Brevet FR2813500A1 — publié le 20020308

La présente invention concerne un dispositif de désherbage thermique. Classiquement, un dispositif de désherbage thermique est constitué d'un brûleur à gaz raccordé à un réservoir de gaz sous pression et est monté sur un châssis prévu pour être attelé ou tracté par un véhicule, par exemple un tracteur agricole. Le fonctionnement d'un dispositif de désherbage thermique connu est le suivant. Le brûleur est allumé et le dispositif de désherbage thermique est entraîné à vitesse constante au-dessus de la surface de terrain à désherber. La chaleur produite par le brûleur, souvent associé à une tuyère, provoque l'éclatement des cellules végétales des plantes nuisibles. L'écoulement de gaz enflammé canalisé par la tuyère permet de concentrer la chaleur produite dans une zone située aux pieds de plants de culture, comme un pied de vigne, sans affecter les parties de ces plants qui pourraient être détruites par la chaleur. Ainsi, il est possible d'effectuer un désherbage précis, éliminant les végétaux nuisibles sous des alignements de plants de culture, par exemple une vigne. Un tel dispositif pose un certain nombre de problèmes. Tout d'abord, il est très lourd, du fait notamment de la masse importante du réservoir de gaz qui est au moins égale à celle de la masse du gaz. Ensuite, le Pouvoir Calorifique Inférieur (PCI) du gaz est faible comparativement à celui d'autres combustibles- Par exemple, le PCI du gaz de ville est de 3500 Kcal/Kg, alors que celui d'un combustible liquide est de 10 200 Kcal/Kg. Par ailleurs, les risques d'explosion ne sont pas à négliger. En effet, bien que des dispositifs de sécurité soient employés pour couper l'alimentation en gaz des brûleurs en l'absence de flammes, ceux-ci ont un temps de réaction trop long et une poche de gaz hautement explosive se forme dans la tuyère. La présente invention vise notamment à minimiser ou à supprimer ces inconvénients. A cet effet, elle propose un dispositif de désherbage thermique adapté à être tracté par un véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend un premier châssis monté sur roues et tracté par ledit véhicule et au moins un second châssis, monté sur roues et/ou sur patins et attelé audit premier châssis avec au moins un degré de liberté en translation par rapport à ce dernier, transversalement à la direction de tractage dudit véhicule, ledit premier châssis portant au moins un réservoir de fioul et ledit second châssis portant au moins un brûleur à fioul et une chambre de combustion correspondante avec une ouverture dirigée vers le sol. Le brûleur à fioul possède classiquement un dispositif de sécurité qui interrompt l'injection de fioul si la flamme vient à s'étouffer, ce qui présente l'avantage dans cette invention de ne pas polluer le sol. Une intervention de l'utilisateur est aussi nécessaire pour le redémarrer. L'utilisation de fioul comme combustible permet de réduire la masse du réservoir de carburant dans un rapport voisin de 1 à 6 comparativement à un dispositif de désherbage thermique fonctionnant au gaz sous pression. Les risques d'explosion sont en outre considérablement réduits puisque sa température de point éclair est de 55 C, alors qu'elle est de 40 C pour le kérosène et de 21 C pour l'essence. C'est notamment la mise en oeuvre pour supporter un brûleur et la chambre de combustion correspondante d'un second châssis avec une certaine liberté de déplacement transversal par rapport à un premier châssis qui, lui, supporte les éléments lourds comme le réservoir, qui rend particulièrement avantageuse l'utilisation d'un brûleur à fioul en lieu et place d'un brûleur à gaz sous pression. Par exemple, dans un cas où le second châssis a un degré de liberté en translation latérale par rapport au premier châssis, ce qui peut être obtenu par exemple en utilisant un attelage par bielles oscillant dans un plan horizontal, des obstacles, comme des plants de culture à proximité desquels le désherbage s'effectue, se trouvant sur le chemin parcouru par le second châssis, peuvent être contournés avec précision, suite à une commande automatique