Brevet FR2979798A1 — publié le 20130315

La présente invention concerne un nouveau dispositif de pollinisateur qui améliore grandement les systèmes existants de transport du pollen des géniteurs males vers les plantes femelles. Pour aider la nature a polliniser les plantes il est connu d'utiliser des systèmes permettant de capter le pollen des géniteurs male et de le distribuer sur les plantes femelles Les nouvelles cultures et la recherche permanente de variétés de plus en plus performantes amènent les semenciers à produire des plantes hybrides qui posent des problèmes de fécondation, pouvant être dû à la différence de taille entre les males et les femelles ce qui empêche le vent d'effectuer naturellement cette fécondation ou par le fait que les insectes ne butinent plus ces nouvelles plantes. De tels systèmes de pollinisation ont pour but d'accroitre la rentabilité de la production en augmentant le nombre de grains de pollen atteignant sa cible. Le nouveau défit qui fait jour pour les semenciers, est d'accroitre la rentabilité des surfaces cultivées et de permettre à la fois de s'approcher d'une répartition optimum du nombre de géniteurs par rapport aux nombre de femelles et d'autre part d'homogénéiser la diffusion du pollen lorsque les géniteurs males sont déficients sur certaines parcelles. Pour illustrer ceci nous pouvons citer le cas du maïs semence dont il est courant de planter 2 à 3 rangs de géniteurs males pour 4 rangs de femelles, qui voit de plus en plus souvent des plantations 2 males pour 6 femelles ou 8 femelles accroissant ainsi le rendement de 30% à 50% Ceci n'est naturellement vrai que si les femelles sont fécondées en 6 et 8 rangs comme elles l'étaient en 4 rangs. Les systèmes le plus couramment utilisés sont des souffleries que l'on transporte manuellement ou mécaniquement dans les rangs des males pour projeter le pollen sur les femelles. Des systèmes plus performant ont vu le jour qui permettent de capter le pollen des males et de le diffuser sur les plantes femelles en évitant les pertes. De tels systèmes ont fait l'objet de brevets et nous pouvons citer tout particulièrement le brevet US 811 626 déposé le 30 juin 1977 auquel nous ferons référence pour étayer la partie innovation du présent nouveau dispositif de pollinisateur. Des dispositifs existants seules les simples souffleries sont jusqu'à ce jour quelques fois employés, ceci est dû au fait que les systèmes mécaniques existants sont contraignant à utiliser, fonctionnent mal et dans tous les cas ne répondent pas au besoin des utilisateurs. Les problèmes rencontrés avec ces systèmes résident en de multiples points, nous pouvons citer : la difficulté de les adapter et de les monter sur les machines les transportant telles que les enjambeurs ou les tracteurs, la difficulté d'utilisation avec des montages et démontages simples afin de changer d'outil rapidement en particulier lorsque l'enjambeur ou le tracteur est utilisé dans la même période pour plusieurs travaux telles que la pulvérisation, la castration et la pollinisation, la performance du système qui n'extrait à son passage qu'une infime partie du potentiel du géniteur, et réalise un mauvais ciblage des plantes femelles faisant que la grande partie du pollen prélevé n'atteint jamais sa cible, la difficulté avec ses systèmes de passer immédiatement d'une variété à une autre car ils possèdent des endroits dits 'morts' ou des 'nids' où le pollen s'accumule et vient polluer les autres cultures pollinisées. La présente invention a pour but de fournir un dispositif de pollinisation de conception aussi simple que possible permettant d'extraire la majeure partie du pollen disponible (>90%) des panicules des géniteurs puis de cibler les plantes femelles afin de les féconder, tout ceci étant réalisé en seulement 1 ou au maximum 2 passages . La méthode employée pour réaliser cette fonction et qui fait l'objet de la présente invention est de réaliser un dispositif qui extraie des géniteurs à la fois le pollen et les anthères pas encore ouvertes, de les transporter à très grande vitesse vers un diffuseur en empêchant tout dépôt sur les parois ou dans des recoins, puis de ralentir fortement le flux d'air chargé de pollen et de le diriger précisément sur les plantes femelles en évitant un maximum de perte de pollen. Ce point est particulièrement important car par exemple dans le cas du maïs un male produit théoriquement le potentiel d'ensemencement pour 80 femelles un rapide calcul montre que si 10% du pollen atteint sa cible nous sommes à la limite d'un ensemencement de 2 rangs de male pour 8 rangs de femelle. Un point qui a empêché les systèmes existant ne soit largement utilisé est que le pollinisateur doit être utilisé d'une manière particulière. Dans le maïs semence par exemple, la libération du pollen par les