Brevet FR3061408A1 — publié le 20180706

DISPOSITIF D'IRRIGATION AUTONOME ALIMENTE PAR UNE SOURCE HYDRAULIQUE La présente invention concerne un dispositif d'irrigation autonome alimenté par une source hydraulique. Dans tout domaine nécessitant une irrigation artificielle, comme l'agriculture, le besoin en eau est souvent important et nécessite des circuits d'irrigation pouvant atteindre plusieurs kilomètres de long et nécessite des pressions importantes. De plus, afin d'assurer une irrigation sur des grandes surfaces, des rampes d'irrigation de plusieurs centaines de mètres sont alignées et montées rotatives autour d'un point de rotation, appelé pivot. Ces rampes d'irrigation sont soutenues, à espacements réguliers mesurant environ quelques dizaines de mètres, par des tours motorisées munies de roues. Ainsi, l'irrigation peut s'effectuer sur une surface rectangulaire ou circulaire, le rayon du cercle pouvant atteindre plusieurs centaines de mètres. Les roues ont donc à la fois un rôle de support en soutenant l'ensemble de la rampe verticalement et également un rôle moteur. En effet, pour les rampes mesurant plusieurs centaines de mètres, un unique moteur situé au point de rotation de la rampe ne suffit pas à faire tourner l'ensemble de la rampe. Il est donc prévu une motorisation de chacune des roues, généralement électrique, qui répartit ainsi les forces d'entraînement tout au long de la rampe. Il est donc nécessaire d'alimenter l'ensemble des moteurs électriques de la rampe, individuellement. Il est courant d'alimenter l'ensemble des moteurs de la rampe par le pivot puis de ramifier l'alimentation électrique vers chacun des moteurs. Or, ces installations d'irrigation sont souvent isolées des infrastructures, donc des réseaux électriques et nécessitent des travaux d'extension de ligne pouvant être très couteux s'ils sont effectués sur d'importantes distances, avec des puissances importantes, ce qui est souvent le cas pour ses installations agricoles. Il serait intéressant de pouvoir disposer d'une alimentation électrique produite sur place, ce qui, en plus de limiter les pertes en ligne dans le réseau, évite la création d'une extension de 25 ligne spécifique et rend ainsi l'utilisateur de l'installation d'irrigation autonome énergétiquement. 3061408 2 L'installation nécessite dans tous les cas, une alimentation hydraulique en eau et ce avec une pression importante, de l'ordre de 3 à 8 bars et 100 m3/h, pour pouvoir fournir suffisamment d'eau à la rampe d'irrigation. La présente invention consiste à utiliser la pression de l'eau d'irrigation, directement 5 disponible à l'emplacement du pivot de la rampe. L'invention consiste donc à proposer un dispositif d'irrigation muni d'un générateur de courant hydraulique, utilisant la pression de l'eau d'alimentation pour la production de courant électrique et pour alimenter ainsi l'ensemble des moteurs électriques de la rampe d'irrigation. 10 La présente invention est décrite suivant un mode de réalisation principal, non limitatif, ceci en regard des dessins associés sur lesquels les différentes figures représentent : Figure 1 : une vue d'ensemble en perspective des éléments constitutifs d'une rampe d'irrigation motorisée, Figure 2 : une vue du dispositif d'irrigation autonome pour l'irrigation autonome, 15 alimenté par une source hydraulique, Figure 3 : une vue en élévation du dispositif d'irrigation autonome alimenté par une source hydraulique. Les figures 1 et 2 représentent des moyens d'irrigation 10 comportant une rampe d'irrigation 12 montée pivotante autour d'un pivot central 14. Le pivot central 14 comporte une structure 20 généralement pyramidale à des fins de stabilité. La rampe d'irrigation 12 est constituée d'une structure 16 et d'au moins une tour 18, en l'occurrence au moins trois tours 18, espacées le long de la rampe d'irrigation 12, reliées à ladite structure 16 et articulées entre elles. Ces tours 18 sont généralement munies d'au moins une roue 20 d'appui, dans le mode de réalisation présenté, deux roues motorisées par un moteur 22 électrique. La rampe d'irrigation 12 et le pivot central 14 soutiennent un tuyau T d'irrigation. Le tuyau T d'irrigation est raccordé à une arrivée d'eau 24 et alimenté avec ladite eau. Depuis l'arrivée d'eau 24, un séparateur 26 fait apparaître deux circuits hydrauliques, un circuit de production 28 et un circuit de régulation 30, chacun comprenant des conduits hydrauliques distincts. Le dispositif