FR2600230A1 - Procede de controle de l'humidite et de l'opacite des parois d'une serre et serre permettant la mise en oeuvre de ce procede - Google Patents

Abstract

PROCEDE DE CONTROLE DE L'HUMIDITE ET DE L'OPACITE DES PAROIS D'UNE SERRE, AU MOINS UNE PAROI ETANT CONSTITUEE PAR DEUX MEMBRANES DISPOSEES L'UNE SUR L'AUTRE DE FACON A CE QU'UN ESPACE EST CREE ENTRE LESDITES MEMBRANES LORSQU'UN FLUIDE SOUS PRESSION Y EST INTRODUIT, CARACTERISE EN CE QUE LEDIT FLUIDE EST ASPIRE DUDIT ESPACE ET ACHEMINE, EVENTUELLEMENT VIA UN DESSICATEUR, VERS UN GENERATEUR DE CHALEUR OU LEDIT FLUIDE EST PORTE A UNE TEMPERATURE AU MOINS EGALE A CELLE QUI REGNE A L'INTERIEUR DE LA SERRE; LE FLUIDE CHAUD EST PAR LA SUITE REFOULE DANS LEDIT ESPACE, A NOUVEAU ASPIRE ET ACHEMINE VERS LEDIT GENERATEUR DE CHALEUR, ET REFOULE A NOUVEAU DANS LEDIT ESPACE, CE CYCLE D'OPERATIONS ETANT CONTINUE EN CIRCUIT FERME JUSQU'A CE QUE LA TEMPERATURE DU FLUIDE DANS L'ESPACE ET DESDITES MEMBRANES SOIT SENSIBLEMENT EGALE A CELLE QUI REGNE A L'INTERIEUR DE LA SERRE; LEDIT FLUIDE POUVANT EN OUTRE ETRE COLORE POUR PERMETTRE LE CONTROLE DU FLUX LUMINEUX TRAVERSANT LADITE PAROI.

Description

PROCEDE DE CONTROLE DE L'HUMIDITE ET DE L'OPACITE DES PAROIS D'UNE
SERRE ET SERRE PERMETTANT LA MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE
La présente invention concerne une serre dont au moins une partie d'au moins l'une de ses parois est constituée par deux membranes transparentes, disposées l'une sur l'autre de façon à ce qu'un espace est créé lorsqu'un fluide sous pression est introduit entre lesdites membranes.

On connait des serres ayant au moins une paroi, et notamment le toit, constitué par deux membranes (21, 22) qui sont déroulées l'une sur l'autre et fixées sur les bords des parois verticales. Une soufflante (10) aspire l'air ambiant à l'extérieur de la serre (1) via une prise d'air (111), éventuellement un filtre (12) et une conduite (11) et refoule l'air entre les deux membranes (21, 22) via une conduite (13) et une ouverture (131) pratiquée dans la membrane intérieure (22), créant ainsi un espace (2), dont l'épaisseur maximale est de l'ordre de 200 mm, par exemple. L'espace (2) étant fermé, la soufflante (10) ne fonctionne que lorsque la pression dans cet espace a baissé d'une valeur prédéterminée, par exemple ou selon un cycle prédéterminé contrôlé par un doseur cyclique (25).Ces serres donnent d'excellents résultats en ce qui concerne les économies d'énergie et assurent une réduction des amplitudes thermiques (voir figure 1).

Toutefois, sous l'influence de l'arrosage, de la respiration des cultures, l'atmosphère à l'intérieur des serres est très humide. L'écart de température entre l'intérieur et l'extérieur, surtout la nuit, et la réalisation des parois de la serre (1) en verre ou en un matériau synthétique transparent dont le pouvoir d'isolation thermique est relativement faible, provoque une importante condensation de la vapeur d'eau à l'intérieur de la serre.Sur les parois verticales ou très fortement inclinées, les gouttelettes, produits de la condensation, ont tendance à ruisseler sur le sol, tandis que sur les parois horizontales ou faiblement inclinées, les gouttelettes se maintiennent ; ainsi, pour une serre ayant un toit constitué par deux membranes (21, 22) délimitant un espace (2), des gouttelettes se maintiennent sur les faces intérieures de chaque membrane et des très fines gouttelettes dans l'air sous pression dans l'espace (2).

