FR3096869A1

FR3096869A1 - Rayonnage de culture hors sol, unité particulièrement destinée à être comprise dans un tel rayonnage, module de culture hors sol comprenant une telle unité et système de culture hors sol comprenant aux moins deux tels rayonnages.

Info

Publication number: FR3096869A1
Application number: FR1905923A
Authority: FR
Inventors: Cyril VERAN; Thomas DALBARADE
Original assignee: Smart Farming System
Current assignee: CHAMPERCHE, FR
Priority date: 2019-06-04
Filing date: 2019-06-04
Publication date: 2020-12-11
Anticipated expiration: 2039-06-04
Also published as: CA3141439A1; WO2020245134A1; CN113966168A; US20220312701A1; FR3096869B1; EP3979786A1

Abstract

Rayonnage de culture hors sol, unité particulièrement destinée à être comprise dans un tel rayonnage, module de culture hors sol comprenant une telle unité et système de culture hors sol comprenant aux moins deux tels rayonnages. Rayonnage (200) de culture hors-sol comprenant au moins une première rangée (201) et une deuxième rangée (201), chaque rangée (201) comprenant au moins une unité (300) de culture, chaque unité (300) de culture comportant au moins un compartiment (307) de culture, le rayonnage comprenant en outre un dispositif (202) de déplacement des deux rangées (201) l’une par rapport à l’autre de sorte que le rayonnage (200) peut prendre deux configurations : une configuration ouverte, dans laquelle les supports (308) de croissances sont accessibles depuis un couloir (203) de circulation séparant les deux rangées (201) ; une configuration fermée, dans laquelle les compartiments (307) de culture forment au moins une chambre (204) de culture, le rayonnage (200) comprenant en outre un système (205) d’étanchéité limitant les échanges d’air entre la chambre (204) de culture du rayonnage (200) en configuration fermée et l’extérieur. Figure pour l’abrégé : Fig. 8

Description

Rayonnage de culture hors sol, unité particulièrement destinée à être comprise dans un tel rayonnage, module de culture hors sol comprenant une telle unité et système de culture hors sol comprenant aux moins deux tels rayonnages.

La présente invention se rapporte au domaine de la culture hors sol, qui englobe notamment l’hydroponie et l’aéroponie.

Plus précisément, l’invention se rapporte à un système de culture hors sol.

La culture hors sol, à la différence de la culturelle dite traditionnelle, consiste principalement à se passer d’un sol terreux, afin d’apporter aux plantes directement et uniquement les nutriments, également appelés intrants, dont elles ont besoin, avec un contrôle augmenté par rapport à la culture traditionnelle. Les avantages de la culture hors sol sont nombreux. Notamment, les rendements sont augmentés, et les risques de maladie sont limités. Le recours à des traitements pour soigner ou prévenir les maladies est ainsi également limité.

Le domaine de la culture hors sol comprend, mais non exclusivement, l’hydroponie et l’aéroponie.

L’hydroponie consiste à utiliser un substrat inerte dans lequel les racines des plantes se développent, et à irriguer le substrat avec une solution nutritive comprenant les intrants. L’aéroponie se passe du substrat, et les racines des plantes se développent dans l’air. Les intrants sont alors par exemple aspergés sur les racines.

Dans l’aéroponie, on distingue en outre l’aéroponie basse pression et l’aéroponie haute pression.

Les systèmes aéroponiques basse pression sont les systèmes les plus répandus actuellement. Ils se caractérisent notamment par le fait que la solution nutritive est pulvérisée au travers de gicleurs par une pompe à eau ayant, généralement, un débit élevé mais délivrant une faible pression. Ils correspondent à une évolution des systèmes hydroponiques où le système d'irrigation a été remplacé.

Dans les systèmes aéroponiques à haute pression, il n'est plus question d'utiliser de simples gicleurs mais des buses.

Le développement d'une plante ainsi que sa productivité restent étroitement liés à la proportion d'eau/nutriments et d'oxygène disponible au niveau de ses racines. En effet, une grande proportion de l'oxygène capté se fait au niveau du système racinaire.

Or, la haute pression emploie des buses visant à brumiser la solution nutritive sur le système racinaire. Cette brume est composée de gouttelettes, ayant par exemple une dimension d'environ cinquante microns. Ce chiffre est reconnu pour être proche de la dimension des pores situés sur les racines des plantes. Ainsi, la capacité d'assimilation des plantes est maximum et l'échange entre les racines et son milieu de propagation se retrouve optimisé.

