FR3108469A1

FR3108469A1 - Agencement d'une serre fermee a controle de temperature optimise, agencement d'une serre fermee multimodules

Info

Publication number: FR3108469A1
Application number: FR2002972A
Authority: FR
Inventors: Joël DESPUJOLS
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-03-26
Filing date: 2020-03-26
Publication date: 2021-10-01
Anticipated expiration: 2040-03-26
Also published as: AU2021243609A1; US20230403995A1; FR3108469B1; WO2021191295A1; EP4125324A1

Abstract

Agencement d'une serre fermée (10) à contrôle de température optimisé, comprenant au moins un module (10-1 à 10-n), comportant une ossature et un film périphérique de façon à constituer une enceinte close, comportant une paroi avant (16), une paroi arrière (18) et deux parois latérales gauche (20) et droite (22) ainsi qu'un toit (24) avec un faîtage, ainsi qu'au moins une ouverture d'accès avec un sas, au moins un panneau évaporant de diffusion (26) d'eau, un circuit d'alimentation en eau (32) et au moins un extracteur d'air intérieur (34), caractérisé en ce que ledit au moins un extracteur d'air intérieur (34) est disposé à proximité immédiate du faîtage du toit (24) Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 1

Description

AGENCEMENT D'UNE SERRE FERMEE A CONTROLE DE TEMPERATURE OPTIMISE, AGENCEMENT D'UNE SERRE FERMEE MULTIMODULES

L’invention concerne un agencement d'une serre fermée à contrôle de température optimisé. L'invention couvre aussi un agencement d'une serre fermée multi modules.

Dans le contexte de réchauffement climatique, les cultures, les cultures maraîchères notamment, subissent des attaques de ravageurs, de parasites, tels que les punaisesMacrolophus spp,Nezara. Il existe des protections par filets mais l'efficacité reste limitée et surtout complexe à mettre en œuvre et à la merci du vent notamment. Dans ce contexte d'agresseurs virulents, le recours aux produits phytosanitaire est en fort déclin et le but est de limiter fortement leur usage, sans compter les coûts de ces produits en eux-mêmes et de leur mise en œuvre sur les cultures par du personnel même si les matériels sont sophistiqués, en plus de leur impact sur la santé. Une solution consiste à cultiver sous serre. Les serres ont l'avantage de permettre une protection vis-à-vis des conditions climatiques, mais il faut pouvoir réguler la température, notamment lorsqu'il fait trop chaud. A cet effet, il est possible de prévoir des circulations naturelles avec des ouvrants conduisant à une convection naturelle. Dès lors la température est régulée mais aucune protection n'est possible vis-à-vis des parasites et ravageurs.

La seule solution pour assurer une culture protégée à une température régulée est une serre dite fermée. Les serres de ce type sont donc totalement closes, avec un sas d'entrée et proposent une circulation dynamique au moyen d'aérothermes équipés de filtres. Un outil pour réguler la température et faire baisser la température consiste à faire évaporer de l'eau à partir de panneaux disposés à l'opposé des points d'extraction afin de créer une pression négative dans la serre. Ces panneaux sont ainsi traversés par l'air extérieur et l'humidité est captée par lesdits panneaux et lorsque l'air les traverse, il se produit un changement d'état de liquide à vapeur. Une partie de l'eau est captée par gravité et collectée pour être recyclée. Dès la sortie de l'air du panneau, dans le sens extérieur/intérieur, il se produit un refroidissement adiabatique de l'air entrant dans la serre du fait de l'évaporation à la surface dudit panneau. Ainsi en fonction du taux d'humidité contenu dans l'air extérieur, il est possible d'abaisser la température de l'air par évaporation de l'eau coalescée par lesdits panneaux. Pour une température de 35°C extérieure par exemple, on obtient un pouvoir d'abaissement de la température à 21°C pour un taux d'humidité relative de l'air extérieur de 15% et un abaissement à 30°C si l'air extérieur présente une humidité relative de 60%. On note aussi que l'eau évaporée et circulant dans la serre, assure le contrôle hygrométrique de l'air dans la serre. On comprend aussi qu'un tel dispositif est très dépendant des conditions extérieures et reste compliqué à mettre en œuvre dès lors que les conditions extérieures sont du type chaud et humide car le rendement adiabatique est d'autant plus faible. De plus, dans les serres classiques, la surface de panneaux est limitée à la surface disponible de parois sur la paroi opposée à l'extraction et le ratio ne peut pas être augmenté.

