Brevet FR3157064A1 — publié le 20250627

L’invention a pour objet un système de filtration et de culture de végétaux (1) partiellement immergé dans une zone aquatique comportant : un bioréacteur (10) de culture comportant une entrée (E), au moins une sortie (S) et une cuve (100) destinée à comporter les végétaux disposée entre l’entrée (E) et la sortie (S) ; au moins une première pompe filtrante (11) comportant au moins un premier filtre (110), positionnée en entrée du bioréacteur (10) et destinée à fournir ledit bioréacteur (10) en eau et au moins une deuxième pompe (12) comportant au moins un deuxième filtre (120), positionnée en sortie (S) du bioréacteur (10) et destinée à évacuer les eaux usées du bioréacteur (10) ; caractérisé en ce que le premier filtre (110) et le deuxième filtre (120) comportent chacun une membrane mono filamentaire, le deuxième filtre (120) comportant une porosité inférieure à la porosité du premier filtre (110). Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 1 Système de filtration et de culture de végétaux L’invention se rapporte au domaine technique des systèmes de filtration et de culture. Etat de la technique Actuellement l’hydrosphère est polluée par les engrais agricoles (nitrate et phosphate) et par le CO2, ce qui a pour cause d’acidifier les océans et d’asphyxier la part la plus sensible de la faune. En effet, les mers, rivières, et océans sont le plus gros lieux de stockage du CO2 émis par les énergies fossiles. Ainsi, la culture de microalgues joue un rôle essentiel dans de nombreux domaines, tels que l’alimentation, l’énergie, la santé et l’environnement. Cependant, elle présente des défis majeurs, notamment la consommation énergétique et en eau des différents systèmes de culture qui nuise au développement de leur marché. L’invention se place donc dans ce contexte et cherche à résoudre l’ensemble des inconvénients précités. Ainsi, l’invention cherche à proposer un système de filtration et de culture de végétaux permettant de garantir une filtration précise et efficace de l’eau de culture desdits végétaux. Présentation de l’invention. L’invention a pour objet un système de filtration et de culture de végétaux adapté pour être partiellement immergé dans une zone aquatique comportant : un bioréacteur de culture de végétaux comportant une entrée, une cuve et au moins une sortie, ladite cuve étant disposée entre l’entrée et la sortie et destinée à comporter les végétaux, ledit bioréacteur étant configuré pour que de l’eau de la zone aquatique puisse le traverser depuis l’entrée en direction de la sortie ; au moins une première pompe filtrante comportant au moins un premier filtre, ladite première pompe étant positionnée en entrée du bioréacteur et destinée à fournir ledit bioréacteur en eau issue de la zone aquatique et au moins une deuxième pompe comportant au moins un deuxième filtre, ladite deuxième pompe étant positionnée en sortie du bioréacteur et destinée à évacuer les eaux usées du bioréacteur. Le système est remarquable en ce que le premier filtre et le deuxième filtre comportent chacun une membrane mono filamentaire, le deuxième filtre comportant une porosité inférieure à la porosité du premier filtre. Le système peut être partiellement immergé, de sorte que de l’eau de la zone aquatique puisse le traverser. Le bioréacteur peut être un bioréacteur membranaire. Le premier filtre de la première pompe peut comporter une membrane en nitrocellulose ou mais sans se limiter à un filtre tangentiel, par exemple une membrane « HYDROMATIC® » Automatique commercialisée par la société AZ-industrie. La première pompe peut être adaptée pour injecter de l’eau de la zone aquatique dans le bioréacteur. La première pompe peut permettre de limiter l’encrassement du premier filtre en entrée. Le deuxième filtre de la deuxième pompe peut comporter un filtre monofilament. Le deuxième filtre monofilament peut permettre de limiter le colmatage. Tout le deuxième filtre peut comporter