FR3010775A3 - Systeme de recuperation d'eau a partir d'air surcharge d'humidite - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif de récupération d'eau à partir d'air surchargé d'humidité entrant dans une serre (1) par des ouvertures (2). L'air (3) est aspiré par un extracteur d'humidité (4) muni d'une minuterie (5) reliée au panneau solaire (6) par un câble (7). Une gaine (8) emmène l'air chaud (9) à la chambre froide (10) comportant un moteur de réfrigération avec thermostat (11) alimenté par le panneau solaire. Cet air se fixe aux parois (12) en acier inoxydable pour former de la buée (13) se transformant en eau qui ruisselle sur des galets (14) représentant le premier filtre naturel. L'eau pénètrant dans la couche de sable (15) sous les galets forme le deuxième filtre naturel. Ensuite, l'eau ruisselle sur un film en matière plastique (16) disposé sous la couche de sable. Enfin, l'eau traverse un sas (17) servant de couvercle d'un puits (18) qui collecte l'eau (19). L'autre quantité d'eau recouvre toute la surface du film en plastique où des graines (gazon ou autres) sont semées pour avoir de la verdure (20). Le système selon l'invention est particulièrement destiné à l'irrigation d'espaces où l'eau se fait rare voire inexistante et/ou à l'alimentation en eau de la population.
Description
La présente invention concerne un système de récupération d'eau à partir d'air surchargé d'humidité pénétrant dans une serre et dont l'air chaud est condensé en vapeur d'eau, collectée dans une sorte de puits. Dans un contexte où l'explosion démographique s'accélère, passant de 7 milliards d'habitants en 2011 à plus de 11 milliards vers 2100, la question de l'approvisionnement en eau va devenir cruciale. Pour subvenir aux besoins alimentaires d'une population sans cesse croissante, il a fallu augmenter les surfaces agricoles et intensifier l'agriculture. La surface totale des terres irriguées a été multipliée par cinq depuis le début du XX' siècle. Elle a quasiment doublé depuis 1960, principalement en Asie (Chine, Inde, Pakistan) et aux États-Unis. La rapidité de cet accroissement s'est toutefois ralentie après 1980 dans les pays développés. Si la population mondiale double d'ici un siècle, la demande d'eau va également exploser et avec elle la dégradation de la qualité des eaux. Face à ce danger de pénurie d'eau, les organisations internationales ont pris les devants et multiplient les conférences et les rencontres pour tenter de développer une politique commune à l'échelle mondiale afin d'obtenir de tous les pays des engagements politiques fermes afin de résoudre le problème à l'échelle planétaire.
Etant donné que les ressources de chaque pays dépendent du climat et que l'aridité est un fait climatique exprimé par le rapport des précipitations à l'évapotranspiration potentielle pour une durée de référence donnée (annuelle en général), en zone aride, les précipitations annuelles y sont inférieures au seuil conventionnel de 150 à 200 mm qui caractérise l'aridité. En zone aride les nappes souterraines sont alimentées surtout par les pertes de l'écoulement superficiel. Dès lors, les cycles climatiques passés et actuels ont façonné la géographie des ressources en eau. Ces ressources sont inégalement réparties entre les pays. Ainsi, un tiers de la population mondiale est privé d'eau potable. 