Brevet FR3104900A1 — publié le 20210625

Titre : Chambre optimisée de traitement d’air d’une serre de culture, et serre correspondante La présente invention concerne une chambre de traitement d’air de serre de culture, ladite chambre comprenant : - au moins une entrée d’air de recyclage apte à coopérer avec une zone de culture de ladite serre, et au moins une entrée d’air neuf apte à coopérer avec l’extérieur de ladite serre ; - au moins une sortie d’air destinée à être reliée à au moins une gaine de ventilation à paroi périphérique perforée prévue pour s’étirer dans ladite zone de culture ; - au moins un ventilateur configuré pour mettre sous pression au moins une zone de ladite chambre et pour induire le passage de l’air contenu dans ladite zone sous pression vers ladite au moins une sortie d’air en direction de ladite au moins une gaine. Fig. 1 Chambre optimisée de traitement d’air d’une serre de culture, et serre correspondante 1.Domaine de l’invention Le domaine de l’invention est celui des dispositifs mis en œuvre pour assurer le traitement de l’air de serres de culture. L’invention concerne plus particulièrement une chambre optimisée de traitement de l’air d’une serre de culture. 2.Art antérieur L’air d’une serre de culture doit être en permanence traitée de manière à satisfaire les besoins des cultures. Pour ce faire, des dispositifs de traitement d’air sont mis en œuvre au sein des serres. Les dispositifs de traitement d’air comprennent classiquement une chambre munie d’au moins une entrée d’air de recyclage provenant de la zone de culture de la serre, au moins une entrée d’air neuf provenant de l’extérieur de la serre et au moins une sortie d’air débouchant dans au moins une gaine de ventilation à paroi périphérique perforée s’entendant au fond de la zone de culture. La ou les entrées d’air de recyclage ainsi que la ou les entrées d’air neuf peuvent être en tout ou partie obturées ou libérées au moyen d’un ou plusieurs volets d’obturation. Des moyens peuvent être mis en œuvre pour réchauffer l’air ou le refroidir dans la chambre de traitement. Une telle chambre est susceptible de fonctionner selon trois principaux modes de ventilation, à savoir : - un mode recyclage dans lequel la ou les entrées d’air de recyclage en provenance de la zone de culture sont ouvertes alors que la ou les entrées d’air neuf sont fermées, si bien que l’air en provenance de la zone de culture y est recyclé en passant par la chambre de traitement ; - un mode renouvellement dans lequel la ou les entrées d’air de recyclage en provenance de la zone de culture sont fermées alors que la ou les entrées d’air neuf sont ouvertes, si bien que de l’air neuf en provenance de l’extérieur de la serre est introduite dans la zone de culture en passant par la chambre de traitement ; l’air excédentaire étant évacué par des ouvrants de surpression généralement situés en toiture ; - un mode mixage dans lequel la ou les entrées d’air de recyclage en provenance de la zone de culture sont ouvertes comme la ou les entrées d’air neuf sont ouvertes, si bien que de l’air neuf en provenance de l’extérieur de la serre se mélange dans la chambre de traitement avec de l’air de recyclage en provenance de la zone de culture, ce mélange étant introduit dans la zone de culture La mise en œuvre de ces trois modes de ventilation associée le cas échéant à l’utilisation des moyens de chauffage et/ou des moyens de rafraichissement permet de générer dans la zone de culture un climat dont la température et l’hygrométrie sont propices au développement des cultures. L’entrée de chaque gaine de ventilation est munie d’un ventilateur pour mettre en dépression la chambre de traitement de sorte à générer les flux d’air à l’intérieur de celle-ci et à acheminer l’air contenu dans la chambre de traitement dans la gaine de ventilation correspondante. L’air se diffuse alors dans la zone de traitement via les perforations ménagées à la périphérie des gaines. Toutefois, la présence d’un ventilateur au début d’une gaine induit la création d’une pression dynamique et de turbulences au début de la gaine. En outre, ces phénomènes