La culture hors sol présente un intérêt particulier dans les régions dans lesquelles le climat rend la culture traditionnelle particulièrement compliquée, voire impossible, du fait de l’absence de sols cultivables et/ou de températures extrêmes et/ou de grandes variations climatiques. Typiquement, un système de culture hors sol est installé dans un local dédié, dans lequel les conditions sont améliorées par rapport à l’extérieur.

Toutefois, l’installation de systèmes de culture hors sol demande de mettre en place l’ensemble des équipements nécessaires, tels que notamment les supports pour les plantes, les moyens pour apporter les intrants et un système de contrôle de différents paramètres de la culture, comme par exemple la température. Installer l’ensemble de ces équipements requiert donc du temps et de l’expertise, est coûteux, et peut demander de monopoliser une surface non négligeable.

En outre, lorsque différentes espèces de plantes sont cultivées dans un même local, des précautions particulières peuvent être nécessaires afin de séparer les espèces qui requièrent des conditions différentes, complexifiant encore le système de culture et augmentant davantage ses coûts.

Il existe donc un besoin pour apporter une solution notamment aux inconvénients précités.

Ainsi, selon un premier aspect, l’invention se rapporte à un rayonnage culture hors-sol comprenant au moins une première rangée et une deuxième rangée. Chaque rangée comprend au moins une unité de culture. Chaque unité de culture comporte un bâti encadrant au moins un compartiment de culture, le bâti de chaque unité présentant une ouverture débouchant dans le compartiment de culture. Chaque unité de culture est pourvue d’équipements pour permettre la culture hors sol d’au moins un plant. Ainsi, chaque unité comporte au moins un support de croissance dans le compartiment de culture fixé au bâti. Le support de croissance est destiné à permettre l’accrochage et le développement d’au moins une plante. Le rayonnage comprend un système de distribution d’une solution nutritive dans le compartiment de culture de chaque unité. Le rayonnage comprend en outre un dispositif de déplacement des deux rangées l’une par rapport à l’autre de sorte que le rayonnage peut prendre deux configurations :

une configuration ouverte, dans laquelle le compartiment de culture de chaque unité de la première rangée est séparé du compartiment de culture de chaque unité de la deuxième rangée par un couloir de circulation à l’air libre, les supports de croissance étant accessibles depuis le couloir de circulation ;
une configuration fermée, dans laquelle l’ouverture de chaque unité de la première rangée est en communication avec l’ouverture d’au moins une unité de la deuxième rangée, de sorte que les compartiments de culture sont mis en commun et forment au moins une chambre de culture, le rayonnage comprenant en outre un système d’étanchéité limitant les échanges d’air entre la chambre de culture du rayonnage en configuration fermée et l’extérieur.

Ainsi, en configuration fermée du rayonnage, la chambre de culture forme un environnement qui peut être contrôlé aisément, séparé de l’environnement extérieur, favorisant le développement de la plante. La configuration ouverte donne accès à l’intérieur des unités afin par exemple d’effectuer des opérations sur les plantes, de les mettre en place sur le support de croissance, de les récolter.

La culture hors sol est ainsi réalisée plus facilement, avec un contrôle accru de l’atmosphère dans lequel les plantes se développent.

Le rayonnage peut se mettre en place dans n’importe quel endroit. La configuration fermée du rayonnage isolant les plantes de l’environnement extérieur, ce dernier n’a pas besoin d’être contrôlé avec précision.

Le rayonnage permet de former autant de chambres de culture que souhaiter, par exemple en augmentant le nombre d’unités et/ou de compartiment de culture par unité

Selon différents aspects, il est possible de prévoir l’une et/ou l’autre des dispositions ci-dessous.

Selon une réalisation, le système d’étanchéité peut comprendre un dispositif de mise en surpression de la chambre de culture et/ou au moins un joint s’étendant autour de la chambre de culture, lorsque le rayonnage est en configuration fermée.

Selon une réalisation, les deux rangées sont mobiles l’une par rapport à l’autre par glissement selon une direction transversale, et dans lequel l’ouverture du bâti de chaque unité s’étend parallèlement à un plan longitudinal. De préférence, la direction transversale est horizontale, la direction longitudinale est verticale. Ainsi, les unités du rayonnage sont dans une position verticale, limitant la surface occupée au sol.