Le but de la présente invention est de proposer une architecture qui vise à augmenter la surface de panneaux, leur répartition et le débit d'extraction afin de diminuer significativement la température. Ainsi, suivant l'architecture de serre fermée selon la présente invention, le ratio taux de renouvellement/ surfaces d'évaporation est augmenté. Le but premier est de trouver des surfaces d'évaporation supplémentaires et des surfaces supplémentaires pour recevoir des extracteurs d'air supplémentaires, tout en conservant la surface utile de culture et le potentiel de pénétration de la lumière dans la serre. Le but poursuivi est aussi de fonctionner à l'énergie solaire puisque la température à réguler l'est d'autant plus que le soleil est actif. Si le soleil chauffe, la serre monte en température, il faut donc refroidir la température intérieure mais comme le soleil rayonne les photons sont générés en quantité ce qui permet aux panneaux solaires de générer de l'électricité en quantité, il y a une proportionnalité qui est corrélée de façon positive. Il est donc possible de faire fonctionner la serre fermée selon la présente invention en suivant le fil du soleil, sans nécessité d'accumuler et de stocker l'énergie de façon complexe. Cet agencement selon la présente invention s'inscrit parfaitement dans le courant de la "low tech", technologie recourant à de faibles besoins en matériel, énergie et personnels et nécessitant une faible maintenance.

La serre fermée selon la présente invention est une barrière totale aux pénétrations d'insectes tout en conservant la transmission maximale du rayonnement photosynthétique pour une conservation des qualités organoleptiques des variétés cultivées.

La présente invention est caractérisée par un agencement d'une serre fermée à contrôle de température optimisé, comprenant au moins un module, comportant une ossature et un film périphérique de façon à constituer une enceinte close, comportant une paroi avant, une paroi arrière et deux parois latérales gauche et droite ainsi qu'un toit avec un faîtage, ainsi qu'au moins une ouverture d'accès avec un sas, au moins un panneau évaporant de diffusion d'eau, un circuit d'alimentation en eau et au moins un extracteur d'air intérieur, cet au moins un extracteur d'air intérieur est disposé à proximité immédiate du faîtage du toit de façon à pallier les inconvénients précités.

Cet au moins un extracteur d'air intérieur est plus particulièrement disposé verticalement et de façon encore plus particulière sur des pans de toit, décrochés, verticaux.

De plus les panneaux de diffusion sont de préférence disposés au niveau du sol et sur au moins une paroi latérale.

La présente invention est maintenant décrite 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 :

représente une vue schématique en perspective d'un module d'une serre fermée agencée selon la présente invention,

représente une vue schématique en élévation latérale du même module, du côté de la face intérieure de la paroi latérale, permettant de voir l'agencement intérieur,

représente une vue d'un panneau évaporant de diffusion d'eau,

représente une vue d'une serre fermée avec plusieurs modules successifs dans un même volume.

L'agencement d'une serre fermée 10 selon la présente invention est illustré sur la figure 1. Cette serre fermée 10 comprend de façon connue une ossature enveloppée d'un film 12 adapté pour clore le volume défini par l'ossature 14, ceci de façon tout à fait connue. Les fixations du film sur l'ossature, les modalités architecturales de l'ossature, les contreventements et autres organes mécaniques n'ont aucun intérêt vis-à-vis de l'invention, celle-ci trouvant application dans tous les types de serres fermées.

La serre fermée 10 est donc une enceinte entièrement close et pour simplifier, il est prévu un seul module 10-1 sur cette figure de façon à permettre une description aisée et claire. Le module 10-1 de serre fermée comprend une paroi avant 16, une paroi arrière 18, une paroi latérale gauche 20 et une paroi latérale droite 22 ainsi qu'un toit 24.

La paroi avant 16 ne présente pas de particularité si ce n'est généralement de proposer une ouverture équipée d'un sas de pénétration, non représenté, afin de permettre les entrées et sorties du personnel, des machines et du matériel végétal. Cette paroi avant 16 est réalisée dans le même film que les autres parties de la serre. La paroi arrière 18 est généralement identique à la paroi avant 16 aux équipements près comme le sas d'entrée qui peut être présent ou absent. Le sens longitudinal est considéré selon l'axe XX'.

