et notamment en distribuant l'eau à chaque pied cultivé est apparu depuis quelques années tant pour les cultures en terrain découvert que sous verre et sous couverture voire hors sol. La possibilité de gérer l'eau ainsi utilise s'est révélée de plus en plus indispensable à divers titres.Il est devenu évident, tout particulièrement pour les zones déficitaires en eau, de veiller à une utilisation optimale de l'eau en la distribuant au droit des racines en quantité nécessaire et suffisante, et en évitant une évaporation inutile. Profiter de l'installation d'arrosage pour faire un apport de substances utiles aux plantes s'est rapidement imposé. Les installations d'arrosage .goutte à goutte ont ainsi vu le jour et ont permis de réaliser une distribution efficace de l'eau en y intégrant , lorsque nécessaire, d'autres substances destinées à la nutrition ou au traitement des plantes. Ce type d'installation, économique pour la consommation d'eau , permet d'arroser des sols très meubles à faible pouvoir de rétention d'eau, de réduire la contamination éventuelle au cours des traitements, d'obtenir un meilleur rendement que l'arrosage traditionnel par débordement. Ce type d'arrosage s'est rapidement développé en conjonction avec la culture sous serres pour laquelle l'arrosage goutte à goutte est particulièrement bien adapté. Ces installations comportent généralement , à partir d'un point d'eau, puits ou plan d'eau, un groupe de pompage avec dispositif filtrant, des canalisations principales montees en parallele sur lesquelles sont insérées en dérivation des conduites de distribution et de formation de gouttes permettant de répartir en surface l'eau aux plantes. Selon une version originale ,brevet ECKSTEIN GERSOHN FR A 2 330 310, les différents éléments de goutte à goutte, comprenant un cylindre muni d'une rainure continue sur son pourtour extérieur, font partie de la canalisation principale dans laquelle ils sont intégrés évitant ainsi l'assemblage de conduites de distribution sur le terrain à irriguer. Intégrés dans la canalisation de façon à réguler le débit les dispositifs protégés par les brevets AGROTEAM EP 0 444 425 et 0 467 386 jouent un role similaire au précédent. Bien que d'usage aisé ces dispositifs sont onéreux, leur nettoyage en cas d'obstruction difficile à réaliser. IL est souhaitable de contrôler le débit d'eau dépendant de façon très étroite de la pression dans le circuit. Differents systèmes ont été utilisés opérant par variation de la section de passage de l'eau à l'aide d'une soupape, brevet JORNET FR A 2 607 658 ou par déformation d'une membrane brevet PLASSIM FR A 2 555 404 .Dans ce dernier dispositif l'augmentation de pression se traduit par une diminution de la section de passage, de sorte que le système est auto-régulant. Plusieurs dispositifs d'arrosage goutte à goutte auto régulant sont protégés par les brevets MANISA FR A 2 603 450, OECHNER de CONINCK FR A 2 665 380 et 2 676 159.Bien que ces dispositifs ne soient pas d'une grande complexité ils mettent en oeuvre des rainures de geométrie variable ,des membranes, des clapets, dont les fonctionnements s'accommodent mal d'impuretés voire de la présence d'engrais de nature à interrompre l'écoulement d'eau. En outre toute pièce en mouvement en limite sa robustesse et sa fiabilité. Tous ces dispositifs sont en principe utilises pour assurer un débit déterminé quelle que soit la pression dans le circuit. Généralement ils ne permettent pas de réguler des débits divers et nécessitent en conséquence l'emploi de dispositifs adaptés à un débit déterminé. De sorte que pour obtenir des débits différents à l'aide d'un embout emmanché dans chacune des conduites de distribution d'autres dispositifs plus simples ont vu le jour à partir d'une alimentation en eau à pression constante. Le brevet MECKEL FR A 358 825 protège un dispositif dont la variation de débit est obtenue par modification de la profondeur d'emmanchement de l'embout.Cependant une augmentation brutale de la pression peut se traduire par l'éjection de l'embout et le réglage du débit est lié à la nature de la friction de l'embout dans la canalisation. Pour obtenir des débits différents avec un seul corps d'appareil le brevet CAMERON Cy EP 0 018 815 ,propose une clé amovible verrouillable. Cette clé comporte sur sa périphérie un canal hélicoïdal dont la longueur et la section de passage conditionnent le débit. La forme des filets de l'hélicoïde, les formes des chambres d'entrée et de sortie définissent la longueur et la section de passage de l'eau et par suite le débit. I1 suffit