Selon une réalisation, chaque rangée du rayonnage peut comprendre au moins deux unités de culture. Les deux unités sont disposées adjacentes l’une à l’autre. En pratique, le nombre d’unités par rayonnage peut être quelconque. Le bâti de chaque unité comprend notamment deux parois latérales reliant une paroi supérieure et une paroi inférieure. Les parois latérales, la paroi supérieure et la paroi inférieure encadrent le compartiment de culture. Les deux, ou plus, unités d’une même rangée sont assemblées l’une à l’autre par une paroi latérale. L’ouverture du bâti des deux unités de la même rangée est orientée dans un même sens de sorte que le compartiment de culture d’une rangée est accessible par le couloir lorsque le rayonnage est en configuration ouverte. Le compartiment de culture de chaque unité d’une première rangée est alors en communication avec le compartiment de culture d’une unité de la deuxième rangée lorsque le rayonnage est en position fermée.

Selon une réalisation, le rayonnage peut comprendre un équipement de mesure d’au moins une caractéristique de l’atmosphère de la chambre de culture et un système de régulation de ladite caractéristique de l’atmosphère dans la chambre de culture du rayonnage en position fermée.

Ainsi, le contrôle de l’atmosphère dans la chambre de culture peut se faire selon une consigne de régulation, à partir des la caractéristique de l’atmosphère peut être :

la température, et/ou
l’hygrométrie, et/ou
la luminosité.

Selon une réalisation, le rayonnage peut un système de contrôle de la solution nutritive.

Selon un deuxième aspect, l’invention concerne une unité de culture hors sol pour culture de plante hors particulièrement destinée à être comprise dans un rayonnage de culture tel que présenté ci-dessus. L’unité comprend notamment un bâti encadrant au moins un compartiment de culture. Le bâti de chaque unité présente une ouverture débouchant dans le compartiment de culture, et chaque unité comporte un support de croissance dans le compartiment de culture fixé au bâti.

Selon une réalisation, le support de croissance comprend au moins une plaque inerte définissant un côté dit racinaire, dans lequel les racines de la plante sont destinées à être placées, et un côté dit de plante, dans lequel les tiges et/ou les feuilles de la plante sont destinées à être placées. L’unité comprend alors une sortie du système de distribution de la solution nutritive du côté racinaire.

Selon une réalisation, la sortie du système de distribution comprend au moins une buse projetant des gouttelettes de la solution nutritive.

Selon une réalisation, la plaque du support de croissance s’étend parallèlement à l’ouverture du bâti. La plaque du support de croissance est ainsi de préférence verticale.

Selon un troisième aspect, l’invention concerne un module de culture hors sol qui comprend au moins deux unités de culture tel que présenté ci-dessus, dans lequel le bâti des deux unités comprend un fond du côté opposé à l’ouverture, le fond des bâtis des deux unités du module étant communes.

Selon un quatrième aspect, l’invention concerne un système de culture hors sol comprenant au moins deux rayonnages tels que présenté ci-dessus, les rangées des deux rayonnages étant disposées sensiblement parallèlement les unes aux autres.

Selon une réalisation, les unités d’une rangée d’un premier rayonnage et les unités d’une rangée d’un deuxième rayonnage sont assemblées et forment une rangée de modules tels que présentés ci-dessus.

Selon une réalisation, ….

Des modes de réalisation de l’invention seront décrits ci-dessous par référence aux dessins, décrits brièvement ci-dessous :

représente schématiquement un système de culture hors sol selon un mode de réalisation de l’invention, vu de côté, le système comprenant deux rayonnages, chaque rayonnage comprenant deux rangées d’unités de culture, les deux rayonnages étant dans une configuration fermée.

représente schématiquement un exemple de réalisation d’une unité de culture du système de culture de la figure 1 vue de face.

représente schématiquement un exemple d’un module comprenant deux unités de culture selon la figure 2 vu en coupe de côté.

représente schématiquement un exemple d’un module comprenant une unité de culture selon la figure 2 vu en coupe de côté.

est une vue en coupe de côté du système de la figure 1.

est une vue de dessus du système de culture de la figure 1.

représente schématiquement le système de culture hors sol de la figure 1, vu de côté, un rayonnage étant dans une configuration ouverte, l’autre rayonnage étant dans une configuration fermée.

est une vue en coupe de côté du système de la figure 7.

est une vue de dessus du système de culture de la figure 7.

est une représentation schématique d’un exemple de réalisation d’un système de régulation et d’un système de contrôle d’une solution nutritive.

Sur les dessins, des références identiques désignent des objets identiques ou similaires.

