Brevet FR2963720A1 — publié le 20120217

DESCRIPTION La structure de l'économie agricole, qui rend son avenir incertain, conduit l'ensemble de ses partenaires intervenant dans l'économie rurale à envisager une nouvelle approche de l'agriculture française dans le cadre des orientations des politiques publiques : à savoir assurer une production de qualité pour des consommateurs de plus en plus en exigeants , une alimentation saine, une production respectueuse de l'environnement , une protection de la biodiversité et la préservation des ressources en eau. Ces différents points ont fait l'objet de différentes mesures prises par le gouvernement à travers l'objectif terres 2020. Il faut préciser également que le monde rural doit impérativement optimiser l'usage du foncier agricole dans la perspective de rendre multifonctionnel le foncier mis à disposition aux exploitants agricoles. Dans cette optique, il a été nécessaire de travailler cette question en privilégiant les innovations techniques potentiellement brevetables afin de rendre pleinement compatible l'activité agricole avec la production d'énergie. Les innovations techniques en la matière ont toujours été conduites par des personnes dont l'activité agricole est considérée comme accessoire à la production d'énergie alors que le concept est présenté ci-dessous met l'agriculture au coeur de la croissance verte. Compte des fonctions économiques, écologiques et environnementales de l'activité agricole et dans un souci de préserver les espaces périurbains voire ruraux, il a été nécessaire de pousser la réflexion sur la conciliation de l'activité agricole et la production d'électricité d'origine photovoltaïque au sol sans artificialiser ni compromettre la destination agricole originelle de la parcelle. Il existe actuellement des systèmes de production d'énergie d'origine photovoltaïque sur les bâtiments industriels disposant d'une surface de toit souvent très réduite. Il existe aussi un autre système qui répond à l'exigence de préservation de la biodiversité s'inscrivant dans les démarches menées par les apiculteurs suite aux récentes observations de perte massive de colonies d'abeilles. L'état de la technique antérieure est le concept de la brise soleil, pouvant être considéré comme utile pour l'intelligence de l'invention et pour l'établissement du rapport de recherche. Les attentes sociétales en matière de consommation de produits agricoles de qualité, labellisés voire labellisés issu d'une agriculture écologiquement intensive ainsi que l'urgence à produire de l'électricité verte, d'origine photovoltaïque sont d'actualité. En ce sens le Grenelle de l'environnement incite les entreprises à innover pour prendre en compte ces attentes sociétales. A ce jour les centrales au sol installées peuvent être du type ombrière permettant l'activité pastorale pour des animaux de petites tailles. L'utilisation de la parcelle agricole étant alors réduite , au mieux, à celle d'un pâturage naturel , aléatoire et bien entendu non maitrisé ni convenablement valorisé du fait des 1 2963720 -2-, intérêts disproportionnés de la production énergie au détriment de l'activité agricole d'origine. La parcelle équipée en panneaux photovoltaïques est de fait artificialisée ; les panneaux étant disposés au plus à 1,2 m du sol rendent impossible une exploitation agricole optimisée. 5 Le but de la présente invention consiste à travailler des parcelles agricoles sous ensoleillement atténué favorable au développement de cultures n'exigeant pas un apport hydrique important tout en permettant de maintenir une production agricole de bon rendement et de bonne qualité. 10 II s'agit d'une structure de production agricole optimisée. A ce jour, compte tenu de l'état de la technique, cette invention est susceptible d'application industrielle. Le but de la présente invention est de remédier à cette pratique qui consiste à implanter uniquement des centrales photovoltaïques sur les terres à vocation agricole en ne permettant aux exploitants agricoles de diversifier leurs sources de revenus tirées de 15 leur activité agricole principale en les associant avec une activité de production d'énergie d'origine photovoltaïque. Jusqu'ici, la filière photovoltaïque s'intéresse, aussi, aux bâtiments à usage agricole. Cette innovation va permettre de rendre moins onéreuse la charge fixe du foncier et de rendre nulle ainsi l'emprise en terme de surface des projets de centrales photovoltaïques sur les terrains à destination agricole. 