La condensation nocturne est bénéfique, car elle permet la récupération de chaleur due à la chaleur latente de la condensation d'une part, et un effet d'opacité partielle au rayonnement infrarouge émis par le sol vers les faces intérieures des parois.

Par contre, la condensation est nuisible dès le lever du soleil, car il empêche la pénétration du rayonnement solaire. Les produits de condensation doivent donc disparaître rapidement. Or, dans les serres connues, l'évaporation des gouttelettes dure plusieurs heures, ce qui ne permet pas le réchauffement rapide de l'intérieur de la serre.

On a en outre observé que la variation du flux lumineux traversant les parois de la serre ne permet pas l'obtention d'une ambiance régulière (température, humidité) à l'intérieur de la serre.

La présente invention a pour objet de pallier ces inconvénients en créant une serre où les produits de la condensation sont éliminés, lorsqu'ils sont néfastes et où le fluide de gonflage de la paroi peut être coloré pour permettre le contrôle efficace du flux lumineux.

Conformément à la présente invention le procédé de contrôle de l'humidité et de l'opacité des parois d'une serre, au moins une paroi étant constituée par deux membranes disposées l'une sur l'autre de façon à ce qu'un espace est créé entre lesdites membranes lorsqu'un fluide sous pression y est introduit, est caractérisé en ce que ledit fluide est aspiré dudit espace et acheminé, éventuellement via un dessicateur, vers un générateur de chaleur où ledit fluide est porté à une température au moins égale à celle qui règre à l'intérieur de la serre ; le fluide chaud est par la suite refoulé dans ledit espace, à nouveau aspiré et acheminé vers ledit générateur de chaleur et refoulé à nouveau dans ledit espace, ce cycle d'opérations étant continué en circuit fermé jusqu'à ce que la température du fluide dans l'espace et desdites membranes soit sensiblement égale à celle qui règne à l'intérieur de la serre ; ledit fluide pouvant en outre être coloré pour permettre le contrôle du flux lumineux traversant ladite paroi.

La mise en route du cycle permettant l'élimination des condensats, et de l'opération permettant le contrôle de l'opacité et de la couleur dudit fluide, s'effentue automatiquement en fonction de l'ensoleillement ou selon un programme prédéterminé.

La serre dont au moins une partie d'au moins une de ses parois est réalisée sous forme de deux membranes transparentes disposées l'une sur l'autre de façon à ce qu'un espace est eréé entre lesdites membranes lorsqu'un fluide sous pression est introduit entre ces membranes, est caractérisée en ce que des premiers moyens sont prévus pour éliminer les gouttelettes de condensation qui se trouvent dans ledit espace et sur les faces intérieures desdites membranes et, si désiré, d'autres moyens pour permettre le contrôle du flux lumineux traversant ladite paroi.

Lesdits premiers moyens comprennent une conduite pourvue de perforations sur toute sa longueur,ladite conduite étant disposée dans l'espace entre lesdites membranes, cette conduite étant fermée à l'une de ses extrémités et reliée à son autre extrémité à une conduite qui traverse la membrane intérieure et est reliée à un générateur de chaleur disposé dans la serre et dans lequel le fluide, ayant été aspiré via une prise et une conduite dudit espace au moyen d'une aspirante-soufflante et acheminé via une conduite vers ledit générateur de chaleur, est chauffé avant d'être réintroduit dans ledit espace par les perforations ou orifices pratiqués dans la conduite disposée dans cet espace.

Un dessicateur peut être disposé sur la conduite arrivant de l'aspirante-soufflante vers le générateur de chaleur.

Selon un mode de réalisation, les moyens permettant de colorer ledit fluide comprennent des réservoirs, pompes ou turbines aspirantes-s@uf- flantes, et vannes et conduites.

En général, l'aspirante-soufflante peut être commandée automatiquement par deux solarimètres montés en comparaison, l'un à l'intérieur et l'autre à l'extérieur de la serre, ou encore par une horloge programmée.

