FR3008846A1 - Pivot central pour un systeme d'irrigation rotatif - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un pivot central (102) comprenant un tube principal (112) comprenant un orifice d'arrivée d'eau (114), un dispositif rotatif (113) comprenant un orifice de sortie d'eau (116), et un passage d'eau (115) entre le tube principal (112) et le dispositif rotatif (113). Selon l'invention, le dispositif rotatif (113) comprend un manchon hydraulique rotatif fixé coaxialement autour de l'extérieur du tube principal (112) et le passage d'eau comprend au moins un orifice latéral de passage d'eau (115A) et un espace de circulation d'eau (115B) entre la paroi du tube (112-1) et la paroi du manchon (113-1) afin d'assurer la communication fluide entre l'orifice d'arrivée d'eau (114) et l'orifice de sortie d'eau (116) du pivot. Le pivot central permet ainsi le support et le maintien éventuel d'un élément tenu à l'extrémité supérieure du pivot, tel qu'un panneau photovoltaïque.

Description

PIVOT CENTRAL POUR UN SYSTEME D'IRRIGATION ROTATIF La présente invention concerne un pivot central, un système d'irrigation comprenant un tel pivot, et leurs procédés d'installation. Il existe des différentes techniques d'irrigation des champs agricoles. Ces techniques incluent l'irrigation par inondation, l'irrigation localisée (par exemple, des arroseurs), la micro-irrigation ('goutte à goutte'), les enrouleurs, la couverture intégrale, les systèmes se déplaçant latéralement et les systèmes rotatifs autour d'un pivot central. La technique la plus adaptée est alors choisie selon plusieurs critères, comprenant la géométrie et topographie du terrain, les besoins en eau, la main d'oeuvre disponible, le prix d'installation et de maintien du système, etc. De nos jours, le système d'irrigation rotatif autour d'un pivot central fixe est très répandu car il est facile à utiliser avec un faible coût d'exploitation à l'hectare. Il est donc adapté pour une irrigation de surfaces de grande superficie. La figure 1 représente une vue en perspective d'un système d'irrigation 1 à pivot central conventionnel. Le système 1 comprend un pivot central 2, des tours mobiles 3, des travées 4, et des moteurs 5. Les tours mobiles 3 sont montées sur roues et reliées entre elles et au pivot central par les travées 4. Les travées 4 sont des cadres support de tuyaux et sont typiquement fabriquées en acier galvanisé ou en aluminium, ayant chacune une longueur variant de 30 à 60 m. Chaque travée 4 comprend une conduite d'eau 6, des arroseurs 7 espacés sur la longueur de la conduite d'eau, et un câble électrique 8 qui relie les moteurs 5 à un système de contrôle (non représenté dans la figure 1) agencé sur le pivot central 2. En option, une structure en porte à faux 9 soutenant une dernière conduite d'eau 6 et des arroseurs 7 est agencé à l'extrémité du système 1 afin d'arroser un maximum de surface.

Le pivot central 2 est donc le centre de rotation du système d'irrigation 1 et comporte une source d'énergie, une armoire de contrôle électrique et un orifice d'arrivée d'eau alimenté par exemple par un puits ou par un tuyau sous-terrain (non-montrés à la figure 1).

L'armoire de contrôle commande les moteurs 5 afin qu'ils puissent entrainer les tours mobiles 3, et par conséquent, les travées 4 et les arroseurs 7, en rotation autour du pivot central 2 afin d'irriguer une surface circulaire de terrain de grande superficie. La figure 2A représente une vue de côté du pivot central 2 plus en détail. Le pivot 2 est posé sur une dalle de support 10 et comprend une structure pyramidale de support 11, un tube rigide principal 12, un dispositif rotatif 13, un orifice d'arrivée d'eau 14, un passage d'eau 15 (non montré à la figure 2A) entre le tube principal et le dispositif rotatif, un orifice de sortie d'eau 16, un tube support 17 du dispositif rotatif 13, une armoire de contrôle électrique 18, une tige support du collecteur 19, et un collecteur 20. Le tube principal 12 a un axe longitudinal A-A' et il est tenu fixe dans une position verticale par le support 11, sur lequel l'armoire 18 est installé. L'orifice d'arrivée d'eau 14 est agencé à l'extrémité inférieure du tube principal 12. Le support 17 du dispositif rotatif (une tête centrale tubulaire) est agencé à l'extrémité supérieure du tube principal 12, afin d'assurer la jonction du dispositif rotatif 13 avec la partie supérieure du support 11. Le dispositif rotatif 13 comprend l'orifice de sortie d'eau 16 à son extrémité. Le passage d'eau 15 permet le passage d'eau entre l'orifice d'arrivée d'eau 14 et l'orifice de sortie d'eau 16 à travers le tube principal 12 et le dispositif rotatif 13. Le collecteur 20 comprend une partie intérieure centrale 20A non-rotative et une partie intérieure périphérique 20B rotative, et il est monté sur une tige support 19 du collecteur 20 fixée au sommet du dispositif rotatif 13.

Le structure de support 11, le tube principal 12, l'orifice d'arrivée d'eau 14, le support du dispositif rotatif 17, l'armoire de contrôle 18, la tige support 19, et la partie intérieure centrale 20A du collecteur 20 sont fixes, et donc non-rotatifs, tandis que le dispositif rotatif 13, l'orifice de sortie d'eau 16, et la partie intérieure périphérique 20B du collecteur sont rotatifs. La figure 2B est une vue en coupe élargie du dispositif rotatif 13 et du support 17 montés sur le tube principal 12. Le dispositif rotatif 13 est ici un coude male ayant une partie droite inferieure 13-1 qui est insérée dans l'extrémité supérieure du tube principal 12, une partie intermédiaire droite 13-2 qui s'étend à travers le support 17, une partie intermédiaire coudé 13-3, une partie droite supérieure 13-4 perpendiculaire au tube principal 12, et une partie 13-5 qui renforce le support mécanique du dispositif 13. L'orifice de sortie d'eau 16 est à l'extrémité de la partie 13-4, et se connecte à une conduite d'eau 6 montée sur une travée 4. Un joint tournant d'étanchéité à lèvre est agencé entre la partie droit inferieure 13-1 et l'extrémité supérieure du tube 12. Le dispositif rotatif 13 est donc configuré à pivoter à l'intérieur du tube principal 12 autour de l'axe longitudinal A-A' du tube 12 et est entrainé en rotation par les tours mobiles 3 et les travées 4. Un passage étanche de câble 21 s'étend à l'intérieur du tube principal 12, d'une partie du dispositif rotatif 13, et de la tige support 19. Le passage étanche 21 permet à faire passer des câbles électriques afin de relier le collecteur 20 à l'armoire de contrôle 18. Le collecteur 20 comporte un couvercle 22, une barre externe de liaison 23, une barre interne de liaison 24, un décodeur de position angulaire 25, des fils électriques 26, 27, un empilement des bagues conductrices 28, et des balais/frotteurs 29. La barre externe 23 assure la liaison entre le couvercle 22 et le dispositif rotatif 13 et tourne avec le dispositif 13, provoquant ainsi la rotation du couvercle 22. La barre interne 24 assure la liaison entre le couvercle 22 et le décodeur 25 afin de faire tourner le décodeur 25, fournissant ainsi une information de position angulaire de la travée 4 à l'armoire de contrôle 18.