20 Cet objectif est atteint avec ce système comprenant : Sur une surface, la culture des plantes aromatiques, médicinales et des produits maraîchers ; tout comme certaines cultures de plantes à graine de courte tige, de hauteur maximale de 1 m. Et sur la même surface , une pluralité d'éléments qui permettent de produire de 25 l'électricité d'origine photovoltaïque dans de bonnes conditions environnementales , de salubrité et de sécurité humaine tout en gardant un niveau de productivité agricole similaire à celui d'un mode de culture communément pratiqué. Les panneaux de partielle transparence sont fixés en portrait sur une structure 30 métallique sous forme de tables inclinées et implantées parallèlement les unes aux autres sur toute la longueur de la parcelle exposée plein sud , entre 2 et 5 m au dessus du sol permettant la récupération des eaux de pluie (4) dont l'écoulement est assuré sans rupture sur toute la longueur des panneaux sur le rampant. Des gouttières sont fixées en leurs parties basses. Les descentes d'eau pluviales longent les pieds supports 35 de la structure et alimentent, par pente naturelle, la réserve d'eau via les conduites enterrées(3). De cette réserve d'eau, un circuit sous pression alimente les systèmes automatiques d'arrosage des cultures et de sécurité incendie sur détection de fumée sélective ; le système d'aspersion d'eau agit à intensité variable (débit et pression du 2963720 - 3 circuit d'alimentation selon qu'il s'agisse de l'arrosage des cultures sous et entre les panneaux ou de l'intervention en sécurité incendie(2)). La commande de l'aspersion d'eau se fait par détection de l'humidité et en sécurité par des détecteurs de fumée implantés sous les panneaux. Cette détection étant 5 neutralisée avec temporisation lors des passages momentanés des engins agricoles. Tout arrêt prolongé des engins de culture conduit à l'arrêt des moteurs (sécurité sur l'engin). Les mises en culture sont faites à l'aide d'engins agricole de haut rendement 10 énergétique et performant, équipé de système de reconnaissance tu type GPS ,programmé pour limiter l'évolution dans une zone strictement délimitée empêchant tout risque de collision et de dégradations des installations fixes. Les gaz d'échappement réduites en leur minimum seront orientés à l'horizontal pour éviter tout risque d'incendie. 15 La culture sera réalisée par bande jusqu'à 8,90m de largeur. Le type de culture étant déterminé par la nature du sol et les luminosités constatées sous l'installation. L'emploi de produits phytosanitaires chimiques sera prohibé au profit du désherbage mécanique et ou thermique. La chaine d'intervention sera la plus complète possible depuis le triage et le 20 conditionnement des semences, la culture des plans jusqu'à la transformation finale la plus élaboré (triage, séchage, broyage, distillation pour l'huile essentielle et conditionnement in situ). Les raccordements électriques entre les câbles sous gaines enterrées. Tout ceci 25 permettant de faire passer les engins agricoles pour exploiter le fonds. Les voies de circulation ont une largeur minimum de 5,5 m afin de permettre le passage des engins agricoles, des véhicules de secours, ainsi que des véhicules de maintenance. Ces voiries sont de préférence extérieures au champ photovoltaïque pour augmenter la surface agricole utile. Elles permettent aussi le passage des réseaux 30 électriques et des réseaux d'eau, afin de limiter les tranchées passant sous la zone mise en culture. L'invention est un système adapté à une mise en culture avec une gestion raisonnée et efficiente de l'eau de pluie récupérée et redistribuée sans apport supplémentaire en eau 35 par irrigation ; tout en assurant une implantation optimisée de panneaux photovoltaïques sur la même parcelle. Le Grenelle de l'Environnement ainsi que l'artificialisation croissante des terres agricoles ont nécessité une innovation conduisant à divulguer ce système agricole potentiellement brevetable. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaitront encore dans la description ci après. Aux dessins annexés donnés à titre d'exemple non limitatifs : - La figure 1 représente le dispositif de l'invention la culture peut se faire en bandes sur la pleine surface de la parcelle. - La figure 2 Le détecteur d'incendie et le pulvérisateur d'eau sont implantés sous les panneaux. La figure 3 représente le réseau d'eau de pluie récupérée est enterré et de section progressive. La figure 4 montre la descente d'eau des gouttières au réseau de récupération enterré. - La figure 5 précise les positions relatives des tables de panneaux photovolaiques entre elles. - La figure 6 illustre le systéme de rétention d'eau auquel est raccordé le réseau de récupération d'eau enterré. Le système conciliant la production d'énergie renouvelable à l'activité agricole sur un même espace selon l'invention comprend en référence à la figure 1 une zone de production, une installation de panneaux photovoltaïques créant une zone ombrée qui favorise la croissance des plantes aromatiques et médicinales et autres cultures bien déterminées. Dans le cadre de notre concept, les centrales photovoltaïques sont implantées sur des terres agricoles ou horticoles, sur les centres d'enfouissement technique ou sur des friches industrielles. Le principe de l'innovation s'appuie sur les piliers du développement durable, à savoir l'économie, l'environnement et le sociétal. Les différentes parties