de changer de clé pour obtenir un débit différent bien qu'il soit accessoirement possible de modifier le débit de chacune des clés en faisant varier le volume des chambres d'entrée et de sortie par rotation de la clé dans son logement d'un angle inférieur à 90".Ce dispositif n'est pas autorégulateur comme ceux cités ci-dessus ,le contrôle du débit se fait par changement de clé de sorte que si la technique de culture nécessite des débits différents il faut disposer d'autant de clés que de débits souhaités, ce qui peut se révéler en outre onéreux. Le choix des clés ,voire le réglage est laissé à l'initiative de l'homme de l'art. La présente invention se propose de remédier aux inconvénients précités. Elle doit permettre de réaliser un arrosage goutte à goutte de différentes cultures necessitant des débits différents. De faible prix de revient le dispositif selon l'invention doit être fiable, d'entretien aisé et robuste. L'invention à justement pour objet un dispositif de formation de gouttes pour installations d'arrosage , à faible débit, de cultures comportant au moins une canalisation principale d'amenée du fluide sur laquelle sont insérés en dérivation des conduites de distribution goutte à goutte de fluide à chaque plant cultivé terminées chacune par un embout sur la péripherie duquel est réalise une rainure hélicoïdale formant canal. Ce dispositif se caractérise en ce que ledit embout est emmanché par vissage autotaraudant dans la conduite de distribution de façon à permettre le réglage du débit du fluide par modification de perte de charge de l'écoulement du fluide dans la rainure hélicoïdale formant canal. De préférence , la modification de la perte de charge de l'écoulement du fluide dans la rainure hélicoïdale formant canal, est obtenue, à pas constant , par variation de la longueur utile du canal de cet écoulement. Avantageusement, la section de passage du fluide dans le canal constitué par les parois de la rainure hélicoïdale et la paroi interne de la conduite de distribution est constante sur toute la longueur de la rainure. Selon une variante de réalisation cette section de passage varie sur toute la longueur de la rainure. Ainsi l'embout est emmanché dans la conduite de distribution à la manière d'un taraud. Le diamètre de l'embout est très légèrement supérieur au diamètre intérieur de la conduite de façon que les filets soient imprimés dans la conduite. I1 devient alors possible de visser et dévisser l'embout et ainsi en modifiant la longueur utile de l'écoulement du fluide dans la rainure hélicoïdale on augmente ou diminue la perte de charge donc le débit.Par suite il est possible, à l'aide des différentes conduites de distribution insérées en dérivation , d'alimenter des plantes nécessitant des apports de fluide en quantités différentes et aussi pour une même canalisation principale, par réglage de la pression , de faire varier ensemble tous les débits des conduites en dérivation sur cette canalisation. Pour pouvoir être vissées et dévissées les rainures hélicoïdales des embouts ont un pas constant. Pour un même pas il est possible de faire varier notamment de façon continue, la section de passage du fluide sur toute la longueur de la rainure, il suffit que la base de la rainure soit un tronc de cône plutôt qu'un cylindre. Une variation discontinue de cette section peut s'envisager. De préférence le profil de la section de passage du fluide dans le canal constitué par les parois de la rainure hélicoïdale et la paroi interne de la conduite de distribution, est une forme géométrique simple polygonale symétrique. Selon une variante de réalisation , ce profil est une forme géométrique complexe symétrique réalisée à partir de droites et courbes quelconques. Avantageusement, pour mieux résister à la pression de l'eau, ce profil est une forme géométrique dissymétrique. Bien qu'il soit possible d'obtenir, pour un même pas, différents profils de la rainure hélicoïdale, c'est le profil triangulaire symétrique ou dissymétrique qui convient le mieux. En effet selon l'invention ce profil facilite l'autotaraudage interne de la conduite de distribution par l'embout. Selon une réalisation préférentielle, la partie externe de l'embout comporte une forme géométrique facilitant la manoeuvre de vissage ou dévissage de l'embout dans la conduite de distribution. Cet embout peut être réalisé en différents matériaux tant métalliques qu'en matières synthétiques telles le polypropylène. On entend par fluide, soit simplement de l'eau, soit une solution aqueuse comprenant des produits nutritifs, des engrais, ou tout autre élément soluble dans l'eau nécessaire aux cultures. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre d'une réalisation de la présente invention donnée à titre d'exemple non limitatif et en regard des dessins annexes sur lesquels: -la figure 1 est une vue schématique en coupe du dispositif selon l'invention -la figure 2 est une vue schématique partielle en coupe d'une autre réalisation du dispositif, -les figures 3, 4, 5, sont des vues schématiques partielles en coupe de variantes de réalisation du profil de la rainure hélicoïdale. On a représente sur la figure 1 une vue schématique en coupe, d'un embout, selon l'invention, emmanché par vissage autotaraudant dans la conduite de distribution. Des dimensions approximatives sont données à titre illustratif. L'alimentation se fait sous une pression d'environ 4 bars à l'aide d'une canalisation principale de 25 mm non représentée. Une filtration de l'eau est intercalée en amont de cette canalisation. Les conduites de distribution El] en polyéthylène ont un diamètre intérieur de 4,6 mm. L'embout [2] est en laiton, mais peut être avantageusement réalisé en matière synthétique telle le polystyrène. Sa longueur totale voisine de 80 mm pour une longueur filetee tL] de 30 mm. Le profil choisi, pour cet exemple est dissymétrique triangulaire type armureriet plus particulièrement adapté pour résister à la pression d'alimentation et ainsi éviter l'éjection de l'embout t2]. Le pas du filetage est de 1 mm ,le diamètre extérieur de la partie filetée est de 4,8 mm de sorte que l'extrémité des filets soit ancrée d'environ 0,lmm dans la paroi interne de la conduite de distribution [1]. La section de passage du canal hélicoïdal est de 0,25 mm2. Un méplat t3] est réalisé sur le bossage t4] destiné à faciliter la manoeuvre de vissage et dévissage de l'embout dans la conduite de distribution. En fait, seul le premier emmanchement est délicat et plus difficile à réaliser du fait que ce premier vissage est en partie un autotaraudage de la conduite de distribution tl]par la partie filetée [L] de l'embout (2]. L'embout est en principe en position verticale enfoncé en terre à proximite de la plante à arroser à l'aide d'un piquet conique [5] comportant quatre nervures. Ce type de réalisation d'embout permet de faire varier le débit du simple au double. Ainsi pour une pression nominale de 4 bars, pour une longueur utile vissée Ie] dans la conduite de distribution de 8 mm,le débit est de 2tSh, pour une longueur utile vissée cet Q] de 12 = le débit est de 1,5 2/h. Dans la majorité des cas la pression d'alimentation est stable et ne nécessite pas un régulateur de pression. I1 est évident que toute variation de pression génèrera une variation de débit. La variation de débit ne sera pas proportionnelle à la variation de pression. Malgré une filtration sérieuse en amont de la distribution généralement opérée par un filtre de maille 100 microns un colmatage ou entartrage peut se produire à la longue. La présence de produits dissous dans l'eau peut notamment favoriser les dépots. La conception de l'embout [2] du dispositif selon l'invention permet des démontages simples et rapides. I1 est alors aisé de nettoyer les embouts colmatés ou entartrés et de les remettre en place ensuite. Pour un profil de section de passage déterminé il est possible d'obtenir une plage de variation de débit plus importante en faisant varier sur la longueur utile l'aire de la section de passage. Sur la figure 2 on à représenté une vue schématique partielle en coupe d'un embout [2] dont la section de passage varie de façon continue sur la longueur de l'hélicoïde tL]. La base des filets est alors tronconique de sorte que la variation de débit sera plus importante pour une variation donnée de la longueur utile que dans l'exemple de réalisation precédent. A la limite en fin de vissage le débit peut être nul si lors de la réalisation de l'embout, la rainure hélicoïdale n'est pas debouchante. Cela peut ,lors de l'utilisation du dispositif, permettre un arrêt ponctuel du débit. La variation du pas de l'hélice n'influe que sur la longueur utile du canal [e] , si bien que pour une même section de passage et pour obtenir un débit identique,la longueur de vissage de l'embout (2] variera en fonction du pas de cette hélicoïde. Les figures 3, 4 et 5 représentent quelques réalisations de formes géométriques des parois de la rainure hélicoïdale. Pour faciliter l'autotaraudage, les sommets aigus des filets représentés sur la figure 3 sont plus efficaces que les sommets plats des filets