Brevet FR2754672A1 — publié le 19980424

Dispositif et procédé de protection des végétaux, notamment des vignes, contre le gel. La présente invention concerne un dispositif et un procédé de protection des végétaux, notamment des vignes, contre le gel. Toute plante a non seulement besoin de rayonnements solaires et d'eau pour sa croissance, mais également besoin de chaleur pour son développement. L'expérience a montré que la réalisation des différents stades de développement d'une plante était directement liée aux effets cumulés, au cours du temps, de la température ambiante au voisinage de la plante. Ainsi, les basses températures peuvent avoir un effet létal sur la plante, soit par dessiccation des cellules, soit par formation de cristaux de glace dans l'espace intercellulaire. Pour diminuer les risques de destruction totale ou partielle des végétaux, on connaît d'après l'art antérieur des procédés ayant pour but d'éviter que l'air situé au voisinage des végétaux ne se refroidisse trop pendant la nuit. Ces procédés sont par exemple l'aspersion des végétaux à l'aide d'eau libérant des calories lors de la transformation de l'eau en glace. Toutefois, cette aspersion peut aboutir à l'effet contraire de celui recherché, si l'eau est pulvérisée trop tôt ou trop tard dans la nuit. D'autres procédés prévoient également être la formation de fumées permettant de créer un écran renvoyant les infrarouges vers le sol, ou le brassage d'air à l'aide d'éoliennes, dans le but de ramener au niveau du sol les couches chaudes de l'atmosphère. Ces procédés sont généralement faiblement efficaces et bruyants dans le cas des éoliennes. On connaît également dans l'art antérieur des dispositifs ayant pour but de réchauffer l'air au voisinage des végétaux. Ces dispositifs sont par exemple des chaufferettes, des bougies ou des appareils de pulvérisation de fuel. L'utilisation de ces dispositifs nécessite des investissements importants et l'emploi d'une main d'oeuvre nombreuse pour la mise en route et l'entretien. En outre, l'utilisation de fuel est polluante. Une amélioration des dispositifs existants consiste en l'emploi de conducteurs électriques traversés par un courant électrique et dégageant de la chaleur à proximité des végétaux. Dans ce cas, le chauffage est plus efficace, puisque les calories sont transmises aux végétaux par rayonnement pour les rameaux végétaux et les bourgeons situés au voisinage du câble chauffant et/ou par conduction pour les rameaux placés directement au contact desdits câbles. La chaleur est également transmise par la sève qui circule dans les végétaux. On connaît déjà des dispositifs comportant un ou plusieurs fils métalliques chauffants formant l'espalier et supportant les rameaux des végétaux à protéger, chaque fil métallique étant traversé par un courant électrique de basse tension et de forte intensité, suffisante pour échauffer ce fil. Les rangées sont montées en série, et sont reliées à une source de courant de faible tension. L'ensemble est déclenché lorsque les conditions atmosphériques risquant de provoquer le gel sont réunies. Classiquement, ces installations sont pilotées par un thermostat, qui commande la mise en marche (alimentation des câbles) dès que la température extérieure atteint un seuil prédéterminé. Cette technique amène certes une amélioration, par rapport à l'absence de protection contre le gel. Elle s'avère cependant insuffisante, voire néfaste dans certaines situations. En effet, les végétaux, et notamment la vigne, réagissent différemment à une température donnée, selon de nombreux paramètres, essentiellement liés au développement à un instant donné de ces végétaux. Ainsi, la sensibilité au gel varie selon le type de culture mais surtout selon son stade de développement. La vigne par exemple, est à l'état de repos végétatif en plein hiver et pourra alors supporter une température de -20" C sans dégâts pour le bois. Au tout début du printemps, la vigne ne pourra plus supporter qu'une température de -8" C. Et à partir du moment où les bourgeons ont éclos, ceux-ci seront détruits dès l'apparition d'une température de -2" C. En effet, l'abaissement de la température provoque l'éclatement des jeunes bourgeons riches en eau, lorsque le gel fait augmenter le volume de l'eau présente. I1 existe donc au printemps, une période de sensibilité maximale