une porosité identique sur toute la surface dudit filtre. La porosité du deuxième filtre peut comporter une porosité inférieure au premier filtre, pour permettre d’empêcher la sortie des microalgues par la sortie du bioréacteur. La cuve peut comporter de section circulaire. Dans un autre mode de réalisation, la cuve peut comporter une section elliptique ou parallélépipédique. La cuve peut comporter du polyéthylène. Dans un mode de réalisation, la cuve peut par exemple comprendre des dimensions de 10 mètres de diamètre et 1,5 mètre de profondeur. La géométrie de la cuve peut permettre la croissance d’organismes hétérotrophes, c’est-à-dire se nourrissant de substances organiques. La géométrie de la cuve peut permettre la croissance d’organismes phototrophes, c’est-à-dire se nourrissant de lumière. La pompe filtrante peut permettre de filtrer l’eau provenant de l’hydrosphère, par exemple les mers, océans, lacs et rivières. Le premier filtre peut permettre d’éliminer les pathogènes et les prédateurs naturels des microalgues. Le premier filtre peut être monofilament. Les végétaux peuvent être des microalgues. Les microalgues peuvent recycler des engrais agricoles circulant dans l’eau. En particulier, les microalgues peuvent recycler le nitrate et les phosphates. Les microalgues peuvent utiliser le CO2 présent naturellement dans l’eau afin de pouvoir se développer. Le système peut fonctionner en circuit fermé. Ce dispositif peut permettre d’éliminer les impuretés présentes dans l’eau de mer, l’eau douce et l’eau saumâtre telles que les sédiments et le zooplancton, afin de créer un environnement de culture optimal pour les microalgues. Les dimensions du système peuvent être adaptée en fonction de l’environnement dans lequel ledit système est installé. Ainsi, un système installé dans une rivière peut comporter des dimensions inférieures à celles d’un système installé dans un lac qui lui-même peut comporter des dimensions inférieures à un système installé dans la mer. Plus le dispositif est grand et plus il peut être possible de réduire les coûts de production, grâce notamment aux économies d’échelles et aux coûts variable très faible. Avantageusement, le premier filtre comporte une porosité comprise entre 0,1 µm et 1000 µm. La porosité du premier filtre peut être comprise entre 0,1 µm et 1000 µm, notamment comprise entre 5 µm et 25 µm, notamment elle peut être de 20 µm. Avantageusement, le deuxième filtre comporte une porosité comprise entre 1 µm et 1500 µm. La porosité du deuxième filtre peut être comprise entre 1 et 1500 µm, notamment entre 5 µm et 15 µm, notamment elle peut être de 10 µm. Le deuxième filtre peut comporter une porosité inférieure au diamètre des microalgues. Avantageusement, le deuxième filtre est traité avec une substance anti-colmatage. La substance anti-colmatage peut permettre d’empêcher l’encrassement des filtres. La substance anti-colmatage peut être adaptée pour libérer des biocides à base d'oxyde de cuivre capables de freiner la prolifération de biofilms. L’encrassement peut être notamment dû à la présence dans l’hydrosphère de microorganismes produisant des exo polysaccharides visqueux qui peuvent produire des biofilms qui colmatent ledit filtre. Ainsi, l’utilisation d’une substance anti-colmatage peut permettre de limiter la prolifération de biofilm et donc peut permettre de limiter le colmatage dudit filtre. Dès lors, la limitation du colmatage peut permettre de faciliter et/ou d’augmenter le débit d’eau traversant la deuxième pompe munie du deuxième filtre. Il peut donc être possible, grâce à ce système d’utiliser uniquement de l’eau provenant de l’hydrosphère. Avantageusement, la cuve comporte un capteur adapté pour déterminer un niveau de nitrate contenu dans l’eau de ladite cuve. Avantageusement, la cuve comporte un capteur adapté pour déterminer un niveau de CO 2 contenu dans l’eau de ladite cuve. Avantageusement, la cuve comporte une unité de contrôle adapté pour coopérer avec