Brevet FR2964531A1 — publié le 20120316

i La présente invention concerne un dispositif d'éclairage avec optimisation des cycles de la photosynthèse d'un aquarium d'eau douce ou d'eau de mer afin d'en stabiliser au mieux la valeur PH (Potentiel Hydrogène) de l'eau. Ce dispositif fait varier la quantité de lumière de façon automatique en fonction du PH de l'eau de l'aquarium. Ce dispositif simule aussi par variation lumineuse un ciel nuageux. Ce dispositif dispose d'une fonction spécifique permettant de lutter contre les cyanobactéries. Les cycles photosynthétiques sont essentiellement tributaires de la lumière, ils mettent à disposition du milieu de l'oxygène. Plus la quantité de lumière est importante dans un milieu aquatique, plus la quantité d'oxygène dissous est importante, impactant le PH à la hausse et inversement, plus la quantité de lumière est faible, plus la quantité d'oxygène dissous devient faible, impactant le PH à la baisse. Des variations de la valeur PH deviennent problématiques quand les amplitudes deviennent trop importantes, affectant lourdement la stabilité de l'aquarium, créant des désordres physico-chimiques, le stress des animaux hébergés, la précipitation de certaines composantes de l'eau. Un PH cohérent et stable est un paramètre essentiel à la bonne tenue d'un aquarium. A ce jour, aucun dispositif ne permet de coupler la quantité de lumière disponible et la valeur PH d'un aquarium afin de stabiliser au mieux celui-ci en créant des variations de quantité de lumière qui dans un premier temps impacte la photosynthèse qui elle-même impacte la valeur PH. Pour que le cycle naturel soit au mieux respecté, le dispositif lumineux ne doit pas faire apparaître de paliers francs visibles dans la gradation de lumière afin d'éviter des photo adaptations à répétition qui altèrent la durée de vie de certains organismes. Les cyanobactéries sont omniprésentes dans un milieu aquatique, leur prolifération peut dans certains cas occasionner la perte des hôtes hébergés. Les cyanobactéries sont photosensibles. Une parade simple consiste donc à diminuer le flux lumineux. A ce jour aucun dispositif lumineux ne permet de satisfaire à ce besoin. On connaît dans l'état de la technique des luminaires fonctionnant avec des LED (Light Emitting Diodes ou diodes électroluminescentes) permettant l'éclairage d'un aquarium. L'art antérieur connaît déjà, par le numéro de brevet FR2921537 (Al), un dispositif lumineux simulant des phases d'éclairage simple ne proposant que 2 modes de fonctionnement : tropical (eau douce) ou récifal (eau de mer). Ce dispositif n'intègre pas l'interaction PH et quantité de lumière permettant de corriger dynamiquement la valeur PH de l'eau de l'aquarium. Ce dispositif n'intègre pas de fonction « anti- cyanobactéries ». Ce dispositif n'intègre pas de fonction « ciel nuageux ». Ce dispositif reproduit un cycle lunaire de 28 jours qui en l'état est incorrect, le véritable cycle étant -2- de 29 jours, 12 heures, 44 minutes et 2,9 secondes. De nombreux animaux aquatiques, tels que les coraux, ont un rythme de vie, de reproduction calé sur le cycle les phases lunaires. La carte microcontrôleur qui est la partie la plus sensible de ce dispositif est hébergée dans la rampe, juste au dessus de l'aquarium qui est l'endroit le plus humide d'une telle installation. Ce dispositif ne peut pas être équipé d'une extension, ce qui entraîne un surcoût important s'il est destiné à équiper de grands aquariums, plusieurs dispositifs complets étant alors nécessaires. Le dispositif selon l'invention permet de remédier à ces inconvénients. Il comporte selon une première caractéristique six parties : -un boîtier de pilotage déporté intégrant une carte électronique équipée d'un processeur, d'un logiciel résident évolutif, de témoins de fonctionnement, de connecteurs et d'un émetteur transmettant par radio les informations de fonctionnement à un écran de contrôle. Ce boîtier de pilotage héberge des scénarios préétablis de gestion de la lumière correspondant à des conditions d'éclairage naturel sous certaines latitudes typiques du globe. Ces scénarios simulent en phase diurne un éclairage de type lumière du jour, naturel, en pilotant la quantité de lumière ainsi que la température en degré Kelvin du spectre global du dispositif lumineux. Ces scénarios simulent aussi l'aube et coucher de soleil avec des spectres lumineux fortement différenciés de façon à respecter au mieux les ambiances et conditions naturelles. Ce boîtier de pilotage peut contrôler 1 partie luminaire principale et 7 parties luminaires secondaires (extensions). Ces extensions peuvent être de tailles différentes du dispositif luminaire principal. Tous les scénarios, en phase nocturne, simulent un éclairage lunaire basé sur un cycle réel soit 29 jours, 12 heures, 44 minutes et 2,9 secondes. La température de couleur de 25 la lune est le blanc froid par respect des conditions naturelles. L'utilisateur peut choisir tel ou tel scénario en fonction du milieu aquatique reproduit dans son aquarium. Un neuvième scénario reste entièrement paramétrable par l'utilisateur. Il permet de simuler n'importe quelle condition d'éclairage selon les besoins des hôtes hébergés au sein de l'aquarium. Ce scénario est capable de simuler 30 après programmation n'importe quelle ambiance lumineuse du globe. Du lever au coucher de soleil, les effets de gradation lumineuse sont lissés, invisibles, la variation des flux étant basée sur une unité de temps basée sur le dix millième du temps effectif du scénario. L'ensemble de ces scénarios est soumis à valeur PH de l'eau de l'aquarium. Si la 35 valeur PH lue est trop basse, le boîtier de pilotage augmente alors le flux lumineux de façon autonome en supprimant l'effet « ciel nuageux », quelque soit le scénario en cours. Les valeurs PH critiques, faisant varier le flux, haute et basse, sont fixées par l'utilisateur et entrées en mémoire grâce à un outil de programmation. Si la valeur PH de l'eau de l'aquarium atteint au moins la valeur moyenne des 2 valeurs entrées par l'utilisateur, le flux lumineux reprend alors ses variations simulant de nouveau un ciel nuageux impactant de nouveau la photosynthèse. Des pauses photosynthétiques sont possibles grâce à cette variation de flux lumineux simulant le passage de nuages devant le soleil. Ces variations sont donc recréées par des hausses et baisses de flux lumineux du dispositif d'éclairage. Ces variations de flux permettant des « pauses » de la photosynthèse favoriseraient la bonne tenue de certains organismes photosynthétiques. Ces variations donnent un effet des plus réalistes à l'installation recréant de façon autonome des conditions météorologiques aléatoires. Une fonction spécifique permet de lutter contre les cyanobactéries. Cette fonction consiste à baisser la puissance des flux lumineux de 30% au long du scénario en cours. Cette fonction a une durée opérationnelle maximum programmée par l'utilisateur en jour. L'activation de cette fonction ainsi que sa durée opérationnelle sont programmées grâce à l'outil de programmation. - un dispositif d'éclairage à base de diodes électroluminescentes de puissance permettant une gestion précise de la quantité de lumière. Ce dispositif se place au dessus de l'aquarium. Ce dispositif éclaire de façon directionnelle l'eau de l'aquarium. Chaque diode électroluminescente est équipée d'une lentille de diffusion spécifique de façon à concentrer le flux lumineux, à marier de façon cohérente l'ensemble des flux et ainsi offrir un spectre lumineux global cohérent avec le milieu naturel. Le mélange des flux n'est possible que selon une disposition particulière des LED, que selon un entraxe défini et calculé entre chaque LED équipant la platine. Le spectre de la lumière du jour étant correctement reconstitué, il est alors aisé d'influencer la photosynthèse et donc le PH. Les diodes électroluminescentes sont soudées sur un substrat spécifique permettant un refroidissement optimisé, complété par un ensemble de ventilateurs, variant en fonction de la température, placés de part et d'autre du dispositif. La rotation de chaque ventilateur équipant le dispositif est surveillée par un dispositif tachymétrique intégré au boîtier de pilotage, l'état de panne pouvant ainsi être détecté et annoncé sur l'afficheur. Chaque platine équipée de diodes électroluminescentes donne sa propre information de température au boîtier de pilotage. Chaque platine équipée de diodes électroluminescentes est indépendante et possède sa propre alimentation reliée au 2964531 -4- secteur. Cette dernière disposition permet d'éviter un arrêt total du dispositif en cas de certaines défaillances. Les diodes électroluminescentes sont pilotées de façon directe par une carte électronique additionnelle soumise aux ordres du boîtier de pilotage. Chaque platine 5 possède sa propre carte de pilotage. Cette dernière disposition permet d'éviter un arrêt total du dispositif en cas de certaines défaillances. Ce dispositif lumineux dispose d'une carrosserie adaptée aux milieux humides, salins. Une protection constituée par un verre ultra blanc en sous face vient protéger l'ensemble du dispositif