males dure 8 à 10 jours mais le moment où le pollen est libéré et que les femelles sont réceptives ne dure que quelques heures durant les journées de forte chaleur et sèches Le pollinisateur ne servant que quelques heures certains jours sur une période ne dépassant pas 1 mois, il est indispensable qu'il soit facilement monté et démonté de l'engin agricole porteur afin d'échanger rapidement les outils de travail. La présente invention présente un dispositif permettant une conception simple, compacte, robuste facilement transportable et rapidement connecté sur un engin agricole.35 Pour mieux analyser les avantages qu'offre la présente invention analysons les différences qui la caractérise par rapport à des systèmes existants. Ce qui la distingue par sa conception et qui va induire la suite de l'innovation est le fait que contrairement au dispositif présenté dans le brevet US 4 0870937, l'engin agricole passe sur les rangs de femelle et non comme présenté dans ce brevet au dessus des males. Ainsi la collecte du pollen s'effectue au bout d'un bras qui sera tourné tantôt à droite tantôt à gauche de l'engin porteur suivant que les rangs de males se trouvent à droite ou à gauche de l'avancement. D'autre part l'expérience montre qu'il faut secouer énergiquement plusieurs minutes une panicule de maïs pour extraire la majeure partie du pollen. Une simple tige métallique secouant les tiges de maïs pendant le passage du tracteur qui avance à prés de 2m/s ne peut extraire qu'une petite partie du pollen des anthères dejà ouvertes. Contrairement à la solution adoptée dans le brevet US 4 0870937, la présente invention emploie un tunnel de brossage des panicules. En son centre passe un tube plongeur qui possède sur ces cotés des ouvertures d'aspiration Une aspiration puissante supérieure à 1000m3/h aspire le pollen et les anthères arrachées par le brossage, puis les transportés au centre du dispositif de pollinisation où se trouve un ventilateur centrifuge. Le transfert s'effectue par des tuyauteries rigides coulissant les unes dans les autres afin de permettre une adaptation permanente de la longueur du bras et que le collecteur suive parfaitement les rangs des males. Ce dispositif permet de capter simultanément, suivant le besoin un deux ou trois 3 rangs de males. L'ensemble du dispositif se monte à l'avant de l'engin agricole afin de préserver sa compacité , la facilité de montage et la surveillance par l'utilisateur du travail effectué pour ajuster le réglage des hauteurs. Afin de permettre une adaptation simple de la hauteur du collecteur pour qu'il suive la hauteur des males, une des solution est de permettre que le bras tourne dans le plan perpendiculaire à l'avancement de l'engin agricole. Ce mouvement peut être réalisé de préférence par un ensemble de 2 vérins assurant la stabilité et la précision du mouvement, ou par tout autre moyen permettant l'obtention de caractéristiques identiques. Le ventilateur sera de préférence de type centrifuge et non axial comme présenté dans le brevet US 4 0870937 de telle sorte que la charge de sortie au niveau des diffuseurs affecte peu le volume d'air aspiré par le collecteur. La rotation du ventilateur est de préférence réalisée par un moteur hydraulique qui permettra de régler la vitesse et donc la puissance d'extraction du pollen et des anthères suivant les variétés. Un capteur de rotation indique à l'utilisateur la bon réglage. Le choix d'un ventilateur centrifuge permet aussi par le mouvement des pales de vider les anthères du pollen qu'elles contiennent et le libérer celui-ci juste au moment de la diffusion sortie du ventilateur. Dans cette partie diffusion du pollen, I »originalité et la puissance du dispositif réside dans la simplicité du concept employé. Contrairement aux système existant qui envoie le flux chargé de pollen dans de longues canalisations au risque d'engendrer des dépôts de pollen affectant les capacités du dispositif à être rapidement nettoyé avant de polléniser une autre variété de plante, et qui augmente aussi les difficultés à répartir d'une façon homogène et sans risques des pertes de charges affectant les caractéristiques de l'ensemble du système, la présente invention envoie le flux d'air directement dans une chambre de confinement qui transforme le flux vertical en flux horizontal homogène qui balaie les organes femelles à féconder (les épis dans le cas du maïs semence) Cette chambre constituée de plaques horizontales crée un flux tourbillonnant qui entoure la partie à féconder obligeant l'air chargé de pollen à passer plusieurs fois sur l'épis à féconder assurant ainsi le minimum de perte de pollen et une fécondation optimum. Enfin pour résoudre le problème posé par les hétérogénéités des males en intra parcellaire ou inter-parcellaire un dispositif original peut être adapté