le capteur de nitrate et le capteur de CO 2 et pour contrôler la première pompe filtrante de sorte que lorsque l’un des capteurs détecte un niveau de nitrate et/ou de CO 2 inférieur à une valeur seuil, elle active la première pompe. Lorsque le capteur de nitrate et/ou le capteur de CO2 captent dans la cuve une concentration de nitrate et/ou de CO2 supérieure à une valeur seuil, l’unité de contrôle peut être adaptée pour contrôler la première pompe filtrante de sorte que le débit d’eau entrant soit limité. A l’inverse, lorsque le capteur de nitrate et/ou le capteur de CO2 captent dans la cuve une concentration de nitrate et/ou de CO2 inférieure à une valeur seuil, l’unité de contrôle peut être adaptée pour contrôler la première pompe filtrante de sorte que le débit d’eau entrant soit augmenté. Le pH de l’eau dans la cuve peut être alcalin. La consommation de CO2 peut entrainer une augmentation du pH dans la cuve. L’activation de la première pompe et de la deuxième pompe par l’unité de contrôle peut permettre un renouvellement de l’eau dans la cuve et peut donc permettre de réguler le pH. Dès lors, la régulation de l’entrée et de la sortie de l’eau dans la cuve du bioréacteur peut être réalisée de manière automatisée. Cette régulation automatisée peut permettre de réduire la consommation énergétique à son stricte minimum. Le ratio carbone sur azote est un élément qui peut être déterminant pour la culture des microalgues, c’est lui qui peut orienter la croissance des souches ou au contraire l’accumulation de molécules de réserve ou de résistance. Un ratio élevé par exemple une ratio supérieur ou égal à 50 : 1 peut limiter la croissance des cellules et augmenter la quantité de molécules de réserve ou de résistance, ratio que l’on peut retrouver dans les profondeurs des milieux marins du fait de l’augmentation du CO2 dans les eaux profondes. Un ratio faible par exemple un ratio inférieur ou égal à 6 : 1 peut permettre d’obtenir une vitesse de croissance élevée et diminuer la quantité molécules de réserve ou de résistance, ratio que l’on peut retrouver dans les eaux de surface des milieux marins, du fait de la diminution du CO2 et de la présence élevée d’azote. Les capteurs ainsi que l’unité de contrôle pourront permettre de réguler ce ratio en contrôlant la première pompe et la deuxième pompe. Avantageusement, chacune des première et deuxième pompes comporte un dispositif de préfiltration. Le dispositif de préfiltration peut comporter une crépine. La crépine peut comporter une tôle perforée servant à arrêter des corps étrangers au niveau de l’ouverture d’une conduite. La crépine peut permettre de limiter l’encrassement du filtre devant lequel elle est installée. Chacun des filtres du système peut comporter une crépine. Avantageusement, le dispositif de préfiltration comporte une porosité supérieure aux premier et deuxième filtres. La crépine peut comporter une porosité supérieure au filtre devant lequel elle est installée. Avantageusement, la cuve comporte un dispositif de détection du niveau d’eau et un dispositif de vidange adaptés pour coopérer avec l’unité de contrôle de sorte que lorsque le niveau d’eau est inférieur ou supérieur à une valeur seuil, l’unité de contrôle active la première pompe ou la deuxième pompe. Le dispositif de vidange peut comporter un trop-plein de la cuve. Lorsque le dispositif de détection détecte un niveau d’eau dans la cuve inférieur à une valeur seuil, l’unité de contrôle peut être adaptée pour contrôler la première pompe filtrante de sorte que de l’eau entre dans la cuve. A l’inverse, lorsque le dispositif de détection détecte un niveau d’eau dans la cuve supérieur à une valeur seuil, l’unité de contrôle peut être adaptée pour contrôler la première pompe filtrante de sorte que l’entrée d’eau dans la cuve soit stoppée et/ou pour contrôler le dispositif de détection du niveau d’eau de sorte que de l’eau sorte de la cuve. Avantageusement, les végétaux contenus dans la cuve comportent