1,1 milliard de personnes réparties dans 80 pays, n'ont pas accès à une eau salubre, voyant leur développement entravé par ce problème (source : Banque Mondiale). Le dispositif selon l'invention permet de remédier à ces inconvénients, en transformant la matière gazeuse (air) en matière liquide (eau) collectée dans un réservoir, permettant de réduire la pénurie d'eau. Cette eau pourrait servir à l'irrigation d'espaces agricoles et après purification, être une ressource intarissable à l'Homme. Selon une première caractéristique, l'invention comporte un extracteur situé sur le toit de la serre, qui aspire l'air chaud et le conduit dans une chambre réfrigérée pour être transformé en vapeur d'eau. L'extracteur fonctionne grâce à un panneau solaire, toutes les 60 secondes pour une durée de 20 minutes, temps réglé par une minuterie qui est reliée par un câble au panneau solaire qui va produire de l'énergie même sous la pluie. En effet, le panneau solaire appelé aussi panneau photovoltaïque utilise la lumière du soleil comme source d'énergie pour produire de l'électricité et ne produit donc pas d'énergie la nuit. En revanche, il reste productif par temps couvert ou temps pluvieux, grâce au rayonnement diffus du soleil à travers les nuages. Cependant, plus la luminosité est forte, plus un panneau convertit l'énergie solaire en électricité. Le rendement d'un panneau solaire est donc plus important dans les régions bien ensoleillées. Cela ne signifie pas que le photovoltaïque est sans intérêt dans les régions peu ensoleillées. En France, la plus grande centrale, Toul-Rosières, n'est d'ailleurs pas située sur le pourtour méditerranéen, mais à Nancy en Lorraine. Selon les modes particuliers de réalisation : - La serre, pièce spécifique du dispositif, laisse entrer l'air à travers des ouvertures situées au bas de la serre. - Un extracteur faisant office d'aspirateur et fonctionnant grâce au panneau photovoltaïque, va capturer l'air chaud. Sa mise en marche est de 60 secondes pour une durée de 20 minutes, grâce à une minuterie reliée au panneau solaire par un câble. - L'air est ensuite acheminé par une gaine qui conduit l'air chaud transformé en vapeur d'eau, à la chambre froide construite, par exemple en briques pleines. - La chambre froide comporte un moteur de réfrigération avec thermostat, alimenté par le panneau solaire, pour maintenir une température intérieure fixe. - La vapeur d'eau se colle sur la surface de feuilles en acier inoxydable ou en polyméthacrylate de méthyle, pour former des gouttelettes d'eau qui tombent sur des galets représentant le premier filtre naturel. - Ensuite ces gouttelettes d'eau s'infiltrent dans la couche de sable sous les galets. C'est le deuxième filtre naturel. - L'eau ruisselle sur un film en plastique disposé sous la couche de sable couvrant une superficie d'environ 30m autour de l'installation. - Enfin, l'eau traverse un sas servant de couvercle d'un puits qui collecte l'eau. L'autre quantité d'eau recouvre toute la surface du film en plastique où des graines (gazon ou autres) sont semées pour former un tapis vert. La végétation qui poussera, stabilisera le sol/dunes et en même temps, servira de barrière naturelle à l'avancée du désert qui menace les terres agricoles. Ceci est le cas où l'invention est mise en place dans des espaces tels que les déserts (Sahara, par exemple). Les dessins annexés illustrent l'invention : La figure 1 représente le système complet de l'invention.
La figure 2 représente la serre de l'invention. La figure 3 représente le système de gaine reliant la serre à la chambre froide du dispositif. La figure 4 représente le panneau solaire faisant fonctionner l'extracteur de la serre et le moteur de la chambre froide de l'invention. La figure 5 représente la chambre construite en briques ou autres matériaux de l'invention.
