Brevet FR3031003A1 — publié le 20160701

Module de culture hors-sol dans lequel les racines des végétaux sont alimentées par un brouillard nutritif, ensemble de modules et procédé associé. L'invention concerne principalement un module de culture hors sol amélioré prévoyant notamment des moyens de formation d'un brouillard nutritif. L'invention concerne également un ensemble de modules et un procédé d'alimentation en brouillard nutritif associé. Les cultures de végétaux hors-sol sont réalisées sur un substrat dans lequel se trouvent les racines des végétaux et qui est alimenté en continu ou périodiquement par une solution nutritive. On connait la culture hydroponie consistant à irriguer le substrat neutre et inerte d'une solution nutritive qui contient des sels minéraux, des nutriments et 15 tout autre élément favorisant la croissance des végétaux. Ce type de culture hors-sol est progressivement remplacé par la culture aéroponie qui met en oeuvre des techniques de vaporisation de solutions nutritives du substrat dans un circuit fermé. Cette technique présente l'avantage d'alimenter le substrat à la fois en éléments nutritifs et en air, et de pouvoir limiter 20 l'utilisation d'eau tout en maîtrisant les paramètres du milieu nutritif, notamment en limitant l'introduction d'éléments nuisibles dans la solution nutritive. Une nouvelle technique déclinée de la culture aéroponie est apparue récemment. Il s'agit de la culture ultraponie dans laquelle la vaporisation de solution nutritive est effectuée au moyen d'un brumisateur à ultrasons formant des 25 gouttelettes de solutions nutritives très fines de moins de 5 microns. Les végétaux sont placés dans des supports positionnés sur un élément de support qui délimite une chambre racinaire dans laquelle est produit le brouillard de solution nutritive de la partie aérienne des végétaux. Si cette technique favorise la croissance rapide de la plupart des végétaux 30 et champignons comparée à l'aéroponie, ses performances restent encore limitées pour certains végétaux. L'invention se situe dans le contexte de la culture hors-sol par vaporisation et plus particulièrement de la culture hors-sol de type ultraponie. 3031003 2 La présente invention vise un module de culture hors-sol dans lequel les racines des végétaux sont alimentées par un brouillard de solution nutritive et dont l'efficacité sur la croissance des végétaux est supérieure aux modules de cultures hors-sol existants. 5 A cet effet, le module de culture hors-sol de l'invention comporte un élément de support de végétaux délimitant une chambre racinaire de la partie aérienne des végétaux, qui est essentiellement caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de formation d'un brouillard de solution nutritive et des moyens de circulation du dit brouillard de solution nutritive situés dans la chambre racinaire. 10 Le module de culture hors-sol de l'invention peut également comporter les caractéristiques optionnelles suivantes considérées isolément ou selon toutes les combinaisons techniques possibles : les moyens de formation du brouillard de solution nutritive comportent un brumisateur à ultrasons situé dans le fond d'une cellule de brumisation qui est alimentée en solution nutritive liquide et sur laquelle est ménagée au moins une ouverture de propagation du brouillard nutritif dans la chambre racinaire, et les moyens de circulation du brouillard de solution nutritive sont situés à proximité de la dite ouverture. la cellule de brumisation est cylindrique, s'étend depuis le fond de la 20 chambre racinaire jusqu'à un col supérieur ouvert formant ouverture de propagation du brouillard nutritif en regard et à proximité duquel sont agencés les moyens de circulation du brouillard de solution nutritive, et comporte des lumières de circulation d'air ménagées sur ses parois latérales assurant la circulation d'air dans la dite cellule de brumisation. 