des microalgues. La culture des microalgues peut permettre de réduire le niveau de CO2 dans l’atmosphère par absorption du CO2 par lesdites microalgues. Les microalgues peuvent comporter une souche particulière d’ Haematococcus Pluvalis à haut rendement en astaxanthine. Brève description des figures. D’autres avantages et caractéristiques de la présente invention sont maintenant décrits à l’aide d’exemples uniquement illustratifs et nullement limitatifs de la portée de l’invention, et à partir des dessins annexés, dessins sur lesquels les différentes figures représentent : FIG. 1 représente schématiquement un système de filtration et de culture de végétaux selon un mode de réalisation. Dans la description qui suit, les éléments identiques, par structure ou par fonction, apparaissant sur différentes figures conservent, sauf précision contraire, les mêmes références. Description d’un mode de réalisation. On a représenté en FIG. 1 un schéma du système de filtration et de culture de végétaux 1 selon un mode de réalisation. La FIG. 1 décrit un système de filtration et de culture de végétaux 1. Le système 1 est installé dans une zone aquatique, de sorte que de l’eau de la zone aquatique puisse le traverser. Le système 1 comporte un bioréacteur 10 de culture de végétaux comportant une entrée E, une cuve 100 et au moins une sortie S. La cuve 100 est disposée entre l’entrée E et la sortie S et destinée à comporter les végétaux. Le bioréacteur 10 est configuré pour que de l’eau de la zone aquatique le traverse depuis l’entrée E en direction de la sortie S. Le bioréacteur 10 est un bioréacteur membranaire. Les végétaux contenus dans la cuve comportent des microalgues. Le système 1 comporte une première pompe filtrante 11 comportant au moins un premier filtre 110. La première pompe 11 est positionnée en entrée E du bioréacteur 10 et destinée à fournir ledit bioréacteur 10 en eau issue de la zone aquatique. Le premier filtre 110 de la première pompe 11 comporte une membrane en nitrocellulose. La première pompe 11 est adaptée pour injecter de l’eau de la zone aquatique dans le bioréacteur 10. La première pompe 11 permet de limiter l’encrassement du premier filtre 110 en entrée E. La pompe filtrante 11 permet de filtrer l’eau provenant de l’hydrosphère dans laquelle le système 1 est installé. Le premier filtre 110 permet d’éliminer les pathogènes et les prédateurs naturels des microalgues. Le premier filtre 110 est monofilament. Le premier filtre 110 comporte une porosité de 20 µm. Le système 1 comporte une deuxième pompe 12 comportant au moins un deuxième filtre 120, ladite deuxième pompe 12 étant positionnée en sortie S du bioréacteur 10 et destinée à évacuer les eaux usées dudit bioréacteur 10. Le deuxième filtre 120 de la deuxième pompe 12 comporte un filtre monofilament. Le deuxième filtre 120 monofilament permet de limiter le colmatage. Tout le deuxième filtre 120 comporte une porosité identique sur toute la surface dudit filtre 120. La porosité du deuxième filtre 120 comporte une porosité inférieure au premier filtre 110, pour permettre d’empêcher la sortie des microalgues par la sortie S du bioréacteur 10. Le deuxième filtre 120 comporte une porosité de 10 µm. Le deuxième filtre 120 comporte une porosité inférieure au diamètre des microalgues. Le deuxième filtre 120 est traité avec une substance anti-colmatage permettant d’empêcher l’encrassement des filtres. Le premier filtre 110 et le deuxième filtre 120 comportent chacun une membrane mono filamentaire. Le deuxième filtre 120 comporte une porosité inférieure à la porosité du premier filtre 110. Chacune des première et deuxième pompes comporte un dispositif de préfiltration (non représenté). Le dispositif de préfiltration comporte une crépine. La crépine comporte une tôle perforée servant à arrêter des corps étrangers au niveau de l’ouverture d’une conduite. La crépine permet de limiter l’encrassement du filtre 110, 120 devant lequel elle est installée. Chacun