Les fils électriques 26, passant à travers le tube étanche 21 et l'intérieur du collecteur 20, relient l'armoire de contrôle 18 aux bagues conductrices fixes 28, et ne tournent pas. Les fils électriques 27 sont connectés aux balais rotatifs 29 et s'étendent du collecteur 20 à travers la barre externe 23 et le câble 8 sur la travée 4, et se connectent aux moteurs 5. En résumé, l'armoire de contrôle 18 fournit de l'électricité au collecteur 20 qui la transfère aux moteurs 5 fixés sur les tours mobiles 4. Les moteurs 5 entrainent les tours mobiles 4 en rotation, faisant tourner les travées 4, les arroseurs 7, et le dispositif rotatif 13, ce qui fait tourner aussi le couvercle 22 et les balais 29 du collecteur 20 grâce à la barre externe 23. Néanmoins, il peut s'avérer coûteux de fournir en électricité les nombreux moteurs 5 ainsi que de connecter le pivot central 2 à un réseau électrique, selon la topographie et/ou l'éloignement du terrain du réseau électrique, etc. Pour pallier ces inconvénients, il est connu d'équiper les systèmes d'irrigation 1 à pivot central avec des panneaux solaires. La figure 3A représente un système d'irrigation 1' à pivot central, dans lequel des panneaux solaires 30 sont agencés sur une ou plusieurs travées 4 conventionnelles. Les travées étant entrainées en rotation autour d'un pivot central du système, les panneaux 30 sont également entrainés en rotation et leur orientation change. Il serait néanmoins préférable d'orienter les panneaux solaires 30 selon une orientation fixe par rapport au soleil, de préférence plein sud, afin de pouvoir fournir un apport en électricité constant et optimal. Il est de plus préférable que les panneaux solaires 30 aient une inclinaison a (alfa) bien précise (typiquement 60° à 70° par rapport à la verticale suivant la région) pour obtenir des performances optimales; ce qui n'est pas le cas lorsque les panneaux solaires sont fixés aux travées, dû à leur poids et le besoin d'une bonne fixation aux travées 4.

