CA2270767A1 - Dispositif de subirrigation a interrupteur hydraulique - Google Patents

Abstract

Ce système de matelas capillaire est un système de sub-irrigation à surface sèche, il est utiliser dans les opérations de cultures agricoles ou des plants, nécessitants un apport d'eau, croissant dans des pots. La surface tout en étant sèche reçoit les pots et par l'action d'un dispositif d'interrupteur hydraulique, de l'eau apportée par une sous couche absorbante, se communique au sol des pots. Cette surface sèche a pour effet de minimiser l'apparition d'insectes nuisibles, de contrer la croissance des colonies d'algues et d'effectuer un contrôle des racines.

Description

Domaine de l'invention La présente invention concerne un dispositif construit pour permettre (irrigation de cultures de végétaux en pots.
Description de l'art antérieur Les méthodes d'irrigations se divisent en deux grandes classes, soit, (irrigation par la surface supérieure des pots, que nous désignerons par le terme « sur-irrigation ~ et une autre méthode qui fait appel à un phénomène d'absorption de Peau. Cette eau pénètre dans les pots par des orifices situés dans le fond des dits pots. Nous désignerons cette méthode par le terme « sub-irrigation ~.
Les méthodes de sur-irrigations sont présentement les plus répandues et de ce fait les plus connues. Ces modes d'irrigations peuvent étres mécanisés ou manuels et ils se subdivisent en deux techniques générales. Soit que Peau d'irrigation est apportée en un point précis du pot à
l'aide d'une multitude de petits tubes ou d'un bec verseur ou encore qu'elle soit, par un système de gicleurs ou un boyau d'arrosage, aspergée à (ensemble de la culture.
Les méthodes de sub-irrigations peuvent Ltre mises en oeuvre à l'aide de deux principes. Le premier principe s'applique aux dispositifs connus sous les noms de « table inondante x et de « plancher inondant ~. Ces dispositifs sont principalement constitués d'un bassin de surface étendue et peu profond, situé sur un plancher ou sur une table. Ce bassin est périodiquement inondé et asséché. Le niveau de l'eau dans ces bassins, lors de la phase inondée est de quelques centimètres. Les pots qui sont dans ces bassins reçoivent, dans leurs parties inférieures, une certaine quantité d'eau. Cette eau, par un phénomène de capillarité, monte dans le sol des pots et de ce fait assure une alimentation en eau à l'ensemble de la culture. La phase asséchée permet de retirer (excès d'eau des pots et par le fait permet au sol de s'aérer.
L'aération des racines est absolument nécessaire à la survie des plantes.
La deuxième méthode de sub-irrigation fait appel à un dispositif connu sous le nom de « matelas capillaire ~ ou « tapis capillaire ~. Dans ces dispositifs, une substance capable d'absorber de Peau et qui se présente sous forme d'une surtace étendue et typiquement d'une épaisseur de 2 à
mm sert en quelque sorte de sol d'emprunt. Cette surface absorbante peut étre disposée sur le sol ou sur une table. Le sol des pots qui sont disposés sur cette surface, est gràce aux orifices situés dans le fond de ces dits pots, en contact intime avec la matière absorbante. II s'agit de mouiller la matière absorbante du dispositif pour que Peau, par un phénomène de capillarité, se propage dans la dite masse absorbante du dispositif et de là, dans le sol des pots. Cette propagation de l'eau assure une alimentation de l'ensemble des plantes de la culture et ce, lors d'une gestion adéquate des conditions hydriques de la culture, sans excés d'eau. II est en effet possible de moduler la teneur en eau des pots en modulant la teneur en eau du dispositif.
Autrement dit, plus la quantité d'eau dans la masse absorbante du dispositif est élevée, plus la quantité d'eau dans le sol des pots est élevée.
De manière générale, les systèmes qui procèdent par aspersion possèdent deux défauts importants. Premièrement, ils sont co6teux en eau, surtout s'ils sont utilisés à l'extérieur. En effet, seule une faible quantité d'eau tombe à la surface des pots, la plus grande part de Peau consommée tombe inutilement entre les pots ou est transportée au loin par les vents. Comme il est d'usage dans plusieurs cultures, des engrais solubles sont mélangés à
l'eau d'irrigation ce qui se traduit par une inefficacité de distribution des engrais et donc des co0ts accrus de fertilisation.
Le deuxième problème concernant ce mode d'irrigation a trait à la propagation des maladies. Les gouttelettes d'eau qui rebondissent et se fragmentent sur les plantes malades se retrouvent sur des plantes saines. De cette manière, de proche en proche, la maladie d'une plante particulière se transmet à la culture.