Enfin, ladite conduite pourvue de perforations ou orifices est calorifugée.

D'autres perfectionnements et avantages ressortiront du texte suivant, donné à titre d'exemple, et des figures y afférentes.

La figure 1 est une vue schématique en perspective de la serre conforme à l'invention.

La figure 2 est une vue schématique de dessus.

Comme c'est montré dans la figure 1, la serre (1) comporte une structure en éléments tubulaires, par exemple, sur laquelle sont montées des parois transparentes. Dans l'exemple montré sur les figures 1 et 2, le toit de la serre est réalisé sous forme de deux membranes (21, 22) dont les extrémités sont montées fixes sur les bords latéraux de la structure. A l'une des extrémités de la serre (1), dans la membrane inférieure (22) une prise (131) est installée par laquelle un fluide sous pression est introduit entre les deux membranes (21, 22) pour créer un espace (2) rempli dudit fluide sous pression dont la section a la forme d'une lunule. Le fluide sous pression est, dans l'exemple montré dans les figures, de l'air puisé à l'extérieur de la serre (1) et acheminé vers l'espace (2) par une conduite (111), éventuellement un filtre (12) pouvant être combiné avec un dessicateur, une conduite (11) reliée à l'aspiration d'une soufflante (10) qui refoule l'air via la conduite (13) et la prise (131) entre lesdites membranes (21, 22). La pression de l'air dans l'espace (2) est maintenue sensiblement constante par l'action de la soufflante (10) qui refoule automatiquement de l'air sous pression dans ledit espace (2) lorsque la pression baisse (fuites, baisse de la température, etc.) ou encore, selon un programme prédéterminé, par l'action d'un doseur cyclique (25), par exemple.

A l'autre extrémité de l'espace (2), dans la membrane inférieure (22) une autre prise (141) est disposée par laquelle l'air sous pression dans l'espace (2) est acheminé via une conduite (14) vers l'aspiration d'une soufflante (15) qui le refoule par la conduite (161), éventuellement un dessicateur (20), et la conduite (162) vers un générateur de chaleur (17) où l'air est chauffé à une température au moins égale à celle qui règne dans la serre (1), avant d'étre réintroduit dans l'espace (2) via la conduite (18) qui, après avoir traversé ladite membrane (21) est relié à une extrémité à un dispositif tubulaire ou une conduite (19) disposé le long du faîtage du toit de la serre (1). L'autre extrémité de cette conduite (19) est obturée.

L'air recyclé et chauffé est réintroduit selon les flèches (f) dans l'espace (2) par des orifices (191) faisant fonction de buses de soufflage pratiquées dans la conduite (19) sur toute sa longueur. Ces orifices (191) sont, en général, espacés les uns des autres, à des distances sensiblement égales. Ils peuvent, toutefois être pratiqués à des distances variées prédéterminées.

L'ensemble (141, 14, 15, 161, 20, 162, 17, 18, 19, 191), fonctionne donc en circuit fermé. Les fuites éventuelles sont compensées par un apport d'air provenant de l'extérieur de la serre (1) par l'action de la soufflante (10).