des filtres 110, 120 du système comporte une crépine. Le dispositif de préfiltration comporte une porosité supérieure aux premier 110 et deuxième 120 filtres. La cuve 100 comporte une section circulaire. La cuve 100 comporte du polyéthylène. La cuve comprend des dimensions de 10 mètres de diamètre et 1,5 mètre de profondeur. La cuve 100 comporte un capteur 100.1a adapté pour déterminer un niveau de nitrate contenu dans l’eau de ladite cuve 100. La cuve 100 comporte un capteur 100.1b adapté pour déterminer un niveau de CO 2 contenu dans l’eau de ladite cuve 100. La cuve 100 comporte une unité de contrôle adaptée pour coopérer avec le capteur de nitrate 100.1a et le capteur de CO 2 100.1b et pour contrôler la première pompe filtrante 11 de sorte que lorsque l’un des capteurs 100.1a, 100.1b détecte un niveau de nitrate et/ou de CO 2 inférieur à une valeur seuil, elle active la première pompe 11. Lorsque le capteur de nitrate 100.1a et/ou le capteur de CO2 100.1b captent dans la cuve 100 une concentration de nitrate et/ou de CO2 supérieure à une valeur seuil, l’unité de contrôle est adaptée pour contrôler la première pompe filtrante 11 de sorte que le débit d’eau entrant soit limité. A l’inverse, lorsque le capteur de nitrate 100.1a et/ou le capteur de CO2 100.1b captent dans la cuve 100 une concentration de nitrate et/ou de CO2 inférieure à une valeur seuil, l’unité de contrôle est adaptée pour contrôler la première pompe filtrante 11 de sorte que le débit d’eau entrant soit augmenté. Le pH de l’eau dans la cuve est alcalin. La consommation de CO2 entraine une augmentation du pH dans la cuve 100. L’activation de la première pompe 11 et de la deuxième pompe 12 par l’unité de contrôle permet un renouvellement de l’eau dans la cuve 100 et permet donc de réguler le pH. La régulation de l’entrée et de la sortie de l’eau dans la cuve 100 du bioréacteur 10 est réalisée de manière automatisée. La cuve 100 comporte un dispositif de détection 100.2 du niveau d’eau et un dispositif de vidange 100.3 adaptés pour coopérer avec l’unité de contrôle de sorte que lorsque le niveau d’eau est inférieur ou supérieur à une valeur seuil, l’unité de contrôle active la première pompe 11 ou la deuxième pompe 12. Le dispositif de vidange 100.3 comporte un trop-plein de la cuve 100. Lorsque le dispositif de détection 100.2 détecte un niveau d’eau dans la cuve 100 inférieur à une valeur seuil, l’unité de contrôle est adaptée pour contrôler la première pompe filtrante 11 de sorte que de l’eau entre dans la cuve 100. A l’inverse, lorsque le dispositif de détection 100.2 détecte un niveau d’eau dans la cuve 100 supérieur à une valeur seuil, l’unité de contrôle est adaptée pour contrôler la première pompe filtrante 11 de sorte que l’entrée d’eau dans la cuve 100 soit stoppée et/ou pour contrôler le dispositif de détection 100.2 du niveau d’eau de sorte que de l’eau sorte de la cuve 100. La description qui précède explique clairement comment l'invention permet d'atteindre les objectifs qu'elle s'est fixée, à savoir proposer un système de filtration et de culture de végétaux permettant de garantir une filtration précise et efficace de l’eau de culture desdits végétaux, en proposant un système de filtration et de culture de végétaux adapté pour être partiellement immergé dans une zone aquatique comportant : un bioréacteur de culture de végétaux comportant une entrée, une cuve et au moins une sortie, ladite cuve étant disposée entre l’entrée et la sortie et destinée à comporter les végétaux, ledit bioréacteur étant configuré pour que de l’eau de la zone aquatique puisse le traverser depuis l’entrée en direction de la sortie ; au moins une première pompe filtrante comportant au moins un premier filtre, ladite première pompe étant positionnée en entrée du bioréacteur et destinée à fournir ledit bioréacteur en eau issue de la zone aquatique et au moins une deuxième pompe comportant au moins un deuxième filtre, ladite deuxième pompe étant