occasionnent à l’intérieur de la gaine des vecteurs vitesse V qui tendent à pousser l’air insufflé dans les gaines vers la sortie de la gaine (i.e. vers l’extrémité opposée à celle via laquelle l’air est insufflé dans la gaine par le ventilateur). Ainsi, dans une zone proche de l’entrée de la gaine, l’air diffuse de manière trop inclinée à travers les perforations de la gaine alors qu’elle diffuse bien mieux le long du reste de la gaine. On observe ainsi un niveau de diffusion de l’air à l’intérieur de la zone de culture qui n’est pas uniforme tout le long d’une gaine. Cette diffusion non uniforme de l’air dans la zone de culture génère la création de points plus chauds que d’autres dans la zone de culture. Ainsi, le climat régnant à l’intérieur de la zone de culture n’est pas homogène, ce qui a des conséquences négatives sur le développement des cultures. En outre, l’interconnexion de l’entrée d’une gaine avec un ventilateur suppose la mise en œuvre d’un cône de raccordement assez volumineux, en ce qu’il doit notamment intégrer un redresseur de flux pour minimiser les effets décrits ci-dessus. La mise en œuvre d’un tel cône de raccordement impose de ménager un espace entre l’entrée de la gaine et la goulotte placée au-dessus de la gaine, cette goulotte supportant le substrat dans lequel poussent les cultures. Il n’est ainsi pas possible de placer des cultures au-dessus de l’entrée des gaines, ce qui tend à réduire la surface cultivable de la zone de culture, et donc de réduire le rendement de production par surface au sol d’une serre. Parfois, la mise en œuvre d’un tel cône de raccordement impose encore de surélever les gaines en ménageant un espace entre elle et le sol de la zone de culture. Ceci rend plus difficile l’accès par les opérateurs en œuvre de la récolte aux cultures qui sont placées assez haut. Les chambres de traitement d’air de serre de culture permettent malgré tout généralement d’assurer une ventilation plutôt efficace d’une serre. Elles peuvent toutefois encore être améliorées. 3.Objectifs de l’invention L’invention a notamment pour objectif d’apporter une solution efficace à au moins certains de ces différents problèmes. En particulier, selon au moins un mode de réalisation, un objectif de l’invention est de procurer une technique de traitement de l’air d’une serre de culture qui permet de générer un climat homogène à l’intérieur de la zone de culture d’une serre. Notamment, l’invention a pour objectif, selon au moins un mode de réalisation, de fournir une telle technique qui contribue à augmenter la surface cultivable d’une serre pour une surface au sol donnée. Un autre objectif de l’invention est, selon au moins un mode de réalisation, de procurer une telle technique qui contribue à faciliter l’accès aux cultures par les opérateurs en charge de la cueillette. Un autre objectif de l’invention, selon au moins un mode de réalisation, est de fournir une telle technique qui soit simple de conception et/ou efficace et/ou fiable et/ou robuste. Notamment, l’invention a pour objectif, selon au moins un mode de réalisation, de fournir une telle technique qui soit économique. 4.Présentation de l’invention Pour ceci, l’invention propose une chambre de traitement d’air de serre de culture, ladite chambre comprenant : - au moins une entrée d’air de recyclage apte à coopérer avec une zone de culture de ladite serre, et au moins une entrée d’air neuf apte à coopérer avec l’extérieur de ladite serre ; - au moins une sortie d’air destinée à être reliée à au moins une gaine de ventilation à paroi périphérique perforée prévue pour s’étirer dans ladite zone de culture ; - au moins un ventilateur configuré pour mettre sous pression au moins une zone de ladite chambre et pour induire le passage de l’air contenu dans ladite zone sous pression vers ladite au moins une sortie d’air en direction de ladite au moins une gaine. Ainsi, l’invention repose sur une approche originale qui consiste à procurer une chambre de traitement d’air munie d’au moins un ventilateur apte à mettre sous pression au moins une zone de la chambre et pour induire le passage de