Les parois latérales droite et gauche sont constituées du film et ne présentent pas de particularités constructives. Ces parois latérales droite et gauche peuvent aussi comporter des ouvertures en lieu et place ou en complément des ouvertures ménagées dans les parois avant et arrière. Ces parois latérales droite et gauche assurent la continuité de l'étanchéité. Au moins une des parois latérales gauche et droite est équipée de panneaux évaporant de diffusion 26. Ces panneaux évaporant de diffusion 26 sont positionnés verticalement à proximité du sol, c’est-à-dire au niveau de la zone de culture. Dans le mode de réalisation présenté, les parois gauche 20 et droite 22 sont équipées de tels panneaux évaporant de diffusion 26. Ces panneaux évaporant de diffusion 26 seront détaillés ultérieurement. Ces panneaux évaporant de diffusion 26 constituent une surface continue ou discontinue à proximité immédiate de la paroi concernée. Ces panneaux évaporant de diffusion 26 sont généralement disposés à l'intérieur du volume du film de façon à être totalement intégrés. Certains panneaux évaporant de diffusion 26 pourraient aussi constituer une partie de l'enceinte close en lieu et place du film, le film étant alors raccordé de façon étanche auxdits panneaux.

La serre fermée 10 comporte des prises d'air extérieur 28, traversant le film de façon étanche et débouchant dans l'enceinte close de la serre fermée. En l'occurrence, ces prises d'air extérieur 28 sont reliées aux panneaux évaporant de diffusion 26; par des conduits 30 dans le mode de réalisation particulier et non limitatif présenté. Dans le cas où les panneaux forment une partie constitutive de la paroi, l'alimentation en air extérieur est réalisée directement par aspiration à travers lesdits panneaux. Les prises d'air extérieur 28 sont protégées de toute intrusion de ravageurs et parasites par un filet anti-intrusion à maille adaptée, par exemple à mailles de 250 µm à 730 µm.

La serre fermée 10 est également équipée de moyens d'alimentation en eau 32 des panneaux évaporant de diffusion 26. Cette eau peut être toujours renouvelée ou en partie recyclée. Elle est de façon connue, distribuée en partie haute de chaque panneau évaporant de diffusion 26, de façon à provoquer un écoulement surfacique gravitaire sur toute la surface de chaque panneau évaporant de diffusion 26.

Le toit 24 est constitué de façon également connue du même film ou d'un film de nature différente en fonction des besoins de résistance mécanique ou des besoins spécifiques de transmission du rayonnement si nécessaire, le raccordement étanche étant réalisé avec les 4 autres parois latérales pour constituer l'enceinte fermée. Les formes de toit des serres fermées sont généralement en voûte ou ogive, symétrique par rapport aux parois latérales avec un faîtage. Selon la présente invention le toit 24 comporte au moins un extracteur d'air intérieur 34, motorisé, en l'occurrence une ligne d'extracteurs d'air intérieur 34, motorisés. Ce au moins un extracteur d'air intérieur 34 est placé à proximité immédiate du faîtage. De façon avantageuse, le toit 24 de la serre fermée agencée selon la présente invention, comprend au moins un pan 24-1 de toit, décroché, vertical, en discontinuité de la forme en voûte ou ogive du toit, de façon à positionner les extracteurs verticalement. Ces extracteurs d'air intérieur 34 sont intégrés dans le film de façon étanche et portent, au moins sur une des faces, un filet anti-intrusion de ravageurs et de parasites comme les entrées d'air extérieur 28. Les extracteurs d'air intérieur 34, ainsi disposés, limitent très fortement l'impact sur le sol quant à l'ombre portée, surtout si l'orientation générale de la serre et le positionnement du décrochage en toiture sont ménagés de façon adaptée par rapport à la course du soleil. De façon avantageuse, pour une homogénéité de la température dans la serre fermée agencée selon la présente invention, il est prévu une ligne d'extracteurs d'air 34 orientée selon l'axe XX'. De façon avantageuse aussi pour favoriser une circulation plutôt laminaire que turbulente, avec une meilleure homogénéité de la température dans la serre fermée 10, la ligne d'extracteurs d'air intérieur 34 est parallèle à la ligne de panneaux évaporant de diffusion 26.