d'irrigation autonome, alimenté par une source hydraulique, comprend de plus des moyens de production 31 d'électricité. Les moyens de production 31 d'électricité 3061408 3 comprennent le circuit de production 28 qui comprend une turbine 32 hydraulique avec une enveloppe extérieure constituant le stator et une roue à augets constituant la partie tournante, solidaire d'un arbre 34 mécaniquement raccordé à une génératrice 36 d'électricité. Le circuit de production 28 est placé entre l'arrivée d'eau 24 et le tuyau T. 5 Le circuit de régulation 30, monté en parallèle du circuit de production 28, relie l'arrivée d'eau 24, depuis le séparateur 26, au tuyau T de la rampe d'irrigation 12 et comporte une vanne de régulation 38 du débit. La génératrice 36 est équipée d'un coffret de commande 40 distinct mais électriquement et électroniquement relié au coffret de commande 40. La sortie de la turbine 32 hydraulique et l'extrémité du circuit de régulation 30 sont toutes 10 deux reliées au tuyau T. L'ensemble des éléments constituant les éléments nouveaux à savoir le tuyau L le séparateur 26, le circuit de production 28, le circuit de régulation 30 muni de la vanne de régulation 38 et les moyens de production 31, sont raccordés entre l'arrivée d'eau 24 et le tuyau T via des brides de tuyauterie 42. La tuyauterie est réalisée en matériau rigide, généralement métallique. 15 La figure 3 illustre, de manière schématique, le circuit d'alimentation électrique sur l'ensemble de la rampe d'irrigation 12. Un réseau électrique 44 relie les moyens de production 31, aux moteurs 22 électriques des roues 20. Pour cela, le réseau électrique 44 débute depuis le coffret de commande 40 des moyens de production 31, puis est relié à une armoire de pilotage 46 généralement positionnée sur le pivot central 14. A partir de ladite armoire de pilotage 46, 20 le réseau électrique 44 relie l'ensemble des moteurs 22 électriques montés en partie inférieure des tours 18. En réalité, ledit réseau électrique 44, représenté schématiquement, court le long de la rampe 16 ou le long du tuyau T. Le dispositif d'irrigation autonome alimenté par une source hydraulique, objet de la présente invention, permet donc la production d'électricité sur place, directement là où la 25 consommation est nécessaire. Il est donc intégré à un dispositif d'irrigation, des moyens de production hydraulique d'électricité. Depuis l'arrivée d'eau 24, un séparateur 26 est raccordé à ladite arrivée d'eau par une bride 42. Le séparateur 26 crée ainsi les deux circuits hydrauliques, un circuit de régulation 30 et un circuit de production 28 qui permet d'alimenter la turbine 32. La turbine 32, non détaillée sur les figures, est dans le mode de réalisation 30 retenu, une roue à auget qui est mise en rotation sous la pression de l'eau. La turbine 32 est mécaniquement reliée à la génératrice 36 qui est donc entraînée en rotation et qui fournit alors de l'électricité lorsque la turbine reçoit la pression d'eau nécessaire à son entraînement 3061408 4 en rotation. La liaison mécanique peut être réalisée par un accouplement élastique. Les deux circuits 28 et 30 sont en eau en permanence, c'est-à-dire remplis d'eau et sous pression en permanence. Il est donc prévu, à l'aide du circuit de production 28 et de régulation 30, de faire varier la pression et donc le débit dans l'un ou l'autre des circuits 28 et 30. L'intérêt est de 5 pouvoir réguler la pression dans le circuit de production 31 et ainsi de contrôler la pression admise dans la turbine 32 et donc de contrôler le courant produit par la génératrice 36. En effet, la pression dans l'arrivée d'eau 24 est égale à la somme de la pression dans le circuit de production 28 et de la pression dans le circuit de régulation 30. La pression du circuit de régulation 30 peut se réguler à l'aide de la vanne de régulation 38. Le 10 fait de fermer la vanne de régulation 38 diminue la capacité de débit donc de pression dans le circuit de régulation 30 et augmente le débit et donc la pression dans le circuit de production 28. La production électrique est donc augmentée. L'ouverture de la vanne de régulation 38 permet l'effet inverse et donc une diminution de pression dans le circuit de production 28 et donc une production électrique moindre. 