Brevet FR2959513A1 — publié le 20111104

La présente invention décrit une méthode de construction de bassins couverts destinés à l'équipement de fermes d'aquaculture terrestre d'organismes photosynthétiques et le dispositif technique nécessaire pour sa réalisation. Il est adapté à la réalisation d'un mode particulier privilégié de l'invention décrite dans le brevet français n° 2 918 387, sans y être exclusivement attaché. Le domaine de l'invention concerne les bassins couverts d'une taille unitaire égale ou supérieure à 500 mètres carrés. Une ferme d'aquaculture terrestre d'organismes photosynthétiques est constituée d'un ensemble de bassins souvent de forme identique mais en plusieurs séries de 10 tailles. L'efficacité conduit à disposer les bassins de manière à optimiser l'occupation du terrain, ce qui abouti le plus souvent à un alignement de bassins identiques sur une ou plusieurs rangées. Chaque bassin est séparé de son voisin immédiat par un espace qui permet la libre circulation du personnel d'exploitation et des matériels et qui peut servir de 15 support aux réseaux de l'installation tels que canaux, tuyaux, câbles. Les bassins sont de faible profondeur pour assurer la plus grande diffusion de la lumière solaire dans l'ensemble du milieu liquide et sont le plus souvent construits ou posés au dessus du sol. Les parois des dits bassins sont généralement constituées de murets de béton, 20 de briques pleines ou creuses, de planches, d'un remblai de terre ou de sable tassé, ou de tout autre matériau ou dispositif adapté. La faible hauteur du liquide contenu, le plus souvent limitée à quelques dizaines de centimètres entraîne une faible pression latérale sur les parois, comme par exemple moins de 5 000 Pascals pour une hauteur de liquide de 50 centimètres, 25 ce qui autorise l'usage de parois minces ou souples mises en oeuvre dans le respect des règles de l'art. La couverture des bassins, quelque soit le mode particulier de réalisation est a) individuelle : chaque bassin dispose de sa propre couverture qui prend appui soit sur la paroi même du bassin qui dans ce cas doit être renforcée et adaptée 30 pour soutenir cette charge, soit le plus souvent à l'extérieur pour inclure une voie de circulation sur tout le périmètre du bassin à l'intérieur de la couverture. La portée de la structure est au minimum égale à la largeur du bassin éventuellement augmentée de la largeur des voies de circulation latérales. b) collective : une même couverture englobe plusieurs bassins. Les ancrages au 35 sol de la structure support de cette couverture sont espacés régulièrement selon les règles de l'art et positionnés dans les espaces entre les bassins où ils constituent des obstacles à la circulation. La portée de la structure est au minimum égale à la largeur d'un seul bassin augmentée de la largeur d'une voie de circulation entre deux bassins. Ces couvertures prennent souvent la forme de serres tunnels ou serres chapelles connues de l'homme de l'art et dont la hauteur est de quelques mètres généralement entre 3 et 5, ce qui induit une prise au vent importante. Les couvertures assurent entre autres fonctions, celle de prise en charge des précipitations, en particulier des pluies. L'eau de pluie est systématiquement conduite à la périphérie de la couverture, en un ou plusieurs points selon la forme de la structure de soutien de la dite couverture, et selon les formes et accessoires adaptés a chaque mode particulier de réalisation. L'eau de pluie est amenée au sol dans l'espace normalement dévolu à la circulation entre les couvertures (individuelles ou collectives) et doit être prise en charge par tout moyen approprié tel que, à titre d'exemple, canal, tuyau, caniveau, pour être évacué a l'extérieur de la zone des bassins, a l'aide des équipements ou aménagements connus de l'homme de l'art et selon les nécessités dues au relief du site comme fossés, puisards, pompes de relevage, bassin de rétention. Les chutes de pluie sur une superficie d'un hectare de bassins couverts représente un volume de cent mètres cubes par tranche de dix millimètres de précipitation. L'évacuation de telles quantités est obligatoire sous peine