pour capter le pollen dans un filtre sous forme de bande, puis en inversant le flux d'air, de rejeter le pollen capturé dans le diffuseur du dispositif Les caractéristiques et les avantages de cette invention apparaitront mieux dans la description qui va suivre à titre d'exemple en référence aux dessins schématiques annexés sur lequel : La figure 1 montre l'ensemble vue de face du pollinisateur selon l'invention. Le figure 2 montre le collecteur du pollinisateur selon l'invention. Le figure 3 montre le caisson de stockage du pollen selon l'invention. Pour la description du système et sa meilleure compréhension l'exemple qui a été choisi est la pollinisation d'une culture maïs semence de type 2 rangs de males et 4 rangs de femelles, en comprenant que ce dispositif peut s'appliquer de la même façon à la pollinisation d'autres cultures ainsi qu'à des 2 rangs de males et 6 et 8 rangs de femelle. Sur la figure 1 sont représentés les rangs de maïs males 1, les rangs de maïs femelles 2, le bras collecteur 3, un ensemble collecteur 4 dont le détail est repris dans la figure 2, un ventilateur 5, une chambre de confinement 6. Ainsi que les figures le représente, l'engin agricole transportant à l'avant ce dispositif de pollinisation, enjambe les rangs de femelles 2 et un bras collecteur 3 viens chercher le pollen sur les rangs de males.1 alternativement de part et d'autre d'un axe parallèle à l'avancement de l'engin agricole et situé au centre du dispositif de pollinisation Le bras 3 du collecteur est constitué d'un tube de large section permettant de grandes vitesses d'écoulement de l'air pouvant être supérieure à 40m/s. Ce bras tourne autour d'un axe situé au centre du dispositif de pollinisation. Dans sa représentation préférée représentée dans la figure 1, l'axe peut tourner dans le plan perpendiculaire à l'avancement du tracteur, il peut aussi tourner dans une autre représentation, dans un plan horizontal qui n'est pas représenté ici plan se trouvant à hauteur du ventilateur. Au centre du dispositif et connecté à l'extrémité du bras du collecteur est placé un puissant ventilateur 5 qui crée une dépression dans le bras et est préférentiellement de type centrifuge afin de s'affranchir de l'influence des pertes de charge sur la vitesse d'aspiration de l'air. Il est a noter dans ce dispositif particulier de l'invention que le ventilateur est placé au plus prés de la distribution 8 et 6 et que le bras du collecteur qui représente le trajet le plus long réalisé par le fluide, est en aspiration. Cette technique offre l'avantage de pouvoir transporter des anthères et de les vider au dernier moment tout en permettant de très grandes vitesses de fluide sans obstacle pouvant faire éclater le pollen. Ce principe permet de même d'alléger le module collecteur de pollen 4 se trouvant à l'autre extrémité du bras 3, et donc de simplifier et rendre robuste le dispositif. Le ventilateur 5 est entrainé en rotation par un moteur hydraulique non représenté ici, moteur muni d'une vanne permettant de moduler la vitesse du ventilateur. Ainsi deux vitesses de rotations seront préférentiellement programmées : une vitesse pour l'aspiration du pollen que l'on fera varier suivant les variétés de plante, une vitesse très grande permettant le nettoyage des canalisations afin de changer rapidement de variété de plante. Un capteur de rotation placé sur l'axe d'entrainement moteur-ventilateur indique à l'utilisateur en premier lieu la vitesse d'écoulement du fluide dans les canalisations, en deuxième lieu permet de réaliser un asservissement pour maitriser la vitesse d'extraction du pollen et la vitesse de dispersion sur les plantes femelles. Dans le cas d'une rotation du bras collecteur3 dans l'axe vertical de l'avance de l'engin agricole, dans une représentation préférentielle, le mouvement de rotation pourra être réalisé par deux vérins complémentaires 9 qui positionnent précisément la hauteur du bras collecteur 3 et ainsi permet de positionner d'une façon optimum le collecteur pour le prélèvement du pollen. Dans d'autres représentations, ce mouvement de rotation pourra être réalisé par d'autres éléments tels que les engrenages ou les transmissions à courroie ou chaîne. La sortie du ventilateur est connectée au travers d'une canalisation 8 à une chambre de confinement 6 qui a pour rôle de déposer le pollen sur les épis des femelles avec un minimum de perte. Cette chambre de confinement est constituée de cellules 14 et 19 elles mêmes principalement constituées de plaques 40 et 41 positionnées dans chaque rangée de femelles et placées de telle sorte que les épis de maïs 13 se situé entre ces 2 plaques. Dans une version préférentielle, la cellule centrale 14 principalement constituée par les 2 plaques 40 et 41 se situe sous le ventilateur et reçoit un flux d'air perpendiculaire