Brevet FR3099684A1 — publié le 20210212

Description Titre de l'invention : Installation de forçage de plantes, et procédé correspondant [0001] La présente invention concerne une installation de forçage de plantes contenues dans une zone cultivée. [0002] L'invention concerne également un procédé de forçage correspondant. [0003] Par « forçage », on entend dans le présent document l'action de forcer le déve- loppement des plantes. Les plantes sont soumises à l'action d'une chaleur artificielle pour hâter la maturation de leurs produits (fruits, légumes...). Le forçage permet d'obtenir une croissance plus rapide des plantes, ou de prolonger leur cycle de vie. [0004] Pour réaliser cette opération, il est connu d'utiliser un film permettant de maintenir une certaine température autour des plantes. Il est également connu d'utiliser des tunnels en matériau plastique, ayant par exemple une forme hémicylindrique d'un diamètre d'environ 4 mètres, ou encore d'utiliser des tunnels plus petits appelés « chenilles », présentant une largeur au sol d'environ 50 cm. [0005] Ces méthodes connues donnent souvent de bons résultats. Toutefois, il arrive que les plantes cultivées en utilisant ces méthodes soient soumises à des conditions climatiques non optimales, voire dangereuses, pour leur croissance et leur survie. Par exemple, en cas d'ensoleillement insuffisant et par température basse, les plantes sont susceptibles d'être exposées à des températures trop basses. Inversement, en cas d'ensoleillement très fort et prolongé, les plantes sont susceptibles d'être exposées à des températures trop élevées ou à une atmosphère trop sèche. [0006] Il est également connu d'utiliser des ombrières, c'est-à-dire des dispositifs destinés à fournir de l'ombre, comprenant en général une surface à claire-voie et des supports. Néanmoins, si ces dispositifs sont capables de limiter les effets d'un ensoleillement trop important, ils ne peuvent pas résoudre celui des températures trop basses. [0007] Un but de l'invention est de réduire tout ou partie des inconvénients ci-dessus, c'est-à-dire en particulier de proposer une installation de forçage plus efficace, notamment lorsque la température ambiante est basse. [0008] A cet effet, l'invention a pour objet une installation de forçage de plantes comprenant : [0009] - au moins une ombrière destinée à créer de l'ombre sur une zone cultivée contenant les plantes, [0010] - au moins un panneau solaire thermique adapté pour produire une eau chauffée à partir d'une eau à chauffer, [0011] - au moins un réservoir d'eau, 2 [0012] - au moins un premier circuit d'eau pour faire circuler l'eau chauffée depuis le panneau solaire thermique jusqu'au réservoir d'eau, et [0013] - au moins un deuxième circuit d'eau adapté pour prélever de l'eau dans le réservoir d'eau et pour faire circuler l'eau prélevée dans la zone cultivée en permettant un échange thermique entre l'eau prélevée et la zone cultivée, l'échange thermique étant destiné à chauffer la zone cultivée et à produire une eau refroidie à partir de l'eau prélevée, le deuxième circuit d'eau étant adapté pour collecter l'eau refroidie. [0014] Selon des modes de réalisation particuliers, l'installation comprend l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) seule ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : [0015] - le premier circuit d'eau est adapté pour prélever l'eau à chauffer dans le réservoir d'eau et pour faire circuler l'eau à chauffer jusqu'au panneau solaire thermique, et [0016] - le deuxième circuit d'eau est adapté pour faire circuler l'eau refroidie depuis la zone cultivée jusqu'au réservoir d'eau ; [0017] - le deuxième circuit d'eau est adapté pour récupérer l'eau refroidie sans déperdition d'eau par rapport à l'eau prélevée par le deuxième circuit d'eau ; [0018] - le deuxième circuit d'eau comprend : des organes d'échange thermique destinés à être traversés par l'eau prélevée par le deuxième circuit d'eau, et adaptés pour réaliser l'échange thermique