positionnée en sortie du bioréacteur et destinée à évacuer les eaux usées du bioréacteur ; le premier filtre et le deuxième filtre comportent chacun une membrane mono filamentaire, le deuxième filtre comportant une porosité inférieure à la porosité du premier filtre. En tout état de cause, l'invention ne saurait se limiter aux modes de réalisation spécifiquement décrits dans ce document, et s'étend en particulier à tous moyens équivalents et à toute combinaison techniquement opérante de ces moyens. Système de filtration et de culture de végétaux (1) adapté pour être partiellement immergé dans une zone aquatique comportant : Un bioréacteur (10) de culture de végétaux comportant une entrée (E), une cuve (100) et au moins une sortie (S), ladite cuve (100) étant disposée entre l’entrée (E) et la sortie (S) et destinée à comporter les végétaux, ledit bioréacteur (10) étant configuré pour que de l’eau de la zone aquatique puisse le traverser depuis l’entrée (E) en direction de la sortie (S) ; Au moins une première pompe filtrante (11) comportant au moins un premier filtre (110), ladite première pompe (11) étant positionnée en entrée du bioréacteur (10) et destinée à fournir ledit bioréacteur (10) en eau issue de la zone aquatique et au moins une deuxième pompe (12) comportant au moins un deuxième filtre (120), ladite deuxième pompe (12) étant positionnée en sortie (S) du bioréacteur (10) et destinée à évacuer les eaux usées du bioréacteur (10) ; Caractérisé en ce que le premier filtre (110) et le deuxième filtre (120) comportent chacun une membrane mono filamentaire, le deuxième filtre (120) comportant une porosité inférieure à la porosité du premier filtre (110). Système de filtration (1) selon la revendication précédente caractérisé en ce que le premier filtre (110) comporte une porosité comprise entre 0,1 µm et 1000 µm. Système de filtration (1) selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que le deuxième filtre (120) comporte une porosité comprise entre 1 µm et 1500 µm Système de filtration (1) selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que le deuxième filtre (120) est traité avec une substance anti-colmatage. Système de filtration (1) selon l’une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que la cuve (100) comporte un capteur (100.1a) adapté pour déterminer un niveau de nitrate contenu dans l’eau de ladite cuve (100). Système de filtration (1) selon l’une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que la cuve (100) comporte un capteur (100.1b) adapté pour déterminer un niveau de CO 2 contenu dans l’eau de ladite cuve (100). Système de filtration (1) selon l’une des revendications 5 ou 6 caractérisé en ce que la cuve (100) comporte une unité de contrôle adapté pour coopérer avec le capteur de nitrate (100.1a) et le capteur de CO 2 (100.1b) et pour contrôler la première pompe filtrante (11) de sorte que lorsque l’un des capteurs (100.1a ; 100.1b) détecte un niveau de nitrate et/ou de CO 2 inférieur à une valeur seuil, elle active la première pompe (11). Système de filtration (1) selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que chacune des première (11) et deuxième (12) pompes comporte un dispositif de préfiltration. Système de filtration (1) selon la revendication précédente caractérisé en ce que le dispositif de préfiltration comporte une porosité supérieure aux premier (110) et deuxième filtres (120). Système de filtration (1) selon l’une des revendications 7 à 9 caractérisé en ce que la cuve (100) comporte un dispositif de détection (100.2) du niveau d’eau et un dispositif de vidange (100.3) adaptés pour coopérer avec l’unité de contrôle de sorte que lorsque le niveau d’eau est inférieur ou supérieur à une valeur seuil, l’unité de contrôle active la première pompe (11) ou le dispositif de détection (100.2). Système de filtration (1) selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que les végétaux contenus dans la cuve (100) comportent des microalgues.