Brevet FR2813540A1 — publié le 20020308

La présente invention concerne un dispositif de pulvérisation, notamment à usage agricole. Pour le traitement des cultures, il est connu d'utiliser un pulvérisateur monté à l'arrière d'un tracteur. Un tel pulvérisateur comporte une cuve et une rampe de pulvérisation. Une pompe est utilisée pour mettre le produit sortant de la cuve sous pression et l'envoyer vers la rampe de pulvérisation. Habituellement, la cuve contient de l'eau dans laquelle sont dilués des produits chimiques concentrés. Ceci présente plusieurs inconvénients. Lorsque le contenu de la cuve n'est pas entièrement utilisé au cours d'une pulvérisation, il faut vider cette cuve et mettre en oeuvre une procédure particulière car les produits utilisés ne peuvent être mis à l'égout. Cette procédure est fastidieuse et mène à la perte du produit qui se trouvait dans la cuve et qui n'a pas été utilisé. De plus, avant de réutiliser la cuve, il faut la nettoyer conformément aux normes européennes en vigueur. Ici aussi, le nettoyage doit être réalisé selon une procédure particulière prévoyant le retraitement de l'eau de rinçage. Les pulvérisateurs classiques ne prévoient pas la possibilité de changer de produit, d'inhiber un produit ou d'ajouter un nouveau produit une fois que le mélange a été réalisé dans la cuve. Il faut donc prévoir au moment du remplissage de la cuve pour quelle application précise le produit mis dans la cuve va être utilisé. Pour remédier en partie à ces inconvénients, il est déjà connu d'utiliser des systèmes à injection directe. On a alors une cuve d'eau ainsi que des cuves, de taille bien plus petite, contenant des produits chimiques concentrés. De l'eau est alors pompée dans la grande cuve et sur la conduite entre la pompe et la rampe de pulvérisation on vient injecter à l'aide d'injecteurs les produits nécessaires pour le traitement envisagé. Le document W0-97/02898 révèle un tel dispositif. Ce dernier présente l'inconvénient d'être difficilement adaptable sur un pulvérisateur existant et fait appel à des techniques complexes s'appuyant sur des doseurs constitués de pompes à membrane associés à de l'électronique de contrôle et de régulation. Il est également connu d'avoir un système à injection directe intégrant des pompes doseuses se plaçant après la pompe principale du pulvérisateur et fonctionnant grâce à la pression fournie par celle-ci. Cette solution manque de fiabilité et est difficilement adaptable sur tout type de pulvérisateur. En plus, elle n'offre aucune souplesse d'utilisation et ne peut être fiablement automatisée afin de programmer à distance la quantité de produit à doser. Un autre inconvénient des systèmes de pulvérisation à injection directe connus, est que ceux-ci conduisent à des pertes de charge importante entre la pompe et la rampe de pulvérisation. De ce fait, pour bénéficier d'une pression acceptable au niveau de la rampe de pulvérisation, il n'est pas possible de doser de nombreux produits. Dans la pratique, on se limite généralement à deux produits. Le dosage des produits dans ces systèmes est difficile lorsque des faibles débits sont demandés. Dans ces cas là, la pression de la pompe doseuse n'est pas constante et il est difficile alors de réguler le débit. Les pulvérisateurs connus avec des systèmes d'injection directe sont habituellement complexes et le rinçage des canalisations est long et fastidieux. Les temps nécessaires à l'entretien de ces dispositifs sont donc importants. En outre, pour installer et régler le pulvérisateur, il faut un temps très important. La présente invention a alors pour but de fournir un pulvérisateur de conception aussi simple que possible permettant de réaliser un dosage de produit chimique sans pollution du produit porteur constitué généralement par de l'eau. A cet effet, elle propose un dispositif de pulvérisation comportant une cuve principale de produit porteur, au moins une cuve de produit chimique destiné à être mélangé au produit porteur, une rampe de pulvérisation ou similaire ainsi qu'une pompe placée en aval de la cuve principale permettant d'envoyer sous pression du produit porteur de la cuve principale vers la rampe de pulvérisation ou similaire. Selon l'invention, des moyens sont prévus pour créer une dépression entre la sortie de la cuve principale de produit porteur et l'entrée de la pompe et chaque cuve de produit chimique est connectée sur une ligne d'injection se trouvant entre la cuve principale de produit