entre l'eau prélevée et la zone cultivée ; au moins un tuyau pour conduire l'eau prélevée du réservoir d'eau jusqu'à la zone cultivée ; et au moins un tuyau pour collecter l'eau refroidie ; [0019] - le premier circuit d'eau comprend au moins une première pompe adaptée pour faire circuler l'eau à chauffer dans le premier circuit d'eau ; [0020] - le deuxième circuit d'eau comprend au moins une deuxième pompe adaptée pour faire circuler l'eau prélevée dans le deuxième circuit d'eau ; [0021] - l'installation comprend en outre un système de pilotage configuré pour contrôler des débits d'eau dans la première pompe et dans la deuxième pompe ; [0022] - l'installation comprend l'un ou plusieurs parmi : au moins un premier capteur d'hygrométrie et de température destiné à être enfoui à une première profondeur dans un sol de la zone cultivée ; au moins un deuxième capteur d'hygrométrie et de température destiné à être enfoui clans ledit sol à une deuxième profondeur supérieure à la première profondeur ; au moins un troisième capteur d'hygrométrie et de température destiné à être situé dans la zone cultivée au-dessus dudit sol ; au moins un capteur de luminosité destiné à être situé dans la zone cultivée ; au moins un pluviomètre destiné à être situé clans la zone cultivée ; et au moins un anémomètre destiné à être situé dans la zone cultivée ; [0023] - l'ombrière comprend une structure sur laquelle le panneau solaire thermique est monté fixe ; 3 [0024] - l'ombrière comprend une pluralité de panneaux montés sur la structure, dont au moins certains sont montés mobiles par rapport à la structure pour modifier une amplitude de l'ombre créée sur la zone cultivée ; et [0025] - au moins certains des panneaux sont photovoltaïques. [0026] L'invention a également pour objet un procédé de forçage de plante comprenant les étapes suivantes : [0027] - fourniture d'au moins une ombrière, [0028] - fourniture d'au moins un panneau solaire thermique, [0029] - création d'une ombre par l'ombrière sur une zone cultivée contenant les plantes, [0030] - production, par le panneau solaire thermique, d'une eau chauffée à partir d'une eau à chauffer, [0031] - fourniture d'au moins un réservoir d'eau, [0032] - circulation, dans au moins un premier circuit d'eau, de l'eau chauffée depuis le panneau solaire thermique jusqu'au réservoir d'eau, [0033] - prélèvement d'eau dans le réservoir d'eau par au moins un deuxième circuit d'eau, [0034] - circulation de l'eau prélevée dans la zone cultivée à l'aide du deuxième circuit d'eau, [0035] - échange thermique entre la zone cultivée et l'eau prélevée circulant dans la zone cultivée, [0036] - chauffage de la zone cultivée par l'échange thermique, [0037] - production, par l'échange thermique, d'une eau refroidie à partir de l'eau prélevée, et [0038] - collecte de l'eau refroidie par le deuxième circuit d'eau. [0039] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant au dessin annexé, sur lequel [0040] [fig.1] la figure 1 est une vue schématique d'une installation de forçage selon l'invention. [0041] En référence à la figure 1, on décrit une installation 10 selon l'invention. [0042] L'installation 10 est adaptée pour réaliser le forçage de plantes 12 situées dans une zone cultivée 14. [0043] Les plantes 12 sont par exemple des plantes maraîchères. Les plantes 12 sont par exemple adaptées pour fournir des fruits ou des légumes. [0044] La zone cultivée 14 est par exemple située en extérieur, c'est-à-dire dans un champ ou dans un verger. La zone cultivée 14 comporte alors un sol 15. [0045] Selon une variante non représentée, la zone cultivée 14, et éventuellement au moins une partie de l'installation 10, sont situées dans une sen-e ou une véranda (non représentées). [0046] Selon une autre variante non représentée, les plantes 12 sont dans des pots, des bacs, ou croissent dans ou sur un substrat connu en [0047] L'installation 10 comprend au moins une ombrière 16 destinée à créer de l'ombre 18 sur la zone cultivée 14, et au