Les méthodes qui utilisent une multitude de petits tubes pour alimenter en eau les pots sont libres des défauts de gaspillage d'eau et de la propagation des maladies. Cependant, la présence encombrante de ces tubes, qui doivent 2tre installés pot par pot représente des coats de mise en place et des difficultés de gestions de la surface de culture.
Les planchers et les tables inondantes sont eux aussi libres des défauts de gaspillage d'eau et de la propagation des maladies. Ce sont cependant des installations constituées de matériaux co0teux et qui doivent étre construit avec précision. Ces dispositifs doivent étre parfaitement de niveau, ce qui est difficile sur de grandes surfaces et presque impossible sur des sols, fluctuants selon les gels et dégels. Les planchers inondants, presque toujours en béton, sont aussi sujets à
se fendiller, ce qui nécessite des frais d'entretien non négligeables.
Les méthodes d'arrosage manuelles ne s'appliquent qu'à de petites surfaces de culture et sont généralement co0teuses en temps.
Les systèmes des tapis et des matelas capillaires sont peu co0teux, ne nécessitent pas d'8tre rigoureusement de niveau et sont économes en eau et fertilisants. Le mécanisme de propagation des maladies par les goutelettes d'eau ne s'applique pas à ces dispositifs, cependant, un autre type de propagation existe. Les surfaces libres entre les pots sont trempées et il s'y développe des colonies d'algues. Ces surfaces humides et couvertes d'algues servent d'écosystème à
certains types d'insectes qui y pullulent surtout les sciarides et mouches du rivages. Ces insectes se promènent d'un plant à l'autre ce qui favorise la propagation des maladies fongiques, virales et bactériennes. Elles possèdent aussi des larves qui s'attaquent aux racines et aux feuilles. Ces algues, qui prélèvent une portion des fertilisants, sont nuisibles, car il faut les enlever périodiquement. Un autre défaut de ces systèmes est que les racines qui sortent par les trous situés dans la partie inférieure des pots courent à la surface du dispositif et s'entremélent ou encore pénètrent et s'ancrent dans le matériel absorbant du dispositif. Ces problèmes reliés aux racines causent des ennuis importants lors des récoltes et de la redisposition des surfaces de culture.
Objet et description de l'invention . . .. . ~ . - .
La présente invention a pour objet un matelas ou tapis capillaire à surface sèche et donc libre du problème des colonies d'algues et des insectes qui y sont associés.
Plus précisément le dispositif est constitué de trois éléments distincts, une mince feuille d'un matériel polymérique, d'une feuille de mousse à cellules ouvertes et compressibles et finalement d'une masse absorbante. , .
La mince feuille polymérique est traversée d'une multitude de petits trous d'un diamètre de 1 mm ou moins et espacés entre eux de 5 mm ou moins. Elle peut étre constituée de différents matériaux tel que, entre autre, par du polyester, polypropylène ou du polyéthylène. La feuille doit démontrer des caractéristiques hydrophobes et de résistances à la dégradation par le rayonnement ultraviolet. De plus cette dite feuille doit étre de prérérerice opague â la linière, avoir une grande flexibilité et posséder épaisseur maximale de 1 mm. Elle peut étre produite par la perforation d'une feuille continue d'un polymère adéquat ou encore étre le résultat d'une opération de tissage de fils ou de bandelettes. II est aussi possible d'obtenir un tel résultat par une opération de lamina6on à chaud d'un tissé ou d'un non tissé.
La mousse à cellules ouvertes est de polyuréthanne réticulé ou de tout autre polymère adéquat.
Les cellules étant ouvertes, ce qui est nécessaire, il y a un passage aisé
pour l'eau de part en part de la feuille de mousse. Cette feuille de mousse possède une épaisseur de 1 mm à 10 mm.
Elle possède aussi la propriété de retrouver son épaisseur d'origine méme après un temps de compression important. La densité de la mousse est inférieure à 0.1 glcm' et la taille moyenne des cellules est plus grande que 100 microns.