25 l'hélice d'un ventilateur formant moyens dé circulation du brouillard de solution nutritive est agencée en regard et à proximité du col supérieur ouvert de la cellule cylindrique de brumisation, la dite hélice étant désaxée de son moteur d'actionnement situé du côté de la partie aérienne des végétaux. la partie aérienne des végétaux est confinée dans une cloche 30 étanche amovible. la cellule de brumisation est alimentée en solution nutritive depuis une réserve de solution nutritive liquide reliée à la dite cellule de brumisation par au moins un conduit de circulation de la solution nutritive dans lequel la solution nutritive est envoyée au moyen d'une pompe disposée dans la dite réserve, et un 3031003 3 conduit d'évacuation s'étend depuis le paroi latérale de la cellule de brumisation jusqu'à un bac d'évacuation du trop-plein en assurant l'évacuation du trop-plein de solution nutritive de la dite cellule de brumisation. la réserve de solution nutritive est agencée sous et dans le 5 prolongement de la chambre racinaire en formant également bac d'évacuation du trop-plein de la cellule de brumisation et en étant séparé de la chambre racinaire par une paroi comportant des ouvertures étanches respectivement de passage du conduit de circulation de la solution nutritive vers la cellule de brumisation et de passage du conduit d'évacuation de la solution nutritive de la cellule de io brumisation. le bac d'évacuation du trop-plein de la cellule de brumisation est relié à la réserve de solution nutritive au moyen d'un conduit de liaison dans lequel la solution de trop-plein est envoyée en circulation au moyen d'une pompe disposée dans le dit bac d'évacuation. 15 L' invention porte également sur un ensemble de modules de culture hors- sol qui est essentiellement caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux modules tel que précédemment décrit en comportant un bac d'évacuation du trop-plein de la cellule de brumisation reliée à la réserve de solution nutritive par un conduit de liaison, et une réserve commune de solution nutritive qui alimente les cellules de brumisation respectives des au moins deux modules. L'invention porte enfin sur un procédé de propagation d'un brouillard de solution nutritive dans une chambre racinaire de culture hors-sol de végétaux qui est essentiellement caractérisé en ce qu'il prévoit l'utilisation d'au moins un module ou d'un ensemble de modules tels que précédemment décrits, et en ce qu'on régule la durée et le rythme des périodes actives de formation du brouillard de solution nutritive dans la chambre racinaire. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées parmi lesquelles : - la figure 1 est une représentation schématique en coupe d'un module de culture hors-sol de l'invention selon une première variante, et - la figure 2 est une représentation schématique en coupe d'un ensemble de modules de culture hors-sol selon une seconde variante. 3031003 4 En référence à la figure 1, le module de culture hors-sol de l'invention 1 s'étend selon un axe principal XX' et comporte une partie aérienne 2 des végétaux 3 et une chambre racinaire 4 qui sont délimitées de façon étanche par un support 5 de maintien de pots de substrat 6 recevant les racines 7 des 5 végétaux 3 qui s'étendent vers le bas dans la chambre racinaire 4 à travers des orifices non représentés qui sont ménagés dans les pots de substrat 6. Une cellule de brumisation 9 repose de façon étanche sur le fond 8 de la chambre racinaire 4, en présentant une configuration cylindrique centrée sur l'axe principal XX' d'un diamètre de 14 centimètres qui s'étend vers le haut de la 10 chambre racinaire 4 sur une hauteur adaptée à la hauteur de la chambre racinaire 4. Au fond de la cellule de brumisation 9 est disposé un brumisateur à ultrasons 10 qui a été préalablement recouvert de résine hydrophobe à l'exception de la pastille en céramique qui assure la formation du brouillard de solution 15 nutritive par ses vibrations à une fréquence adaptée. La pastille en céramique est recouverte de solution nutritive liquide 11 dont le niveau est contrôlé par un conduit d'évacuation 12 qui s'étend