moins un panneau solaire thermique 20 adapté pour produire une eau chauffée 22 à partir d'une eau à chauffer 24. [0048] L'installation 10 comprend aussi au moins un réservoir d'eau 26, et au moins un premier circuit d'eau 28 pour faire circuler l'eau chauffée 22 depuis le panneau solaire thermique 20 jusqu'au réservoir d' eau. [0049] L'installation 10 comprend un deuxième circuit d'eau 30 adapté pour prélever de l'eau 32 dans le réservoir d'eau 26 et pour faire circuler cette eau dans la zone cultivée 14 en permettant un échange thermique entre l'eau 32 prélevée et la zone cultivée, l'échange thermique étant destiné à chauffer la zone cultivée et à produire une eau refroidie 34 à partir de l'eau 32 prélevée. [0050] Avantageusement, l'installation 10 comprend en outre une pluralité de capteurs 36 situés dans la zone cultivée 14. L'installation 10 comprend par exemple un système de pilotage 38 adapté pour piloter l'installation, avantageusement à distance. [0051] L'installation comprend éventuellement aussi un système d'arrosage (non représenté) adapté pour fournir de l'eau aux plantes 12. [0052] Selon des variantes non représentées, l'installation 10 comprend plusieurs ombrières, plusieurs panneaux solaires thermiques, plusieurs réservoirs d'eau, plusieurs premiers circuits d'eau, et/ou plusieurs deuxièmes circuits d'eau, en fonction des dimensions de la ou des zones cultivées objet du forçage. [0053] L'ombrière 16 comprend par exemple une structure 40 comportant des poteaux 42 et un châssis 44 avantageusement inclinable, par exemple monté rotatif sur les poteaux autour d'un axe L. [0054] L'ombrière 16 comprend une pluralité de panneaux 46 montés sur le châssis 44, certains des panneaux étant montés mobiles par rapport au châssis pour modifier l'amplitude de l'ombre 18 créée sur la zone cultivée 14. [0055] Dans l'exemple représenté, l'axe L est un axe longitudinal de l'ombrière 16, par exemple parallèle au sol 15. [0056] Les panneaux 46 sont avantageusement photovoltaïques et adaptés pour générer de l'électricité pouvant servir à l'alimentation électrique de l'installation 10. Les panneaux 46 forment avantageusement un ou plusieurs trains (non représentés) de panneaux, chaque train étant mobile en translation par rapport à la structure 40, par exemple selon l'axe L. [0057] Le panneau solaire thermique 20 est avantageusement monté fixe sur la structure 40 et contribue à créer l'ombre 18, au même titre que les panneaux 46. [0058] Sur la figure 1, le panneau solaire thermique 20 et les panneaux 46 sont représentés consécutifs de manière à créer une ombre maximale, toutes choses égales par ailleurs. [0059] Au moins certains des panneaux 46 sont déplaçables par rapport à la structure 40 de manière à se recouvrir plus ou moins les uns les autres de façon à modifier l'amplitude de l'ombre 18. [0060] L'omhrièrc 16 est par exemple configurée pour qu'aucun des panneaux 46 ne recouvre le panneau solaire thermique 20. [0061] Le panneau solaire thermique 20 et les panneaux 46 photovoltaïques sont connus en eux-mêmes et ne seront pas décrits en détail ici. [0062] Le réservoir d'eau 26 est adapté pour contenir de l'eau destinée à circuler dans le premier circuit d'eau 28 et dans le deuxième circuit d'eau 30. Le réservoir d'eau possède une capacité en eau en relation avec l'échange thermique voulu, par exemple comprise entre 1 m3et 100 m3. [0063] Le réservoir d'eau 26 comprend avantageusement un capteur de température 48 adapté pour fournir une information représentative de la température de l'eau dans le réservoir d'eau, et un capteur de niveau 50 adapté pour fournir une information représentative de la quantité d'eau présente dans le réservoir d'eau. [0064] Le premier circuit d'eau 28 est adapté pour prélever l'eau à chauffer 24 dans le réservoir d'eau 26 et pour faire circuler l'eau à chauffer jusqu'au panneau solaire thermique 20. Le premier circuit d'eau 28 comprend au moins une première pompe 52 adaptée pour faire circuler l'eau à chauffer 