Brevet FR2935369A1 — publié le 20100305

-1- La présente invention est relative à un siphon dit � inversé � et à des systèmes utilisant ce type de siphon pour relier des réservoirs emplis de liquides. Ceci concerne par exemple le remplissage automatique 5 d'un petit réservoir à partir d'un réservoir beaucoup plus grand ou encore les systèmes d'arrosage automatique de plantes d'intérieur à partir de réservoirs. Dans les systèmes de transferts par siphon usuel entre deux réservoirs (cas des vases communicants), les niveaux 10 hauts des liquides sont identiques en fin de transferts. Ceci ne convient pas pour un système d'arrosage de plantes où par nécessité, le gros réservoir de réserve d'eau a des dimensions bien supérieures à celles du ou des pots contenant les plantes à arroser. Il n'est donc pas souhaitable que les niveaux d'eau 15 soient à la même altitude. En comparaison avec d'autres brevets antérieurs traitant de siphonage de réservoirs au moyen d'une canelure (� canister �), en forme de U retourné, anse en partie supérieure (cf. FR 2 646 641/Int Cl : E 03 D 1/16, 11/18 ou 20 bien FR 2 709 452/ Int Cl : B 60 K 15/063 ou bien FR 2 757 741/Int A 1 G 27/04), ceux-ci utilisent un ou des siphons inversés dont l'emploi nécessite que ces siphons soient vides d'air ou vidés d'air, sinon ceux-ci se désamorceraient ce qui rendrait vain leur usage. 25 Tout au contraire, le siphon utilisé dans la présente invention doit constamment comporter une zone centrale emplie d'un gaz en dépression, sinon le liquide du réservoir ayant le niveau le plus élevé serait transféré sans interruption vers l'autre réservoir jusqu'à ce que les niveaux soient égaux, si 30 tant est que le réservoir récepteur puisse tout absorber. Les défauts des systèmes d'arrosage automatiques courants, tiennent en ce que leur débit n'est pas dépendant des besoins des plantes. En général l'eau est débitée dans la terre du pot. Ce débit est soit continu mais lent (cas des 35 embouts céramiques perméables, vissés sur un réservoir), soit défini par un mécanisme mécanique ou horloge ou programmateur électrique. En outre, les systèmes avec embouts céramiques peuvent nécessiter de disposer la réserve d'eau en hauteur par rapport au pots, montage non sans risque et présentent des 40 encrassements gênants pour l'entretien. - 2 Dans la présente invention, la plante puise selon ses besoins dans la réserve d'eau habituelle du pot, le système inventif ne faisant que remplir régulièrement la réserve d'eau du pot, au fur et à mesure que celle-ci tend à se vider, pour en conséquence rétablir son niveau. Ainsi la plante ne sera ni trop, ni trop peu arrosée. Elle le sera à son besoin. La présente invention améliore les systèmes existants en ce que : - les réservoirs en communication peuvent être à des hauteurs différentes (pour leur parties hautes et basses des contenants), ainsi que les niveaux haut et bas des liquides contenus, - il n'est nul besoin d'horloge, électricité, pile, ni clapet, valve, ressort. L'expression "siphon inversé" utilisée ici, est entendue comme un siphon contenant deux zones remplies chacune de liquide sous pression atmosphérique (ou autre), entourant une zone contenant de l'air (ou autre gaz) en dépression par rapport à la pression des liquides, alors que dans un siphon usuel, une zone contenant un liquide est entourée de deux zones contenant de l'air. Ces systèmes peuvent être par exemple un ensemble permettant l'arrosage automatique de plantes ou fleurs grâce au transfert d'eau entre une réservoir de grand volume vers la réserve de moindre capacité du pot de la plante. Le fonctionnement du siphon inversé est le suivant selon la figure 1 : Le réservoir à remplir est le réservoir (1). Le second réservoir, de grande capacité, où l'on va puiser est le réservoir (2). Un tube (3) en forme de � U � retourné, a chacune de ses extrêmités plongeant dans un des réservoirs et forme le dit siphon inversé. Soit Hl la hauteur de liquide dans le tube (3) au-dessus du niveau du réservoir (1), soit H2 la hauteur de liquide dans le tube (3) au-dessus du niveau du réservoir (2). Soit r la masse volumétrique du liquide, g l'accélération de la gravité. - 3 La pression de l'air (ou