ou non, sans avoir à modifier la direction de tractage suivie par le véhicule tracteur et le premier châssis. De ce fait, la chambre de combustion peut se trouver très proche des zones à désherber. Ainsi, la flamme produite par le brûleur et se développant dans la chambre de combustion va permettre le désherbage thermique d'une zone du sol se trouvant proche de l'ouverture de cette chambre de combustion. Ceci permet d'utiliser un brûleur à fioul plutôt qu'un brûleur à gaz sous pression. Selon un autre aspect de la présente invention, le second châssis est attelé au premier châssis avec un degré de liberté en translation par rapport à ce dernier dans une direction latérale par rapport à la direction de tractage du véhicule, et le second châssis comporte un moyen de guidage adapté à prendre appui sur un obstacle pour solliciter ledit second châssis dans une direction latérale par rapport à la direction de tractage du véhicule. Un degré de liberté en translation latérale du second châssis par rapport au premier châssis peut être obtenu par exemple en utilisant un attelage par bielles oscillant dans un plan horizontal. Un tel moyen de guidage, par exemple une glissière incurvée latéralement installée le long d'un côté du second châssis, va entrer le premier en contact avec un obstacle se trouvant sur la route du second châssis. L'obstacle en glissant contre la surface du moyen de guidage va provoquer le décalage latéral du second châssis qui va ainsi contourner automatiquement l'obstacle. Le second châssis peut donc avancer dans un alignement de plants cultivés et contourner chaque pied tout en restant proche, puisque le moyen de guidage reste en contact avec le pied. Avantageusement, le dispositif comprend également un moyen de rappel adapté à solliciter latéralement le second châssis dans un alignement par rapport au premier châssis correspondant à une position de repos entre deux obstacles. Ainsi, une fois l'obstacle franchi, le second châssis va retourner dans une position de repos, correspondant par exemple à un trajet dans un alignement d'obstacles comme des pieds de plants de culture. Selon un autre aspect de la présente invention, le second châssis est attelé au premier châssis avec un degré de liberté en translation par rapport à ce dernier dans une direction verticale par rapport à la direction de tractage du véhicule. Un degré de liberté en translation verticale du second châssis par rapport au prentier châssis peut être obtenu par exemple en utilisant un attelage par bielles oscillant dans un plan vertical. Lorsque le châssis principal se trouve sur une dénivellation, le châssis qui ne se trouve pas encore sur cette dénivellation ne risque ni d'être soulevé en l'air, ni de supporter l'ensemble du poids du dispositif, compte tenu de la liberté en translation verticale. Avantageusement, le second châssis comporte un moyen de guidage adapté à prendre appui sur un obstacle pour solliciter ledit second châssis vers le haut. Le moyen de guidage, par exemple un patin incurvé vers le haut installé sous le second châssis, va entrer le premier en contact avec un obstacle se trouvant sur la route du second châssis, par exemple un accident de terrain. L'obstacle en passant sous le moyen de guidage va provoquer le déplacement vers le haut du second châssis qui va ainsi éviter l'obstacle. Tout cet aspect de l'invention permet de mettre en oeuvre un second châssis relativement bas par rapport à ses points d'appui, roues ou patins, de sorte que la chambre de combustion peut être très proche du sol, sans risque que cette dernière s'accroche à un obstacle. Selon un autre aspect de la présente invention, le premier châssis comprend un vérin et des moyens de transmission adaptés à soulever le second châssis. De la sorte, le second châssis peut être soulevé de manière à ne pas porter à terre lors des trajets qui précèdent ou suivent une opération de désherbage. Selon un autre aspect de la présente invention, des moyens de protection sont ménagés entre la chambre de combustion et les autres éléments du dispositif. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels: la Fig. 1 est une vue schématique en élévation d'un dispositif de désherbage thermique selon l'invention, et la Fig. 2 est une vue schématique en plan d'une partie du dispositif de désherbage thermique de la Fig. 1. Un dispositif de désherbage thermique 1 selon un exemple de réalisation de la présente invention est adapté à être tracté par un véhicule tracteur 30, ainsi qu'on le voit sur la Fig. 1. Un dispositif d'attelage 36 de type bien connu offre un certain degré de liberté en pivotement dans un plan horizontal et en translation dans une direction verticale du dispositif tracté 1 par rapport au tracteur 30. Globalement, en référence à la Fig. 1, le dispositif de désherbage thermique 1 comprend un châssis principal 2 monté sur des roues 12 et des châssis secondaires 6, montés chacun sur un rouleau arrière 9 et des patins avant 8, et attelés au châssis principal 2 par l'intermédiaire d'articulations 11. La Fig. 2 représente un des deux châssis secondaires 6 intervenant derrière une des roues 12 du châssis principal 2. L'autre châssis secondaire non représenté est attelé de manière symétrique derrière l'autre roue 12 de ce châssis principal 2. Le châssis principal 2 est constitué d'un cadre 20A comportant deux longerons raccordés par des traverses, de deux montants avant 20B, raccordés à des poutres horizontales 20C s'étendant obliquement pour former un triangle au sommet duquel est ménagé un alésage permettant le raccordement au dispositif d'attelage 36, et de deux montants arrière 20D à l'extrémité desquels sont raccordées les roues 12. Les roues 12 sont des roues de grande taille adaptées aux terrains accidentés. Elles sont montées chacune en bout d'un bras 19 monté pivotant sur l'extrémité inférieure du montant arrière 20D correspondant. Des vérins électriques 5 interviennent entre chaque montant 20D et le bras 19 de la roue 12 correspondante. Les extrémités de ces vérins 5 sont montées pivotantes respectivement sur le montant 20D et le bras 19. De la sorte, ces vérins 5 commandent l'inclinaison du bras 19 par rapport au montant 20D et permettent ainsi de régler l'élévation par rapport au sol du châssis 2. La commande électrique d'actionnement de ces vérins se fait par le biais d'une commande 18 installée sur le tracteur 30 et raccordée aux vérins par un câble. Un interrupteur 17 de sécurité pour arrêt de flammes lors du levage est installé sur le bras 19. A l'avant du cadre 20A du châssis 2 est fixé un réservoir de fioul 4. Ce réservoir est pourvu à l'arrière de son extrémité supérieure d'un orifice de sortie de carburant, à travers lequel passe un tube 23 d'aspiration de carburant relié à des tuyaux 25, et un orifice d'entrée 24 de retour des surplus de carburant à travers lequel passent des tuyaux 26. Sous le cadre 20A du châssis 2, en dessous du réservoir de fioul 4, est suspendue une génératrice électrique 3 entraînée, par l'intermédiaire d'un cardan 32, par un arbre entraîné par le moteur du tracteur 30, ainsi qu'il est bien connu. La génératrice 3 est pourvue de deux prises électriques 15. Sur l'une de ces prises est branché un câble d'alimentation électrique des vérins 5. Le châssis 2 est en outre pourvu de plaques de protection contre le retour de flammes 33, 34 et 35. Comme on le voit sur la Fig. 1, la plaque 33 est installée entre les longerons de la partie arrière du cadre 20A jusqu'aux montants 20D. La plaque 34 est installée entre les montants 20D, son extrémité supérieure étant soudée à l'extrémité avant de la plaque 33. Enfin, la plaque 35 est suspendue aux montants 20D et va presque jusqu'au sol, son extrémité supérieure étant articulée de manière à ce que la plaque pivote quand un obstacle la touche et s'efface devant cet obstacle. A l'extrémité inférieure de chacun des montants arrière 20D intervient l'articulation 11 reliant le châssis principal 2 à un châssis secondaire 6 correspondant. Cette articulation 11 comprend un arbre 11 A et un arbre 11 C entre lesquels sont articulées deux biellettes 11B. Ainsi qu'on le voit sur la Fig. 1, l'arbre 11A s'étend transversalement contre l'extrémité du montant 20D. II