Brevet FR2778530A1 — publié le 19991119

La présente invention est relative à une machine de traitement thermique de sols et, plus particulièrement, à une telle machine conçue pour détruire les fanes de végétaux, du type comprenant un châssis déplaçable au- dessus d'un sol, et des moyens pour chauffer l'espace compris entre ledit châssis et le sol. On utilise des machines de ce type pour traiter des champs de végétaux, tels que des pieds de pommes de terre par exemple, avant la récolte des tubercules. Il s'agit alors de détruire les fanes des pieds de pommes de terre pour faciliter cette récolte. Le "défanage" des pieds s'obtient par chauffage de l'espace situé sous le châssis de la machine, là o se trouve les fanes à détruire, avec des brûleurs produisant une flamme d'une température de 800 à 1000 environ. Les cellules des fanes explosent alors sous l'effet de la chaleur en dégageant de la vapeur d'eau. La "bulle" de vapeur d'eau chaude alors emprisonnée sous le châssis cuit les fanes en quelques minutes. Les fanes ainsi traitées séchent ensuite en une journée environ et la récolte des tubercules peut commencer aussitôt après. Un tel défanage thermique présente de nombreux avantages par rapport au défanage chimique plus traditionnel, polluant et lent à manifester ses effets (de 10 à 20 jours). Le traitement thermique est rapide, non polluant et assure la destruction des parasites infectant les végétaux traités. Il bloque immédiatement la croissance des tubercules et facilite ainsi le calibrage de ceux-ci. Pour ces raisons, on s'attend à un développement sensible des applications de cette technique de défanage. Dans la conception d'une "défaneuse" thermique, les problèmes importants à résoudre sont ceux de la tenue des pièces mécaniques soumises aux températures et humidités élevées établies sous le chassis par les flammes du brûleur, du bon confinement de la chaleur dans la "bulle" de cuisson des fanes de manière à réduire la consommation d'énergie thermique nécessaire, et d'une manière générale, de la réduction du coût d'utilisation d'une défaneuse thermique de manière à assurer la compétitivité du défanage thermique par rapport au défanage chimique, du point de vue économique. La présente invention a précisément pour but de réaliser une machine de traitement thermique de sols incorporant des solutions efficaces aux problèmes évoqués ci-dessus. On atteint ces buts de l'invention, ainsi que d'autres qui apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, avec une machine de traitement thermique du type comprenant un châssis déplaçable au-dessus d'un sol et des moyens pour chauffer l'espace compris entre ledit châssis et ledit sol, cette machine étant remarquable en ce qu'elle comprend un lit d'au moins un matériau d'isolement thermique disposé entre ledit châssis et ledit sol, au voisinage dudit châssis, un espace étant ménagé entre ledit lit et ledit châssis pour autoriser une circulation d'air de refroidissement dans cet espace. Comme on le verra plus loin, on protège ainsi efficacement le châssis de la chaleur, ce qui accroît sa durée de vie utile et donc réduit les coût d'exploitation de la machine. Suivant l'invention, la circulation d'air peut être naturelle ou forcée. Dans ce dernier cas, on peut associer aux moyens d'établissement de la circulation d'air forcée, des moyens de déflexion vers le bas du courant d'air, sur au moins une partie de la périphérie du châssis, de manière à former un rideau d'air sensiblement vertical propre à confiner une bulle de vapeur d'eau sous le châssis. Dans l'application de la machine au traitement de végétaux recouvrant un sol, on améliore ainsi l'efficacité du défanage tout en réduisant les pertes d'énergie thermique. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen du dessin annexé dans lequel: - les figures 1,2 et 3 sont des vues en coupe longitudinale de premier, deuxième et troisième modes de réalisation respectivement, de la machine suivant l'invention, et - la figure 4 est une vue perspective de la machine de la figure 3. On se réfère à la figure 1 du dessin annexé o il apparaît que le mode de réalisation représenté de la machine suivant l'invention est constitué par un châssis 1 fermé destiné à être déplacé parallèlement au sol, par exemple au-dessus de fanes de végétaux 3 plantés en ligne, à défaner. Le châssis 1 peut prendre, en plan, une forme généralement rectangulaire. Il peut être porté au-dessus du sol par un attelage convenable (non représenté) le reliant à un véhicule tracteur (non représenté) qui le déplace dans le sens de la flèche F, parallèlement aux rangs des végétaux. Ceux-ci peuvent être, comme indiqué plus haut, des pieds de pommes de terre, ou des pieds d'autres végétaux à tubercules enterrés tels que des pieds de betterave, etc... qu'il convient de débarrasser de leurs fanes avant la récolte. A l'avant, le châssis porte une rangée transversale de brûleurs tels que celui référencé 4, qui peuvent être alimentés avec un carburant pour produire une flamme à une température de 800 -1000 C environ, de manière à chauffer l'espace situé au droit du châssis 1, entre ce dernier et le sol. A titre d'exemple illustratif et non limitatif seulement, ce carburant peut être constitué de gaz de pétrole liquéfié (G.P.L.) contenu dans un réservoir porté par le véhicule tracteur, par exemple en avant de celui-ci pour des raisons de sécurité. Avantageusement, les brûleurs sont inclinés vers l'arrière, comme représenté, pour chauffer plus efficacement l'espace situé sous le châssis 1. Les brûleurs sont montés sur un support 5 articulé, dont l'inclinaison peut être réglée à l'aide d'une poignée 6. A l'arrière, le châssis 1 peut porter des volets articulés tels que celui référencé 7 pour confiner sous le châssis l'atmosphère chaude et humide qui s'y forme lorsque les brûleurs sont allumés et que des végétaux à défaner se trouvent sous le châssis. De tels volets peuvent être également montés sur les côtés longitudinaux du châssis et à l'avant ce celui-ci, pour protéger les roues du véhicule tracteur du rayonnement des brûleurs. Le châssis 1 est constitué classiquement par un cadre mécano-soudé réalisé avec des profilés métalliques tels que 81,82,83,84, ce cadre étant fermé par des plaques métalliques soudées ou autrement fixées sur lui. On comprend que la chaleur et l'humidité qui règnent sous le châssis, lorsque la machine est en fonctionnement, agressent fortement les pièces métalliques constituant le châssis, qui doivent être protégées de la rouille et des effets de dilatations thermiques différentielles susceptibles de les déformer, sauf à subir une dégradation rapide. Suivant la présente invention, la protection thermique est assurée par un lit 9 d'un matériau d'isolement thermique, tel que de la laine de verre ou, préférentiellement, de roche par exemple, suspendu sous le châssis 1 parallèlement à celui-ci, à la manière d'un faux plafond. Un espace 10 est ménagé entre le châssis 1 et le lit 9 pour permettre une circulation d'air de refroidissement entre ces derniers, propre à renforcer la protection thermique du châssis 1 assurée par le lit 9. Cette circulation d'air dans l'espace 10 peut être naturelle ou, comme on le verra plus loin en liaison avec les figures 3 et 4, forcée. Dans le mode de réalisation de la figure 1, elle est naturelle et autorisée par des ouïes (non représentées) découpées dans les plaques qui ferment le châssis 1. A la figure 1, le lit 9 de laine de roche est placé entre des grilles métalliques 111,112, l'ensemble étant assemblé par des tiges traversantes telles que 121,122, etc... sur lesquelles sont montées des rondelles de serrage telles que 131,132, 133, 134, comme représenté. La suspension du lit 9 sous le châssis est assurée par des tirants 141, 142,143, etc... traversant l'espace 10. Suivant l'invention, les tirants sont montés avec jeu sur le châssis de manière à permettre un certain flottement du lit sous le châssis, propre à découpler leurs dilatations thermiques et donc à éviter les déformations dues à des différences dans l'amplitude de ces dilatations. On comprend que la double protection thermique établie par le lit 9 et la circulation d'air de refroidissement dans