l’air contenu dans la zone sous pression vers une sortie d’air débouchant dans une gaine de ventilation placée dans une zone de culture d’une serre. La zone sous pression constitue un plénum. Un tel plénum constitue une zone d’apaisement permettant à l’air contenu dans la chambre de rentrer dans les gaines de ventilation sous l’effet d’une pression majoritairement statique. La pénétration de l’air dans une gaine est ainsi plus linéaire et moins turbulente. Il en résulte que l’air diffuse à travers les perforations périphériques de la gaine de manière essentiellement homogènes tout le long de la gaine, et ce dès l’entrée de la gaine. En effet, les vecteurs vitesses des jets d’air à travers ces perforations sont quasi perpendiculaires à l’axe de la gaine tout le long de celle-ci. La diffusion homogène de l’air tout le long des gaines permet d’éviter les points chauds ou froids dans la zone de culture et d’y créer un climat homogène. Ceci est propice au développement des cultures et à l’augmentation du rendement de production. En outre, une gaine n’est plus directement interconnectée avec un ventilateur. Ainsi, il n’est pas nécessaire de mettre en œuvre un cône de raccordement volumineux entre la gaine et le ventilateur. Ceci permet de disposer les gaines plus au ras du sol, est ainsi d’abaisser les gouttières placées au-dessus des gaines contenant le substrat dans lequel poussent les cultures. Les cultures, implantées plus bas, sont ainsi plus facilement accessibles par les opérateurs œuvrant à leur entretien et à la cueillette. Ceci permet encore de disposer les gouttières plus près de l’entrée des gaines et ainsi d’augmenter, pour une surface sur sol donnée de la serre, la surface cultivable de sa zone de culture. On augmente ainsi le rendement de la serre pour une surface au sol donnée. Selon une caractéristique possible, une chambre selon l’invention comprend : - une zone supérieure comprenant au moins une entrée d’air de recyclage apte à coopérer avec une zone de culture de ladite serre, et au moins une entrée d’air neuf apte à coopérer avec l’extérieur de ladite serre ; - une zone inférieure comprenant au moins une sortie d’air destinée à être reliée à au moins une gaine de ventilation à paroi périphérique perforée prévue pour s’étirer dans ladite zone de culture ; au moins un passage d’air étant ménagé entre ladite zone supérieure et ladite zone inférieure, ladite chambre comprenant au moins un ventilateur disposé entre lesdites zones supérieure et inférieure, ledit ventilateur étant configuré pour induire le passage de l’air contenu dans ladite zone supérieure dans ladite zone inférieure. Selon une caractéristique possible, ledit ventilateur comprend un rotor dont l’axe de rotation s’étend essentiellement verticalement. Selon une caractéristique possible, le nombre de ventilateurs n’est pas égal au nombre de sorties d’air. Selon une caractéristique possible, une chambre selon l’invention comprend ou moins un volet d’obturation de ladite entrée d’air de recyclage. Selon une caractéristique possible, une chambre selon l’invention comprend ou moins un volet d’obturation de ladite entrée d’air neuf. Selon une caractéristique possible, lesdits volets d’obturation de ladite entrée d’air de recyclage et de ladite entrée d’air neuf sont de type basculant ou de type coulissant, lesdits volets d’obturation de ladite entrée d’air de recyclage et de ladite entrée d’air neuf étant de types identiques ou différents. Selon une caractéristique possible, une chambre selon l’invention comprend des moyens de réchauffage de l’air recyclage logés dans ladite zone supérieure. Selon une caractéristique possible, une chambre selon l’invention comprend des moyens de refroidissement de l’air neuf logés dans ladite zone inférieure ou supérieure. L’invention concerne également une serre de culture comprenant une zone de culture et une chambre de traitement d’air selon l’une quelconque des variantes exposées ci-avant. Selon une caractéristique possible, ladite chambre de traitement est ménagée à l’intérieur de ladite serre entre au moins un mur périphérique de ladite serre et une cloison interne séparant ladite zone de culture de ladite chambre de traitement d’air. Selon une caractéristique possible, ladite chambre de traitement est ménagée à l’extérieur de ladite serre entre un mur périphérique de ladite serre et des cloisons externes séparant ladite chambre de traitement d’air de l’extérieur. 