porteur et la pompe par l'intermédiaire de moyens permettant l'injection dans cette ligne du produit chimique se trouvant dans la cuve de produit chimique correspondante. De cette manière, le dosage du (ou des) produit(s) chimique(s) à doser se réalise par dépression. Le produit est ainsi aspiré vers la ligne d'injection et il devient inutile de prévoir une pompe supplémentaire pour venir injecter du produit dans une conduite o circule un produit (fluide) porteur. Les moyens prévus pour créer une dépression comportent par exemple un clapet anti-retour mais tout autre moyen permettant de créer une dépression peut être utilisé ici. Dans une forme de réalisation, le dispositif de pulvérisation comporte un réseau hydraulique présentant deux branches parallèles entre la cuve principale de produit porteur, une première branche intégrant les moyens permettant de créer une dépression et la seconde branche étant la ligne d'injection. Dans ce cas, I'extrémité aval de la ligne d'injection est avantageusement reliée a l'extrémité aval de la première branche par deux injecteurs montés en parallèle, I'un des injecteurs étant un injecteur possédant un orifice calibré. Il est alors possible de calculer en permanence le temps d'ouverture des injecteurs de produit et de tenir compte de la viscosité changeante des produits à pulvériser. Une variante de réalisation d'un dispositif de pulvérisation selon l'invention prévoit qu'il comporte un dispositif de régulation de la pression en aval de la pompe et qu'une conduite de retour relie le dispositif régulateur de pression à un point situé en amont de la pompe et en aval de la ligne d'injection. De cette manière, il n'y a aucun risque de contaminer la cuve principale contenant le produit porteur avec des produits chimiques. De préférence, le dispositif de pulvérisation comporte un dispositif de rinçage intégré comportant par exemple une cuve de rinçage munie d'une vanne de rinçage et reliée d'une part à l'aval de la pompe entre celle-ci et la rampe de pulvérisation, et à chaque cuve de produit chimique et d'autre part à la ligne d'injection par l'intermédiaire d'un injecteur. Pour garantir un bon mélange de la solution pulvérisée, au moins un homogénéisateur statique est avantageusement prévu en aval de la pompe. Pour connaître le débit de produit porteur, un débitmètre peut être prévu à la sortie de la cuve principale. Afin de mieux connaître le débit des produits chimiques injectés, la ligne d'injection est avantageusement équipée d'un capteur de pression. De préférence, cette ligne d'injection est inclinée sur l'horizontale. Pour réaliser la gestion du dispositif de pulvérisation, les moyens permettant l'injection de produit chimique dans la ligne d'injection, d'éventuels capteurs et vannes sont par exemple reliés à un boîtier électronique qui gère l'ouverture et la fermeture des moyens d'injections et d'éventuelles vannes en fonctions des informations reçues d'une part par les éventuels capteurs et d'autre part par un utilisateur. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre à titre d'exemple, en référence au dessin schématique annexé sur lequel: l'unique figure montre un pulvérisateur selon l'invention. Sur cette figure, sont représentés notamment une cuve principale 2, une cuve secondaire 4, un dispositif de rinçage 6, un emballage 8 contenant un produit chimique à pulvériser, une pompe 10 ainsi qu'une rampe de pulvérisation 12. Un boîtier électronique 14 destiné à gérer le pulvérisateur est représenté schématiquement sur cette figure. Un débitmètre 16 est disposé juste en aval de la cuve principale 2. Cette dernière est destinée à être remplie d'un fluide porteur qui est le plus souvent de l'eau. Il sera supposé dans la suite de la description que ce fluide est de l'eau. Le débitmètre 16 permet de connaître la quantité d'eau consommée. Ce débitmètre est optionnel et on peut envisager de la placer à un autre endroit du pulvérisateur, par exemple avant la rampe de pulvérisation 12. Dans ce dernier cas, ce débitmètre permet alors de connaître la quantité de solution pulvérisée. Si l'on connaît la quantité de produit injecté dans l'eau, il est équivalent de connaître la quantité d'eau consommée ou la quantité de solution pulvérisée. En aval du débitmètre 16, le circuit hydraulique du pulvérisateur représenté au dessin comporte une dérivation en aval dans laquelle se trouvent deux branches. Une première branche sera appelée par la suite ligne d'injection 18 tandis