Une mauvaise orientation et/ou inclinaison des panneaux solaires implique d'augmenter leur nombre afin de pouvoir garantir une production électrique suffisante pour alimenter l'ensemble du système, surtout en période d'ensoleillement moindre. Cependant, cette solution n'est pas satisfaisante car le poids des panneaux solaires, qui peuvent avoisiner les 500 kg, augmente la force nécessaire à fournir par les moteurs afin de faire tourner le système, qui nécessite alors encore plus d'énergie. La figure 3B représente un autre système d'irrigation 1" à pivot central, dans lequel des panneaux solaires 31 sont agencés dans une manière fixe contre la structure du support 11 pour assurer leur bonne tenue. Les panneaux doivent être fixés en dessous du dispositif rotatif 13 afin de ne pas gêner sa rotation. Le système 1" pallie les problèmes évoqués ci-dessus concernant l'orientation des panneaux. En revanche, l'inclinaison des panneaux n'est toujours pas optimale à cause de la pente de structure de support 11. En outre, les panneaux 31, ainsi à proximité relative du sol, risquent d'être endommagés ou volés. Une autre solution, non montrée, consiste à installer des panneaux solaires sur la dalle de support 10 du pivot. Néanmoins, les panneaux prennent de la place qui pourrait être dédiée aux cultures et/ou les cultures peuvent faire de l'ombre sur les panneaux. Dans tous les cas, les panneaux risquent encore d'être endommagés ou volés. En conséquence, il pourrait être souhaitable de prévoir un système d'irrigation à pivot central qui permet une orientation fixe des panneaux solaires, avec une inclinaison optimale, et qui surmonte les inconvénients des réalisations antérieurs. Au vu des systèmes d'irrigation à pivot central équipés des panneaux solaires conventionnelles 1' et 1" représentés aux figures 3A et 3B, il a été souhaité de pouvoir monter un panneau solaire au-dessus du pivot central 2, afin qu'il soit hors de portée des personnes malintentionnées. La tige support 19, bien que permettant une orientation fixe d'un panneau solaire, n'est pas assez solide pour supporter le poids d'un panneau solaire. En revanche, le dispositif rotatif 13, bien que plus solide, ne permet pas une orientation fixe d'un panneau. Pour résoudre ce problème, l'invention réside dans l'inversement du schéma mécanique et hydraulique du pivot central, c'est-à-dire qu'au lieu d'un dispositif rotatif 13 à l'intérieur du tube principal fixe 12, comme montré à la figure 2A, le dispositif rotatif 13 est agencé à l'extérieur du tube principal fixe 12. En conséquence, le tube principal, fixe et solide, s'étend au-delà du dispositif rotatif, sur toute la longueur de l'axe longitudinal du pivot central. Un panneau solaire peut être installé à son extrémité supérieure, avec l'orientation et l'inclinaison souhaitées. Il y a lieu de noter qu'à la place d'un panneau solaire, un autre élément, notamment un autre élément de production d'énergie, par exemple une éolienne, ou même un panneau publicitaire, peut y être installé aussi. Plus précisément, la présente invention concerne un pivot central comprenant : - une structure de support; - un tube principal avec un axe longitudinal tenu fixe dans une position verticale par la structure de support et comprenant un orifice d'arrivée d'eau dans l'intérieure du tube à sa portion inférieure; - un dispositif rotatif monté sur la portion supérieure du tube principal, apte à pivoter autour de l'axe longitudinal du tube principal et comprenant un orifice de sortie d'eau; et - un passage d'eau entre le tube principal et le dispositif rotatif permettant le passage d'eau entre l'orifice d'arrivée d'eau et l'orifice de sortie d'eau à travers le tube principal et le dispositif rotatif. Selon l'invention, le dispositif rotatif comprend un manchon hydraulique rotatif fixé coaxialement autour de l'extérieur du tube principal; et le passage d'eau comprend au moins un orifice latéral de passage d'eau agencé dans la portion supérieur de la paroi du tube principal et un espace de circulation d'eau entre la paroi du tube et la paroi du manchon afin d'assurer la communication fluide entre l'orifice d'arrivée d'eau et l'orifice de sortie d'eau du pivot. En conséquence, le dispositif rotatif assure la circulation d'eau entre l'orifice d'arrivée d'eau et l'orifice de sortie d'eau. L'orifice de sortie d'eau peut être connecté à une travée d'un système d'irrigation. Le tube principal assure l'alimentation en eau du pivot, le support et le maintien éventuel d'un élément tenu à l'extrémité supérieure tel qu'un panneau photovoltaïque. Dans le cas d'une mise en oeuvre du pivot central dans un système d'irrigation rotatif, le tube principal assure le support et le maintien des travées, et la tenue mécanique de l'ensemble contre le vent et les efforts de traction des travées en rotation. Selon un mode de réalisation, le pivot central comprend en outre : - au moins un passage étanche de câbles électriques situé à l'intérieur du tube principal, le passage de câble ayant un orifice d'entrée de câble et un orifice de sortie de câble disposés en-dessous et au-dessus de l'orifice latéral de passage d'eau; - une armoire de contrôle montée en-dessous de l'orifice latéral; et - un collecteur électrique monté au-dessus de l'orifice latéral, le collecteur comprenant : - une partie intérieure centrale fixe reliée à l'armoire de contrôle par des câbles passant par le passage étanche; et - une partie intérieure périphérique rotative configurée à pivoter autour de l'axe longitudinal du tube principal. Le collecteur assure la conductivité électrique entre l'armoire de contrôle fixe et des moteurs d'un système d'irrigation, à travers le passage de câble à l'intérieur du tube principal, en évitant d'arracher les câbles pendant la rotation des travées. Le collecteur assure la conductivité électrique entre l'armoire de 30 contrôle fixe et des moteurs d'un système d'irrigation, à travers le passage de câble à l'intérieur du tube principal, en évitant d'arracher les câbles pendant la rotation du dispositif rotatif.

Selon un mode de réalisation, le pivot central comprend en outre un élément support monté sur l'extrémité supérieure du tube principal, au-dessus de l'orifice latéral de passage d'eau, apte à supporter et à maintenir un objet à l'extrémité supérieur du pivot central avec une orientation fixe. L'élément support assure le maintien en position fixe d'un objet, tel qu'un panneau solaire. Avantageusement, l'élément support permet à l'installateur du pivot central d'assurer le réglage de l'orientation et l'inclinaison de l'objet au sol, avant d'installer l'élément en hauteur à l'extrémité supérieure du tube principal. Selon un mode de réalisation, l'objet est un dispositif de génération d'énergie. Un dispositif de génération d'énergie permet de fournir au moins une partie des besoins énergétiques du pivot central, afin de faire pivoter le dispositif rotatif, ou d'un système d'irrigation, afin de faire entrainer en rotation le dispositif rotatif. Avantageusement, sa fixation sur l'extrémité supérieure du pivot central rend plus difficile son endommagement ou vol. Selon un mode de réalisation, le dispositif de génération d'énergie 20 est au moins un panneau solaire monté sur l'élément support et configuré pour convertir de l'énergie solaire en courant continu. Le panneau solaire ou "panneau photovoltaïque" assure au moins une partie des besoins électriques nécessaire au fonctionnement, soit pour faire fonctionner des moteurs agencés sur des tours mobiles, soit 25 pour faire tourner le dispositif rotatif directement. Par l'expression "panneau solaire" il sera compris un ou plusieurs panneaux solaires proprement dits, l'ensemble formant un champ photovoltaïque. Selon un mode de réalisation, le pivot central comprend en outre un régulateur, un onduleur, et au moins une batterie. Le régulateur est 30 configuré pour transmettre le courant continu fournit par le panneau solaire à l'onduleur, charger la batterie, et recevoir un courant continu de la batterie. L'onduleur est configuré pour convertir le courant continu transmis par le régulateur en courant alternatif triphasé. La batterie est configurée pour stocker l'énergie créée par le panneau solaire.