au gel, dont les dates d'apparition varient d'une année sur l'autre selon la précocité du printemps. Ainsi, plus les températures ont été douces au mois de mars et plus le "calendrier biologique" de développement de la plante sera avancé par rapport à son "calendrier biologique" moyen. Les dispositifs de chauffage de l'art antérieur ne tiennent pas compte de ce "calendrier" et entraînent un développement trop rapide de la vigne dès le mois de mars et celle-ci devient ainsi trop vulnérable dès le mois d'avril. Le développement est alors trop important et trop précoce. En outre, le développement de la vigne entraîne une évolution de la distance existant entre l'élément chauffant et la végétation. La taille et le volume des éléments à réchauffer évoluent également. En assurant un simple réchauffement de type "tout ou rien" ne tenant pas compte de ces paramètres, et notamment du stade de développement de la végétation ("bourgeon hiver", "bourgeon dans le coton", et "feuilles étalées"), les systèmes classiques s'avèrent insuffisamment efficaces. Le but de l'invention est donc de pallier les inconvénients précédemment évoqués en protégeant les végétaux notamment contre le gel de printemps qui frappe la végétation en pleine période de développement des bourgeons, en entraînant une diminution des récoltes futures. Ce but est atteint à l'aide d'un dispositif de protection des végétaux, notamment des vignes, contre le gel, du type comprenant au moins un câble électrique chauffant circulant à proximité desdits végétaux afin de les réchauffer, une source d'alimentation électrique dudit câble, au moins une sonde de mesure de la température, des moyens de déclenchement du chauffage desdits câbles en fonction d'au moins une valeur de seuil, ledit dispositif comprenant de plus des moyens de régulation de la température du chauffage produit par ledit câble, tenant compte d'au moins une des informations appartenant au groupe comprenant: -l'état actuel de développement desdits végétaux; -l'évolution du développement desdits végétaux sur une période déterminée; -la situation météorologique; -l'évolution de la situation météorologique sur une période déterminée; -la période courante dans une "saison de développement" desdits végétaux. Grâce à ces caractéristiques de l'invention, on évite d'effectuer un chauffage trop brutal des jeunes pousses en début de saison. En outre, ce dispositif est écologique, ne pollue pas comme le fuel ou les écrans de fumées et est silencieux contrairement aux dispositifs utilisant une éolienne. Selon une deuxième variante de réalisation de l'invention, le dispositif comprend une horloge commandant l'activation des moyens de régulation de la température de chauffage des câbles en fonction des heures de la journée et/ou des jours de l'année. Ainsi, par exemple, la température de chauffage sera réglée sur +2 C de mi-mars à début avril et sur +5 ou +60 C en avril et mai. En outre, dans un même mois, la température pourra être réglée à différentes valeurs suivant les heures du jour. De façon avantageuse, l'invention peut donc comprendre une horloge et celle-ci commande alors l'activation des moyens de déclenchement du chauffage des câbles électriques à des instants prédéterminés d'un jour entier (c'est à dire sur 24 heures). De préférence, la source d'alimentation électrique fournit une tension supérieure à 200 V. Ceci permet d'éviter les inconvénients des dispositifs de l'art antérieur qui fonctionnent en basse tension. En effet, l'utilisation d'une basse tension entraîne des frais importants dus à une grande consommation, (l'abonnement d'électricité étant fonction de l'intensité utilisée). De plus, cela nécessite des câbles de grosse section, d'un coût plus élevé et d'une connexion peu aisée. L'invention concerne également un procédé de protection des végétaux, notamment de la vigne, contre le gel, comprenant notamment les étapes consistant à réchauffer les végétaux à l'aide d'au moins un câble électrique chauffant placé à proximité desdits végétaux et relié à une source d'alimentation électrique, à mesurer à l'aide d'une sonde, la température à proximité ou à l'intérieur desdits végétaux, à déclencher le chauffage desdits câbles en fonction d'au moins une valeur de seuil, comprenant de plus une étape de régulation de la température du chauffage produit par ledit câble, en tenant compte d'au moins l'une des informations appartenant au groupe comprenant: -l'état actuel de développement desdits végétaux; -l'évolution du développement desdits végétaux sur une période déterminée; -la situation météorologique; -l'évolution de la situation météorologique sur une période déterminée; -la période courante dans une "saison de développement" desdits végétaux, et/ou une étape de sélection de la température de chauffage dudit câble en fonction des heures de la journée et/ou des jours de l'année. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple illustratif et non limitatif, cette description étant faîte en faisant référence aux dessins joints dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective de rangées de végétaux munies du dispositif de protection selon l'invention, - la figure 2 est une vue de face de l'armoire de commande électrique du dispositif selon l'invention. La figure 1 illustre le dispositif selon l'invention appliqué à un vignoble. I1 est bien évident, toutefois, que ce dispositif pourrait, sans aucune difficulté, être utilisé pour réchauffer n'importe quel type de culture de végétaux, notamment les végétaux cultivés en espalier. Comme illustré en figure 1, les sarments 1 (jeunes rameaux) qui se sont développés à partir des ceps de vignes 3 sont enroulés sur un ou plusieurs fils métalliques S tendus parallèlement au sol et formant la culture en espalier 7. Le câble électrique chauffant 9 est fixé sur le fil métallique 5, par exemple à l'aide de morceaux de gaine spiralée 1 1 (gaine protégée avantageusement contre les rayons U.V.), qui permet une mise en place aisée, réalisable par tout le monde , sans outillage. ll reste en place d'une année sur l'autre. Selon une variante de réalisation de l'invention non illustrée ici, il peut également remplacer le fil métallique 5. Le câble électrique chauffant 9 est organisé sous forme d'une trame 13, de quelques rangs de végétaux (par exemple quatre rangs), selon la configuration du terrain. Les deux extrémités de chaque trame 13 aboutissent dans une armoire de commande électrique 15 représentée en figure 2 et dont la structure et le fonctionnement seront décrits ultérieurement. A chaque extrémité d'un rang, on effectue une jonction du câble électrique chauffant 9 avec le câble chauffant 9 du rang voisin à l'aide d'un fil électrique 17 (non chauffant) et l'on enterre ce dernier entre les deux rangs successifs. On réalise la connexion fil à fil, à l'aide d'un manchon de sertissage que l'on recouvre d'une gaine thermorétractable. L'ensemble du fil électrique 17 et des connexions est recouvert également d'une gaine thermorétractable afin de les protéger notamment de l'humidité. L'enterrement permet d'effectuer une mise à la terre directe, ce qui assure la sécurité des hommes ou des animaux en cas de coupure. Par ailleurs, en cas de coupure du fil 17 ou du câble 9, l'organisation en trame de quelques rangs seulement, permet d'éviter que la totalité d'une parcelle de vignes ne soit détruite par le gel. De préférence, le câble électrique chauffant 9 comprend une âme conductrice massive ou câblée en métal pur ou en alliage, entourée d'une enveloppe isolante en polyéthylène réticulé puis d'un enveloppe extérieure en polyéthylène haute densité (PEHD). Ce câble est traité contre les U.V. et la corrosion due aux produits de traitement des végétaux. I1 est disponible par exemple, sous la marque PIRELLI 272 (marque déposée). Ce câble présente des résistances linéiques nominales de l'âme conductrice pouvant varier par exemple d'environ 0,060 à 0,255 ohmstm à 20 C. La résistance du câble chauffant sera choisie en fonction de l'application souhaitée. La figure 2 illustre l'armoire de commande 15 permettant de commander le chauffage des câbles 9 et de réguler la température. Cette armoire est reliée à une source d'alimentation électrique 19 qui fournit une tension supérieure à 200 V, par exemple 220 V, 380 V ou 400 V. Ainsi, la puissance nécessaire est faible (5 à 10 W/m) et une longue distance peut être couverte avec un seul câble électrique chauffant. L'alimentation peut être assurée par le réseau électrique d'EDF (Electricité de France) ou par un groupe électrogène. L'armoire de commande 15 comprend: - un disjoncteur 21, - une sonde (CTN) 23 de mesure de la température régnant à