24 dans le premier circuit d'eau. [0065] Dans l'exemple représenté, le premier circuit d'eau 28 forme une boucle d'eau partant du réservoir d'eau 26 puis passant dans la première pompe 52, ensuite dans le panneau solaire thermique 20 et retournant enfin au réservoir d'eau. [0066] Le deuxième circuit d'eau 30 est adapté pour faire circuler l'eau refroidie 34 depuis la zone cultivée 14 jusqu'au réservoir d'eau 26. Le deuxième circuit d'eau 30 est avantageusement adapté pour récupérer l'eau refroidie 34 sans déperdition d'eau par rapport à l'eau 32 prélevée. Dit autrement, en masse, sensiblement toute l'eau 32 prélevée devient l'eau refroidie 34 après passage dans la zone cultivée 14. [0067] Le deuxième circuit d'eau 30 comprend par exemple une deuxième pompe 54 adaptée pour faire circuler l'eau 32 dans le deuxième circuit d'eau 30. [0068] Avantageusement, le deuxième circuit d'eau 30 comprend des organes d'échange thermique 56 destinés à être traversés par l'eau 32 prélevée par le deuxième circuit d'eau 30 et adaptés pour réaliser l'échange thermique entre l'eau 32 et la zone cultivée 14. Le deuxième circuit d'eau 30 comprend aussi, par exemple, au moins un tuyau 58 pour conduire l'eau 32 du réservoir d'eau 26 jusqu'à la zone cultivée 14, et au moins un tuyau 60 pour collecter l'eau refroidie 34. [0069] Dans l'exemple représenté, le deuxième circuit d'eau 30 forme une boucle depuis le réservoir d'eau 26 vers la zone cultivée 14, puis vers la deuxième pompe 54, et enfin à nouveau vers le réservoir d'eau. 6 [0070] Toujours dans l'exemple représenté, on comprend que le deuxième circuit d'eau 30 est indépendant du premier circuit d'eau 28, en ce sens qu'ils ne se rejoignent que dans le réservoir d'eau 26. [0071] Selon une variante non représentée, le deuxième circuit d'eau 30 n'est pas in- dépendant du premier circuit d'eau 28. Par exemple, l'eau refroidie 34 est envoyée directement au panneau solaire thermique 20, sans passer par le réservoir d'eau 26. L'eau à chauffer 24 est alors l'eau refroidie 34. [0072] Les organes d'échange thermique 56 sont par exemple constitués par des tuyaux pourvus d'ailettes (non représentées). Les organes d'échange thermique sont par exemple montés en parallèle les uns des autres du point de vue de la circulation d'eau. Les organes d'échange thermique sont par exemple situés entre les plantes 12, avantageusement dans ou sur le sol 15. [0073] Les capteurs 36 comprennent par exemple au moins un premier capteur d'hygrométrie et de température 62 enfoui à une première profondeur Hl dans le sol de la zone cultivée 14, et au moins un deuxième capteur d'hygrométrie et de température 64 enfoui dans le sol à une deuxième profondeur H2 supérieure à la première profondeur Hl . [0074] Les capteurs 36 comprennent aussi un troisième capteur d'hygrométrie et de tem- pérature 66 situé dans la zone cultivée au-dessus du sol. [0075] Les capteurs 36 comprennent, dans l'exemple représenté, un capteur de luminosité 67, un pluviomètre 68 et un anémomètre 70, tous trois situés dans la zone cultivée 14. [0076] La première profondeur HI est par exemple comprise entre 10 et 15 cm. [0077] La deuxième profondeur H2 est par exemple comprise entre 50 et 120 cm. [0078] Le troisième capteur d'hygrométrie et de température 66 est situé, par rapport au sol 19, à une hauteur H3, par exemple comprise entre 15 et 40 cm. [0079] Le système de pilotage 38 est adapté pour contrôler des débits d'eau dans la première pompe 52 et la deuxième pompe 54, par liaison filaire ou bien avantageusement sans fil. [0080] Le système de pilotage 38 est adapté pour recevoir des informations 72 en provenance des capteurs 48, 50 du réservoir d'eau 26, et des informations 74 en provenance des capteurs 36 de la zone cultivée 14. [0081] Avantageusement, le système de pilotage 38 comprend un processeur (non re- présenté) adapté pour réaliser des calculs ou des tests logiques à partir des informations 72, 74. [0082] Le système de pilotage 38 est adapté pour permettre