par le tuyau 8. Le flux est homogénéisé dans le tuyau 8 par des déflecteurs non représentés ici, puis divisé en 2 flux 17 et 18, horizontaux et perpendiculaires à l'avancement du pollinisateur par des déflecteurs paraboliques 16 situé dans l'axe du tube 8 Ces flux chargés de pollen et formant un faisceau inférieur à la largeur des plaques traverse les rangs de femelles 2 et sont repris par des cellules 19 principalement formées de deux plaques se trouvant dans les rangs suivant et contigus de femelles. Un léger décalage de ces plaques de reprise de flux permet d'avoir un modèle divergeant où le flux est en mode turbulent ce qui entraine plusieurs passages du pollen sur les mêmes épis et donc une optimisation des pertes de pollen. Suivant les plantes traitées les cellules de reprise du flux pourront avoir ou pas comme la cellule centrale un tuyau d'appoint de pollen dérivé du tuyau 8 en sortie du ventilateur. Dans ces configurations, la chambre dans le cas de la représentation figure 1 possèdera 3 tuyaux d'arrivé 8, 3 déflecteurs 16,3 plaques 40 et 3 plaques 41. Pour d'autres représentations ce nombre sera adapté, exemple : pour un 6 rangs de femelles, la chambre de confinement possèdera 5 tuyaux d'arrivé 8, 5 déflecteurs 16, 5 plaques 40 et 5 plaques 41. De même suivant les plantes traitées, chaque cellule 14 et 19 pourront ou pas être fermées sur les cotés avant et arrière permettant ainsi une meilleure conduite du flux. A l'extrémité extérieure du bras 3 est positionné un collecteur 4 dont le rôle est d'extraire la majeure partie du pollen disponible sur le géniteur male. Cette fonction selon l'invention est effectuée en aspirant le pollen des anthères ouvertes, puis d'arracher sans abîmer la plante, les anthères pouvant être détachés. Pour réaliser cette fonction un collecteur original a été inventé représenté dans la figure 2. Dans la présente invention, le collecteur de pollen 4 est constitué par un tunnel évasé à sa base qui permet de prendre 2 ou 3 rangées de males, et qui rapproche en son sommet les panicules Une canalisation 26 connectée au bras 3 et fermée en son extrémité basse possède des ouvertures d'aspiration 25 sur chaque coté, et perpendiculaire à l'avance du pollinisateur. Ce tunnel est ouvert en son entrée 22 et fermé en sa sortie 21. Un obstacle 23 traversant de part en part le tunnel perpendiculairement à l'avance et pouvant être un simple fil ou une brosse se situe en entrée du tunnel dans sa partie basse. Lorsque le pollinisateur avance, cet obstacle oblige les panicules à plier puis en se redressant derrière elles libèrent le pollen des anthères ouvertes, ensuite les panicules rentrent dans un dispositif de détachage des anthères pouvant préférentiellement former un V et être constitué par deux brosses 24 qui forment aussi un angle par rapport à l'horizontale comme présenté dans la figure 2. Lorsque le pollinisateur avance, les panicules rentrent progressivement dans le V et sont dépouillées des anthères qui peuvent se détacher. Ces anthères et le pollen libéré sont aspirés par les bouches 25. Afin d'ajuster le collecteur 4 sur un deux ou 3 rangées de males, le bras 3 est constitué de 2 tubes coulissants l'un dans l'autre, le mouvement 11 peut être réalisé par un vérin non représenté sur les figures. L'ensemble du pollinisateur est monté sur un châssis 7 pouvant être fixé sur des bras de l'engin agricole transportant le pollinisateur et assurant le mouvement 10 de réglage de la hauteur de la chambre de confinement par rapport à la hauteur des partie à féconder des plantes femelles. Dans le cadre d'une récupération du pollen pour pallier à la défaillance des males sur certaines parcelles, un dispositif spécial représenté dans la figure 3 et nommé ici, caisson de stockage 27 sera connecté en dérivation du flux d'air sortie du ventilateur 5 sur le tuyau 8. Ce caisson qui peut être réfrigéré, possède dans sa fonction captage du pollen, une entrée 31 dont le flux chargé de pollen traverse un filtre en bande 30 s'enroulant à une vitesse contrôlée sur un axe 29 à partir d'un axe 28. La bande 30 passe perpendiculairement à l'arrivée 31 et capte le pollen. L'air purifié traverse la bande filtre ressort en 34. Des sorties annexes 32 et 33 évacue une partie du flux d'air réfracté par la bande, vers la chambre de confinement du pollinisateur La restitution du pollen s'effectue simplement en retournant le sens du flux d'air, c'est-à-dire en envoyant l'air en 34 connecté par exemple à la sortie du ventilateur 5 et en connectant les sorties 31 32 et 33 à la chambre de confinement. La maîtrise de la quantité de pollen captée et restituée est réalisée par des capteurs de comptage des particules sur la bande filtre et un asservissement sur la vitesse de défilement de cette même bande (enroulement et déroulement de la bande)