Brevet FR2775516A1 — publié le 19990903

DISPOSITIF POUR AMELIORER LES CIRCUITS D'AIR DANS LES BATIMENTS D'ELEVAGE La présente invention concerne un dispositif pour ameliorer les circuits d'air dans les bâtiments avicoles, principalement de type dynamique. Les bâtiments d'élevage concernés par cette invention occupent une surface au sol rectangulaire, dont la longueur peut varier de 80 m à 150 m et la largeur de 10 m à 20 m, d'un bâtiment à l'autre. On peut considérer, sans être exhaustif, que le plus petit des bâtiments concernés par cette invention mesure 80m x 10m = 800m2, et le plus grand 150m x 20m = 3000m2. Partant du principe que ces bâtiments sont chargés avec 25 poulets au mètre carré, ce qui est une valeur courante de nos jours, nous pouvons déduire que le plus petit des bâtiments considérés abritera 800 m2 x 25 poulets/m2= 75000 poulets La nature veut que la survie de ce grand nombre d'animaux, logés dans un espace restreint, dépende d'un renouvellement d'air permanent. Le premier jour d'élevage un poussin a besoin d'environ 0.03 m3/h d'air et en fin de bande 1.2 m3/h, c'est-à-dire que dans le cas du plus grand des batiments décrits précédemment le besoin d'air minimum varie de 75000 poulets x 0.03m3/h = 2250 m3/h le premier jour à 75000 poulets x 1.2 m3/h= 90000 m3/h en fin de bande, c'est-à-dire une dynamique de 90000/2250=40, source de beaucoup de recherches de la part des constructeurs de systèmes de ventilation. Par ailleurs les bâtiments actuels offrent beaucoup plus que la survie aux animaux qu'ils abritent; Ils sont équipés de systèmes de régulation de la température ambiante, visant à offrir un maximum de confort aux animaux. Se sentant mieux dans le bâtiment, ils offrent de meilleures performances de croissance, avec à la clé des gains financiers majorés pour la filière avicole, y compris pour l'éleveur. Cet accroissement du confort des bâtiments, est obtenu par l'emploi de techniques de traitement de l'air ambiant très sophistiquées : trappes pour l'entrée ou la sortie d'air, ventilateurs pour forcer l'extraction ou l'injection d'air, systèmes de chauffage, de brassage d'air, de brumisation, etc... L'invention faisant l'objet de ce document concerne les bâtiments avec trappes dans les entrées d'air, et des ventilateurs pour extraire l'air du bâtiment.Les trappes sont généralement disposées dans les côtés, les ventilateurs pouvant être soit du côté opposé aux trappes, soit au plafond. Les ventilateurs sont commandés en tout ou rien. Le débit d'air souhaité est calculé à chaque instant d'après la température ambiante. Il est obtenu en jouant sur le nombre de ventilateurs en service. Un fonctionnement particulier, appelé doseur cyclique, est adopté lorsqu'il fait froid Dans ces conditions la ventilation doit s'arrêter pour éviter un refroidissement trop prononcé du bâtiment, mais la survie des animaux oblige à garder un minimum de ventilation. Un compromis est trouvé en faisant alterner des périodes de marche et des périodes d'arrêt des ventilateurs, afin que le débit moyen sur une certaine durée satisfasse le besoin d'air des animaux. Ce fonctionnement cyclique, à faible débit, n'est pas sans poser quelques problèmes de circuits d'air : Pendant la période d'arrêt les animaux s'installent aux endroits qu'ils trouvent les plus confortables dans le bâtiment. Plus tard, lorsque la ventilation démarre, les circuits d'air engendrés peuvent provoquer de fortes vitesses d'air à l'endroit ou les animaux s'étaient installés, ceux-ci pouvant tomber malades sous l'effet des courants d'air. C'est pour réduire ces risques que les systèmes de ventilation actuels proposent des tables de programmation donnant l'ouverture théorique des trappes suivant le nombre de ventilateurs enclenchés. Aidés de mesures de dépression effectuées automatiquement ces systèmes réussissent à assurer des circuits d'air proches de l'idéal à chaque démarrage des ventilateurs. Selon l'art antérieur, toutes les trappes du bâtiment s'ouvrent simultanément au démarrage des ventilateurs en mode cyclique. Les