de dégâts comme l'inondation des installations, le déplacement ou la destruction des parois des bassins, le ravinement ou la déstabilisation des sols. .l'invention remédie à certains de ces inconvénients et contribue à faciliter le déploiement des bassins et à en réduire les coûts par économie de matériaux. L'invention repose sur la mise en place au sol d'un ensemble de chéneaux de grande longueur régulièrement espacés, de manière à permettre l'installation des bassins entre les chéneaux, les dits chéneaux assurent à la fois la fonction de paroi des bassins, de support de la couverture des dits bassins, de voie de circulation pour le personnel d'exploitation, de support aux réseaux, de collecte et de conduite des eaux de pluie hors de la zone des bassins, Les dessins annexés illustrent l'invention La figure 1 représente une vue du profil transversal d'un mode particulier de réalisation du chéneau La figure 2 représente une vue de dessus d'un ensemble de bassins réalisés à l'aide du chéneau La figure 3 représente une vue en coupe transversale selon AA de la figure 2 La figure 4 représente une vue de dessus d'un ensemble de bassins réalisés à l'aide du chéneau (variante de la figure 2) Le chéneau®, dispositif essentiel de l'invention prend la forme habituelle connue de l'homme de l'art dans son usage traditionnel. Dans l'utilisation particulière propre à l'invention, il doit être de très grande longueur jusqu'à plusieurs centaines de mètres, avoir un profil transversal tel que décrit par la figure 1. Le fond O posé directement sur le sol est large de quelques dizaines de centimètres à plusieurs mètres, les parois verticales O hautes de dix 5 à cinquante centimètres sont terminées par un pli OO qui court sur toute la longueur du chéneau. Le pli 4 longitudinal est destiné à i) assurer la fonction traditionnelle de rigidification de la paroi O pour en limiter la déformation ii) permettre l'accroche des films souples de fond et de couverture des bassins (voir ci après). 10 Selon le mode particulier de réalisation, ce pli peut avoir une forme arrondie ou comporter des arêtes vives, être orienté vers l'extérieur ou vers l'intérieur du chéneau. Selon un mode particulier de réalisation non illustré, le pli OO peut être dédoublé. Le premier pli positionné au faite de la paroi verticale ® assure la rigidification et 15 un second pli positionné entre le faite et la base de la paroi verticale ® assure la fonction d'accroche des films souples (voir ci après). Le chéneau nécessaire à la réalisation de l'invention peut être créé par tout moyen technique approprié connu de l'homme de l'art tel que à titre d'exemples non limitatifs 20 i) profilage à froid d'une feuille de grande longueur (plusieurs dizaines ou centaines de mètres) présentée en rouleau, d'un métal mince déformable, tel que l'aluminium, l'acier galvanisé ou inoxydable, ou tout autre métal adapté en raison de ses caractéristiques techniques ou de son coût. (technique de production des gouttières en métal par profiteuse à froid) 25 ii) extrusion de profilé d'un matériau thermoplastique en sections de quelques mètres assemblées par collage, soudure, boulonnage ou rivetage pour obtenir la grande longueur requise. (technique de production de tubes ou tuyaux P'/C). iii) moulage de pièces de béton ou ciment aboutées pour obtenir la grande longueur requise (technique de production des caniveaux, ou des bordures de 30 trottoirs). Selon le mode général de réalisation de l'invention les chéneaux sont simplement posés sur un sol préalablement nivelé et si besoin compacté selon les techniques appropriées connues de l'homme de l'art. Ces travaux de génie civil doivent être réalisés de manière à : 35 i) couvrir la totalité de la superficie d'un ensemble de n bassins solidaires ii) réaliser une planimétrie quasi parfaite pour que deux points quelconques de l'ensemble de la dalle support définie en (i) aient un écart d'altitude maximum inférieur ou égal à 5 centimètres et idéalement 2 centimètres, niveau de tolérance largement à la portée des entreprises spécialisées dans la réalisation de revêtements routiers. iii) obtenir une couche superficielle débarrassée de