un contrôle manuel (c'est-à-dire par un opérateur) de la première pompe 52 et de la deuxième pompe 54. [0083] En variante, le système de pilotage 38 réalise un contrôle automatique des pompes. [0084] Le fonctionnement de l'installation 10 découle de sa structure et va maintenant être 7 brièvement décrit. [0085] Dans la journée, s'il y a du soleil, la première pompe 52 permet de prélever l'eau à chauffer 24 dans le réservoir d'eau 26, et fait circuler l'eau à chauffer jusqu'au panneau solaire thermique 20, dans lequel elle se réchauffe. Le panneau solaire thermique 20 produit l'eau chauffée 22 qui retourne au réservoir d'eau 26. Ceci chauffe l'eau du réservoir d'eau 26. [0086] Le capteur de température 38 contrôle la température de l'eau contenue dans le réservoir d'eau 26. Le capteur de niveau 50 assure que le niveau d'eau reste suffisant dans le réservoir d'eau. [0087] L'ombrière 16 est réglée pour obtenir l'ombre 18 voulue sur la zone cultivée 14. L'inclinaison du châssis 44 est ajustée autour de l'axe L par rapport aux poteaux 42. Les panneaux 46 mobiles sont déplacés par rapport à la structure 40 et mis dans une configuration permettant d'obtenir l'amplitude d'ombre voulue. [0088] Pour l'amplitude maximale, dans l'exemple représenté, les panneaux 46 sont placés consécutivement selon l'axe L. Avantageusement, le panneau solaire thermique 20 contribue également à créer une partie de l'ombre 18. [0089] Lorsqu'un chauffage de la zone cultivée 14 est souhaité, la deuxième pompe 54 fait circuler de l'eau dans le deuxième circuit d'eau 30. L'eau 32 est prélevée dans le réservoir d'eau 26 et conduite via le tuyau 58 jusqu'à la zone cultivée 14. L'eau 32 traverse chacun des organes d'échange thermique 56 et cède de la chaleur à la zone cultivée 14 tout en se refroidissant. L'eau refroidie 34 est collectée en sortie des organes d'échange thermique 56 et est ramenée au réservoir d'eau 26 via le tuyau 60. [0090] Avantageusement il n'y a pas de déperdition d'eau entre l'eau refroidie 34 collectée et l'eau 32 prélevée. La chaleur libérée dans la zone cultivée 14 réalise un forçage des plantes 12. [0091] Les capteurs 36 réalisent des mesures transmises sous la forme des informations 74. [0092] Le système de pilotage 38 contrôle le fonctionnement de l'installation 10, avanta- geusement à distance. [0093] Grâce aux caractéristiques décrites ci-dessus, l'installation 10 permet de chauffer la zone cultivée 14 notamment lorsque la température ambiante est basse. L'installation 10 réalise un forçage à la fois modulaire et efficace. 8 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4] [Revendication 5] REVENDICATIONSInstallation (10) de forçage de plantes (12) comprenant : - au moins une ombrière (16) destinée à créer de l'ombre (18) sur une zone cultivée (14) contenant les plantes (12), - au moins un panneau solaire thermique (20) adapté pour produire une eau chauffée (22) à partir d'une eau à chauffer (24), - au moins un réservoir d'eau (26), - au moins un premier circuit d'eau (28) pour faire circuler l'eau chauffée (22) depuis le panneau solaire thermique (20) jusqu'au réservoir d'eau (26), et - au moins un deuxième circuit d'eau (30) adapté pour prélever de l'eau (32) dans le réservoir d'eau (26) et pour faire circuler l'eau (32) prélevée dans la zone cultivée (14) en permettant un échange thermique entre l'eau (32) prélevée et la zone cultivée (14), l'échange thermique étant destiné à chauffer la zone cultivée (14) et à produire une eau refroidie (34) à partir de l'eau (32) prélevée, le deuxième circuit d'eau (30) étant adapté pour collecter l'eau refroidie (34). Installation (10) selon la revendication 1, dans laquelle : - le premier circuit d'eau (28) est adapté pour prélever l'eau à chauffer (24) dans le réservoir d'eau (26) et pour faire circuler l'eau à chauffer (24) jusqu'au panneau solaire thermique (20), et - le deuxième circuit d'eau (30) est adapté pour faire circuler l'eau refroidie (34) depuis la zone cultivée (14) jusqu'au