pourcentages d'ouverture peuvent être différents d'une trappe à l'autre, par exemple pour corriger d'éventuelles différences de température dans le bâtiment. Cette ouverture simultanée de toutes les trappes provoque une trop grande variation de la surface d'entrée d'air, aggravée par le manque de précision des systèmes mécaniques d'entrainement des trappes. A titre d'exemple, dans le bâtiment représenté à la figure 3, supposant une longueur de trappes de 4x60m = 240m, l'accroissement d'un centimètre de la distance entre la trappe et la cloison, entraîne l'augmentation de 240x0.01=2.4 m2 de surface supplémentaire d'entrée d'air. Sachant que la majorité des équipements mécaniques actuels n'assurent pas le fonctionnement au centimètre près, il est clair que la variation minimum de surface n'autorise pas une bonne régulation des circuits d'air lorsque l'ensemble des trappes est commandée en même temps. Le dispositif selon l'invention innove car il est équipé d'un système d'alternance de l'ouverture des trappes, à chaque démarrage des ventilateurs. Par ailleurs, il est équipé de tables de programmation permettant d'établir multiples configurations dans les sites. Les figures illustrant ce document permettent de mieux comprendre l'invention. La figure 1 représente une vue de dessus d'un bâtiment avec trappes d'entrée d'air (1,8) d'un côté et ventilateurs d'extraction (2 à 7) du côté opposé. L'air extrait du bâtiment (9) est remplacé par de l'air frais (10) qui entre par l'ouverture en haut des trappes (1,8). Le nombre de ventilateurs (2 à 7) en service dépend du besoin d'air, lui même dépendant de l'âge des animaux et de la température ambiante. Parfois les ventilateurs (2 à 7) fonctionnent par cycles alternant des périodes de fonctionnement et des périodes d'arrêt. Les trappes d'entrées d'air (1,8) s'ouvrent à des pourcentages pré programmés, dépendants du nombre de ventilateurs (2 à 7) enclenchés à chaque instant. La figure 2 montre une coupe selon le plan (11), du bâtiment de la figure 1. On distingue la forme de la trappe d'entrée d'air (1), les circuits d'air que l'on cherche à créer (12), et le ventilateur d'extraction (2). Comme expliqué précédemment, l'ouverture de la trappe (1) dépend du nombre de ventilateurs enclenchés. La figure 3 montre une vue de dessus d'un bâtiment avec trappes d'entrée d'air dans les côtés (13, 14, 15, et 16), et des ventilateurs (17 à 22) dans le plafond. On peut distinguer l'air frais (10) qui entre dans le bâtiment lorsque les ventilateurs (17 à 22) l'extraient par les cheminées. La figure 4 montre une coupe selon le plan 23, du bâtiment de la figure 3. L'air (18) extrait du bâtiment par les ventilateurs (17) , est remplacé par de l'air frais (10) qui entre par les trappes (13 et 16) placées des deux côtés du bâtiment. L'air frais une fois entré dans le bâtiment doit entraîner des circuits d'air proches de ceux représentés (12). Cette figure met en évidence le bâtiment typique dans lequel les circuits d'air (12) sont d'une maîtrise très délicate pendant que les ventilateurs (17 à 22) débitent très peu. En effet, les trappes d'entrées d'air (13 à 16) réagissant toutes en même temps provoquent des variations élémentaires de la surface d'entrée d'air, trop importantes. Dans ces conditions le circuit d'air (12) se trouve excessivement modifié même lorsque les trappes (13 à 16) effectuent le mouvement le plus petit possible. Le dispositif selon l'invention trouve la solution à ce problème, car il offre la possibilité d'ouvrir alternativement les trappes (13 à 16) , soit une à la fois, deux à la fois, ou toute autre possiblité désirée. Par exemple, dans une installation ou selon l'invention une seule trappe (13, 14, 15, ou 16) s'ouvre à la fois , la surface d'entrée d'air se trouve divisée par quatre par rapport au bâtiment présenté dans cette figure sans l'invention. Lorsque, avec l'invention, cette trappe se déplace, la variation de surface d'entrée d'air se trouve elle aussi divisée par quatre, offrant beaucoup plus de précision dans le contrôle des circuits