Les panneaux évaporant de diffusion 26 sont représentés sur la figure 3 spécifiquement et comprennent des âmes 36 en matériau poreux, par exemple des fibres de cellulose, dont le plan principal est orienté verticalement, en fonctionnement. Ces âmes 36 sont maintenues dans un cadre 38, de façon à constituer un élément monolithique, manipulable et prévu pour être fixé sur un support adapté relié à l'ossature de la serre fermée. Les âmes 36 peuvent présenter une surface conformée avec des ondulations afin de présenter une surface de diffusion augmentée. De façon avantageuse aussi, chaque conduit d'air extérieur 30 des entrées d'air extérieur 28, débouche au sein de l'âme 36 d'un panneau évaporant de diffusion 26 de façon que l'air circule à travers ladite âme 36. Chaque panneau évaporant de diffusion 26 comprend en partie supérieure une rampe 40 de délivrance de l'eau des moyens d'alimentation en eau sous forme de buses par exemple, de préférence orientées vers le haut pour éviter le colmatage par le calcaire éventuellement présent. En partie inférieure de chaque panneau évaporant de diffusion 26, il est prévu des moyens récupérateurs d'eau 42 sous forme d'une gouttière par exemple. Ces moyens récupérateurs d'eau sont intégrés aux moyens d'alimentation en eau 32 pour un recyclage éventuel.

Afin de pouvoir alimenter en énergie les moyens d'alimentation en eau 32 comportant nécessairement des pompes et autres circulateurs électriques ainsi que les extracteurs d'air 28 qui comportent aussi des moteurs électriques, il est prévu le raccordement à des panneaux photovoltaïques 44. L'avantage est que les besoins en énergie électrique de la serre fermée agencée selon la présente invention et la production d'énergie électrique par des panneaux photovoltaïques suivent la même courbe journalière, ce qui dispense de moyens de stockage important, seul un stockage tampon est nécessaire comme dans toute installation photovoltaïque. Un raccordement au réseau d'alimentation électrique, lorsque cela est possible, est généralement prévu en cas de panne ou de besoins spécifiques.

De façon avantageuse, la serre fermée selon la présente invention est dotée de moyens informatiques de pilotage, programmables 46, afin de gérer les différents paramètres des différents organes, comme l'alimentation en eau, le débit d'air extrait, ceci en fonction des paramètres de l'air extérieur et des paramètres recherchés dans la serre.

Le fonctionnement de la serre fermée agencée selon la présente invention est maintenant décrit. La zone au sol couverte par la serre fermée selon la présente invention est totalement disponible pour la culture, à l'exception des tranches des panneaux évaporant de diffusion 26, ce qui est extrêmement limité. Les moyens d'alimentation en eau 32 sont mis en service et les rampes 40 délivrent de l'eau en partie haute des panneaux évaporant de diffusion 26. Cette eau s'écoule gravitairement dans les panneaux, à travers les fibres de cellulose en l'occurrence. Les extracteurs d'air intérieur 34 sont mis en service et créent une dépression dans la serre fermée. De l'air extérieur est donc introduit dans la serre fermée par les entrées d'air 28 et notamment par les conduits 30. La circulation de l'air conduit cet air extérieur à travers les panneaux évaporant de diffusion 26 et du fait de la dépression générée dans la serre par les extracteurs d'air intérieur 34, cet air est extrait des panneaux pour se diffuser dans le volume général de la serre fermée. En traversant le panneau, l'air se charge d'humidité et lors de son extraction du panneau évaporant de diffusion, il se produit une évaporation et donc une diminution de la température de l'air par l'effet adiabatique lié à ce changement de phase liquide/vapeur, transformation qui est endothermique. L'air circule dans le volume de la serre en lui conférant un taux d'humidité donné avant d'être extrait du volume intérieur de la serre par les extracteurs. L'air circule des panneaux évaporant de diffusion 26 au niveau du sol vers les extracteurs d'air intérieur 34 si bien qu'il existe un écoulement relativement laminaire de l'air du bas vers le haut d'une part et d'une paroi latérale à l'autre d'autre part, ce qui contribue très fortement à une homogénéisation de la température comme du taux hygrométrique.