15 Une fois passée dans le circuit de production 28 et la turbine 32 et dans le circuit de régulation 30, l'eau circule dans le tuyau T et permet d'alimenter la rampe d'irrigation 12. A partir de la production d'électricité obtenue via la turbine 32 et la génératrice 36, le courant électrique est contrôlé par le coffret de commande 40. Le coffret joue ainsi le rôle de contrôleur et de régulateur et le coffret peut aussi commander la vanne de régulation 38. En 20 effet, en fonction du débit et du besoin électrique le coffret de commande 40, constitué d'éléments électroniques non représentés, le coffret de commande 40 pilote l'ouverture de la vanne de régulation 38. Le besoin électrique est, quant à lui, recueilli par l'armoire de pilotage 46, directement relié électriquement et électroniquement au coffret de commande 40. Dans le cas d'un terrain 25 meuble par exemple, les roues 20 vont avoir besoin d'une énergie moteur plus importante pour déplacer la rampe d'irrigation 12. Il est donc nécessaire de fournir plus de courant aux moteurs 22 qui entraînent les roues 20. Cette information de besoin est perçue par l'armoire de pilotage 46 qui communique alors avec le coffret de commande 40 pour demander un surplus de puissance électrique. Dans ce cas, le coffret de commande 40 de la génératrice 36 30 pilote donc la vanne de régulation 38, en l'occurrence pour fermer ladite vanne de régulation 38 ce qui, comme détaillé précédemment, diminue la pression dans le circuit de régulation 30, 3061408 5 augmente la pression dans le circuit de production 28 et vers la turbine 32 et va augmenter la production d'électricité. Dans le cas inverse, une production électrique trop importante par rapport aux besoins électriques des moteurs 22 des roues 20, est perçue par le coffret de commande 40 qui, en 5 comparaison avec le besoin électrique des moteurs électriques 22 via l'armoire de pilotage 46, ouvre la vanne de régulation 38 et diminue ainsi la pression hydraulique vers la turbine 32 et donc la production d'électricité. L'énergie nécessaire à la rampe d'irrigation 12, plus précisément l'alimentation de l'armoire de pilotage 46 est ainsi produite sur place et ne nécessite alors pas la création d'une nouvelle 10 ligne souterraine ou aérienne jusqu'au pivot et n'induit donc pas de perte électrique en ligne inhérente au réseau électrique longue distance. L'agencement hydraulique du dispositif d'irrigation décrit précédemment n'est évidemment pas figé et plusieurs autres agencements peuvent permettre l'obtention d'un résultat similaire. REVENDICATIONS1. Dispositif d'irrigation autonome alimenté par une source hydraulique comprenant des moyens d'irrigation (10) munis d'une rampe d'irrigation (12), d'un pivot (14) sous forme d'une structure (16), au moins une tour (18) support munie de roues (20) motorisées par des moteurs électriques (22), une arrivée d'eau (24) et un tuyau T d'alimentation de ladite rampe d'irrigation, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de production d'électricité (31) entraînés par ladite arrivée d'eau. 2. Dispositif d'irrigation autonome alimenté par une source hydraulique selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens de production d'électricité (31) comprennent un circuit de production (28) avec une turbine (32) hydraulique munie d'un arbre (34) mécaniquement raccordé à une génératrice (36). 3. Dispositif d'irrigation autonome alimenté par une source hydraulique selon la revendication 2 caractérisé en ce qu'il comprend un circuit de régulation (30) monté en parallèle du circuit de production (28), depuis un séparateur (26). 4. Dispositif d'irrigation autonome alimenté par une source hydraulique selon la revendication 2 caractérisé en ce que la génératrice (36) comporte un coffret de commande (40). 5. Dispositif d'irrigation autonome alimenté par une source hydraulique selon la revendication 3 caractérisé en ce que le circuit de régulation (30) comporte une vanne de régulation (38). 6. Dispositif d'irrigation autonome alimenté par une source hydraulique selon la revendication 5 caractérisé en ce que la vanne de régulation (38) est reliée au coffret de commande (40) de la génératrice (36). 7. Dispositif d'irrigation autonome alimenté par une source hydraulique selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que en ce que les moyens de production électrique (31) sont reliés à un réseau électrique (44). 8. Dispositif d'irrigation autonome alimenté par une source hydraulique selon la revendication 7 caractérisé en ce que le réseau électrique (44) relie le coffret de commande (40), à l'ensemble des moteurs (22) par l'intermédiaire d'une armoire de pilotage (46).