La masse absorbante peut étre constituée d'un non tissé fabriqué par une technique d'aiguilletage ou d'une quelconque masse absorbante qui se présente sous la forme d'une feuille de (épaisseur mentionnée. Cette dite masse absorbante doit etre capable d'exercer ~E ~t~e capillaire de préférence d'au moins 1 cm sur l'eau, de cette manière, l'e u se cbue sur toute la surface à partir d'une source ponctuelle d'slimerriaEion. L'épai~eur de ce matetas de substance absorbante est de 0.5 mm à 1~ mm.
Ces trois éléments peuvent étre commodément, mais pas nécessairement, assemblés entre eux à l'aide d'un adhésif résistant à Peau. Cet adhésif ne doit pas restreindre le passage de Peau. Les éléments sont assemblés de la manière suivante, de la partie supérieure en progressant vers la partie inférieure. feuille de polymère trouée, mousse et enfin la masse absorbante.
~e disposmr oecnt pans ie présent brevet est déposé sur une surface plane approximativement de niveau et imperméable. La partie supérieure du dispositif étant la feuille trouée. Entre la surface sur laquelle le dispositif repose et le dispositif en question, ont fait courir un certain nombre de boyaux d'alimentations micro perforés. Ces boyaux d'alimentations émettent de l'eau en différents points situés sur leurs longueurs et donc fournissent de l'eau à la masse absorbante du dispositif.
Sur la surface supérieure du dispositif ont pose des pots en n'importe quel point désiré. La masse des pots compriment la mousse, diminuant de ce fait la dimension de ses cellules et par la méme occasion rapproche la feuille constituant la partie supérieure du dispositif de la partie absorbante qui constitue la partie inférieure du dit dispositif. Ce mode d'installation peut varier selon le bon vouloir de (utilisateur. De cette manière, il est possible de découper et d'ajuster aux dimensions requises le dispositif sans se préoccuper du systéme de distribution de l'eau.
II est évident que le système pourrait aussi comprendre une couche imperméable située sous la couche absorbante et qu'entre ces deux dites couches qu'il puisse y avoir des boyaux de distributiôns perforés.
La diminution de la dimension des cellules de la mousse favorise (ascension capillaire de Peau entre la partie inférieure du dispositif qui est gorgée d'eau et la partie supérieure qui est la feuille de plastique. En effet, il est bien connu que dans un matériel poreux;
(ascension capillaire est inversement reliée au diamètre des pores. L'eau peut donc par ascension capillaire, en passant à
tràvers les trous de la feuille de polymère,Iirriguer le sol du pot. Ce' phénomène est aussi grandement facilité par le fait que la distance entre le fond du~pot et la masse absorbante est fortement diminuée par la compression de la mousse. . . , ..
Cette liaison hydrauliqûe, qui a lieu lors de la compression du dispositif, permet d'avoir de manière continue un flux d'eau, dont le moteur est l'évapotranspiration de la plante, entre la partie inférieure du dispositif et le sol du pot. Les surfaces entre les pots étant libres de compression, Peau ne peut pas atteindre la feuille de polymère pertorée et la surtace du dispositif réste sèche.
Ce mécanisme se comporte comme un interrupteur d'où le nom de l'invention.
Comme la surface du dispositif est sèche, les algues ne peuvent s'y développer et comme la feuille de polymère est opaque, les algues ne peuvent pas d'avantage se développer dans le dispositif.
La dimension des pores de la feuille de polymère est suffisamment petite pour que les racines ne puissent les traverser et ainsi s'ancrer dans le dispositif. De plus les racines ne peuvent pas courir sur la surface du dispositif, comme il n'y a pas d'eau, les racines ne peuvent pas y croTtre.