carrés de la figure 4 ou arrondis de la figure 5. Dans ces deux derniers cas il suffit d'augmenter le diamètre extérieur de l'embout pour réaliser un frettage suffisant dans la conduite de distribution. L'élasticité de la paroi en polyéthylène permettra en très peu de temps d'imprimer la surface de contact de l'embout. Ces deux derniers profils sont notamment utilisés pour des débits plus importants que ceux permis par les profils précédents. En outre leur colmatage est plus difficile et leur nettoyage plus aisé. Le choix d'un profil déterminé dépendra de tous ces facteurs. Ces profils ne sont donnés qu'a titre indicatif, il va de soi que tout autre profil entre dans le cadre de cette invention. Ouel que soit le choix opéré, le dispositif selon l'invention remédie bien aux inconvénients évoqués cidessus. I1 permet bien de réaliser un arrosage goutte à goutte de différentes cultures nécessitant des débits d'eau différents, il permet aussi la variation simultannée des débits par variation de la pression dans la canalisation principale. Son coût est faible,la réalisation simple,son entretien aisé, il est robuste et fiable. I1 répond bien aux objectifs fixés. REVENDICATIONS 1) Dispositif de formation de gouttes pour installations d'arrosage, à faible débit, de cultures comportant au moins une canalisation principale d'amenée de fluide sur laquelle sont insérées en dérivation des conduites de distribution goutte à goutte de fluide à chaque plant cultivé terminées chacune par un embout sur la périphérie duquel est réalisée une rainure hélicoïdale (6) formant canal, caractérisé en ce que ledit embout (2) est emmanché par vissage autotaraudant dans la conduite de distribution (1) de façon à permettre le réglage du débit de fluide par modification de la perte de charge de l'écoulement du fluide dans la rainure hélicoïdale (6) formant canal. 2) Dispositif de formation de gouttes pour installations d'arrosage, selon la revendication 1 caractérisé en ce que la modification de la perte de charge de l'écoulement du fluide dans la rainure hélicoïdale (6) formant canal, est obtenue, à pas constant, par variation de la longueur utile (t) du canal de cet écoulement. 3) Dispositif de formation de gouttes pour installations d'arrosage,selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que la section de passage du fluide dans le canal constitué par les parois de la rainure hélicoïdale (6) et la paroi interne (la) de la conduite de distribution (1) est constante sur toute la longueur (L) de la rainure. 4) Dispositif de formation de gouttes pour installations d'arrosage, selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que la section de passage du fluide dans le canal constitué par les parois de la rainure hélicoïdale (6) et la paroi interne (la) de la conduite de distribution (1) varie sur toute la longueur tL] de la rainure. 5)-Dispositif de formation de gouttes pour installations d'arrosage, selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le profil de la section de passage du fluide dans le canal constitué par les parois de la rainure hélicoïdale (6) et la paroi interne de la conduite de distribution (1) est une forme géométrique simple polygonale symétrique. 6)-Dispositif de formation de gouttes pour installations d'arrosage, selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que le profil de la section de passage du fluide dans le canal constitué par les parois de la rainure hélicoïdale (6) et la paroi interne de la conduite de distribution (1) est une forme géométrique complexe symétrique réalisée à partir de droites et courbes quelconques. 7)-Dispositif de formation de gouttes pour installations d'arrosage, selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que le profil de la section de passage du fluide dans le canal constitué par les parois de la rainure hélicoïdale (6) et la paroi interne de la conduite (1) est une forme géométrique dissymétrique. 8)-Dispositif de formation de gouttes pour installations d'arrosage, selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la partie externe de l'embout (2) comporte une forme géométrique (3-4) facilitant la manoeuvre de vissage ou dévissage de l'embout (2) dans la conduite de distribution. 9)-Dispositif de formation de gouttes pour installa tions d'arrosage, selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que 1'embout (2) est réalisé en métal. 10)-Dispositif de formation de gouttes pour installations d'arrosage,selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que l'embout (2) est réalisé en matière synthétique.