réservoir d'eau (26). Installation (10) selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle le deuxième circuit d'eau (30) est adapté pour récupérer l'eau refroidie (34) sans déperdition d'eau par rapport à l'eau (32) prélevée par le deuxième circuit d'eau (30). Installation (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle le deuxième circuit d'eau (30) comprend : - des organes d'échange thermique (56) destinés à être traversés par l'eau (32) prélevée par le deuxième circuit d'eau (30), et adaptés pour réaliser l'échange thermique entre l'eau (32) prélevée et la zone cultivée (14), - au moins un tuyau (58) pour conduire l'eau (32) prélevée du réservoir d'eau (26) jusqu'à la zone cultivée (14), et - au moins un tuyau (60) pour collecter l'eau refroidie (34). Installation (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans 9 [Revendication 6] [Revendication 7] [Revendication 8] [Revendication 9] [Revendication 10] laquelle : - le premier circuit d'eau (28) comprend au moins une première pompe (52) adaptée pour faire circuler l'eau à chauffer (24) dans le premier circuit d'eau (28), - le deuxième circuit d'eau (30) comprend au moins une deuxième pompe (54) adaptée pour faire circuler l'eau (32) prélevée dans le deuxième circuit d'eau (30), et - (10) comprend en outre un système de pilotage (38) configure pour contrôler des débits d'eau dans la première pompe (52) et dans la deuxième pompe (54). Installation (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant l'un ou plusieurs parmi : - au moins un premier capteur d'hygrométrie et de température (62) destiné à être enfoui à une première profondeur (H1) dans un sol (15) de la zone cultivée (14), - au moins un deuxième capteur d'hygrométrie et de température 64 destiné à être enfoui dans ledit sol (15) à une deuxième profondeur (H2) supérieure à la première profondeur (H1), - au moins un troisième capteur d'hygrométrie et de température (66) destiné à être situé dans la zone cultivée (14) au-dessus dudit sol (15), - au moins un capteur de luminosité (67) destiné à être situé dans la zone cultivée (14), - au moins un pluviomètre (68) destiné à être situé dans la zone cultivée (14), et - au moins un anémomètre (70) destiné à être situé dans la zone cultivée (14). Installation (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle l'ombrière (16) comprend une structure (40) sur laquelle le panneau solaire thermique (20) est monté fixe. Installation (10) selon la revendication 7, dans laquelle l'ombrière (16) comprend une pluralité de panneaux (46) montés sur la structure (40), dont au moins certains sont montés mobiles par rapport à la structure (40) pour modifier une amplitude de l'ombre (18) créée sur la zone cultivée (14). Installation (10) selon la revendication 8, dans laquelle au moins certains des panneaux (46) sont photovoltaïques. Procédé de forçage de plantes (12) comprenant les étapes suivantes : - fourniture d'au moins une ombrière (16), 10 - fourniture d'au moins un panneau solaire thermique (20), - création d'une ombre (18) par l'ombrière (16) sur une zone cultivée (14) contenant les plantes (12), - production, par le panneau solaire thermique (20) d'une eau chauffée (22) à partir d'une eau à chauffer (24), - fourniture d'au moins un réservoir d'eau (26), - circulation, dans au moins un premier circuit d'eau (28), de l'eau chauffée (22) depuis le panneau solaire thermique (20) jusqu'au réservoir d'eau (26), - prélèvement d'eau (32) dans le réservoir d'eau (26) par au moins un deuxième circuit d'eau (30), - circulation de l'eau (32) prélevée dans la zone cultivée (14) à l'aide du deuxième circuit d'eau (30), - échange thermique entre la zone cultivée (14) et l'eau (32) prélevée circulant dans la zone cultivée (14), - chauffage de la zone cultivée (14) par l'échange thermique, - production, par l'échange thermique, d'une eau refroidie (34) à partir de l'eau (32) prélevée, et - collecte de l'eau refroidie (34) par le deuxième circuit d'eau (30).