5.Description des figures D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante de modes de réalisation particuliers, donnée à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels : la figure 1 illustre de manière schématique un premier exemple de chambre de traitement d’air selon l’invention ; la figure 2 illustre de manière schématique un deuxième exemple de chambre de traitement d’air selon l’invention ; la figure 3 illustre une vue en perspective d’un exemple de serre de culture ; la figure 4 illustre l’intégration d’une chambre selon l’invention à l’intérieur d’une serre ; la figure 5 illustre l’intégration d’une chambre selon l’invention à l’extérieur d’une serre ; la figure 6 illustre une vue en perspective d’une serre munie d’une chambre selon l’invention placée à l’extérieur de la serre à la manière d’un appentis, contre le long pan ; la figure 7 illustre une vue en perspective d’une serre munie d’une chambre selon l’invention placée à l’extérieur de la serre à la manière d’un appentis, le long du pignon. 6.Description de modes de réalisation particuliers On présente en relation avec la figure 1 un premier exemple d’une chambre de traitement d’air de serre de culture selon l’invention. Ainsi que cela est représenté, une telle chambre de traitement 1 forme en enceinte. Cette chambre de traitement comprend une zone supérieure A. Cette zone supérieure A comprend au moins une entrée d’air de recyclage 11 apte à coopérer avec une zone de culture 20 d’une serre. Elle comprend également au moins une entrée d’air neuf 3 apte à coopérer avec l’extérieur de la serre. La chambre comprend également une zone inférieure B. Cette zone inférieure B comprend au moins une sortie d’air 6 destinée à être reliée à au moins une graine de ventilation 8 à paroi périphérique perforée prévue pour s’étirer dans la zone de culture. Elle comprendra généralement plusieurs sorties d’air 6, chacune de ces soties étant reliée à une gaine de ventilation distincte. La liaison entre chaque gaine 8 et la sortie 6 correspondant de fait au moyen d’un connecteur simple 13 de type collier, virole ou autre mais ne nécessite plus la mise en œuvre d’un cône plus encombrant, plus complexe et plus onéreux. Ceci permet de réduire la distance D entre la gouttière 14 et le début de la gaine. Au moins un passage d’air 13 est ménagé entre la zone supérieure A et la zone inférieure B. Ce passage est ménagé à travers une cloison 9 séparant les zone supérieure A et inférieure B. La chambre comprenant au moins un ventilateur 5 disposé entre les zones supérieure A et inférieure B. Ce ventilateur 5 est configuré pour induire le passage de l’air contenu dans ladite zone supérieure dans ladite zone inférieure à travers le passage 13. Dans ce mode de réalisation, le ventilateur 5 comprend un rotor 50 dont l’axe de rotation est essentiellement vertical. Toutefois, dans des variantes, l’axe du rotor pourrait s’étendre de manière inclinée ou essentiellement horizontalement. Dans ce dernier cas, la chambre supérieure A pourra en partie s’étirer latéralement le long de la chambre inférieure B jusqu’au sol 7. Le nombre de ventilateurs pourra être égal au nombre de sortie d’air et donc au nombre de gaines de ventilation. Toutefois, de manière préférentielle, le nombre de ventilateurs pourra être inférieur au nombre de sortie d’air et donc au nombre de gaines de ventilation. De façon plus générale, le nombre de ventilateur pourra être décorrélé du nombre de gaines. Ceci pourra permettre d’optimiser les caractéristiques des ventilateurs. La chambre comprend ou moins un volet d’obturation 12 de l’entrée d’air de recyclage 11. Un seul volet pourra servir à l’obturation d’une ou de plusieurs entrées d’air. Toutefois, il pourra y avoir autant de volets que d’entrées d’air. La chambre comprend