Le régulateur, l'onduleur, et la batterie permettent la conversion et le stockage de l'énergie fournie par le panneau solaire, permettant une indépendance ou quasi-indépendance par rapport à un réseau électrique. Selon un mode de réalisation, le tube principal comprend quatre orifices latéraux de passage d'eau espacés angulairement d'environ 90° autour de la paroi du tube principal, de préférence sensiblement à la même hauteur. Les quatre orifices latéraux permettent un débit d'eau optimale entre le tube principal et le dispositif rotatif, sans trop fragiliser le 15 tube. Selon un mode de réalisation, une soupape de vidange est agencée sur l'extrémité supérieure du tube principal, la soupape permettant d'évacuer de l'air contenu dans la portion supérieure du tube principal. 20 Selon un mode de réalisation, le tube principal comprend une partie supérieure de tube et une partie inférieure de tube, dont les extrémités se chevauchent, l'extrémité inferieure de la partie supérieure de tube étant insérée dans l'extrémité supérieure de la partie inférieure de tube. 25 Le tube principal composé de deux parties permet un montage des éléments placés entre les deux extrémités du tube dans un ordre précis. Des modes de réalisation de l'invention concernent également un système d'irrigation à pivot central rotatif apte à irriguer des cultures, le système comprenant : - un pivot central selon l'invention; - au moins une tour mobile; - au moins un moteur monté sur la tour mobile et configuré pour entrainer la tour mobile en rotation autour du pivot central; et - au moins une travée tenue à une extrémité par la tour mobile et à l'autre extrémité par le pivot central, la travée supportant une conduite d'eau qui est en communication fluide avec l'orifice de sortie d'eau du dispositif rotatif agencé sur le pivot central. Le système d'irrigation selon l'invention permet alors un 10 fonctionnement standard avec la possibilité éventuelle d'agencer un élément au-dessus du pivot central. Selon un mode de réalisation, le système d'irrigation comprend en outre au moins un panneau solaire monté sur un élément support fixe à l'extrémité supérieure du tube principal, au-dessus du dispositif rotatif, 15 et configuré pour convertir de l'énergie solaire en courant continu afin de générer au moins une partie des besoins énergétique pour faire fonctionner le moteur. Le panneau solaire est alors hors de portée et a une orientation et une inclinaison fixe. Il fournit au moins une partie des besoins 20 énergétique du système. Selon un mode de réalisation, le système d'irrigation comprend en outre un support du dispositif rotatif agencé en-dessous du dispositif rotatif, apte à pivoter autour de l'axe longitudinal du tube principal lors de la rotation du dispositif rotatif, et apte à supporter le poids de la 25 travée et d'assurer sa rotation autour du tube principale. Le support du dispositif rotatif assure le support des travées et la rotation des travées avec le dispositif rotatif autour du tube principal. Selon un mode de réalisation, le système d'irrigation comprend en outre : - un passage étanche de câbles électriques situé à l'intérieur du tube principal, le passage de câble ayant un orifice d'entrée de câble et un orifice de sortie de câble déposés en-dessous et au-dessus de l'orifice latéral de passage d'eau; - une armoire de contrôle montée en-dessous de l'orifice latéral de passage d'eau; et - un collecteur électrique monté au-dessus de l'orifice latéral de passage d'eau, le collecteur comprenant: - une partie intérieure centrale fixe reliée à l'armoire de contrôle au moyen de câbles passant par le passage étanche; et - une partie intérieure périphérique rotative apte à pivoter autour de l'axe longitudinal du tube principal. Le moteur agencé sur la tour mobile est relié à la partie intérieure périphérique rotative du collecteur par un câble électrique qui longe la 15 travée. Le moteur est alors relié en rotation à l'armoire de contrôle, sans arrachage des câbles. Des modes de réalisation de l'invention concernent également un procédé d'installation d'un pivot central, comprenant les étapes 20 consistant à : - fournir a) un dispositif rotatif comprenant un manchon hydraulique et un orifice de sortie d'eau du pivot; b) une structure de support; et c) un tube principal avec un axe longitudinal, comprenant un orifice d'arrivée d'eau dans l'intérieur du tube et au moins un orifice 25 latéral de passage d'eau agencé dans la paroi du tube principal; - monter le dispositif rotatif coaxialement autour du tube principal afin de créer un passage d'eau comprenant l'orifice latéral de passage d'eau et un espace de circulation d'eau entre la paroi du tube principal et la paroi du dispositif rotatif afin d'assurer la communication fluide 30 entre l'orifice d'arrivée d'eau et l'orifice de sortie d'eau du pivot; - installer le tube principal dans une position verticale sur la structure du support avec l'orifice d'arrivée d'eau sur la portion inférieure du tube principal; et - connecter l'orifice d'arrivée d'eau du tube principal à une source d'eau. Des modes de réalisation de l'invention concernent également un procédé d'installation d'un système d'irrigation, comprenant les étapes consistant à : - fournir a) un pivot central; b) au moins une travée comprenant une conduite d'eau et un câble électrique; et c) au moins une tour mobile comprenant au moins un moteur; - monter une extrémité de la travée à sur le pivot central et l'autre extrémité de la travée sur la tour mobile; - connecter une extrémité de la conduite d'eau à l'orifice de sortie d'eau du pivot; et - connecter le moteur au pivot central. Des modes de réalisation d'un pivot solaire selon l'invention seront exposés dans la description suivante, faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes dans lesquelles : - la figure 1, précédemment décrit, représente une vue en perspective d'un système conventionnel d'irrigation à pivot central; - la figure 2A, précédemment décrite, représente une vue de côté du pivot central plus en détail; - la figure 2B, précédemment décrite, représente une vue en coupe élargie du pivot central conventionnel; - les figures 3A, 3B, précédemment décrites, représentent des systèmes conventionnels d'irrigation à pivot central alimentés par des panneaux solaires; - la figure 4 représente une vue de côté d'un pivot central selon un mode de réalisation de l'invention; - la figure 5 représente une vue en perspective d'un dispositif rotatif selon un mode de réalisation; - la figure 6 représente une vue de côté d'un tube principal en transparence selon un mode de réalisation; - la figure 7 représente une vue en coupe élargie du pivot central de la figure 4; - la figure 8 représente une vue en perspective du pivot central selon un mode de réalisation alimenté par un panneau solaire; - la figure 9 représente une vue en perspective du pivot central selon un mode de réalisation alimenté par une éolienne; et - la figure 10 représente une vue en perspective d'un système d'irrigation à pivot central selon un mode de réalisation de l'invention. La figure 4 représente un pivot central 102 selon un mode de réalisation de l'invention. Le pivot 102 est posé sur une dalle de support 110 et comprend une structure pyramidale de support 111, un tube rigide principal 112, un dispositif rotatif 113, un orifice d'arrivée d'eau 114, un passage d'eau 115 entre le tube principal et le dispositif rotatif (non-montré à la figure 4), un orifice de sortie d'eau 116, un support dispositif rotatif 117, un ou plusieurs armoires de contrôle électrique 118, une soupape de vidange d'air 119, et un collecteur électrique 120. Le tube principal 112 a un axe longitudinal A-A' et il est tenu fixe et dans une position vertical par la structure du support 111. La structure 111 comprend une structure constituée à l'aide de poutrelles disposées par exemple en trièdre ou en pyramide. L'armoire 118 est installée sur la structure 111. Le tube principal 112 comprend une extrémité inférieure 112A, une portion inférieure 112B, une extrémité supérieure 112C, et une portion supérieure 112D. L'orifice d'arrivée d'eau 114 est agencé sur la portion inférieure 112B du tube principal 112. Le tube principal comprend en outre au moins un orifice latéral de passage d'eau 115A (non-montré à la figure 4) qui traverse sa paroi 112-1 et est agencé sur sa portion supérieure 112D.