Sur la figure 1, il est représenté un exemple d’un système100de culture hors sol comprenant deux rayonnages200de culture. En pratique, le système 100 pourra comprendre plus que deux rayonnages 200, comme cela découlera de ce qui suit.

Chaque rayonnage 200 comprend au moins aux moins deux unités300de culture hors sol, disposées face à face. En pratique, un rayonnage 200 est organisé à partir de deux rangées d’unités 300. Chaque rangée comprend au moins une, en pratique plusieurs, unités 300 de culture. Les unités 300 de culture d’une rangée d’un rayonnage font face aux unités 300 de culture de l’autre rangée. Le rayonnage 200 sera davantage décrit plus loin.

Chaque unité 300 de culture comprend un bâti301qui comporte deux parois302latérales reliant une paroi303supérieure et une paroi304inférieure. Les parois 302, 303, 304 du bâti 301 forment un cadre, de forme générale sensiblement rectangulaire selon l’exemple des figures, fermé d’un côté par une paroi305de fond et présentant une ouverture306de l’autre côté.

L’ouverture 306 donne accès à au moins un compartiment307de culture bordé par les parois 302, 303 et 304 du bâti. L’ouverture 306 s’étend dans un plan longitudinal, qui est sensiblement vertical selon le mode de réalisation présenté sur les figures.

A des fins de clarté, les termes horizontal, vertical, supérieur, inférieur, haut, bas et leurs variantes font référence à l’orientation naturelle des figures, sur lesquelles, selon le mode de réalisation présenté ici, les unités 300 sont disposées dans une position verticale, la paroi 304 inférieure étant en contact directement ou indirectement avec le sol, et la paroi 303 supérieure étant décalée verticalement par rapport à la paroi 304 inférieure, et ne doivent pas être compris comme étant limitatifs.

Le compartiment 307 de culture comprend des équipements permettant de réaliser la culture hors sol. Notamment, il comprend au moins un support308de croissance fixé au bâti 301, éventuellement de manière détachable. Le support 308 de croissance permet aux plantes de s’accrocher et de se développer en présence de nutriments, également appelés intrants.

Selon le mode de réalisation présenté ici, l’unité 300 est particulièrement destinée à la culture aéroponique. A cet effet, le support 308 de croissance comprend au moins une plaque 309 inerte, c'est-à-dire qu’elle est réalisée en un matériau qui n’interagit pas avec la plante. La plaque 309 sépare dans le compartiment 307 de culture un côté310dit racinaire, c'est-à-dire un côté dans lequel les racines d’une plante accrochée à la plaque 309 se trouvent, et un côté311dit de plantes, c'est-à-dire le côté dans lequel la ou les tiges et les feuilles d’une plante accrochée à la plaque 309 se trouvent et se développent.

Selon le mode de réalisation présenté, la plaque 309 s’étend sensiblement parallèlement à l’ouverture 306 du bâti, c'est-à-dire qu’elle s’étend verticalement. La plaque 309 comprend alors une pluralité de trous312, chaque trou 312 étant traversant de manière qu’une plante placée dans un trou 312 peut avoir ses racines du côté 310 racinaire et ses tiges et/ou feuilles du côté 311 de plante. L’axe des trous 312 peut être horizontal, c'est-à-dire perpendiculaire au plan de la plaque 309 ou être incliné par rapport à la direction horizontale, vers le bas du côté racinaire, afin de favoriser le développement de la plante qui est naturellement vertical.

De préférence, la plaque 309 du support 308 de croissance s’étend verticalement sur l’ensemble de la hauteur dans le compartiment 307. Elle peut également s’étendre sur toute la largeur du compartiment 307. De préférence encore, la plaque 309 est opaque, afin d’éviter toute pollution lumineuse du côté 311 de plante vers le côté 310 racinaire.

En variante, la plaque 309 peut s’étendre horizontalement. Dans ce cas, plusieurs plaques 309 peuvent être disposées dans le compartiment 307 de culture à la manière de planches d’étagère.

Dans le cas de l’hydroponie, le support 309 de croissance peut comprendre un récipient contenant un substrat dans lequel les racines des plantes se développent.

Comme illustré sur les figures, chaque unité 300 de culture peut comprendre deux compartiments 307 de culture, identiques ou non. Par exemple, les deux compartiments 307 de culture peuvent être séparés l’un de l’autre par une paroi313intermédiaire du bâti 301, la paroi 313 intermédiaire étant parallèle aux parois 302 latérales. Cela permet par exemple de séparer physiquement des espèces différentes dans chaque compartiment 307, favorisant le contrôle de leur développement.