est monté fibre en rotation sur le montant 20D. De même, l'arbre 11C s'étend transversalement contre l'avant du châssis secondaire 6, parallèlement à l'arbre 1 IA. II est également monté libre en rotation sur le châssis secondaire 6. Du fait de la liberté en rotation des arbres 11 A et 11 C, est autorisé un déplacement vertical du châssis 6 par rapport au châssis 2 équivalent à une translation verticale. Les biellettes 11 B, de même taille et parallèles, relient les extrémités des arbres 11A et 11C sur lesquelles elles sont articulées, de sorte que l'ensemble de l'articulation 11 forme un parallélogramme déformable. En se déformant, le parallélogramme formé par l'articulation 11 autorise un déplacement latéral du châssis 6 par rapport au châssis 2 équivalent à une translation latérale. Un ressort 10 est tendu entre l'arbre 11A et la biellette 11B la plus intérieure par rapport au dispositif 1. Une butée 40 intervenant sur l'extrémité de l'arbre 11A sur lequel cette biellette 11B est articulée empêche l'inclinaison vers l'extérieur du dispositif 1 de cette biellette. Ce ressort 10 coopérant avec cette butée 40 fixe comme position de repos de l'articulation 11 la position d'alignement représentée sur la Fig. 2 dans laquelle les biellettes 11B s'étendent suivant l'axe longitudinal du dispositif 1, c'est-à-dire la direction de tractage. Lorsque le châssis 6 est déplacé latéralement vers l'intérieur du dispositif 1 et que, par conséquent, l'articulation 11 est déformée, le ressort 10 sollicite l'articulation 11, et donc le châssis 6, vers la position de repos représentée sur la Fig. 2. Les deux châssis secondaires 6, de dimensions beaucoup moins importantes que celles du châssis principal, sont attelés côte à côte derrière respectivement l'une et l'autre roues 12 du châssis principal. Chacun de ces châssis 6 est constitué, comme on le voit sur la Fig. 2, de deux longerons 29 entre lesquels sont installés une chambre de combustion 22, un rouleau 9 et un patin 8. Le rouleau 9 intervient entre les deux extrémités arrière des longerons sur lesquelles il est monté libre en rotation. Le diamètre du rouleau 9 est très inférieur à celui des roues 12 du châssis principal. La chambre de combustion 22 est de forme rectangulaire et occupe la plupart de l'espace entre les deux longerons 29. Elle intervient juste après le rouleau 9. Sa hauteur est faible, comparable au diamètre du rouleau 9. Elle est disposée à peu près en regard du rouleau 9, avec un léger décalage dans sa partie inférieure, de sorte qu'elle n'entre pas en contact avec le sol. Néanmoins, elle se trouve très proche du sol. L'ouverture 21 de cette chambre de combustion s'étend tout le long de sa partie inférieure, du côté du châssis 6 tourné vers l'extérieur du dispositif 1. En dessus de cette chambre de combustion 22 est installé un brûleur à fioul 13 raccordé au réservoir 4 par les tuyaux d'alimentation en carburant 25 et de retour des surplus de carburant 26. L'alimentation électrique pour l'allumage et le maintien en fonctionnement du brûleur sont assurés par la génératrice électrique 3 à laquelle le brûleur est raccordé par un câble 27 branché sur une des prises 15 de cette génératrice. Une commande électrique du brûleur est assurée par la commande 18 fixée sur le tracteur et raccordée au brûleur 13 par le câble 28. Comme on le voit sur la Fig. 1, à l'avant du châssis 6, est installé le patin 8 formant appui avant du châssis 6 adapté à glisser sur le sol. L'avant de ce patin 8 est incurvé vers le haut. La partie arrière de ce patin, s'étendant horizontalement, arrive juste en dessous de la chambre de combustion 22. L'arbre 11 C de l'articulation 11 intervient transversalement sur l'avant de la chambre de combustion 22 juste en dessus du patin 8, comme on le voit sur la Fig. 1. Comme on le voit sur la Fig. 2, cet arbre 11C ne s'étend que sur une portion de l'avant du châssis 6 située vers l'intérieur du dispositif 1. Dans la position de repos de l'articulation 11 dans laquelle les biellettes 11B s'étendent dans la direction de tractage, le centre de l'arbre 11 C se trouve sensiblement aligné par