ou moins un volet d’obturation 4 de l’entrée d’air neuf 3. Un seul volet pourra servir à l’obturation d’une ou de plusieurs entrées d’air. Toutefois, il pourra y avoir autant de volets que d’entrées d’air. Dans ce mode de réalisation, le volet 12 est basculant alors que le volet 4 est coulissant (type guillotine). De façon plus générale, les volets d’obturation 12, 4 de l’entrée d’air de recyclage et de l’entrée d’air neuf sont de type basculant ou de type coulissant, les volets d’obturation de l’entrée d’air de recyclage et de l’entrée d’air neuf pouvant être de types identiques ou différents. La chambre comprend des moyens de réchauffage 10 de l’air de recyclage logés dans la zone supérieure A. Il peut par exemple s’agir d’un aérotherme ou de tout autre moyen de chauffage adapté. La chambre comprend des moyens de refroidissement 2 de l’air neuf logés dans la zone inférieure B. Il peut par exemple s’agir d’un ou de plusieurs échangeurs air/eau, notamment de panneaux de carton à travers lesquels l’air neuf circule et à l’intérieur desquels l’on fait circuler de l’eau froide. On présente en relation avec la figure 2 un deuxième exemple d’une chambre de traitement d’air de serre de culture selon l’invention. Celle-ci se distingue de celle selon le premier exemple en ce que dans le premier exemple, la ou les entrées d’air de renouvellement sont ménagées dans une paroi latérale de la zone supérieure alors que dans le deuxième mode de réalisation elle est ou elles sont ménagées dans une paroi supérieure de la zone supérieure. Une chambre de traitement selon l’un ou l’autre de ces deux exemples de réalisation peut être mise en œuvre au sein de différents types de serre de culture. Une serre de culture 200 comprend classiquement quatre murs périphériques et est recouverte par une couverture 21 généralement de verre ou de film plastique. La toiture représentée est à pans inclinés. Elle pourrait toutefois être en arc de cercle, en voute gothique ou autre. Les quatre murs périphériques comprennent deux pignons 22 et deux murs de façade 23. La chambre de traitement 1 peut être ménagée à l’intérieur de la serre 200 entre au moins un mur périphérique 22, 23 de la serre et une cloison interne 24 séparant la zone de culture 20 de la chambre de traitement d’air 1. La ou les entrées d’air 11 et sorties d’air 6 sont alors ménagées à travers la cloison 24 alors que la ou les entrées d’air 3 sont ménagées à travers un mur périphérique 22, 23. La chambre 1 s’étire préférentiellement entre trois murs périphériques et la cloison interne. Elle peut toutefois être segmentée si bien que la serre contient plusieurs chambres juxtaposées jointives ou espacées les unes des autres. La ou les chambres peuvent s’étirer du sol à la couverture ou s’arrêter avant la couverture. Dans ce dernier cas, la partie supérieure de la zone A peut-être refermée par une paroi (cf. figure 1) ou par un volet (cf. figure 2). La chambre de traitement 1 peut également être ménagée à l’extérieur de la serre 200 entre un mur périphérique 22, 23 de la serre et des cloisons externes 100, 101, 102, 103 séparant la chambre de traitement d’air de l’extérieur. La chambre 1 s’étire préférentiellement sur toute la longueur ou largeur de la serre. Elle peut toutefois être plus courte ou bien être segmentée en plusieurs chambres juxtaposées jointives ou espacées les unes des autres. La hauteur H de la zone supérieure A pourra être préférentiellement comprise entre 1,5 et 4 mètres. Sa largeur L pourra être préférentiellement comprise entre 0,90 et 2 mètres. La hauteur h de la zone inférieure B pourra être préférentiellement comprise entre 1,8 et 3 mètres. Sa largeur l pourra être préférentiellement comprise entre 0,90 et 2 mètres. Sous certains aspects, la présente invention concerne une chambre de traitement d’air pour une serre de culture séparée en deux volumes distincts, le premier étage supérieur majoritairement dédié à la gestion des flux d’air, au contrôle du débit, de la température et de l’hygrométrie, le deuxième étage inférieur essentiellement dédié mettre sous pression majoritairement statique cet air