Le dispositif rotatif 113 comprend l'orifice de sortie d'eau 116 et est monté coaxialement autour du tube principal 112, sur sa portion supérieure 112D, afin d'être en communication fluide avec l'orifice d'arrivée d'eau 114 à travers l'orifice latéral 115A. Le dispositif rotatif 113 est alors apte à pivoter autour de l'axe longitudinal A-A' du tube principal. Le support du dispositif rotatif 117 est monté en-dessous du dispositif rotatif, et il est apte à pivoter avec le dispositif rotatif 113 autour de l'axe A-A'. Dans ce mode de réalisation, le support du dispositif 117 et le dispositif 113 sont dissociés. Cette dissociation empêche que la rotation des travées autour du tube principal 112 ne perturbe l'étanchéité du dispositif 113 par rapport au tube. Les deux fonctions, c'est-à-dire le passage d'eau en rotation assuré par le dispositif rotatif 113 et la tenue mécanique assurée par le support 117, sont alors dissociées afin d'éviter des interférences et/ou des perturbations entre elles. En outre, cette dissociation facilite le montage/démontage des pièces, plus particulièrement le démontage des rondelles d'étanchéité afin d'accéder à une tresse d'étanchéité et/ou joint torique. La soupape 119 est montée sur l'extrémité supérieure 112C du tube principal 112, et le collecteur 120 est monté sur la portion supérieure 112D du tube principal 112, entre le dispositif rotatif 113 et la soupape 119. Le collecteur 120 comprend une partie intérieure centrale 120A non-rotative, une partie intérieure périphérique 12013 rotative, une barre externe de liaison 120C, et un capuchon anti-pluie 120D. La barre externe 120C assure la liaison au dispositif rotatif 113, et en conséquence, la rotation de la partie intérieure périphérique 12013 avec le dispositif rotatif 13.

La structure de support 111, le tube principal 112, l'orifice d'arrivée d'eau 114, l'orifice latéral 115A, l'armoire de contrôle 118, la soupape 119, et la partie intérieure centrale 120A du collecteur 120 sont fixes, c'est-à-dire non-rotatifs, tandis que le dispositif rotatif 113, l'orifice de sortie d'eau 116, le support du dispositif rotatif 117, la partie intérieure périphérique 12013 et la barre externe 120C du collecteur 120 sont rotatifs.

La figure 5 représente une vue en perspective d'un dispositif rotatif 113 selon un mode de réalisation. Le dispositif rotatif, ici un manchon hydraulique, comporte une paroi 113-1, une bride hydraulique supérieure 113-2 (ou rondelle d'étanchéité), une bride hydraulique inférieure 113-3 (ou rondelle d'étanchéité), et un trou latéral dans sa paroi 113-1 formant l'orifice de sortie d'eau 116. Optionnellement, le dispositif rotatif 113 comporte en outre une prolongation 113-4 apte à tenir l'extrémité d'une conduite d'eau, une pièce de fixation 113-5 au support 117, une pièce de fixation 113-6 à la barre externe 120C du collecteur 120, des joints d'étanchéité 113-7 à l'intérieur des brides, par exemple un joint torique ou une tresse. Dans ce cas, l'extrémité ouverte de la prolongation 113-4 forme l'orifice de sortie d'eau 116. La figure 6 représente une vue de côté d'un tube principal 112 en transparence selon un mode de réalisation. Le tube principal 112 comporte, en plus de l'orifice d'arrivée d'eau 114 et une fixation pour la soupape 119 à son extrémité supérieure 112C, quatre orifices latéraux 115A sur sa paroi 112-1, deux passages étanches 121, 122 de câbles électriques situés à l'intérieur du tube, et des pièces de fixation 112-2, 112-3 à la structure de support 111. Les orifices latéraux 115A sont situés sur la portion supérieure 112D du tube, au-dessus des pièces de fixation 112-2, 112-3. Les orifices traversent la paroi 112-1 du tube. Dans un mode de réalisation, les orifices latéraux 115A sont 25 espacés angulairement d'environ 90° l'un par rapport à l'autre, de préférence sensiblement à la même hauteur. Les passages de câble 121, 122 ont chacun un orifice d'entrée de câble 121A, 122A et un orifice de sortie de câble 121B, 122B disposés en-dessous et au-dessus de l'orifice latéral.

La figure 7 représente une vue en coupe élargie du pivot central 102 de la figure 4. Le passage d'eau 115, permettant le passage d'eau entre l'orifice d'arrivée d'eau 114 et l'orifice de sortie d'eau 116 à travers le tube principal 112 et le dispositif rotatif 113, comprend les orifices latéraux 115A du tube principal 112 et un espace de circulation d'eau 11513 crée entre la paroi 112-1 du tube principal 112 et la paroi 113-1 du dispositif rotatif 113. L'espace de circulation 11513 permet à l'eau de circuler complètement autour de l'extérieur du tube principal 112. En conséquence, quel que soit la position angulaire de l'orifice de sortie d'eau 116, les orifices latéraux sont en communication fluide avec l'orifice de sortie. Les joints d'étanchéité 113-7 sont agencés entre chacun des brides inférieures et supérieures 113-2, 113-3 et la paroi 112-1 du tube principal 112. En outre, des brides supplémentaires amovibles 113-8 et 113-9 sont agencés au-dessus et en-dessous des brides 113-2, 113-3 respectivement. La partie intérieure centrale 120A du collecteur 120 est reliée à l'armoire de contrôle 118 à travers le passage étanche 122, et la partie intérieure périphérique 12013 du collecteur est reliée à des moteurs placés sur des tours mobiles rotatives.