La figure 6 représente le système de feuilles, en acier inoxydable ou en polyméthacrylate de méthyle, où s'écoulent les gouttelettes d'eau. La figure 7 représente le dispositif détaillé de sas composés de galets, sable et du puits de l'invention. En référence à ces dessins, le dispositif comporte une serre (1) en film plastique double (film polyéthylène) dont les parois inclinées sont perpendiculaires au soleil d'hiver, offrant plus de lumière et de chaleur à l'intérieur de la serre. Ce type de structure optimise ainsi l'ensoleillement de la serre. La serre peut également être en verre pour un climat où le soleil n'est jamais très fort. Le verre capte le maximum de luminosité et de chaleur. Par contre, là où le soleil est fort et brûlant (climat chaud, Sud de la France, par exemple), le polycarbonate double translucide arrêtera les UV brûlants du soleil et évitera toute surchauffe à l'intérieur de la serre. Des ouvertures (2) au bas de la serre laissent pénétrer l'air (3) qui devient léger grâce à la chaleur se trouvant à l'intérieur de la serre. Au voisinage du sol, l'air contient une quantité très variable de vapeur d'eau, qui dépend des conditions climatiques et en particulier de la température. En effet, le phénomène de saturation de vapeur varie fortement avec la température de l'air. Le tableau ci-après donne quelques indications de la variation de la vapeur d'eau par rapport à la température de l'air. Température de l'air à -10°C à 0°C à 20°C à 40°C % de vapeur d'eau de 0 à 0,2% de 0 à 0,6% de 0 à 2,4% de 0 à 7,6% Cet air est aspiré par un extracteur (4) qui fonctionne à l'énergie solaire. Le fonctionnement de l'extracteur, toutes les 60 secondes pour une durée de 20 minutes, est réglé par une minuterie (5) reliée au panneau solaire (6) à l'aide d'un câble (7). Une gaine (8) conduit l'air chaud (9) à la chambre froide (10) comportant un moteur de réfrigération avec thermostat (11) alimenté par le panneau solaire. Cet air se fixe aux parois (12) des feuilles en acier inoxydable ou en polyméthacrylate de méthyle pour former de la buée (13). Cette condensation est due au contact entre un air intérieur chargé en vapeur d'eau et une paroi froide. L'air, qui est saturé en vapeur d'eau, se transforme en eau sur cette paroi. La condensation représente donc le passage de l'état gazeux à l'état liquide.
L'eau ruisselle sur des galets (14) représentant le premier filtre naturel. L'eau pénétrant dans la couche de sable (15) sous les galets forme le deuxième filtre naturel. Ensuite, l'eau ruisselle sur un film en matière plastique (16) disposé sous la couche de sable. Enfin, l'eau traverse un sas (17) servant de couvercle d'un puits (18) qui collecte l'eau (19). L'autre quantité d'eau va inonder toute la superficie du film en plastique pour trouver des graines (20) de gazon ou autres, semés pour la circonstance et donner par la suite un tapis de verdure. La végétation qui poussera, stabilisera le sol/dunes et en même temps, servira de barrière naturelle à l'avancée du désert qui menace les terres agricoles dans les régions telles que les déserts (Sahara, par exemple). L'assemblage de ces éléments donne un système de captation de transformation de l'air humide en vapeur d'eau et enfin en eau collectée dans un puits. Le dispositif collectera de l'eau de manière ininterrompue. Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à l'irrigation de zones arides telles que le désert et autres espaces où l'eau se fait rare voire inexistante mais des zones particulièrement humides et/ou pour l'alimentation en eau de la population.
Claims (8)
- REVENDICATIONS1) Dispositif sous forme de chambre (1) laissant pénétrer l'air (3) grâce aux ouvertures (2), caractérisé en ce que cet air est aspiré par un extracteur (4) faisant office d'aspirateur et dont la mise en marche est de 60 secondes pour une durée de 20 minutes, grâce à une minuterie (5) reliée par un câble (7) à un panneau solaire (6).
- 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'une gaine (8) emmène l'air chaud (9) à la chambre froide (10) comportant un moteur de réfrigération avec thermostat (11) alimenté par le panneau solaire (6) pour maintenir une température intérieure fixe.
- 3) Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que cet air chaud se transforme en vapeur d'eau se fixant aux parois (12) de feuilles en acier inoxydable ou en polyméthacrylate de méthyle, pour former de la buée (13).
- 4) Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que cette buée se transforme en eau qui ruisselle sur des galets (14) représentant le premier filtre naturel.
- 5) Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que l'eau pénétrant dans la couche de sable (15) sous les galets et forme le deuxième filtre naturel.
- 6) Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que l'eau ruisselle sur un film en matière plastique (16) disposé sous la couche de sable couvrant une superficie d'environ 30m autour de l'installation.
- 7) Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que l'eau traverse un sas (17) servant de couvercle d'un puits (18) qui collecte l'eau (19).
- 8) Dispositif selon la revendication 7 caractérisé en ce que l'autre quantité d'eau recouvre toute la surface d'un film en plastique (16) où des graines (gazon ou autres) sont semées pour former ensuite un tapis de verdure (20).
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