Le procédé sera mieux compris par l'exemple chiffré du fonctionnement de la serre décrite ci-dessus :
Soit une serre de 32 m de longueur, 6,4 m de largeur, 2,5 m de hauteur sous chéneau et 3,8 m de hauteur sous fattage. La température à l'intérieur de la serre est maintenue à 18 C, tandis que la température ambiante à l'extérieur de la serre est # 0 C. It est donc nécessaire de porter la température à l'intérieur de l'espace (2) à 18 C et de maintenir cette température dans l'espace (2) pour éliminer les condensats et empêcher la condensation de la vapeur d'eau dans l'air sous pression dans l'espace (2). Les déperditions essentielles de chaleur sont celles qui se produisent sur la membrane supérieure (21). Les déperditions de chaleur totales sont de l'ordre de 25.000 Kcal/h.Il importe donc de fournir cette chaleur dans l'espace (2) entre les membranes (21 et 22) par des moyens ayant une température compatible avec lesdites membranes (21 et 22) qui sont, de préférence, en un matériau synthétique transparent tel que le polyéthylène, et étant bien entendu que l'air originalement soufflé entre lesdites membranes (21, 22) par la soufflante (10) et l'air d'apport fourni par cette soufflante (10) pour le maintien de la pression de service provient de l'extérieur de la serre (1), afin que sa teneur en vapeur d'eau soit inférieure à celle de l'ambiance à l'intérieur de la serre (1).L'air sous pression à l'intérieur de l'espace (2) est alors mis en circulation dans un circuit fermé : une prise d'aspiration (141), une conduite (14), une aspirante-soufflante (15), une conduite (161), éventuellement un dessicateur (20), une conduite (162), un générateur de chaleur (17), une conduite (18) calorifugée qui pénêtre dans l'espace (2) par un passage calorifugé (181) et fournit l'air chaud dans une extrémité d'un dispositif tubulaire ou conduite (19) qui est obturée à son autre extrémité et qui est pourvue, sur toute sa longueur, d'orifices (191) espacés les uns des autres d'une distance sensiblement égale. Dans l'exemple décrit, le débit de l'aspirante-soufflante (15) est de 1000 m3/h environ.Les conduites (14, 161, 162) ne sont pas calorifugées étant donné que l'air acheminé en circuit fermé a sensiblement la même température que celle qui règne à l'intérieur de la serre (1). Le générateur de chaleur (17) peut fournir 25.000 Kcal/h. L'air sort du générateur de chaleur à une température d'environ 100 C et est acheminé dans la conduite perforée (19) placée au faîtage de la serre et qui est calorifugée avec de la laine de verre ayant une épaisseur de 0,02 m, par exemple. Les perforations ou orifices (191) pratiqués dans cette conduite (19) font fonction de buses de soufflage. Le diamètre de chaque orifice (191) est de l'ordre de 40 mm. Deux orifices (191) sont pratiqués diamétralement opposés tous les 0,5 m le long de la conduite (19). L'air chaud sort desdits orifices à une vitesse de l'ordre de 1,8 m/s et à une température de l'ordre de 100 C.L'air sous pression à l'intérieur de l'espace (2) est porté à une température de + 18 C. Grâce à son calorifugeage, la température sur la face extérieure de la conduite (19) ne dépasse pas + 40 C. Ni les conduites, prises et membranes ne risquent d'être endommagées. L'air chaud continuant à circuler en cycle fermé élimine rapidement tous les condensats.

En effet, dès l'instant où les faces intérieures des membranes (21, 22) atteignent la température de l'atmosphère ambiant à l'intérieur de la serre (1), tous les condensats sont éliminés et toute nouvelle condensation devient impossible. En outre, l'air originalement introduit entre les deux membranes (21, 22) et ultérieurement l'air d'apport est puisé à l'extérieur de la serre (1). Cet air est porté à une température supérieure à la température régnant à l'extérieur de la serre. En conséquence, toute condensation sur les faces internes ou externes des membranes devient impossible.

Comme les condensats ne doivent disparaître que lorsque le besoin se fait sentir, c'est-à-dire dès que le rayonnement solaire incident est à même de fournir la chaleur et/ou la lumière aux cultures dans la serre, le fonctionnement du cycle fermé décrit ci-dessus est de préférence intermittent. Ainsi, la soufflante-aspirante (15) et, si désiré, le générateur de chaleur (17), sont commandés par deux solarimètres (non montrés sur les figures), l'un à l'intérieur et l'autre à l'extérieur de la serre, ou encore par une horloge programmée. Cette dernière solution est toutefois moins avantageuse, notamment parce qu'elle netient pas compte de l'instant de disparition des condensats et permet ainsi aux divers appareils (15, 17) de fonctionner inutilement.

Il est dans le cadre de l'invention d'adjoindre à l'installation de décondensation sus-mentionné un système de contrôle de l'opacité de la couche d'air dans l'espace (2).

Un tel système peut consister en un ensemble de réservoirs (24) de colorants divers associés à des conduites (23) et des aspirantes-soufflantes et vannes (22), permettant d'injecter via une conduite (21) dans le circuit, par exemple entre les conduites (161 et 162) un fluide ou analogue ayant la couleur désirée pour modifier l'opacité de la couche d'air sus-mentionnée.