que la seconde branche sera appelée par la suite ligne de perte de charge 20. La ligne d'injection 18 et la ligne de perte de charge 20 se rejoignent en un point 22 qui est le point de jonction aval des lignes 18 et 20. Ce dernier se trouve en amont de la pompe 10. La ligne d'injection 18 est de préférence inclinée sur l'horizontale. En aval de cette pompe 10, se trouve un dispositif de régulation de pression 24 qui envoie la solution pompée par la pompe 10 soit vers la rampe de pulvérisation 12 soit dans une conduite de retour 26 qui mène éventuellement une partie de la solution pompée en amont de la pompe 10, entre l'entrée de celle-ci et le point de jonction 22. En aval du dispositif régulateur de pression 24, en direction de la rampe de pulvérisation 12, se trouve un aiguillage 28 qui permet d'envoyer la solution soit dans toute la rampe de pulvérisation 12 soit uniquement vers un tronçon de rampe 30. Avant chaque tronçon de rampe 30 et après l'aiguillage 28 se trouve à chaque fois un dispositif homogénéisateur statique 32. Sur la ligne de perte de charge 20 se trouve uniquement une charge permettant de créer une dépression de l'ordre de quelques dixièmes de bar entre la sortie de la cuve principale 2 et l'entrée de la pompe 10. Cette charge est par exemple constituée par un clapet anti-retour 34. De la sorte, une dépression est créée entre le débitmètre 16 et la pompe 10. Elle se retrouve également dans la ligne d'injection 18. A l'entrée de cette ligne d'injection 18, c'est-à-dire du côté du débitmètre 16, se trouve tout d'abord un injecteur 36 pour l'eau de la cuve 2. En aval de cet injecteur 36, toujours sur la ligne d'injection 18, viennent se connecter quatre injecteurs 38, 40, 42,44. Le nombre d'injecteurs disposés sur cette ligne d'injection détermine le nombre de produits distincts pouvant être injectés dans l'eau circulant entre la cuve principale 2 et la rampe de pulvérisation 12. Sur le dessin, le premier injecteur 38 après l'injecteur 36 pour l'eau, permet l'injection dans la ligne d'injection 18 du produit se trouvant dans la cuve secondaire 4. Il s'agit là d'un produit phytosanitaire. La cuve 4 est une cuve classique telle que l'on en trouve actuellement sur les systèmes de pulvérisation à injection directe. Une telle cuve est connue de l'homme du métier et n'est donc pas décrite dans le détail ici. Le second injecteur 40 est relié au dispositif de rinçage 6 dont le fonctionnement est décrit plus loin. Le troisième injecteur 42 est raccordé à un emballage 8. Il s'agit d'un emballage d'origine d'un produit phytosanitaire concentré. Un bouchon à deux sorties permet à l'utilisateur de n'avoir aucun contact avec le produit contenu dans l'emballage 8. Ce bouchon comporte un dispositif de connexion rapide avec un obturateur permettant de positionner l'emballage de produit concentré, bouchon vers le bas, lors de la pulvérisation. Ceci permet de s'affranchir des problèmes dus aux secousses ainsi que de vider entièrement l'emballage 8. Ce bouchon est un bouchon conique sur lequel est fixé un joint résistant au produit contenu dans l'emballage 8 et réalisant l'étanchéité. Ce bouchon est par exemple maintenu sur l'emballage 8 par une sangle élastique ou une sangle ajustable s'accrochant sur deux oreilles placées au haut du bouchon. Un coupleur à attache rapide avec obturateur pour aspirer les produits ainsi qu'un tuyau allant au fond du bidon traversent le bouchon. Le tuyau allant au fond du bidon est surmonté d'une buse rotative à 360 permettant une prise d'air durant la pulvérisation et le rinçage à l'eau claire de l'emballage 8 en fin de pulvérisation. Ce tuyau peut être terminé, à l'extérieur, par un coupleur à attache rapide 46 pour connecter l'arrivée d'eau de rinçage. Le quatrième injecteur 44 est destiné à permettre l'introduction d'air à la pression atmosphérique dans la ligne d'injection 18. La ligne d'injection 18 se termine par deux branches parallèles reliant chacune le point de jonction 22 avec la ligne de perte de charge 20. Chacune de ces branches comportent un injecteur 48, 50. L'injecteur 48 d'une première branche est un injecteur classique tandis que le second injecteur 50 possède un orifice calibré qui permet de calculer en permanence le temps d'ouverture des injecteurs de produit et permet ainsi de tenir compte de la viscosité changeante dans le temps des produits à pulvériser. Enfin, sur la ligne d'injection 18, se trouve un capteur de pression 52 permettant de connaître