autre gaz) dans le siphon est notée Ps. La pression atmosphérique est notée Pa. Côté réservoir (1), la pression dans le tube (3) au niveau de la surface libre du liquide du réservoir (1) est égale à la pression atmosphérique, soit Pa. De la même façon, côté réservoir (2), la pression dans le tube (3) au niveau de la surface libre du liquide du réservoir (2) est égale à la pression atmosphérique. Au niveau haut du liquide dans le tube (3), la pression 10 du liquide est égale à la pression du gaz contenu dans le tube(3), soit Ps. Elle est aussi égale côté réservoir (1) à Ps = Pa - r*g*Hl Et côté réservoir (2) Ps = Pa - r*g*H2 15 On en déduit que Pa - r*g*Hl = Pa - r*g*H2 Et que Hl = H2 Ceci en ne tenant pas compte des forces de capillarité. 20 Dans ce cas, quels que soient les niveaux dans les réservoirs, les hauteurs des liquides dans le tube (3), par rapport aux surfaces libres respectives, seront égales. On en déduit que si le niveau du réservoir (1) vient à baisser, la pression Ps du gaz dans le siphon, tendra à 25 diminuer, ce qui provoquera une montée du niveau de liquide dans le tube (3) côté réservoir (2). Et lorsque le niveau baissera encore plus dans le réservoir (1) , il surviendra que le niveau dans le tube (3) côté réservoir (2) atteindra la partie supérieure coudée du tube et du liquide sera transféré 30 côté réservoir (1) jusqu'à ce que l'équilibre des pressions se rétablisse et qu'en conséquence le transfert de liquide s'arrête. Ainsi, grâce à la présente invention, le débit est automatiquement asservi aux besoins de puisage dans le 35 réservoir récepteur. Selon la présente invention, les systèmes utilisant un tel siphon inversé, peuvent comporter en outre des moyens pour faciliter la mise en oeuvre : - des embouts perméables pour empêcher le passage 5 intempestif de gaz et le passage d'impuretés ; - un orifice obturable en partie supérieure du canister, pour mettre plus ou moins en dépression, la zone centrale comportant un gaz. L'invention peut être mise en oeuvre de différentes 10 manières, cependant deux formes de réalisation vont être maintenant décrites à titre d'exemple, avec référence aux dessins annexés, sur lesquels La fig. 1 est le schéma symbolique explicatif du fonctionnement ; 15 La fig. 2 est une première réalisation pratique équipée d'embouts à chaque extrémité du tuyau (3) facilitant la mise en oeuvre ; La fig. 2 bis montre un premier exemple d'embout(l) creux venant s'introduire dans le tuyau (3) et capuchonné par 20 une housse (2) en mousse, ainsi qu'un deuxième exemple d'embout (4), réalisé en matière perméable, genre céramique ; La fig. 3 est une seconde réalisation équipée d'un orifice avec robinet facilitant la mise en oeuvre ; Dans une première réalisation selon la fig. 2, un 25 réservoir (1) est relié à un autre réservoir (2) par un siphon inversé constitué d'un tuyau (3) équipé de deux embouts perméables (4) et (5), réalisés par exemple en mousse ou céramique perméable. L'utilité des embouts perméables, est d'empêcher le 30 passage intempestif de gaz pendant la mise en place du tuyau (3) dans les réservoirs, jusqu'à ce le siphon inversé soit fonctionnel. Un autre avantage essentiel des embouts, est de bloquer la migration de cellules végétales à travers le tuyau et vers 35 le second réservoir, gage d'un fonctionnement de longue durée évitant d'avoir à nettoyer tuyau et réservoir. Pour exemple, le gaz de la zone centrale du siphon sera de l'air et le liquide sera de l'eau. - 5 La mise en œuvre consiste successivement 1) à remplir d'eau le tuyau (3) non encore équipé des embouts (4) et (5), par exemple en le plongeant dans un bac afin de le vider partiellement de son air et de compléter le remplissage en injectant de l'eau par une des extrémités, en maintenant par exemple cette extrémité sous un robinet d'eau, ouvert, 2) après remplissage partiel (un remplissage total ne doit pas être atteint ni recherché puisqu'une quantité d'air doit être présente dans le tuyau), tout en maintenant le tuyau dans l'eau du bac, on fixe à chaque extrémité du tuyau, les embouts perméables (4) et (5), 3) on introduit ensuite les extrémités munies de leur embouts, respectivement dans les orifices d'accès aux