Brève description des figures La figure 1 est une vue en coupe qui monVe l'assemblage des éléments de (invention ainsi que (effet de la compression exercée par un pot sur le dispositif.
La figure 2 est une répétition de la figure 1 sur laquelle il y a d'indiqué le profil de la distribution de l'eau dans le dispositif.
La frgure 3 est une vue schématique qui montre un exemple de la méthode d'installation du dispositif.
Pour des raisons de simplicité, les mémes numéros de références ont été
utilisés pour identifier les mémes pièces dans la description et les dessins qui apparaissent à fa rubrique K Figures et graphiques ~.
Le dispositif de (invention (1) est illustré à la figure 1. Ce dit dispositif comprend une feuille polymérique (2) possiblement contrecollée à la surface d'une feuille de mousse résiliante (4) à
cellules ouvertes. La feuille polymérique est perforée en sa surface d'une multitude de petits trous (3). La mousse (2) est possiblement contrecollée à une masse de matériel absorbant (5).
Sous l'action de la pression exercée par la masse du pot (6) et du sol (7) qu'il contient, les cellules de la mousse (2) se compriment et les dites cellules passent des dimensions (9) à des dimensions plus petites telle qu'illustré en (10).
Les trous (8) présents dans la portion inférieure du pot (6) cotncident avec certains, de la multitude de trous (3) de la feuille polymérique (2).
La figure 2 montre le dispositif tel qu'illustré par la figure 1. Sur ce dispositif (1 ), la présence de l'eau d'irrigation (11) est montrée et sert à appuyer .l'effet du changement de la dimension des cellules de la mousse (4) ainsi que d'illustrer le mouvement de Peau (11).
L'eau d'irrigation (11) voyage de la masse absorbante (5) au travers des cellules ouvertes de la mousse (4) et de là au travers des orifices (3) de la feuille polymérique et finalement via les trous (8) du pot (6) dans le sol (7). .
La figure 3 montre un mode d'utilisation possible du dispositif. Le dispositif (1 ) est déposé sur une surface approximativement plane et imperméable (13). Entre le.dispositif (1) et la surface plane (13), des tuyaux d'alimentations (12) circulent. Ces tuyaux d'alimentations (12) apportent d'une source quelconque de l'eau (15) pour fin d'irrigation et possédent en différents points de leurs lorigueurs dés petits orifices (14) qui laissent s'échappercette eau (16) et fournissent au dispositif (1 ) l'eau nécessaire à l'arrosage de la culture. Pour des raisons de simplicité, les pots normalement disposés à la surface du dispositif (1) ne sont pas montrés. Pour ces mémes raisons de simplicité; la multitude des petits trous qui traversent la feuille polyniérique (2) ainsi que les adhésifs ne sont pas montrés.

Description d'un mode de réalisation préféré de l'invention La description d'un mode préféré de réalisation fait référence au dessin de la figure 1. Les numéros de références sont utilisés dans la description et les dimensions et compositions des éléments du dispositif sont énoncés selon les besoins.
Dans un des modes préférés de réalisation de (invention, le dispositif (1) est composé des éléments suivants. La feuille polymérique (2) est une feuille de polyéthylène noir, résistante aux ultraviolets, de 130 microns d'épaisseur. Cette feuille (2) est perforée d'une multitude de petits trous (3) selon un taux de 65 trous par cm~, ce qui implique que la distance moyenne entre les trous (3) est de 125 microns. Les trous (3) approximativement circulaires ont un diamètre moyen de 400 microns.
A l'aide d'un voile thermofusible d'adhésif d'acétate de vinyle, cette feuille de polyéthylène (2) est contrecollée à chaud à une mousse (4) de polyuréthanne de 1 mm d'épaisseur.
Cette mousse (4) est d'une densité de 0.03 g par cm' et elle possède des cellules ouvertes, approximativement sphériques et de dimension (9) moyenne, lorsque la mousse est libre de compression, de 400 microns. A l'aide d'un deuxième voile adhésif d'acétate de vinyle, la mousse

(2) est contreco8ée à chaud à la masse de fibres absorbantes (5) qui se présente sous la forme d'un non tissé
aiguilleté. Ce dit non tissé est composé de 65%, en masse, de fibres de polyester de 3 denier et de 35%, en masse, de fibres de viscose 3 denier. Sa masse surfacique est de 235 glm' et son épaisseur est de 1.3 mm.
La combinaison de ces différents éléments (1) (4) et (5) est produite sous formes de rouleaux qui typiquement, mais pas nécessairement, sont de 30 mètres de long par 1.83 mètres de largeur.
Ces rouleaux sont facilement installés par les utilisateurs.
Revendications