Des moyens peuvent être prévus pour contrôler automatiquement l'intensité de la coloration, l'extraction de l'air coloré et son remplacement par de l'air ayant une couleur différente, en fonction des conditions du rayonnement solaire et/ou de la luminosité désirée à l'intérieur de la serre.

De nombreuses améliorations et modifications peuvent être réalisées sans pour autant sortir du cadre de l'invention.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1.) - Procédé de contrôle de l'humidité et de l'opacité des parois d'une serre, au moins une paroi étant constituée par deux membranes disposées l'une sur l'autre de façon à ce qu'un espace est créé entre lesdites membranes lorsqu'un fluide sous pression y est introduit, caractérisé en ce que ledit fluide est aspiré dudit espace et acheminé, éventuellement via un dessicateur, vers un générateur de chaleur où ledit fluide est porté à une température au moins égale à celle qui règne à l'intérieur de la serre ; le fluide chaud est par la suite refoulé dans ledit espace, à nouveau aspiré et acheminé vers ledit générateur de chaleur et refoulé à nouveau dans ledit espace, ce cycle d'opérations étant continué en circuit fermé jusqu'à ce que la température du fluide dans l'espace et desdites membranes soit sensiblement égale à celle qui règne à l'intérieur de la serre ; ledit fluide pouvant en outre être coloré pour permettre le contrôle du flux lumineux traversant ladite paroi.

2.) - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la mise en route du cycle permettant l'élimination des condensats, et de l'opération permettant le contrôle de l'opacité et de la couleur dudit fluide, s'effectuent automatiquement en fonction de l'ensoleillement ou selon un programme prédéterminé.

3.) - Serre dont au moins une partie d'au moins une de ses parois est réalisée sous forme de deux membranes transparentes disposées l'une sur l'autre de façon à ce qu'un espace est créé entre lesdites membranes lorsqu'un fluide sous pression est introduit entre ces membranes, caractérisée en ce que des premiers moyens (19, 14, 15, 17, 18) sont prévus pour éliminer les gouttelettes de condensation qui se trouvent dans ledit espace (2) et sur les faces intérieures desdites membranes (21, 22) et, si désiré, d'autres moyens (21, 22, 23, 24) pour permettre le contrôle du flux lumineux traversant ladite paroi.

4.) Serre selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits premiers moyens comprennent une conduite (19) pourvue de perforations (191) sur toute sa longueur, ladite conduite étant disposée dans l'espace (2) entre lesdites membranes (21, 22), cette conduite étant fermée à l'une de ses extrémités et reliée à son autre extrémité à une conduite (18) qui traverse la membrane intérieure (22) et est reliée à un générateur de chaleur (17) disposé dans la serre et dans lequel le fluide,-ayant été aspiré via une prise (141) et une conduite (14) dudit espace (2) au moyen d'une aspirante-soufflante (15) et acheminé via une conduite (161, 162) vers ledit générateur de chaleur (17)-, est chauffé avant d'être réintroduit dans ledit espace (E) par les perforations ou orifices (191) pratiqués dans la conduite (19) disposée dans cet espace (E).

5.) - Serre selon l'une des revendication 3 ou 4, caractérisée en ce qu'un dessicateur (20) est disposé sur la conduite (161, 162) menant de l'aspirantesoufflante (15) vers le générateur de chaleur (17).

6.) - Serre selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisée en ce que les moyens permettant de colorer ledit fluide comprennent des réservoirs (24), pompes ou turbines aspirantes-soufflantes, et vannes (22) et conduites (21, 23).

7.) - Serre selon l'une des revendications 3 à 6 caractérisée en ce que l'aspirante-soufflante (15) est commandée automatiquement par deux solarimètres montés en comparaison, l'un à l'intérieur et l'autre à l'extérieur de la serre, ou encore par une horloge programmée.

8.) - Serre selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisée en ce que ladite conduite (19) pourvue de perforations ou orifices (191) est calorifugée.