depuis la paroi latérale 13 de la cellule de brumisation 9 à 5 centimètres du fond 14 de la cellule de brumisation 9 jusqu'à une réserve de solution nutritive 15 située sous et dans 20 le prolongement de la chambre racinaire 4 et qui forme ainsi également bac d'évacuation du trop-plein de la cellule de brumisation 9. A cet effet, un orifice étanche 16 de passage du conduit d'évacuation 12 est ménagé dans la paroi de fond 8 de la chambre racinaire 4. Le conduit d'évacuation 12 permet d'éviter d'utiliser des bouées encombrantes connues pour maintenir le brumisateur à 25 ultrasons à bonne distance de la surface du liquide. La cellule de brumisation 9 est alimentée en solution nutritive liquide depuis la réserve de solution nutritive 15 au moyen d'une pompe 17 et d'un conduit de circulation 18 de solution nutritive 19 qui s'étend jusqu'au col supérieur ouvert 20 de la cellule de brumisation 9 formant ouverture de propagation du brouillard 30 nutritif dans la chambre racinaire 4. A cet effet, un orifice étanche 21 de passage du conduit d'évacuation est ménagé dans la paroi de fond 8 de la chambre racinaire 4. A environ 12 centimètres du fond 14 de la cellule de brumisation 9, une série de lumières de circulation d'air 22 sont ménagées sur le pourtour des parois 3031003 5 latérales 13 de la cellule de brumisation 9 pour assurer la circulation d'air dans la dite cellule 9. Comme représenté sur la figure 1, une cloche en plastique amovible 23 recouvre la partie aérienne des végétaux 2. Il est possible de prévoir l'emploi d'un 5 cordon chauffant pour contrôler la température au niveau de la partie aérienne des végétaux 2 en formant ainsi une serre pour la germination et la bouturage et en évitant les opérations délicates de transplantation. Selon l'invention, un ventilateur 25 est agencé au niveau du support 5 de maintien de pots de substrat 6 en regard coaxial du col ouvert supérieur 20 de la 10 cellule de brumisation 9. Plus précisément, l'hélice 26 du ventilateur 25 est située à proximité du col ouvert supérieur 20 de la cellule de brumisation 9 en étant désaxée, relativement à l'axe principal XX', du moteur d'entraînement 27 de l'hélice 26 qui est situé sur le support 5 de maintien des mots de substrat 6 du côté de la partie aérienne des végétaux 2. A cet effet, un orifice étanche 28 est 15 ménagé dans le support 5 de maintien de pots de substrat 6 pour relier l'axe 29 reliant le moteur 27 à l'hélice 26 du ventilateur 25. L'hélice 26 du ventilateur 25 située à proximité du col ouvert 20 de la cellule de brumisation assure la circulation du brouillard de solution nutritive 30 formé par la cellule de brumisation 9 dans toute la chambre racinaire 4 tout en conférant aux 20 racines 7 un apport maximum en oxygène bien supérieur à tous les systèmes de culture hors sol existants. Le fonctionnement de l'hélice 26 qui brasse le brouillard de solution nutritive 30 sans que l'air extérieur ne pénètre dans la chambre racinaire 4 engendre la formation d'une dépression permettant de confiner le brouillard nutritif 30 en circulation dans la dite chambre racinaire 4. 25 Pour que la circulation du brouillard de solution nutritive 30 s'effectue efficacement, les moyens de circulation du brouillard de solution nutritive formés, dans ce mode de réalisation, par l'hélice 26 désaxée de son moteur d'entraînement 27 doivent être situés dans la chambre racinaire et préférentiellement à proximité de l'ouverture de propagation du brouillard nutritif 30 20 formé dans la cellule de brumisation 9 qui est également située dans la chambre racinaire 4. En référence à la figure 2, un ensemble de modules selon l'invention comporte deux modules 1a,1b identiques au module 1 de la figure 1 en ce que pour chacun d'entre eux une cellule de brumisation 9a,9b s'étend selon l'axe 3031003 6 principal respectif XX'a,XX'b du module concerné 1a,1b en étant placée dans le fond 8a,8b de la chambre racinaire 4a,4b. La cellule de brumisation 9a,9b comporte des lumières de circulation d'air 22a,22b et un col