Comme cela est représenté sur la figure 4, les serres peuvent comprendre plusieurs modules 10-1 à 10-n jumelés. Ainsi le toit 24 couvre l'ensemble de la surface de production et comprend autant de pans verticaux que de modules dans le mode de réalisation représenté, la serre fermée 10 ne comprend toujours qu'une paroi avant, une paroi arrière et deux parois latérales droite et gauche, les cloisons intermédiaires ayant été supprimées. Les adjonctions comme les entrées avec sas sont agencées en fonction des besoins sur les parois avant et arrière, les parois latérales étant munies de lignes de panneaux évaporant de diffusion 26. Par contre des panneaux évaporant de diffusion 26 sont disposés entre les modules, suivant des lignes, avec des interruptions pour générer des allées de circulation transversales, entre les modules, sans avoir à se rendre aux extrémités. Ainsi, chaque module 10-1 à 10-n comporte deux lignes de panneaux évaporant de diffusion et une ligne d'extracteurs d'air intérieur. Ceci permet encore plus d'homogénéiser la diffusion dans le volume de la serre fermée avec deux circulations qui se regroupent auprès des extracteurs.

Claims

Agencement d'une serre fermée (10) à contrôle de température optimisé, comprenant au moins un module (10-1 à 10-n), comportant une ossature et un film périphérique de façon à constituer une enceinte close, comportant une paroi avant (16), une paroi arrière (18) et deux parois latérales gauche (20) et droite (22) ainsi qu'un toit (24) avec un faîtage, ainsi qu'au moins une ouverture d'accès avec un sas, au moins un panneau évaporant de diffusion (26) d'eau, un circuit d'alimentation en eau (32) et au moins un extracteur d'air intérieur (34), caractérisé en ce que ledit au moins un extracteur d'air intérieur (34) est disposé à proximité immédiate du faîtage du toit (24).
Agencement d'une serre fermée (10) à contrôle de température optimisé, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le au moins un extracteur d'air intérieur (34) est disposé verticalement.
Agencement d'une serre fermée (10) à contrôle de température optimisé, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le toit (24) comprend des pans (24-1) de toit, décrochés, verticaux, sur lesquels les extracteurs d'air intérieur (34) sont montés.
Agencement d'une serre fermée (10) à contrôle de température optimisé, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est prévu des prises d'air extérieur (28), traversant le film de façon étanche et débouchant dans l'enceinte close.
Agencement d'une serre fermée (10) à contrôle de température optimisé, selon la revendication 4, caractérisé en ce que les prises d'air extérieur (28) sont reliées aux panneaux évaporant de diffusion (26) par des conduits (30).
Agencement d'une serre fermée (10) à contrôle de température optimisé, selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le au moins un panneau évaporant de diffusion (26) est disposé à proximité immédiate d'une paroi latérale (20, 22).
Agencement d'une serre fermée (10) à contrôle de température optimisé, selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le au moins un panneau évaporant de diffusion (26) est disposé à proximité immédiate du sol.
Agencement d'une serre fermée (10) à contrôle de température optimisé, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, les extracteurs (34) étant motorisés et le circuit d'alimentation en eau (32) comprenant des pompes, il est prévu une alimentation électrique par des panneaux photovoltaïques.
Agencement d'une serre fermée (10) à contrôle de température optimisé, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les prises d'air extérieur (28) et les extracteurs d'air intérieur (34) comprennent des filets anti-intrusion pour lutter contre les ravageurs et les parasites.
Agencement d'une serre fermée (10) à contrôle de température optimisé, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des moyens informatiques de pilotage (46), programmables, gèrent les différents paramètres d'alimentation en eau, de débit d'air extrait, ceci en fonction des paramètres de l'air extérieur et des paramètres recherchés dans ladite serre fermée.
Serre multi modules comprenant au moins deux modules (10-1 à 10-n) agencés selon l'une quelconque des revendications 3 à 10, le toit (24) couvrant l'ensemble de la surface de production et comprenant des pans verticaux autant que de modules ainsi qu'une paroi avant, une paroi arrière et deux parois latérales droite et gauche.
Serre multi modules comprenant au moins deux modules (10-1 à 10-n) agencés selon la revendication 1, caractérisée en ce que les panneaux évaporant de diffusion (26) sont communs et disposés entre les modules jumelés.