proximité de la vigne. Un capteur introduit directement dans un sarment peut également être utilisé, - des moyens d'ajustement 25 de la température de chauffage à produire qui sont par exemple des potentiomètres, (sur la figure 2, seuls trois potentiomètres sont représentés, mais ils pourraient être plus nombreux pour obtenir une gamme de réglage plus précise), - un sélecteur 27 de l'une des températures ajustées à l'aide des moyens d'ajustement 25, - un thermostat 29 déclenchant le chauffage des câbles électriques 9 en fonction d'au moins une valeur de seuil (généralement de 2" C), après comparaison avec la valeur de température fournie par la sonde 23, - une horloge 31 qui envoie des impulsions de commande au thermostat 29 et au sélecteur 27, et - des fusibles 33. Selon une autre variante (complémentaire) de réalisation de l'invention, l'armoire de commande 15 est reliée en outre à une unité d'évaluation du développement des végétaux 35 comprenant par exemple: - un anémomètre 37, - un psychromètre 39 pour mesurer l'état d'hygrométrie de l'air, - un clavier d'introduction de données 41, et - une unité centrale 43 recevant des informations des trois éléments précités et commandant le sélecteur 27. Dans ce cas, généralement, l'horloge 31 est intégrée dans l'unité centrale 43. L'anémomètre 37 et le psychromètre 39 permettent de recueillir des informations sur la situation météorologique et sur son évolution sur une période déterminée. Le clavier 41 permet d'introduire des données sur l'état actuel du développement des végétaux, sur l'évolution de ce développement sur une période déterminée et sur la période normale de développement des végétaux. Sur la base de ces informations, l'unité centrale 43 établit la température de chauffage la mieux adaptée à un instant déterminé et asservit le sélecteur 27. Le fonctionnement des deux variantes de réalisation du dispositif selon l'invention va maintenant être décrit plus en détail. L'armoire de commande 15 est mise sous tension et les trois températures possibles de chauffage sont réglées à l'aide des potentiomètres 25. On choisit avantageusement les températures de 2, de 5 et de 8" C. Ce réglage est généralement effectué une seule fois en début de saison. L'horloge 31 émet une impulsion à une heure de démarrage du dispositif (généralement vers 22 heures, lorsqu'il commence à faire froid). Le thermostat 29 met en marche l'ensemble du dispositif. En fonction de la température mesurée par la sonde 23 et d'une comparaison avec une valeur seuil prédéterminée (généralement 2" C), l'ensemble du dispositif continue de fonctionner si la température extérieure est inférieure ou égale à 2" C ou au contraire, et cesse de fonctionner si la température relevée est au dessus du seuil. En parallèle, le sélecteur 27 est actionné. I1 peut être actionné manuellement, dans un mode de réalisation simple, mais il est de préférence actionné automatiquement par l'horloge 31, en fonction des périodes de l'année, ou plus généralement d'une information relative au développement de la vigne. Dans la deuxième variante de réalisation, c'est l'unité d'évaluation 35 qui commande le fonctionnement du sélecteur 27 et donc le choix de la température de chauffage (2, 5 ou 8" C). n est ainsi possible de protéger les bourgeons de la gelée, sans pour autant trop les chauffer en début de saison (en mars). Si le chauffage s'est interrompu, car la valeur seuil a été dépassée, l'horloge émet une nouvelle impulsion à 3 heures puis à 5 heures du matin, (moment de la nuit où il fait le plus froid) et le dispositif se remet en marche. Ce cycle de fonctionnement est répété toutes les nuits de façon automatique. Le viticulteur n'a pas à être présent chaque soir au démarrage de l'installation. De nombreux essais ont été effectués afin de déterminer l'amélioration apportée par le dispositif selon l'invention dans la protection des végétaux contre le gel. Ils ont permis de vérifier l'efficacité du dispositif. Ainsi, par exemple, des essais ont montré que, dans une même parcelle, la vigne non protégée contre le gel donnait des rendements de vin de 18 hectolitres à l'hectare, tandis que la vigne équipée du dispositif selon l'invention permettait d'obtenir des rendements de 63 hectolitres à l'hectare. REVENDICATIONS 1. Dispositif de protection des végétaux, notamment des vignes, contre