traité en réduisant les turbulences et ce afin de fournir aux gaines de diffusion un air apte à en sortir de manière quasi perpendiculaire sous un angle alpha compris entre 75° et 90° pour éviter une répartition non homogène de l’air ainsi traité dans la serre, le long des cultures. Ces deux étages sont séparés par une paroi équipée d’un nombre ventilateurs qui pourront être optimisés pour atteindre cet objectif. Des moyens de motorisation du déplacement des volets d’obturation et des moyens de régulation sont classiquement mis en œuvre pour mettre de contrôler l’ouverture/fermeture des différents volets et contrôler la mise en œuvre des moyens de refroidissement et des moyens de réchauffage pour générer l’atmosphère souhaitée. De tels moyens de régulation sont connus et soit et non décrit en détail ici. Chambre de traitement d’air de serre de culture, ladite chambre comprenant : - au moins une entrée d’air de recyclage apte à coopérer avec une zone de culture de ladite serre, et au moins une entrée d’air neuf apte à coopérer avec l’extérieur de ladite serre ; - au moins une sortie d’air destinée à être reliée à au moins une gaine de ventilation à paroi périphérique perforée prévue pour s’étirer dans ladite zone de culture ; - au moins un ventilateur configuré pour mettre sous pression au moins une zone de ladite chambre et pour induire le passage de l’air contenu dans ladite zone sous pression vers ladite au moins une sortie d’air en direction de ladite au moins une gaine. Chambre selon la revendication 1 comprenant : - une zone supérieure comprenant au moins une entrée d’air de recyclage apte à coopérer avec une zone de culture de ladite serre, et au moins une entrée d’air neuf apte à coopérer avec l’extérieur de ladite serre ; - une zone inférieure comprenant au moins une sortie d’air destinée à être reliée à au moins une gaine de ventilation à paroi périphérique perforée prévue pour s’étirer dans ladite zone de culture ; au moins un passage d’air étant ménagé entre ladite zone supérieure et ladite zone inférieure, ladite chambre comprenant au moins un ventilateur disposé entre lesdites zones supérieure et inférieure, ledit ventilateur étant configuré pour induire le passage de l’air contenu dans ladite zone supérieure dans ladite zone inférieure. Chambre selon la revendication 1 ou 2 dans laquelle ledit ventilateur comprend un rotor dont l’axe de rotation s’étend essentiellement verticalement. Chambre selon l’une quelconque des revendications 1 à 3 dans laquelle le nombre de ventilateurs n’est pas égal au nombre de sorties d’air. Chambre selon l’une quelconque des revendication 1 à 4 comprenant ou moins un volet d’obturation de ladite entrée d’air de recyclage. Chambre selon l’une quelconque des revendications 1 à 5 comprenant ou moins un volet d’obturation de ladite entrée d’air neuf. Chambre selon l’une quelconque des revendications 1 à 6 dans laquelle lesdits volets d’obturation de ladite entrée d’air de recyclage et de ladite entrée d’air neuf sont de type basculant ou de type coulissant, lesdits volets d’obturation de ladite entrée d’air de recyclage et de ladite entrée d’air neuf étant de types identiques ou différents. Chambre selon l’une quelconque des revendications 1 à 7 comprenant des moyens de réchauffage de l’air recyclage logés dans ladite zone supérieure. Chambre selon l’une quelconque des revendications 1 à 8 comprenant des moyens de refroidissement de l’air neuf logés dans ladite zone inférieure ou supérieure. Serre de culture comprenant une zone de culture et une chambre de traitement d’air selon l’une quelconque des revendications 1 à 9. Serre selon la revendication 10 dans laquelle ladite chambre de traitement est ménagée à l’intérieur de ladite serre entre au moins un mur périphérique de ladite serre et une cloison interne séparant ladite zone de culture de ladite chambre de traitement d’air. Serre selon la revendication 10 dans laquelle ladite chambre de traitement est ménagée à l’extérieur de ladite serre entre un mur périphérique de ladite serre et des cloisons externes séparant ladite chambre de traitement d’air de l’extérieur.