Selon le mode de réalisation des figures, chaque unité 300 comprend en outre une sortie 314, en pratique une pluralité de sorties314, pour un système de distribution d’une solution nutritive. Les sorties 314 sont par exemple des buses d’injection permettant de projeter la solution nutritive du côté 310 racinaire du compartiment 307 de culture. La solution nutritive est typiquement de l’eau et un mélange d’intrants, tels que de l’azote, du potassium, de l’oxygène et du potassium, ou tout autre élément nécessaire au développement de la plante. Les buses sont réglées afin de projeter la solution nutritive sous formes de brume, c'est-à-dire de gouttelettes de taille adaptée pour être facilement absorbée par les racines, comme présenté en introduction. Les buses sont réparties de manière à ce que les racines du côté 310 racinaire soient toutes atteintes par des gouttelettes, la brume étant formée de manière homogène du côté racinaire.

La composition de la solution nutritive peut être adaptée en fonction de mesures effectuées dans le compartiment 307 de culture, indicatives de l’état de la plante, et/ou en fonction d’un cycle déterminé.

Un dispositif peut être prévu afin d’isoler le côté 310 racinaire du côté 311 de plante, afin d’éviter qu’une partie de la solution nutritive passe inutilement du côté 311 de plante. Un système de récupération peut être mis en place du côté 310 racinaire, permettant de récupérer au moins une partie de la solution non absorbées par les racines et de la filtrer afin de l’envoyer de nouveau sur les racines.

L’unité 300 peut comprendre en outre un équipement315de mesure d’au moins une caractéristique de l’atmosphère de la chambre 307 de culture et un système316de régulation de ladite caractéristique.

Plus précisément, l’équipement 315 de mesure peut comprendre notamment :

un capteur317de température du côté 311 de plante ;
un hygromètre318du côté 311 de plante ;
un capteur319de luminosité du côté 311 de plante.

Comme cela sera explicité plus loin, les capteurs 317, 318, 319 côté 311 de plante peuvent être communs à deux ou plus unités 300.

Le capteur 317 de luminosité peut avantageusement comprendre une caméra permettant en outre d’avoir un visuel sur les plantes côté 311 de plante.

L’équipement 315 de mesure peut en outre comprendre :

un capteur 320 de température du côté 310 racinaire ;
un hygromètre 321 du côté 310 racinaire ;

Le système 316 de régulation est par exemple un contrôleur logé dans un compartiment inférieur de l’unité 300. Il est connecté à tout appareil permettant de faire varier la température, le taux d’humidité et la luminosité du côté 311 de plante, et la température et le taux d’humidité du côté 310 racinaire selon une consigne de régulation. Le système 316 de régulation fonctionne de préférence en temps réel, en fonction des données de l’équipement 315 de mesure.

Par exemple, l’éclairage du côté 311 est réalisé grâce à un dispositif322d’éclairage pour éclairer le côté 311 de plante dans le compartiment 307 de culture. Le dispositif 322 d’éclairage comprend par exemple des bras323horizontaux fixés au bâti 301. Les bras 323 sont fixés par exemple entre chaque paroi 302 latérale et la paroi 313 intermédiaire. Les bras 323 supportent chacun un arrangement de LEDs, non représenté sur les figures, les LEDs étant disposées face à la plaque 309 du support 308 de croissance, et réparties de manière à éclairer les tiges et les feuilles des plantes accrochées à la plaque 309 de manière uniforme, du côté 311 de plantes. Le système 316 de régulation agit alors sur l’intensité de l’alimentation électrique des LEDs afin de faire varier la luminosité. Les bras 323 peuvent être articulés par apport au bâti 301, par exemple à l’aide d’une liaison rotule, afin de changer leur orientation et/ou de les écarter de la plaque 309 du support 308 de croissance afin de faciliter l’accès au support 308.

Par exemple également, le système 316 de régulation est connecté à un dispositif de ventilation dans le compartiment 307 de culture.

Le système 316 de régulation peut également être prévu pour réguler le débit et la pression de la solution nutritive projetée par les buses 314 dans le côté 310 racinaire.