tout élément susceptible d'agresser les matériaux souples tels que, membranes EPDM, bâche PVC, film PE, (exemples non exhaustifs) qui y seront déployés pour constituer les fonds des bassins ®. La mise en place d'une couche de réglage de sable fin après 5 épierrage est un exemple de solution pour atteindre cet objectif. Les chéneaux fl sont disposés sur la dalle support ainsi réalisée, dans le respect des modalités suivantes : i) sur un même ensemble, tous les chéneaux sont idéalement réalisés à l'identique, quelque soit le mode particulier de réalisation, et ont au minimum un 10 profil transversal unique (même dessin, mêmes dimensions). ii) les chéneaux sont posés strictement parallèlement. iii) l'écart entre les chéneaux détermine la largeur des bassins iv) les chéneaux sont de longueur sensiblement identique. Cette longueur détermine celle des bassins qui de règle générale lui est légèrement inférieure. 15 iiiii) les chéneaux sont fermement maintenus en place par tout moyen approprié au mode particulier de réalisation tel que par exemple 1) par le propre poids du chéneau réalisé en béton 2) par emplissage partiel par tout matériau approprié tel que sable, eau, gravier, béton ou autre, 3) par des crampons fixés dans le sol par tout moyen approprié à travers le fond O ou tangentiellement aux parois() . 20 Le fond des bassins est réalisé à l'aide d'un film souple ® étanche à l'eau dont la largeur est égale à l'écartement entre deux chéneaux augmenté du double de la hauteur de la paroi verticale du chéneau. La longueur du dit film souple doit être égale à celle des chéneaux. Les règles de l'art de la pose du film de fond de bassin peut nécessiter la pose 25 préalable d'une couche de protection d'un matériau adapté comme à titre d'exemple un feutre géotextile. Selon le mode particulier de réalisation, les matériaux choisis, leurs caractéristiques techniques et les règles de l'art applicables, le fond de bassin peut être constitué de la superposition de plusieurs films souples . 30 La couverture du bassin est assurée par un film étanche à l'air et à l'eau et perméable à la lumière visible. Un film en polyéthylène d'usage courant en agriculture répond à ces caractéristiques. La largeur du film de couverture est sensiblement égale à celle du film de fond de bassin. 35 Chacun des deux films de fonds et de couverture du bassin est déroulé et disposé tendu et sans plis sur le sol et sur toute la superficie du bassin. Les bords longitudinaux des deux films superposés sont amenés ensemble contre le rebord supérieur d'un même coté du chéneau latéral pour y être fixé, par tout moyen adapté au mode particulier de réalisation sur toute la longueur du 40 chéneau, de manière continue. Cette fixation peut être réalisée à titre d'exemple, par un boudin de caoutchouc comprimant les deux films à l'intérieur du pli 4, ou par tout système ou dispositif adapté capable d'assurer : i) le maintien en position du film de fond qui doit supporter la pression et le 5 mouvement du liquide contenu dans le bassin. ii) le maintien en position haute du film de couverture Q) qui doit supporter les effets du vent et de la mise en surpression de l'air contenu dans l'espace compris entre la surface du liquide contenu dans le bassin et le dit film de couverture. iii) le maintien en position basse du film de couverture quand celui-ci est recouvert 10 d'une couche d'eau, déposée volontairement dans le cadre de l'exploitation des bassins ou résultat involontaire mais prévisible d'un excès de pluie. La réalisation des extrémités des bassins demeure hors du champ de l'invention. Ces extrémités peuvent selon chaque mode particulier de réalisation, illustré par les figures 2 et 4, prendre des formes différentes tout en respectant deux règles communes : i) les parois des extrémités doivent assurer le maintien en position haute du film de fond de manière à assurer l'étanchéité du bassin et la nécessaire rétention du liquide contenu. ii) la continuité de liaison entre les films souples de fonds et de couverture des doit être assurée de manière à maintenir le confinement du contenu liquide et gazeux du bassin, en intégrant, le cas échéant des dispositifs