constituant le système seront expliquées dans les paragraphes suivants. La figure ci-dessous illustre l'innovation développée en expliquant comment rendre possible l'association de l'activité agricole et l'activité de production d'énergie propre, à travers les moyens employés pour la valorisation de la culture et les études effectuées sur les installations photovoltaïques pour définir le type de cultures adéquat à chaque parcelle. Il ne s'agit pas de soustraire à l'agriculture les terres arables de bonne valeur agronomique, mais plutôt de rendre économiquement viables des parcelles immobilisées en tant que vieilles jachères, carrières et sablières bien exposées mais quasiment impossibles à travailler ou ne pouvant être utilisées pour les animaux et ne constituant pas une viabilité économique réelle. Le concept intègre le développement et la valorisation de l'activité agricole et/ou horticole, en proposant des projets innovants et en développant des partenariats durables avec les organismes professionnels agricoles afin de mettre l'agriculture au coeur de la croissance verte. L'invention est un système qui est caractérisé par les types de culture suivants : - Les plantes aromatiques et médicinales (PAM) - Les plantes pour les graines de semences - Le maraichage ; par exemple : l'asperge sur les terrains sablonneux et ou alluvionnaires des remblaiements de sablières et des vallées. - Les plantes à courte tige (1 mètre maximum) Le choix de la culture sur la parcelle va dépendre du potentiel agronomique du sol, de la luminosité sous les panneaux photovoltaïques, de la période de maturité des plantes et des conditions météorologiques. - Gestion de la culture : Elle consiste à optimiser l'espace dédié à l'activité agricole, en tenant compte de l'ensoleillement du terrain après études sur la trajectoire du soleil. > La gestion efficiente de l'eau pluviale, avec : - Le développement d'un système de récupération d'eau de pluie - L'acheminement de cette eau vers des réserves dédiées à la rétention d'eau (Les plus naturelles possibles. Une marre ou bassins végétalisés par exemple) - La redistribution sous pression de cette eau pour l'arrosage de la culture et la sécurité incendie. La gestion de l'eau nous permettra d'utiliser une eau naturelle sans calcaire pour notre 25 exploitation agricole et nous évitera de pomper dans les nappes phréatiques pour l'arrosage des cultures. - Utilisation des engins agricoles intégrant les nouvelles technologies pour: 30 - Répondre aux différentes contraintes de l'agriculture - Améliorer la productivité - Rentabiliser l'exploitation agricole - Sécuriser l'installation photovoltaïque Dans notre système, outre l'assistance visuelle, les engins utilisés doivent : 35 - Eviter les différents incidents avec les installations photovoltaïques - Avoir un guidage automatique, quel que soit le modèle du véhicule 6 N - Piloter l'ouverture et la fermeture des sections des rampes pulvérisations - Commander le guidage de l'outil tracté dans toutes les conditions de visibilité - Faciliter le travail quelque soit la configuration du terrain - Obtenir la meilleure précision (Source d'économie) - Gagner en temps et diminuer les intrants - Economiser le carburant afin de moins polluer Pour répondre à toutes ces exigences, on utilisera un système, de haute précision, de barre de guidage agricole avec la technologie GPS. > Installation d'un système sophistiqué pour la détection d'incendie, détectant en même temps la fumée, les flammes et la chaleur. Le système de détection de l'incendie sera autonome et totalement automatisé. En cas de détection d'un début de feu, un message est envoyé vers un système de sécurité d'incendie qui transmet un appel d'alerte au service d'intervention local contre les incendies .Le dispositif dédié à l'augmentation du débit et de la pression de l'eau d'aspersion des cultures se déclenche pour atténuer les flammes, en attendant l'arrivée des secours.20 REVENDICATIONS1) Le dispositif pour la production agricole optimisée comprenant : Sur une surface donnée une structure qui rend compatibles et associées l'agriculture et la production d'énergie caractérisée en ce qu'elle comporte un brise soleil incliné qui récupère l'eau de pluie passant ensuite dans le circuit de récupération d'eau lequel est initié par des gouttières implantées en partie basse du brise soleil. Les descentes d'eau longent les poteaux supports sans gêner les cultures et so alimentent la réserve d'eau de rétention végétalisée. 2) Cette structure selon la revendication 1 caractérisée en ce que, de cette réserve d'eau, un circuit sous pression alimente par les systèmes automatiques d'arrosage des cultures (2) et de sécurité incendie sur détection de fumée 15 sélective (2); le système d'aspersion d'eau agit à intensité variable (débit et pression du circuit d'alimentation) selon qu'il s'agisse de l'arrosage des cultures sous et entre les panneaux ou de l'intervention en sécurité incendie. 20