lumineux, sa nature spécifique permet de ne pas altérer le flux 10 lumineux. Des flasques latéraux équipés de ventilateurs viennent fermer cette carrosserie. Un système d'attaches permet une fixation suspendue du dispositif. - un module PH intégrant un dispositif électronique et une sonde PH. Ce module transmet en temps réel la valeur PH de l'aquarium au boîtier de pilotage. La sonde PH se place dans l'eau de l'aquarium. Ce module est connecté au boîtier de 15 pilotage avec un câble. - un écran de contrôle communiquant sans fil avec le boîtier de pilotage permettant de lire en temps réel les informations et paramètres de fonctionnement comme l'heure, le scénario en cours, le PH de l'aquarium, la température de la galerie, le température de l'aquarium. Cet écran est autonome et 20 affiche à l'utilisateur toutes les informations de fonctionnement nécessaires. - un outil de programmation, un dispositif électronique disposant d'un afficheur LCD et de deux boutons poussoirs se branchant sur le boîtier de pilotage avec un câble. Cet outil permet de mettre à l'heure l'installation, de choisir le scénario, de programmer le scénario libre, de forcer la fonction « ciel nuageux », d'activer la fonction 25 « anti-cyanobactéries », de fixer le temps d'opération de celle-ci. - un bloc d'alimentation convertissant la tension secteur en basse tension et donnant les tensions et puissances nécessaires pour alimenter le boîtier de pilotage. Selon des modes particuliers de réalisation : 30 - le boîtier de pilotage peut héberger des fonctions supplémentaires puisque évolutif par simple mise à jour de son logiciel. Des modules complémentaires ayant des fonctions différentes sont donc possibles. Les dessins annexés illustrent l'invention : 35 La figure 1 représente le dispositif de façon schématique dans sa globalité. La figure 2 représente le dispositif d'éclairage en perspective, un des flasques équipé de ses ventilateurs. La figure 3 représente le module PH équipée de son électrode dédiée à la lecture PH. La figure 4 représente un flux simple sans variation. La figure 5 représente un flux avec variations, simulation d'un ciel nuageux (E). 5 La figure 6 représente un flux altéré par la fonction anti-cyanobactéries (I). La figure 7 représente l'outil de programmation. La figure 8 représente le dispositif lumineux. En référence à ces dessins, le dispositif est composé d'un boîtier de pilotage électronique (1) hébergeant un processeur, de la mémoire, un programme. Ce boîtier 10 de pilotage (1) est connecté au dispositif d'éclairage (2) avec un câble de liaison (C2) qui transmet des ordres. Une alimentation (4) convertissant le courant secteur en basse tension alimente le boîtier de pilotage (1). Un module PH (3) équipé d'une sonde (7) transmet la valeur PH de l'eau de l'aquarium au boîtier de pilotage (1). Un écran autonome (5) communiquant sans fil affiche les informations de fonctionnement. 15 L'utilisateur du dispositif doit renseigner le boîtier de pilotage (1) grâce à un outil de programmation (11). L'utilisateur doit programmer l'heure, le type de scénario, éventuellement le scénario, les valeurs PH de consigne, activer ou non la fonction éclairage lunaire, activer ou non la fonction permettant de lutter contre les cyanobactéries (fig.6). 20 Le boîtier de pilotage (1) donne des instructions au dispositif lumineux (2). Il ordonne la simulation d'un éclairage solaire généré par le scénario choisi. Le boîtier de pilotage (1) se sert des informations du module PH (3) et les compare avec les valeurs de consigne renseignées par l'utilisateur. Si la valeur PH de l'aquarium atteint la valeur consignée basse, le boîtier de pilotage (1) augmentera alors le flux (F) du dispositif 25 d'éclairage en supprimant l'effet ciel nuageux (E) de façon à d'avantage simuler la photosynthèse et par conséquence augmenter la valeur PH de l'eau de l'aquarium. Si la valeur PH de l'eau de l'aquarium atteint la valeur moyenne des 2 valeurs de consigne, le boîtier de pilotage (1) ordonne alors la simulation d'un ciel nuageux (E) afin de diminuer la quantité de lumière disponible pour la photosynthèse et ainsi par 30 conséquence maintenir la valeur PH de l'eau de l'aquarium. L'utilisateur du dispositif peut activer une fonction spécifique (fig.6) qui permet de lutter contre la prolifération des cyanobactéries. Si cette fonction est activée, le scénario en cours sera affecté par cette fonction, le flux lumineux étant diminué de façon significative (I). Le dispositif lumineux est une structure(fig.8), une rampe constituée 35 principalement d'un