supérieur ouvert 20a,20b formant ouverture de propagation de brouillard nutritif au regard duquel 5 est coaxialement disposée l'hélice 26a,26b d'un ventilateur 25a,25b dont le moteur 25a,25b est désaxé selon l'axe principal XX'a,XX'b et situé du côté de la partie aérienne des végétaux 2a,2b. Sur cette variante de réalisation et en différence avec le module 1 de la figure 1, la réserve de solution nutritive 151 est commune aux deux modules 10 2a,2b et chaque cellule de brumisation 9a,9b est reliée à un bac d'évacuation 152,153 du trop-plein distinct de la réserve commune de solution nutritive 151. Plus précisément, une pompe 171 située dans la réserve commune de solution nutritive 151 assure la circulation de la solution nutritive liquide 191 à travers un conduit de circulation commun 181 qui se divise en deux conduits de 15 circulation 182,183 véhiculant la solution nutritive jusqu'aux cols supérieurs ouverts respectifs 20a,20b des cellules de brumisation 9a,9b de chacun des modules 1a, ib. Chaque cellule de brumisation 9a,9b comporte un conduit d'évacuation 12a,12b du trop-plein de solution nutritive 11a,11b recouvrant le brumisateur à 20 ultrasons associé 10a,10b qui s'étend, comme pour le module 1 de la figure 1, depuis la paroi latérale 13a,13b de la cellule de brumisation concernée 9a,9b jusqu'au bac d'évacuation du trop-plein associé 152,153 apte à réinjecter la solution nutritive issue du trop-plein dans la réserve commune de solution nutritive 151 au moyen d'une pompe 154,155 et d'un conduit de liaison 156,157. Ainsi, le 25 trop-plein de solution nutritive des cellules de brumisation 9a,9b de chaque module 1a,1b est réintroduit dans la boucle de circulation de solution nutritive. Alternativement, le module 1 de la figure 1 peut également comporter une réserve de solution nutritive déportée comme celle de la figure 2 ainsi qu'un bac d'évacuation du trop-plein indépendant de la réserve de solution nutritive, par 30 exemple pour des raisons d'encombrements en limitant la hauteur du module 1. Il peut également être possible de prévoir la présence de plusieurs cellules de brumisation dans un unique module de culture. C'est le cas lorsque la chambre racinaire présente un volume supérieur à un certain seuil, par exemple de 90 litres. 3031003 7 Alternativement, l'ensemble de modules de la figure 2 peut comprendre un ensemble de trois ou quatre modules. Enfin, la durée et le rythme des périodes actives de formation et de circulation du brouillard de solution nutritive dans les chambres racinaires 4 ;4a,4b 5 du ou des modules 1 ;1a,1b sont commandées selon les besoins spécifiques des végétaux contenus dans les modules 1 ;1a,1b. On peut, à titre d'exemple, prévoir un cycle de formation et de circulation du brouillard de solution de 15 minutes toutes les heures. Les durées et rythmes peuvent évoluer au cours de l'évolution de la pousse des végétaux. Des moyens de commandes non représentés mais 10 connus de l'homme du métier permettent d'actionner l'activation et la désactivation du ou des brumisateurs à ultrasons des cellules de brumisation. 15 REVENDICATIONS1. Module de culture hors-sol comportant un élément de support de végétaux délimitant une chambre racinaire de la partie aérienne des végétaux, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de formation d'un brouillard de solution nutritive (9 ;9a,9b) et des moyens de circulation (25,26 ;25a,26a ;25b,26b) du dit brouillard de solution nutritive (30) situés dans la io chambre racinaire (4 ;4a,4b). 2. Module de culture hors-sol selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de formation du brouillard de solution nutritive (9 ;9a,9b) comportent un brumisateur à ultrasons (10 ;10a,10b) situé dans le fond d'une 15 cellule de brumisation (9 ;9a,9b) qui est alimentée en solution nutritive liquide (19) et sur laquelle est ménagée au moins une ouverture de propagation du brouillard nutritif (20 ;20a,20b) dans la chambre racinaire (4 ;4a,4b), et en en ce que les moyens de circulation (25,26 ;25a,26a ;25b,26b) du brouillard de solution nutritive (30) sont situés à proximité de la dite ouverture (20 ;20a,20b). 