réservoirs. Les extrémités du tuyau (3) étant plongées dans un liquide, l'air ne peut plus entrer dans le tuyau. Après mise en place correcte du tuyau et mise en forme de siphon inversé, l'air résiduel dans le tuyau vient se glisser en partie haute du tuyau, se mettre en dépression par une retombée des niveaux d'eau de chaque côté de l'anse du tuyau, et constituer ainsi le siphon inversé fonctionnant selon la présente invention, 4) selon le besoin et les hauteurs d'eau des deux réservoirs, on pourra alors ajuster la quantité d'air de la zone centrale en retirant d'un des deux réservoirs une extrémité du tuyau, en retirant légèrement son embout afin qu'une faible quantité d'air puisse entrer. On remet ensuite en place l'embout et réintroduit le tuyau dans le réservoir. A titre d'exemple, pour un réservoir 1 dont le niveau d'eau maximum est d'environ 10 cm et un réservoir 2 dont le niveau d'eau maximum est d'environ 50 cm, un tuyau souple transparent de PVC ou polyéthylène (3) de diamètre interne 6 mm, on peut utiliser une zone d'air d'environ 20 cm de longueur. Jusqu'ici, les forces de capillarité ont été négligées. Dans l'exemple ci-dessus, ces forces deviennent non négligeables pour des tuyaux de diamètre inférieur à 6 mm et cela nécessite un ajustage précis de la quantité d'air présent en zone centrale. Ceci ne peut être réalisé pratiquement qu'avec une réalisation selon l'exemple suivant. - 6 Dans une seconde réalisation selon la fig. 3, un réservoir 1 est relié à un autre réservoir 2 par un siphon inversé constitué d'un tuyau (3) équipé de deux embouts perméables (4) et (5). En outre, près de l'anse qui se trouve dans la partie supérieure du tuyau, celui-ci est équipé d'un robinet ou vanne (6) que l'on ouvre légèrement pour laisser entrer du gaz. Le dit robinet (6) possède un corps tournant (7) percé d'un trou (8) mettant en relation les orifices (9) et (10) du 10 robinet (6), permettant ainsi au gaz de pénêtrer dans le tuyau (3) par l'orifice (11). Pour exemple, le gaz de la zone centrale du siphon sera de l'air et le liquide sera de l'eau. La mise en oeuvre consiste successivement 15 1) à répéter comme dans la première construction, les étapes 1 à 3, le remplissage du tuyau pouvant par exemple dans ce cas, se faire par l'orifice (11), être total et le tuyau (3) vide d'air. 2) selon le besoin et les hauteurs d'eau des deux 20 réservoirs, on pourra alors ajuster la quantité d'air de la zone centrale en ouvrant légèrement et momentanément le robinet (6), afin qu'une faible quantité d'air puisse entrer. Selon la présente invention, les systèmes utilisant un 25 tel siphon inversé, peuvent comporter en outre une graduation sur le corps du tuyau (3) mettant en relation les réservoirs, ce qui permet de mesurer précisément la quantité de gaz injecté dans la zone centrale du siphon. 30 La présente invention concerne les cas de transferts de liquide entre deux réservoirs dont les niveaux contenants et contenus initiaux ou finaux sont différents, par exemple arrosages automatiques, siphonage de réservoirs de réseau 35 public. REVENDICATIONS1. Systèmes utilisant un siphon � inversé � constitué d'une zone de gaz entourée de deux zones de liquides, pour relier des réservoirs emplis de liquides. 2. Systèmes selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un réservoir (1) relié à un autre réservoir (2) par un siphon inversé constitué d'un tuyau (3) en forme de � U � retourné. 3. Systèmes selon la revendication 2, caractérisé par l'insertion d'embouts perméables (4), (5) aux extrémités du tuyau (3) pour empêcher le passage de gaz pendant la mise en œuvre du siphon et empêcher la migration d'impuretés d'un réservoir vers l'autre à travers le siphon. 4. Systèmes selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé par un tuyau comportant un mécanisme (6) de vanne ou robinet destiné à laisser entrer une quantité de gaz dans le siphon inversé. 5. Systèmes selon l'une des revendications 1, 2, 3 ou 4 caractérisé par la graduation du tuyau reliant les réservoirs afin de mesurer précisément la quantité de gaz présente dans le tuyau. 6. Systèmes utilisant un siphon � inversé �, selon l'une quelconque des revendications précédentes.