l'espace 10 protège efficacement les parties métalliques du châssis situées au- dessus dudit espace et prolonge donc la durée de vie utile de celui- ci. Cette protection thermique évite aussi des perditions de chaleur vers le haut et assure donc un bon confinement de l'énergie thermique dégagée par les brûleurs, dans l'enceinte o se trouvent les fanes des végétaux à détruire par chauffage. La présente invention permet donc bien d'atteindre les objectifs techniques et économiques annoncés plus haut. On a représenté à la figure 2 un autre mode de réalisation de la machine suivant l'invention, qui se distingue de celui de la figure 1 seulement par la constitution du lit de matériau isolant. Sur cette figure et les suivantes, des références numériques identiques à des références utilisées sur la figure 1 repèrent des éléments ou organes identiques ou analogues. C'est ainsi que le lit 9 de la machine de la figure 2 comprend deux couches accolées: une couche 91 de laine de roche et une couche 92 d'un matériau réfractaire à base d'un ou plusieurs oxydes tels que l'alumine, la silice, le zircone, du type utilisé dans les fours à verre, par exemple. Ce dernier matériau, solide, présente une bonne résistance à l'abrasion par les fanes des végétaux à défaner qui viennent frotter sa surface inférieure, cette résistance étant supérieure à celle de la laine de roche du lit de la machine de la figure 1. On pourrait évidemment constituer l'ensemble du lit 9 de la machine de la figure 2 avec un matériau réfractaire. Ce dernier matériau étant cependant plus coûteux que la laine de roche, la solution illustrée à la figure 2 est plus économique, tout en procurant un isolement thermique de même efficacité. Le double lit 91,92, assemblé avec des tiges traversantes 121,122,123, etc... et les rondelles associées, est suspendu au châssis de manière flottante par des tirants 141,142,143, etc..., tout comme le lit 9 de la figure 1. On a représenté aux figures 3 et 4 un troisième mode de réalisation de la machine suivant l'invention qui se distingue des précédents essentiellement par la présence de moyens d'établissement d'une circulation forcée d'air entre le lit 9 et le châssis 1. Comme représenté en coupe sur la figure 3 et en perspective sur la figure 4, ces moyens comprennent essentiellement un ventilateur 15 débitant de l'air suivant son axe X, selon les deux sens opposés de cet axe, sensiblement vertical. Le courant d'air débité vers le haut est divisé par une tubulure 16 en deux courants d'air qui sont réinjectés entre le châssis 1 et le lit d'isolement thermique 9, dans des parties latérales de l'espace 10 qui les sépare. Le courant d'air débité vers le bas entre directement dans l'espace 10, sensiblement au centre de cet espace, au droit du point d'installation du ventilateur 15. On conçoit que le débit d'air forcé qui circule dans l'espace 10, entre la sous-face du châssis 1 et le lit 9, peut être plus important que celui d'une circulation d'air naturelle et donc beaucoup plus efficace pour protéger le châssis 1 de la chaleur dégagée par les brûleurs. Suivant une caractéristique avantageuse de la présente invention, on tire parti de la présence de ces moyens de circulation forcée d'air pour renforcer le confinement de la bulle de vapeur d'eau chaude sous le châssis, comme on le décrit ci-dessous. On dispose pour ce faire, autour de la périphérie du châssis, des déflecteurs tels que le volet 7, au moins sur le bord arrière et sur les bords latéraux de ce châssis, de manière que l'air forcé qui s'échappe par les bords de l'espace 10 soit défléchi vers le bas suivant les flèches f représentées aux figures 3 et 4 (les déflecteurs 7 ne sont pas représentés à la figure 4 pour plus de clarté). On constitue ainsi, tout autour du châssis, un "rideau" d'air qui empêche l'expansion de la bulle de vapeur d'eau hors de l'espace situé sous le châssis. La température de la bulle de vapeur d'eau peut être alors maintenue à une valeur optimale sans pertes importantes d'énergie thermique ce qui assure, à la fois, une bonne efficacité du défanage et une économie