rapport au bras 19 supportant la roue 12 se trouvant sur le côté correspondant et, par conséquent, toute une partie du châssis 6 se trouve décalée latéralement vers l'extérieur par rapport à cette roue 12. Comme on le voit sur la Fig. 2, le longeron 29 qui se trouve du côté du châssis 21 tourné vers l'extérieur du dispositif 1, c'est-à-dire le longeron qui se trouve au-dessus de l'ouverture 21 de la chambre de combustion 22, est pourvu d'un prolongement vers l'avant 7 incurvé vers l'intérieur du dispositif 1. De la sorte, ce longeron 29 forme glissière adaptée à prendre appui sur un obstacle se présentant sur le trajet du châssis 6. Lorsqu'un obstacle glisse contre la partie recourbée 7 du longeron 29, il va exercer sur le châssis 6 une force transversale sollicitant ce châssis vers l'intérieur du dispositif 1. L'extrémité 7 du longeron 29 est recourbée de manière à traverser toute la zone située en avant du châssis 6 qui est décalée latéralement vers l'extérieur par rapport à la roue 12 du châssis principal lorsque l'articulation 11 est dans sa position de repos représentée sur la Fig. 2. Comme on le voit sur les Figs. 1 et 2, la chambre de combustion 22 et le rouleau 9 sont coiffés par une grille de protection 14 permettant d'éviter tous contacts avec les pièces métalliques chauffées par la flamme se développant dans la chambre de combustion 22. Comme on le voit sur la Fig. 1, les châssis 6 sont en outre suspendus à la partie arrière du cadre 20A du châssis 2 par des chaînes 16. La longueur de ces chaînes est telle que, dans une position de désherbage représentée sur la Fig. 1, elles ne sont pas tendues. En revanche, lorsque le châssis 2 est rehaussé sous l'action du vérin 5, ces chaînes se tendent et entraînent un soulèvement des châssis 6 tels que les rouleaux 9 et les patins 8 de ces châssis ne sont plus en contact avec le sol. En fonctionnement, le dispositif 1 est tracté entre des rangées de plants à une vitesse constante adaptée au désherbage. Les brûleurs à fioul 13 des deux châssis 6 sont allumés puis maintenus en fonctionnement par la génératrice 3, sous la commande de la commande 18. Des flammes sont alors générées dans les chambres de combustion 22 des châssis 6. La chaleur produite par les brûleurs 13 associés aux chambres de combustion 22 provoque l'éclatement des cellules végétales des plantes nuisibles. Le tracteur 30 et le châssis principal 2 passent entre deux rangées de pieds de plants 50 (voir la Fig. 2), tandis que les portions des châssis 6 qui sont décalées latéralement vers l'extérieur par rapport aux roues 12 du châssis 2 se meuvent dans les alignements de pieds 50 respectivement de part et d'autre du dispositif 1. On ne décrira le fonctionnement ultérieur du dispositif 1 qu'à travers l'exemple du châssis 6 représenté sur la Fig. 2, l'autre châssis 6 ayant un fonctionnement symétrique. L'extrémité incurvée 7 du longeron 29 va entrer la première en contact avec un pied 50 se trouvant sur la route de la partie du châssis 6 décalée latéralement vers l'extérieur par rapport à la roue 12. L'obstacle en glissant contre la surface extérieure du longeron 29 formant glissière va générer une force latérale s'exerçant sur le châssis 6. Cette force provoque le décalage vers l'intérieur du châssis 6, ce que rend possible la déformation de l'articulation 11. L'action du ressort 10 fait que le pied 50 reste en contact avec le longeron 29. Le châssis 6 va ainsi contourner le pied 50 en le serrant de près. La flamme produite par le brûleur 13 va sortir quelque peu de l'ouverture 21 de la chambre de combustion 22, venant ainsi désherber sous le pied 50. Après que le pied 50 ait dépassé l'extrémité arrière du longeron 29 formant glissière, le ressort 10 va ramener l'articulation 11, et par conséquent va ramener le châssis 6, dans l'alignement de repos représenté sur la Fig. 2 où l'extrémité incurvée du longeron 29 fait face à un nouveau pied 50. Lorsqu'un obstacle comme un accident de terrain se trouve sur la route du châssis 6, le patin 8 va entrer le premier en contact avec cet obstacle. L'obstacle en passant sous le moyen de guidage va