Dans un mode de réalisation, le tube principal 112 comprend deux parties, une partie supérieure 112' et une partie inférieure 112". Les extrémités des deux parties 112', 112" se chevauchent, l'extrémité inferieure de la partie supérieure de tube 112' étant inséré dans l'extrémité supérieure de la partie inférieure de tube 112". De préférence, les orifices latéraux 115A' sont agencés à l'extrémité supérieure de la partie inférieure du tube 112". En conséquence, le dispositif rotatif 113 est agencé à l'extrémité supérieure de la partie inférieure du tube 112', tandis que le collecteur 120 est agencé à l'extrémité inferieur de la partie supérieure du tube 112'. Il sera donc compris que l'expression "tube principal 112" englobe aussi un tube ayant deux parties distincts 112', 112".

La figure 8 représente une vue en perspective d'un pivot central 102' selon un mode de réalisation de l'invention. Le pivot central 102' comprend, en plus de caractéristiques décrites en relation avec les figures 4 à 7, un régulateur 123, un onduleur 124, au moins une batterie 125, un élément support 126, et un panneau solaire 127. Le régulateur 123, l'onduleur 124, et la batterie 125 sont montés sur la structure du support, en-dessous du dispositif rotatif 113. L'élément support 126 est monté sur l'extrémité supérieure 112C du tube principal, et le panneau solaire 127 est monté sur l'élément support 126. Le panneau solaire 127 est relié au régulateur 123 à travers le passage étanche 121. Le régulateur 123 est configuré pour transmettre le courant continu fournit par le panneau solaire à l'onduleur 124, charger la batterie 125, et recevoir un courant continu de la batterie 125.

L'onduleur 124 est configuré pour convertir le courant continu transmis par le régulateur 123 en courant alternatif triphasé, et la batterie 125 est configurée pour stocker l'énergie crée par le panneau solaire 127. La figure 9 représente une vue en perspective d'un pivot central 102" selon un mode de réalisation. Le pivot central 102" comprend, en plus de caractéristiques décrites en relation avec les figures 4 à 6, une éolienne 129 montée sur un support 128 à l'extrémité supérieure du tube principal. L'éolienne génère au moins une portion des besoins énergétique nécessaires pour le fonctionnement du pivot. La figure 10 représente une vue en perspective d'un système d'irrigation à pivot central 101 selon un mode de réalisation. Le système 101 comprend le pivot central 102', des tours mobiles 103, des travées 104, et des moteurs 105. Les tours mobiles 103 sont montées sur roues et reliées entre elles et au pivot central par les travées 104. Les travées 104 sont des cadres support de tuyaux et sont 30 typiquement fabriquées en acier galvanisé ou en aluminium, ayant chacune une longueur variant de 30 à 60 m. Chaque travée comprend une conduite d'eau 106, des arroseurs 107 espacés sur la longueur de la conduite d'eau et un câble électrique 108 qui relie les moteurs 105 à un système de contrôle (non représenté dans la figure 10) agencé sur le pivot central 102. En option, une structure en porte à faux 109 soutenant une dernière conduite d'eau 106 et des arroseurs 107 est agencé à l'extrémité du système 101 afin d'arroser un maximum de surface. Le pivot central 102' est donc le centre de rotation du système et comporte une source d'énergie, ici le panneau solaire 127, l'armoire de contrôle électrique et l'orifice d'arrivée d'eau alimenté par exemple par un puits ou par un tuyau sous-terrain (non-montrés à la figure 10). L'armoire de contrôle commande les moteurs 105 afin qu'ils puissent entrainer les tours mobiles 103, et par conséquent, les travées 104 et les arroseurs 107, en rotation autour du pivot central 102 afin d'irriguer une surface circulaire de terrain de grande superficie. Dans une variante, le pivot central du système d'irrigation est un pivot central 102 alimenté par un réseau électrique, tel que montré à la figure 4. Dans une autre variante, le pivot central du système d'irrigation est un pivot central 102" alimenté par une éolienne, tel que montré à la figure 9. Un procédé d'installation P1 d'un pivot central 102' selon un mode de réalisation comprend des étapes 51 à 514. A l'étape 51, les éléments 110 à 127 sont fournis. A l'étape S2, le support 117 est monté sur le tube principal 112, entre les pièces de fixation 112-2, 112-3 et le ou les orifices latéraux 115A. A l'étape S3, la bride 113-9 est montée sur le tube 112, au-dessus du support 117. A l'étape S4, le dispositif rotatif 113 est monté sur le tube, autour de l'orifice latéral 115A, afin de créer le passage d'eau 115. A l'étape S5, la bride 113-8 est montée sur le tube 112, au-dessus du dispositif 113.

A l'étape S6, le collecteur 120 est monté sur le tube 112, au-dessus de la sortie de câble 122A. A l'étape S7, le collecteur 120 est câblé à travers le passage étanche 122 à l'intérieur du tube principal 112. A l'étape S8, le panneau solaire 127 est monté sur l'élément support 126. A l'étape S9, la structure de support 111 est assemblée et le tube principal 112, avec le support 117, le dispositif rotatif 113, les brides 113-8, 113-9, et le collecteur 120, est installé sur le support. A l'étape 510, la structure 111 et le tube 112 sont installés sur la dalle de support 110. A l'étape 511, l'ensemble panneau solaire 127/élément support 126 est monté sur l'extrémité supérieure 112C du tube principal 112. A l'étape 512, l'armoire de contrôle 118 et les éléments 123, 124, 125 sont montés sur la structure 111, en-dessous du dispositif rotatif 113. A l'étape 513, le panneau solaire 127 est câblé aux éléments 118, 123, 124, 125 à travers le passage étanche 121 à l'intérieur du tube principal 112. A l'étape 514, l'orifice d'arrivée d'eau 114 est connecté à une source d'eau. Il sera compris par l'homme du métier que certaines étapes du procédé P1 peuvent être faites dans un ordre différent ou omises. Par exemple, au lieu de monter (S2 à S5) un ou plusieurs des éléments 113, 113-8, 113-9, 117, 120 sur le tube principal 112 avant d'installer (S9) le tube principal 112 sur la structure de support 111, ou avant d'installer (510) la structure 111 et le tube 112 sur la dalle de support 110, le tube principal 112 peut être d'abord installé sur la structure 111, et ensuite les éléments sont montés. Néanmoins, le fait de monter les éléments (113, 113-8, 113-9, 117, 120) avant permet aux installateurs de rester au sol pour l'installation, ce qui offre plus de sécurité et permet une meilleure fixation des éléments, plus particulièrement du dispositif rotatif.