20 3. Module de culture hors sol selon la revendication 2, caractérisé en ce que la cellule de brumisation (9 ;9a,9b) est cylindrique, s'étend depuis le fond (8 ;8a,8b) de la chambre racinaire (4 ;4a,4b) jusqu'à un col supérieur ouvert (20 ;20a,20b) formant ouverture de propagation du brouillard nutritif (20 ;20a,20b) 25 en regard et à proximité duquel sont agencés les moyens de circulation (25,26 ;25a,26a ;25b,26b) du brouillard de solution nutritive (30), et comporte des lumières de circulation d'air (22 ;22a,22b) ménagées sur ses parois latérales (13) assurant la circulation d'air dans la dite cellule de brumisation (9 ;9a,9b). 30 4. Module de culture hors-sol selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'hélice (26 ;26a,26b) d'un ventilateur (25 ;25a,25b) formant moyens de circulation du brouillard de solution nutritive (25,26 ;25a,26a ;25b,26b) est agencée en regard et à proximité du col supérieur ouvert (20 ;20a,20b) de la cellule cylindrique de 3031003 9 brumisation (9 ;9a,9b), la dite hélice (26 ;26a,26b) étant désaxée de son moteur d'actionnement (27 ;27a,27b) situé du côté de la partie aérienne des végétaux (2). 5. Module de culture hors-sol selon l'une quelconque des revendications 5 précédentes, caractérisé en ce que la partie aérienne des végétaux (2) est confinée dans une cloche étanche amovible (23 ;23a,23b). 6. Module de culture hors-sol selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la cellule de brumisation (9 ;9a,9b) est alimentée en solution nutritive depuis une réserve de solution nutritive liquide (15 ;151) reliée à la dite cellule de brumisation (9 ;9a,9b) par au moins un conduit de circulation de la solution nutritive (18 ;181,182,183) dans lequel la solution nutritive (19 ;191) est envoyée au moyen d'une pompe (17 ;171) disposée dans la dite réserve (15 ;151), et en ce qu'un conduit d'évacuation (12 ;12a,12b) s'étend depuis le paroi latérale (13 ;13a,13b) de la cellule de brumisation (9 ;9a,9b) jusqu'à un bac d'évacuation du trop-plein (15 ;152,153) en assurant l'évacuation du trop-plein de solution nutritive (11 ;11 a,11 b) de la dite cellule de brumisation (9 ;9a,9b). 7. Module de culture hors-sol selon la revendication 6, caractérisé en ce que la réserve de solution nutritive (15) est agencée sous et dans le prolongement de la chambre racinaire (4) en formant également bac d'évacuation du trop-plein de la cellule de brumisation (15) et en étant séparé de la chambre racinaire (4) par une paroi (8) comportant des ouvertures étanches (16,21) respectivement de passage du conduit de circulation (18) de la solution nutritive vers la cellule de brumisation (9) et de passage du conduit d'évacuation (12) de la solution nutritive (11) de la cellule de brumisation (9). 8. Module de culture hors-sol selon la revendication 6, caractérisé en ce que le bac d'évacuation du trop-plein (152,153) de la cellule de brumisation (9) est relié à la réserve de solution nutritive (151) au moyen d'un conduit de liaison (156,157) dans lequel la solution de trop-plein est envoyée en circulation au moyen d'une pompe (154,155) disposée dans le dit bac d'évacuation (152,153). 3031003 10 9. Ensemble de modules de culture hors-sol, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux modules (1a,1b) selon la revendication 8 et une réserve commune de solution nutritive (151) qui alimente les cellules de brumisation (9a,9b) respectives des au moins deux modules (1a,1b). 5 10. Procédé de propagation d'un brouillard de solution nutritive dans une chambre racinaire de culture hors-sol de végétaux, caractérisé en ce qu'il prévoit l'utilisation d'au moins un module selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 ou d'un ensemble de modules selon la revendication 9, et en ce qu'on régule la 10 durée et le rythme des périodes actives de formation du brouillard de solution nutritive dans la chambre racinaire (4 ;4a,4b). 15 20 25 30