constamment la pression régnant dans la ligne d'injection 18. Comme schématisé sur l'unique figure, le boîtier électronique 14 destiné à gérer le fonctionnement de l'ensemble du pulvérisateur est relié à chacun des injecteurs ainsi qu'à l'aiguillage 28, au débitmètre 16 et au capteur de pression 52. Ainsi, le pulvérisateur décrit ci-dessus utilise la dépression engendrée par la pompe 10 pour réaliser l'injection des produits à mélanger à l'eau pour obtenir la solution à pulvériser. La technique utilisée permet de ne pas employer de pompe autre que la pompe principale 10. Elle permet en outre de s'affranchir des pressions plus ou moins élevées engendrées par la pompe 10 tout en respectant la sécurité inhérente à l'utilisation des produits phytosanitaires généralement utilisés, c'est-à-dire qu'aucune anomalie de peut mettre sous pression les cuves, ou emballages, contenant les produits phytosanitaire purs. De plus, la technique mise en oeuvre permet d'automatiser simplement le rinçage des cuves ou des emballages de produits phytosanitaires et il est possible d'effectuer efficacement et rapidement l'épandage des eaux de rinçage sur les aires de pulvérisation des produits phytosanitaires. Le boîtier électronique 14 intègre un microprocesseur permettant d'ouvrir tour à tour ou simultanément l'ensemble des injecteurs d'eau 36 et de produit 38, 40, 42 afin de constituer un mélange adéquat. Un algorithme permet de calibrer en permanence le temps d'ouverture des injecteurs et d'autotester le bon fonctionnement des injecteurs par analyse de la pression qui s'établit dans la ligne d'injection 18 en fonction de l'ouverture des injecteurs. Le boîtier électronique 14 comporte également une interface de communication avec l'utilisateur. On peut prévoir à cet effet la présence d'un clavier et d'un afficheur non représentés. L'utilisateur peut alors programmer par exemple la quantité de produit à pulvériser à l'hectare. Il peut également choisir les produits qu'il souhaite ajouter à la solution. Il est possible de choisir d'utiliser un produit sur une partie seulement du champ à traiter. Le boîtier électronique 14 peut également contenir un système d'alarme permettant de mettre en garde sur les défauts de fonctionnement pendant la pulvérisation. Ainsi, il est possible de signaler qu'une cuve est vide, qu'un injecteur est défectueux ou qu'il y a un problème avec la pompe. Le dispositif de rinçage 6 permet de rincer l'emballage 8 de produit à pulvériser ainsi que la cuve secondaire 4 avant de réaliser une pulvérisation mais permet également de réaliser un rinçage final de tous les emballages et cuves vides de produits phytosanitaires en fin de pulvérisation. L'unique figure montre comment le dispositif de rinçage 6 est relié d'une part à l'aiguillage 28 et d'autre part à l'emballage 8. Bien entendu, une liaison non représentée au dessin dans un souci de clarté, est également établie avec la cuve 4 pour permettre le nettoyage de celle-ci. Par le jeu d'ouverture et de fermeture des injecteurs 38, 40, 42 de la ligne d'injection 38, un premier rinçage de la cuve 4 et de l'emballage 8 est réalisé. La solution relativement concentrée issue de ce premier rinçage remplit la cuve 54 associé au dispositif de rinçage 6. Cette solution est alors répandue sur l'aire agricole tout en tenant compte de la concentration possible de produit afin de ne pas surdoser. Une fois le bidon de rinçage 54 vide, une vanne de rinçage 56 placée en position haute de ce bidon, permet de nettoyer parfaitement l'ensemble du pulvérisateur. Le boîtier électronique 14 gère toute cette procédure de nettoyage et guide l'utilisateur sur les actions qu'il a à entreprendre. En fin de procédure, le boîtier électronique 14 informe par l'intermédiaire de son interface de communication que le rinçage est terminé. Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à la forme de réalisation décrite et représentée, mais englobe toutes variantes d'exécution et/ou combinaisons de leurs divers éléments, dans le cadre des revendications ci-après. Ainsi par exemple, le nombre d'injecteurs sur la ligne d'injection peut varier. Il est possible de prévoir de connecter sur la ligne d'injection uniquement des cuves dans lesquelles sont versés les produits à pulvériser ou bien uniquement des emballages d'origine. Le dispositif de couplage prévu entre un emballage de produit et l'injecteur correspondant est donné ci-dessus à titre d'exemple et peut être remplacé par tout autre dispositif permettant de prélever du produit dans l'emballage. Pour créer une dépression entre la cuve principale et la pompe, il peut être envisager d'utiliser un dispositif autre qu'un clapet anti-retour. Un étranglement calibré ou bien une pompe permettant d'obtenir la différence de pression souhaitée peuvent aussi être utilisés. La forme de réalisation décrite prévoit une rampe de pulvérisation comportant deux branches. Il est bien entendu possible de n'avoir qu'une rampe monobloc ou bien d'avoir plus de deux branches. Dans le cas décrit de deux branches, I'aiguillage comporte par exemple une vanne trois voies. S'il y a plus de branches, il est alors envisageable d'utiliser un aiguillage de type vanne électrique permettant de choisir la branche désirée. Dans le cas o il n'est pas nécessaire de choisir une branche, un simple clapet anti-retour peut être prévu sur chaque branche. REVENDICATIONS 1. Dispositif de pulvérisation comportant une cuve principale (2) de produit porteur, au moins une cuve (4, 8) de produit chimique destiné à être mélangé au produit porteur, une rampe de pulvérisation (12) ou similaire ainsi qu'une pompe (10) placée en aval de la cuve principale (2) permettant d'envoyer sous pression du produit porteur de la cuve principale vers la rampe de pulvérisation ou similaire, caractérisé en ce que des moyens (34) sont prévus pour créer une dépression entre la sortie de la cuve principale (2) de produit porteur et l'entrée de la pompe (10) et en ce que chaque cuve (4, 8) de produit chimique est connectée sur une ligne d'injection (18) se trouvant entre la cuve principale (2) de produit porteur et la pompe (10) par l'intermédiaire de moyens (38, 42) permettant l'injection dans cette ligne du produit chimique se trouvant dans la cuve de produit chimique correspondante. 2. Dispositif de pulvérisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens prévus pour créer une dépression comportent un clapet anti- retour (34). 3. Dispositif de pulvérisation selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte un réseau hydraulique présentant deux branches (18, 20) parallèles entre la cuve principale (2) de produit porteur, une première branche (20) intégrant les moyens (34) permettant de créer une dépression et la seconde branche étant la ligne d'injection (18). 4. Dispositif de pulvérisation selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'extrémité aval de la ligne d'injection (18) est relié à l'extrémité aval de la première branche (20) par deux injecteurs (48, 50) montés en parallèle, l'un des injecteurs (50) étant un injecteur possédant un orifice calibré. 5. Dispositif de pulvérisation selon l'une des revendications 1 a 4, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de régulation (24) de la pression en aval de la pompe (10) et en ce qu'une conduite de retour (26) relie le dispositif régulateur de pression à un point situé en amont de la pompe (10) et en aval de la ligne d'injection (18). 6. Dispositif de pulvérisation selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de rinçage (6) intégré comportant une cuve de rinçage (56) munie d'une vanne de rinçage (56) et reliée d'une part à l'aval de la pompe (10) entre celle-ci et la rampe de pulvérisation (12), et à chaque cuve (4, 8) de produit chimique et d'autre part à la ligne d'injection (18) par l'intermédiaire d'un injecteur (40). 7. Dispositif de pulvérisation selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'au moins un homogénéisateur statique (32) est prévu en aval de la pompe (10). 8. Dispositif de pulvérisation selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'un débitmètre (16) est prévu à la sortie de la cuve principale (2). 9. Dispositif de pulvérisation selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la ligne d'injection (18) est équipée d'un capteur de pression (52). 10. Dispositif de pulvérisation selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la ligne d'injection (18) est inclinée par rapport à l'horizontale. 11. Dispositif de pulvérisation selon l'une des revendications I à 10, caractérisé en ce que les moyens (38, 40, 42) permettant l'injection de produit chimique dans la ligne d'injection, d'éventuels capteurs (16, 52) et vannes (28) sont reliés à un boîtier électronique (14) qui gère l'ouverture et la fermeture des moyens d'injections et d'éventuelles vannes en fonctions des informations reçues d'une part par les éventuels capteurs et d'autre part par un utilisateur.