techniques rigides rendus nécessaires par tel ou tel mode particulier de réalisation des dits bassins. Pour chaque bassin construit selon l'invention le chéneau représente la seule structure rigide sur toute la longueur du bassin, il n'y a aucune structure rigide transversale, le maintien en position haute de la couverture est assuré par la mise en surpression de l'air ou du ou des gaz contenus dans le dit bassin. Cette surpression est obtenue par tout dispositif adapté connu de l'homme de l'art comme un ventilateur, un compresseur ou une soufflante. La couverture du bassin est mobile et à altitude variable, et peut, selon les besoins de l'exploitation être maintenue en position normale haute ou en position basse au contact du liquide contenu dans le bassin par simple arrêt des dispositifs surpresseurs. Cette disposition permet une mise en sécurité des bassins i) par limitation à l'extrême de la prise au vent des bassins ii) par submersion de la couverture : la hauteur du liquide dans le bassin est obligatoirement inférieure à celle des parois O des chéneaux. II est possible de répandre rapidement par-dessus le film de couverture (étanche à l'air et à l'eau) la quantité d'eau suffisante pour couvrir de quelques centimètres la totalité de la superficie du bassin. Cette opération permet de présenter l'ensemble des bassins comme un espace liquide et ainsi de faire face à des vents très violents susceptibles d'endommager ou détruire les installations et en particulier les couvertures des bassins si elles etaient maintenues en position haute. 15 20 25 30 35 40 10 15 20 25 30 35 La remise en surpression de l'intérieur du bassin permet la reprise du fonctionnement normal de l'installation : le gonflement de la couverture et son élévation de proche en proche chasse la couche d'eau supérieure qui coule vers les chéneaux latéraux et est évacuée selon le mode normal de fonctionnement. Selon un mode particulier de mise en oeuvre de l'invention, pour renforcer la résistance au vent de l'ensemble, on dispose échelonnés sur toute la longueur des chéneaux des raidisseursO . Le raidisseur à deux fonctions i) maintenir strictement l'écartement des parois() du chéneau à la largeur du fond4. ii) comprimer le rebord Q du chéneau pour en contrôler l'ouverture et sécuriser la fixation des films OO et Selon un mode général de réalisation de l'invention, en rapport avec la fonction de collecte des eaux de pluie et la grande longueur des bassins, l'évacuation des eaux par les seules extrémités des chéneaux peut s'avérer insuffisante en fonction de la section transversale du chéneau. Pour y remédier il est utile de disposer des évacuations intermédiaires O régulièrement espacées sur la longueur des chéneaux en relation avec le régime des pluies de la zone géographique particulière de l'installation (par exemple tous les cinquante mètres). Les évacuations sont reliées à une conduite souterraine®, disposée perpendiculairement, aux chéneaux. chaque conduite souterraine réalisée en matériaux et dimensions adaptés aux règles de l'art, est installée préalablement à la pose des chéneaux O et des films de fonds de bassin O et aboutit de part et d'autre de la zone de bassins qu'elle dessert à un fossé ® ou conduite principale qui a pour fonction d'amener les eaux collectées hors de la zone des bassins. Les avantages de l'invention pour la construction des bassins de grande dimensions résident i) dans l'économie de moyens : un seul chéneau sert de paroi à deux bassins contigus, de structure de support à la couverture des dits bassins, et de moyen de collecte et d'évacuation des eaux de pluie. ii) dans la rapidité d'installation des bassins iii) dans l'optimisation de l'occupation du terrain par réduction drastique de l'espace entre les bassins iiii) dans une prise au vent réduite par limitation de la hauteur de la couverture à moins du quart de la largeur du bassin. L'invention est particulièrement destinée à l'équipement de fermes de grande taille de cultures de micro algues et d'organismes photosynthétiques, en particulier telles qu'elles peuvent résulter de la mise en oeuvre de l'invention objet du brevet français n° 2 918 387