profilé spécifique résistant aux milieux humides et salins (10). Cette rampe intègre des platines (14) équipées de diodes électroluminescentes de puissance (17). La majorité des diodes (17) est équipée de lentilles de diffusion permettant de modifier le rendement lumineux. Différents types de diodes électroluminescentes (17) équipent chaque platine afin de couvrir une gamme d'onde de type lumière du jour. Plusieurs platines LED (14) forment la sous face de la rampe selon la dimension de celle-ci. Chaque platine LED (14) reçoit une carte électronique (16) qui distribue les ordres de commande du boîtier de pilotage (1). Les platines (14) possèdent leur propre dispositif d'alimentation (15). Un câble (C4) relié au secteur (A) distribue les tensions et puissances nécessaires aux alimentations (15) équipant les platines (14). Le boîtier de pilotage ordonne une variation de courant, traduite par les cartes de pilotage, sur chaque gamme de diodes électroluminescentes et ce tous les dix millièmes de temps du scénario choisi. La sous face de la rampe est protégée des éclaboussures par un verre de type ultra blanc (18) participant également au mélange des flux des diodes électroluminescentes. Le dispositif lumineux est fermé latéralement de part et d'autre dans sa largeur par des flasques (9) sur lesquels sont logés des ventilateurs (8), leur nombre pouvant varier en fonction de la dimension de la rampe. Ces ventilateurs (8) ont une vitesse de rotation pilotée par le boîtier (1), soumis à la température moyenne des platines équipées de LED (14). Le boîtier de pilotage (1) analyse en temps réel la vitesse de chaque ventilateur (8) et établit un comparatif qui permet de détecter un état de mauvais fonctionnement d'un ou de plusieurs ventilateurs (8). Le dispositif lumineux (2) peut avoir des dimensions différentes ou des extensions ayant une structure identique au dispositif lumineux (2) en fonction des aquariums à équiper. Ces extensions sont soumises au boîtier de contrôle (1) du dispositif initial. Un module PH (3) est connecté avec un câble (Cl) au boîtier de pilotage (1). Ce module (3) est un boîtier électronique équipé d'une sonde (7) dédiée à la lecture d'un Potentiel Hydrogène d'un milieu liquide. Ce module (3) lit en continu la valeur PH de l'eau de l'aquarium (6) et transmet les valeurs au boîtier de pilotage (1). Un outil de programmation (11), un dispositif électronique disposant d'un afficheur LCD (12) et de deux boutons poussoirs (13), se branchant sur le boîtier de pilotage (1) avec un câble de données (C3), permet à l'utilisateur de mettre à l'heure l'installation, de choisir le scénario préétabli, de programmer le scénario libre, de programmer l'heure de départ et de fin du scénario, de forcer la fonction « ciel nuageux » (E), d'activer la fonction « anti-cyanobactéries » (fig.6), de fixer le temps d'opération de celle-ci en jours. Selon une variante non illustrée, le dispositif peut comporter des modules complémentaires autres que le module PH puisque totalement évolutif par simple mise à jour du logiciel. Ces autres modules pourront communiquer des données physico- chimiques diverses de l'eau de l'aquarium équipé. Selon une variante non illustrée, le dispositif peut comporter des extensions luminaires permettant d'adapter le dispositif à de grands aquariums. Selon une variante non illustrée, le dispositif d'éclairage peut être constitué de 5 tubes fluorescents seuls. Selon une variante non illustrée, le dispositif d'éclairage peut être constitué de lampes à iodure métallique et tubes fluorescents. Selon une variante non illustrée, le dispositif d'éclairage peut être constitué de lampes à iodure métallique et diodes électroluminescentes. 10 Selon une variante non illustrée, le dispositif d'éclairage peut être constitué de tubes fluorescents et diodes électroluminescentes. Selon une variante non illustrée, le bloc d'alimentation (A) pourra être intégré dans le boîtier de contrôle (1). Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à l'éclairage et à la 15 viabilisation d'un écosystème aquatique complexe hébergé dans un aquarium. 