provoquer le déplacement vers le haut du second châssis, grâce à la rotation des arbres 11A et 11C, qui va ainsi éviter l'obstacle. Une fois l'obstacle passé, le châssis 6 redescend bien entendu sous l'effet de son poids. De même, lorsque le châssis 2 se trouve sur une dénivellation, le châssis 6 qui ne se trouve pas encore sur cette dénivellation n'est ni soulevé en l'air, ni poussé contre la terre en supportant l'ensemble du poids du dispositif, du fait de la liberté en translation verticale autorisée par la rotation des arbres 11 A et 11 C. Lorsque le désherbage a été effectué entre deux rangées de plants, l'ensemble tracteur 30-dispositif 1 tracté effectue un virage pour se positionner entre deux autres rangées de plants. De même, l'ensemble tracteur 30-dispositif 1 tracté doit effectuer des trajets pour se rendre dans le champ cultivé à désherber ou pour quitter ce champ. Lors de ces trajets effectués entre deux opérations de désherbage, le vérin 5 alimenté par la génératrice 3 sera avantageusement actionné sous la commande de la commande 18 afin de soulever le châssis 2 par inclinaison du bras 19 et, par conséquent, de soulever les châssis 6 tirés par les chaînes 16 de manière à ce que ces châssis quittent le sol. En cas d'éventuel retour de flammes, les plaques de protection 33, 34 et 35 vont confiner ces flammes à une zone intérieure arrière du dispositif 1, empêchant que ces flammes atteignent des éléments du dispositif 1, comme notamment le réservoir de fioul 4, mais aussi la génératrice électrique 3, les roues 12, et bien entendu, le véhicule tracteur 30. REVENDICATIONS 1) Dispositif (1) de désherbage thermique adapté à être tracté par un véhicule (30), caractérisé en ce qu'il comprend un premier châssis (2) monté sur roues (12) et tracté par ledit véhicule et au moins un second châssis (6), monté sur rouleau (9) et/ou sur patins (8) et attelé audit premier châssis avec au moins un degré de liberté en translation par rapport à ce dernier, transversalement à la direction de tractage dudit véhicule, ledit premier châssis portant au moins un réservoir de fioul (4) et ledit second châssis portant au moins un brûleur à fioul (13) et une chambre de combustion (22) correspondante avec une ouverture (21) dirigée vers le sol. 2) Dispositif de désherbage thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit second châssis (6) est attelé audit premier châssis (2.) avec un degré de liberté en translation par rapport à ce dernier dans une direction latérale par rapport à la direction.de tractage dudit véhicule (30), et ledit second châssis (6) comporte un moyen de guidage (29, 7) adapté à. prendre appui sur un obstacle (50) pour solliciter ledit second châssis (6) dans urée direction latérale par rapport à la direction de tractage dudit véhicule. 3) Dispositif de désherbage thermique selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit dispositif (1) comprend un moyen de rappel (10) adapté à solliciter latéralement ledit second châssis (6) dans un alignement par rapport audit premier châssis (2) correspondant à une position de repos entre deux obstacles .(50). 4) Dispositif de d6sherbage thermique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit second châssis (6) est attelé audit premier châssis (2) avec un degré de liberté en translation par rapport à ce dernier dans une direction verticale par rapport à la direction de tractage du véhicule. 5) Dispositif de désherbage thermique selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit second châssis (6) comporte un moyen de guidage (8) adapté.à prendre appui sur un obstacle pour solliciter ledit second châssis vers le haut. 6) Dispositif de désherbage thermique selon lune quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit premier châssis (2) comprend un vérin (5) et des moyens de transmission (16) adaptés à soulever ledit second châssis (6). 7) Dispositif de désherbage thermique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des moyens de protection (14, 33, 34, 35) sont ménagés entre ladite chambre de combustion (22) et les autres éléments (3, 4, 12, 30) du dispositif.