Un procédé d'installation P2 d'un système d'irrigation 101 selon un mode de réalisation comprend les étapes S21 à S28. A l'étape 521, les éléments 102 à 109 sont fournis. A l'étape S22, la ou les travées 104 sont montées au sol avec les conduites d'eau 106, les arroseurs 107, et les câbles électriques 108. Dans le cas d'au moins deux travées 104, elles sont câbles entres-elles. A l'étape S23, une extrémité de la première travée 104 est connectée au support 117 du pivot central 102'. A l'étape S24, l'autre extrémité de la première travée 104 est montée sur la tour mobile 103, sur laquelle le moteur 105 est fixé. A l'étape S25, l'extrémité de la conduite 106 agencée sur la première travée 104 est connectée à l'orifice de sortie d'eau 116 du pivot 102'. A l'étape S26, les extrémités des travées suivantes 104 sont montées sur des tours mobiles 103 supplémentaires. A l'étape S27, une structure en porte à faux 109 est montée sur la dernière tour mobile 103. A l'étape S28, le ou les moteurs 105 sont câblés au pivot central 102'. Il sera compris par l'homme du métier que certains étapes du procédé P2 peuvent être faites dans un ordre différent ou omises. Par exemple, les arroseurs 107 ne sont pas nécessaires car la conduite d'eau 106 pourrait comporter des orifices de sortie d'eau. En outre, la structure en porte à faux 109 et les travées supplémentaires 104 ne sont pas obligatoires. Les modes de réalisation décrits ci-dessus sont susceptibles de modifications, notamment comme suit.

Dans un mode de réalisation, au lieu d'avoir un dispositif rotatif 113 et un support du dispositif rotatif 117 distincts, le dispositif rotatif et le support ne forment qu'une seule pièce mécanique. Dans un mode de réalisation, le poids de la structure, plus particulièrement les travées 104, est réduit, afin de réduire la 30 consommation énergétique du système. Les travées sont alors fabriquées en matériau d'alliage d'aluminium léger ou des matériaux composites. Dans un mode de réalisation, au lieu de faire partie d'un système d'irrigation avec travées, comme montré à la figure 10, le pivot central 102 est indépendant sans travées, c'est-à-dire qu'il forme une sorte de "gicleur d'irrigation rotatif". A cette fin, le pivot central comprend un moteur configuré pour faire pivoter le dispositif rotatif 113. Le dispositif rotatif 113 est alors "motorisé" lui-même, et non seulement entrainé en rotation.

Dans un mode de réalisation, l'armoire de contrôle 118 et/ou le régulateur 123, l'onduleur 124, et la batterie 125 sont agencés au-dessus du dispositif rotatif. Par exemple, dans le cas du pivot central 102, qui n'est pas alimenté par un dispositif générateur d'énergie 127, 129 situé à son extrémité supérieure 112C, l'armoire de contrôle 118 peut être placée sur l'élément support, afin d'être hors de portée des personnes malintentionnées. En conséquence, il n'est pas nécessaire de fournir un passage étanche 121, 122 de câbles à l'intérieur du tube principal 112.

Claims (15)