20 25 30 35 REVENDICATIONS1) Dispositif d'éclairage aquarium permettant de faire varier de façon autonome et contrôlée une quantité de lumière en fonction de la valeur PH de l'eau. Le flux lumineux de la partie éclairante (2) simule ou non un ciel nuageux par variation (E) de la quantité de lumière, augmentant ou diminuant ainsi le phénomène de photosynthèse qui influence à son tour la valeur PH de l'eau de l'aquarium (6). Ce dispositif permet donc une optimisation des cycles de la photosynthèse d'un aquarium d'eau douce ou d'eau de mer afin d'en stabiliser au mieux la valeur PH de l'eau. Il est caractérisé en ce qu'il comporte au moins un boîtier de pilotage électronique (1) connecté à un dispositif d'éclairage (2) équipé de diodes électroluminescentes de puissance, connecté au courant secteur (A) et à un module PH (3) équipé de sa sonde (7), un bloc alimentation basse tension (4), connecté au courant secteur (A) fournit la tension et puissance nécessaires au boîtier de pilotage. Le dispositif d'éclairage est subordonné aux scénarios et aux consignes hébergées par le boîtier de pilotage. Un écran de contrôle (5) permet la visualisation des informations de fonctionnement. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un boîtier de pilotage (1) déporté hébergeant un programme, des scénarios spécifiques pouvant permettre la reproduction d'ambiances lumineuses particulières à certains points du globe. Ce boîtier de pilotage donne des ordres d'allumage, d'extinction selon l'heure, de variations selon des valeurs PH consignées ou transmises par un module PH (3) au dispositif d'éclairage (2). 3) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'éclairage (2) particulièrement apte à être piloté, donc équipé de diodes électroluminescentes (17). Celles-ci sont pourvues d'optiques secondaires permettant d'en optimiser la puissance. Ces lentilles assurent aussi un mélange cohérent des flux des dites diodes électroluminescentes permettant de diffuser une lumière de type lumière du jour de façon homogène et réaliste. 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes en ce qu'il comporte un éclairage nocturne et lunaire basé sur un cycle lunaire réel de 29 jours 12 heures 44 minutes et 2,9 secondes permettant d'héberger des hôtes particuliers et sensibles au sein d'un aquarium. 5) Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte un module PH (3) équipé de sa sonde (7), connecté au boîtier de pilotage, communiquant la valeur PH de l'eau de l'aquarium au boîtier de pilotage (1). 6) Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce qu'il comporte un boîtier de programmation (11) pouvant se connecter au boîtier de 2964531 -9- pilotage (1). Il permet à l'utilisateur du système de configurer l'heure, de choisir le scénario ou de programmer le scénario libre, de configurer les valeurs de consigne PH, d'activer ou non la fonction permettant de lutter contre les cyanobactéries, d'activer ou non l'éclairage lunaire. 5 7) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie luminaire (2) comporte un dispositif de refroidissement fonctionnant avec des ventilateurs (8) situés de part et d'autre dans sa largeur sur les flasques latéraux (9). Ces ventilateurs sont pilotés par le boîtier de pilotage (1) qui fait varier leur vitesse de fonctionnement selon la température interne de la partie luminaire (2). La rotation de ces ventilateurs (8) 10 est surveillée par le boîtier de pilotage (1). 8) Dispositif selon la revendication 1 simulant des cycles lumineux naturels en fonction de l'heure du jour de certaines latitudes du globe selon des scénarios. Ces cycles lumineux reproduisent l'aube (B) et le couché de soleil (C). Ces cycles lumineux peuvent reproduire au cours de leur phase, un ciel nuageux par des variations de flux 15 dépendants de la valeur PH. La reproduction d'un cycle lumineux de n'importe quel point du globe est possible grâce à un scénario complètement programmable par l'utilisateur du dispositif. 9) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une fonction spécifique permettant de lutter contre la 20 prolifération des cyanobactéries (I) en altérant le flux lumineux tout au long du scénario choisi et selon une durée de temps déterminée par l'utilisateur. 10) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le dispositif comporte la possibilité d'évoluer grâce à des mises à jour logiciel et donc de pouvoir supporter des fonctions supplémentaires, des modules 25 supplémentaires, des scénarios supplémentaires. 11) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le dispositif lumineux (2) comporte un verre de protection spécifique (18) de type ultra blanc en sous face du dispositif lumineux, celui-ci permet une protection efficace du dispositif lumineux sans altérer ni la qualité, ni la quantité du flux lumineux. 30 12) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte un écran de contrôle LCD autonome (5), communiquant par radio avec le boîtier de pilotage (1), reportant les informations relatives au fonctionnement du dispositif. 35