le gel, du type comprenant au moins un câble électrique chauffant (9) circulant à proximité desdits végétaux afin de les réchauffer, une source d'alimentation électrique (19) dudit câble, au moins une sonde (23) de mesure de la température, des moyens de déclenchement (29) du chauffage desdits câbles (9) en fonction d'au moins une valeur de seuil, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de régulation (25,27) de la température du chauffage produit par ledit câble, tenant compte d'au moins une des informations appartenant au groupe comprenant: -l'état actuel de développement desdits végétaux; -l'évolution du développement desdits végétaux sur une période déterminée; -la situation météorologique; -l'évolution de la situation météorologique sur une période déterminée; -la période courante dans une "saison de développement" desdits végétaux. 2. Dispositif de protection des végétaux, notamment des vignes, contre le gel, du type comprenant au moins un câble électrique chauffant (9) circulant à proximité des végétaux afin de les réchauffer, une source d'alimentation électrique (19) dudit câble, au moins une sonde (23) de mesure de la température et des moyens de déclenchement (29) du chauffage desdits câbles (9) en fonction d'au moins une valeur de seuil, caractérisé en ce qu'il comprend une horloge (31) commandant l'activation des moyens de régulation (25,27) de la température de chauffage des câbles en fonction des heures de lajournée et/ou des jours de l'année. 3. Dispositif de protection des végétaux selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une horloge (31) commandant l'activation des moyens de déclenchement du chauffage des câbles électriques (9) à des instants prédéterminés d'un jour entier. 4. Dispositif de protection des végétaux selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que l'horloge (31) commande l'activation des moyens de déclenchement du chauffage desdits câbles au moins à environ 22 heures, 3 heures et 5 heures. 5. Dispositif de protection des végétaux selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la source d'alimentation électrique (19) délivre une tension supérieure à 200 V. 6. Dispositif de protection des végétaux selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le câble électrique chauffant (9) circulant à proximité d'une rangée de végétaux est relié au câble électrique chauffant (9) circulant à proximité de la rangée voisine de végétaux par un fil électrique conducteur (17) enterré dans le sol, assurant la mise à la terre. 7. Dispositif de protection des végétaux selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le câble électrique chauffant (9) comprend une enveloppe extérieure conçue pour résister aux U.V. et à la corrosion. 8. Procédé de protection des végétaux, notamment de la vigne, contre le gel, comprenant notamment les étapes consistant à réchauffer les végétaux à l'aide d'au moins un câble électrique chauffant placé à proximité desdits végétaux et relié à une source d'alimentation électrique, à mesurer à l'aide d'une sonde, la température à proximité ou à l'intérieur desdits végétaux, à déclencher le chauffage desdits câbles en fonction d'au moins une valeur de seuil, caractérisé en ce qu'il comprend de plus une étape de régulation de la température du chauffage produit par ledit câble, en tenant compte d'au moins l'une des informations appartenant au groupe comprenant: -l'état actuel de développement desdits végétaux; -l'évolution du développement desdits végétaux sur une période déterminée; -la situation météorologique; -l'évolution de la situation météorologique sur une période déterminée; -la période courante dans une "saison de développement" desdits végétaux. 9. Procédé de protection des végétaux, notamment de la vigne, contre le gel, comprenant notamment les étapes consistant à réchauffer les végétaux à l'aide d'au moins un câble électrique chauffant placé à proximité desdits végétaux et relié à une source d'alimentation électrique, à mesurer à l'aide d'une sonde, la température à proximité ou à l'intérieur desdits végétaux, à déclencher le chauffage desdits câbles en fonction d'au moins une valeur de seuil, caractérisé en ce qu'il comprend de plus une étape de sélection de la température de chauffage dudit câble en fonction des heures de la journée et/ou des jours de l'année.