1. REVENDICATIONS1. Pivot central (102, 102', 102") comprenant : - une structure de support (111); - un tube principal (112) avec un axe longitudinal (A-A') tenu fixe dans une position verticale par la structure de support (111) et comprenant un orifice d'arrivée d'eau (114) dans l'intérieure du tube à sa portion inférieure (112B); - un dispositif rotatif (113) monté sur la portion supérieure (112D) du tube principal (112), apte à pivoter autour de l'axe longitudinal (A-A') du tube principal (112) et comprenant un orifice de sortie d'eau (116); et - un passage d'eau (115) entre le tube principal (112) et le dispositif rotatif (113) permettant le passage d'eau entre l'orifice d'arrivée d'eau (114) et l'orifice de sortie d'eau (116) à travers le tube principal (112) et le dispositif rotatif (113); caractérisé en ce que: - le dispositif rotatif (113) comprend un manchon hydraulique rotatif fixé coaxialement autour de l'extérieur du tube principal (112); et - le passage d'eau (115) comprend au moins un orifice latéral de passage d'eau (115A) agencé dans la portion supérieur (112D) de la paroi (112-1) du tube principal (112) et un espace de circulation d'eau (115B) entre la paroi du tube (112-1) et la paroi du manchon (113-1) afin d'assurer la communication fluide entre l'orifice d'arrivée d'eau (114) et l'orifice de sortie d'eau (116) du pivot.
2. 2. Pivot central (102, 102', 102") selon la revendication 1, comprenant en outre : - au moins un passage étanche (121, 122) de câbles électriques situé à l'intérieur du tube principal (112), le passage de câble ayant un orifice d'entrée de câble (121A, 122A) et un orifice de sortie de câble (1216, 121B) disposés en-dessous et au-dessus de l'orifice latéral de passage d'eau (115A); - une armoire de contrôle (118) montée en-dessous de l'orifice latéral (115A); et- un collecteur électrique (120) monté au-dessus de l'orifice latéral (115A), le collecteur comprenant : - une partie intérieure centrale fixe (120A) reliée à l'armoire de contrôle (118) par des câbles passant par le passage étanche (121, 122); et - une partie intérieure périphérique rotative (120B) configurée à pivoter autour de l'axe longitudinal (A-A') du tube principal (112).
3. 3. Pivot central (102, 102', 102") selon l'une des revendications 1 ou 2, comprenant en outre un élément support (126, 128) monté sur l'extrémité supérieure (112C) du tube principal (112), au-dessus de l'orifice latéral de passage d'eau (115A), apte à supporter et à maintenir un objet (127, 129) à l'extrémité supérieur du pivot central avec une orientation fixe.
4. 4. Pivot central (102', 102") selon la revendication 3, dans lequel l'objet est un dispositif de génération d'énergie (127, 128).
5. 5. Pivot central (102') selon la revendication 4, dans lequel le dispositif de génération d'énergie est au moins un panneau solaire (127) monté sur l'élément support (126) et configuré pour convertir de l'énergie solaire en courant continu.
6. 6. Pivot central (102') selon la revendication 5, comprenant en outre : - un régulateur (123); - un onduleur (124); et - au moins une batterie (125); et dans lequel: - le régulateur (123) est configuré pour transmettre le courant continu fournit par le panneau solaire (127) à l'onduleur (124), charger la batterie (125), et recevoir un courant continu de la batterie; - l'onduleur (124) est configuré pour convertir le courant continu transmis par le régulateur (123) en courant alternatif triphasé; et - la batterie (125) est configurée pour stocker l'énergie créée par le panneau solaire (127).
7. 7. Pivot central (102, 102', 102") selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel le tube principal (112) comprend quatre orifices latéraux de passage d'eau (115A) espacés angulairement d'environ 90° autour de la paroi (112-1) du tube principal, de préférence sensiblement à la même hauteur.
8. 8. Pivot central (102, 102', 102") selon l'une des revendications 1 à 7, une soupape de vidange (118) est agencée sur l'extrémité supérieure (112C) du tube principal, la soupape permettant d'évacuer de l'air contenu dans la portion supérieure (112D) du tube principal.
9. 9. Pivot central (102, 102', 102") selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel le tube principal (112) comprend une partie supérieure de tube (112') et une partie inférieure de tube (112"), dont les extrémités se chevauchent, l'extrémité inferieure de la partie supérieure de tube (112') étant insérée dans l'extrémité supérieure de la partie inférieure de tube (112").
10. 10. Système d'irrigation à pivot central rotatif (101) apte à irriguer des cultures, le système comprenant: - un pivot central (102, 102', 102") selon l'une des revendications 1 à 9; - au moins une tour mobile (103); - au moins un moteur (105) monté sur la tour mobile (103) et configuré pour entrainer la tour mobile en rotation autour du pivot central (102, 102', 102"); et - au moins une travée (104) tenue à une extrémité par la tour mobile (103) et à l'autre extrémité par le pivot central (102, 102', 102"), la travée supportant une conduite d'eau (106) qui est en communication fluide avec l'orifice de sortie d'eau (116) du dispositif rotatif (113) agencé sur le pivot central.
11. 11. Système d'irrigation (101) selon la revendication 10, comprenant en outre au moins un panneau solaire (127) monté sur un élément support fixe (126) à l'extrémité supérieure (112C) du tube principal (112), au-dessus du dispositif rotatif (113), et configuré pour convertir de l'énergie solaire encourant continu afin de générer au moins une partie des besoins énergétique pour faire fonctionner le moteur (105).
12. 12. Système d'irrigation (101) selon l'une des revendications 10 ou 11, comprenant en outre un support du dispositif rotatif (117) agencé en-dessous du dispositif rotatif (113), apte à pivoter autour de l'axe longitudinal (A-A') du tube principal lors de la rotation du dispositif rotatif, et apte à supporter le poids de la travée (104) et d'assurer sa rotation autour du tube principale (112).
13. 13. Système d'irrigation (101) selon l'une des revendications 10 à 12, comprenant en outre: - un passage étanche (121, 122) de câbles électriques situé à l'intérieur du tube principal (112), le passage de câble ayant un orifice d'entrée de câble (121A, 122A) et un orifice de sortie de câble (121B, 122B) déposés en-dessous et au-dessus de l'orifice latéral de passage d'eau (115A); - une armoire de contrôle (118) montée en-dessous de l'orifice latéral de passage d'eau (115A); et - un collecteur électrique (120) monté au-dessus de l'orifice latéral de passage d'eau (115A), le collecteur comprenant: - une partie intérieure centrale fixe (120A) reliée à l'armoire de contrôle (118) au moyen de câbles passant par le passage étanche (121, 122); et - une partie intérieure périphérique rotative (120B) apte à pivoter autour de l'axe longitudinal (A-A') du tube principal (112); et dans lequel le moteur (105) agencé sur la tour mobile (103) est relié à la partie intérieure périphérique rotative du collecteur par un câble électrique (108) qui longe la travée.
14. 14. Procédé d'installation (P1) d'un pivot central (102, 102', 102") selon l'une des revendications 1 à 9, comprenant les étapes consistant à: - fournir (S1) : a) un dispositif rotatif (113) comprenant un manchon hydraulique et un orifice de sortie d'eau (116) du pivot; b) une structure de support (111); etc) un tube principale (112) avec un axe longitudinal (A-A'), comprenant un orifice d'arrivée d'eau (114) dans l'intérieure du tube et au moins un orifice latéral de passage d'eau (115A) agencé dans la paroi (112-1) du tube principal; - monter (S4) le dispositif rotatif (113) coaxialement autour du tube principal (112) afin de créer un passage d'eau (115) comprenant l'orifice latéral de passage d'eau (115A) et un espace de circulation d'eau (115B) entre la paroi (112-1) du tube principal (112) et la paroi (113-1) du dispositif rotatif (113) afin d'assurer la communication fluide entre l'orifice d'arrivée d'eau (114) et l'orifice de sortie d'eau (116) du pivot; - installer (S10) le tube principal (112) dans une position verticale sur la structure du support (111) avec l'orifice d'arrivée d'eau (114) sur la portion inférieure (112B) du tube principal (112); et - connecter (S14) l'orifice d'arrivée d'eau (114) du tube principal (112) à une source d'eau.
15. 15. Procédé d'installation (P2) d'un système d'irrigation (101) selon l'une des revendications 10 à 13, comprenant les étapes consistant à: - fournir (S21, P1) : a) un pivot central (102, 102', 102"); b) au moins une travée (104) comprenant une conduite d'eau (106) et un câble électrique (108); et c) au moins une tour mobile (103) comprenant au moins un moteur (105); - monter (S22, S23) une extrémité de la travée (104) sur le pivot central (102, 102', 102") et l'autre extrémité de la travée sur la tour mobile (103); - connecter (S24) une extrémité de la conduite d'eau (106) à l'orifice de sortie d'eau (116) du pivot; et - connecter (S28) le moteur (105) au pivot central (102, 102', 102"). -