d'air. Le circuit d'air idéal entraîne l'air (10) entrant dans le bâtiment vers le plafond, suivant le parcours (12) pour se mélanger avec l'air chaud ambiant avant de retomber sur les animaux. Sans ce circuit ces derniers se rendent malades au contact direct avec l'air froid provenant de l'extérieur. C'est pourquoi une gestion optimale des entrées d'air (1, 8, 13, 14, 15, 16) est impérative pour le bon fonctionnement d'un bâtiment avicole performant. Les bâtiments présentés dans les figures précédentes décrivent des bâtiments dits en deux parties, c'est-à-dire dont les trappes (1,8,13,14,15,16) se trouvent coupées en deux parties dans le sens de la longueur. En réalité il existe des bâtiments d'une partie avec une seule trappe sur toute la longueur, de deux parties comme ceux représentés, et de trois parties avec trois trappes séparées sur toute la longueur. La figure 5 représente une vue simplifiée du bâtiment de la figure 3. Il met en évidence une des possibilités de séquence d'ouverture alternative des trappes. Le cycle d'ouverture commence à l'instant (24) lorsque la trappe (14) s'ouvre au début d'un cycle de fonctionnement des ventilateurs en mode cyclique. La trappe se remet à sa position d'origine dès que le ventilateur s'arrête. Lorsque les ventilateurs démarrent plus tard, à l'instant (25), c'est à la trappe 15 de s'ouvrir. Ce cycle se répète à chaque démarrage de ventilateur provoquant l'alternance des trappes (14),(15),(13),(16), (14)... à chaque nouveau démarrage des ventilateurs. Les trappes non ouvertes adoptent une position tendant vers la fermeture mais pouvant ne pas être complètement fermées. La figure 6 représente le tableau de programmation sur site dont le dispositif est équipé. Il propose plusieurs lignes (28) qui se succèdent à chaque démarrage des ventilateurs. Dans chaque ligne (28) se trouvent des indications concernant l'état des trappes d'entrées d'air (13 à 16), pendant l'alternance correspondante. Les chiffres (30) indiquent à partir de combien de ventilateurs en service doivent s'ouvrir les trappes correspondantes (13 à 16). Par exemple la ligne (28) correspondant à "alternance 1 indique que la trappe TR1 (13) doit s'ouvrir à chaque fois qu'il y a au moins un ventilateur en service, la trappe TR2 (15) quand il y a au moins trois ventilateurs en service, et toutes les trappes quand il y a au moins six ventilateurs en service. Un autre exemple, "alternance 3" demande l'ouverture de la trappe TR2 (15) quand il y a au moins un ventilateur en service, de la trappe TR1 (13) si au moins trois ventilateurs en service, et de toutes les trappes si au moins six ventilateurs en service. Ce tableau autorise la programmation d'un nombre très élevé de combinaisons, pouvant satisfaire les conditions les plus difficiles. REVENDICATIONS 1/Dispositif pour améliorer la maîtrise des circuits d'air (12) dans les bâtiments d'élevage, consistant en la réduction de la surface d'entrée d'air par l'alternance de l'ouverture des trappes d'entrées d'air (1,8,13,14,15,16). 2/Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que certaines trappes (1,8,13,14,15,16) sont volontairement gardées fermées ou proches de la fermeture pendant que des ventilateurs (2 à 7 , 17 à 22) sont en service, afin de diminuer la surface d'entrée d'air et par là même améliorer les circuits d'air (12) dans le bâtiment. 3/Dispositif selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les trappes d'entrée d'air (1,8,13,14,15,16), ouvertes à chaque instant, adoptent une position pré déterminée. 4/Dispositif selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les trappes d'entrée d'air (1,8,13,14,15,16) non ouvertes à chaque instant adoptent une position tendant vers la fermeture, mais pouvant ne pas être complètement fermées. 5/Dispositif selon une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il est équipé de tables de programmation (28), pour initialiser et modifier les séquences d'alternance des trappes (1,8,13,14,15,16) en accord avec les démarrages et le nombre de ventilateurs en service.