d'énergie. Incidemment, on a représenté sur la vue perspective de la figure 4 diverses dispositions accessoires de la machine suivant l'invention, qui peuvent d'ailleurs être incorporées également aux modes de réalisation des figures 1 et 2. C'est ainsi que le châssis 1 comporte deux roues 161,162 qui permettent de régler sa garde au sol et améliorent sa stabilité. A l'avant, le châssis porte une rangée de diviseurs 171,172, etc... qui relèvent les fanes des végétaux à défaner avant leur passage sous le châssis 1, de manière que ces fanes soient bien enveloppées par la vapeur d'eau chaude, ce qui améliore l'efficacité du traitement. On a représenté également deux volets de protection 181,182 des roues du véhicule tracteur (non représenté) contre le rayonnement des brûleurs, ce véhicule étant connecté à un attelage 19 solidaire du châssis. On voit encore sur la figure 4 que le châssis 1 comporte deux parties latérales 201,202 articulées sur la partie centrale du châssis, autour d'axes X1 et X2 respectivement. On peut ainsi relever ces parties latérales 201,202 à l'aide de mécanismes à vérin 211,212 respectivement, en même temps que les diviseurs montés sur ces parties, pour réduire la largeur de la machine lors de son transport sur route. La tubulure 16 doit alors être souple. Bien entendu la présente invention n'est pas limitée à son application au défanage thermique de végétaux. Elle trouve application partout o un sol, recouvert ou non d'une végétation, peut tirer parti d'un traitement thermique. C'est ainsi que la machine suivant l'invention peut servir aussi au désherbage de sols, à la désinfection de sols infestés de parasites, au nettoyage des plages ou autres surfaces recouvertes de sables, etc... REVENDICATIONS 1. Machine de thermique de sols, du type comprenant un châssis (1) déplaçable au-dessus d'un sol et des moyens (4) pour chauffer l'espace compris entre ledit châssis (1) et le sol (2), caractérisée en ce qu'elle comprend un lit (9;91,92) d'au moins un matériau d'isolement thermique disposé entre ledit châssis (1) et ledit sol (2), au voisinage dudit châssis (1), un espace (10) étant ménagé entre ledit lit (9;91,92) et ledit châssis (1) pour autoriser une circulation d'air de refroidissement dans cet espace (10). 2. Machine conforme à la revendication 1, caractérisée en ce que ladite circulation d'air est naturelle. 3. Machine conforme à la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens (15,16) d'établissement d'une circulation forcée d'air dans l'espace (10). 4. Machine conforme à la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens (7) de déflexion vers le bas du courant d'air s'échappant de l'espace (10), sur au moins une partie de la périphérie dudit châssis, de manière à former un rideau d'air sensiblement vertical propre à confiner une bulle de vapeur d'eau sous le châssis (1). 5. Machine conforme à l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisée en ce que lesdits moyens d'établissement d'une circulation forcée d'air comprennent un ventilateur (15) monté au-dessus du châssis (1) pour souffler de l'air entre la sous-face du châssis (1) et ledit lit (9;91,92) en matériau d'isolement thermique. 6. Machine conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit lit (9;91,92) de matériau d'isolement thermique est suspendu audit châssis (1) par des moyens (141,142,143) assurant un découplage dudit châssis (1) et dudit lit (9;91,92) vis-à-vis des dilatations thermiques. 7. Machine conforme à la revendication 6, caractérisée en ce que ledit lit (9;91,92) est constitué d'au moins un des matériaux du groupe formé par: la laine de verre, la laine de roche, un matériau rigide réfractaire. 8. Machine conforme à la revendication 6, caractérisée en ce que ledit lit (91,92) est constitué par deux couches accolées de laine de roche et d'un matériau réfractaire, respectivement. 9. Utilisation de la machine conforme à l'une quelconque des revendications précédentes dans l'une des applications du groupe formé par: le défanage de végétaux, le désherbage de sols, la désinfection de sols, le nettoyage du sable.