Une unité 300 peut en outre comprendre un système324de contrôle de la solution nutritive. Le système 324 de contrôle permet notamment de contrôler les proportions des intrants, c'est-à-dire la formule, de la solution nutritive, par exemple en fonction des mesures par l’équipement 315 de mesure, en fonction des espèces de plantes, en fonction d’un cycle défini ou encore en fonction d’un ajustement manuel. Le système 324 de contrôle peut être connecté au système 316 de régulation, de manière à déterminer les proportions des intrants en fonction par exemple des données de l’équipement 315 de mesure.

En pratique, comme cela sera vu plus loin, le système 316 de régulation ainsi que le système 324 de contrôle peuvent être communs à plusieurs unités 300.

Les unités 300 sont assemblées deux à deux afin de former des rayonnages 200.

Plus précisément, un rayonnage 200 comprend deux rangées201d’unités 300 en vis-à-vis. Chaque rangée 210 comprend au moins une, et en pratique plusieurs unités 300 de culture comme dans la suite de la description. Les unités 300 d’une rangée sont solidaires les unes des autres de manière à pouvoir être déplacées ensemble. Par exemple, deux unités 300 adjacentes sont en contact l’une avec l’autre selon une de leurs parois 302 latérales, et peuvent être fixées ensemble. Les unités 300 d’une même rangée 201 sont orientées dans le même sens, c'est-à-dire que leur ouverture 306 est orientée dans le même sens. Selon un mode de réalisation, les unités 200 d’une rangée 201 sont sensiblement identiques, de sorte que leurs fonds 305 peuvent être dans un même plan et, de même, leurs ouvertures 306 peuvent être dans un même plan.

Au sein d’un rayonnage 200, le compartiment 307 de culture d’une unité 300 d’une première rangée est orienté face au compartiment 307 de culture d’une unité 300 d’une deuxième rangée. En pratique, chaque compartiment 307 de culture des unités d’une première rangée est en orienté face à un compartiment 307 de culture des unités 300 de la deuxième rangée 201. En d’autres termes, les ouvertures 306 des unités 300 d’une première rangée 201 sont orientées dans la même direction et dans le sens opposé par rapport aux ouvertures 306 des unités 300 de la deuxième rangée 201. Le rayonnage 200 comprend en outre un dispositif202de déplacement des deux rangées 201 l’une par rapport à l’autre de sorte que le rayonnage 200 peut prendre deux configurations :

une configuration ouverte, dans laquelle le compartiment 307 de culture de chaque unité 300 de la première rangée 201 est séparé du compartiment 307 de culture de chaque unité 300 de la deuxième rangée 201 par un couloir203de circulation à l’air libre, les supports 308 de croissances étant accessibles depuis le couloir 203 de circulation ;
une configuration fermée, dans laquelle l’ouverture 306 de chaque unité 300 de la première rangée 201 est en communication avec l’ouverture 306 d’au moins une unité 300 de la deuxième rangée 201, de sorte que les compartiments 307 de culture sont mis en commun et forment au moins une chambre204de culture, le rayonnage comprenant en outre un système205d’étanchéité limitant les échanges d’air entre la chambre 204 de culture du rayonnage en configuration fermée et l’extérieur.

La dimension du couloir 203 lorsque le rayonnage 200 est en configuration ouverte est adaptée pour permettre la circulation d’un opérateur, automatique ou humain, et pour lui donner l’accès aux compartiments 307 de culture des unités 300 du rayonnage 200. L’opérateur peut ainsi notamment récolter les plantes sur le support 308 de croissance, ou placer de nouveaux plants sur le support 308 de croissance.

Le système 205 d’étanchéité comprend par exemple un dispositif de mise en surpression de la chambre 204 de culture, afin de limiter les entrées et les sorties d’air avec l’extérieur. Le dispositif de mise en surpression est par exemple relié au système 316 de régulation d’une unité 300 qui désactive la mise en surpression lorsque le rayonnage est en configuration ouverte.

Le système 205 d’étanchéité peut en variante ou en combinaison comprendre un joint, par exemple en élastomère, s’étendant autour de la chambre 204 de culture, lorsque le rayonnage 200 est en configuration fermée. Le joint est par exemple formé de deux demi-joints 206, chaque demi-joint206étant fixé sur les unités 300 des deux rangées 201 du rayonnage 200.

En configuration fermée, le rayonnage 200 peut définir une unique chambre 204 de culture formée par l’ensemble des compartiments 307 de culture des unités 300 du rayonnage. En variante, le rayonnage comprend plusieurs chambres 204 de culture. Par exemple, le compartiment 307 de culture d’une unité 300 de la première rangée définit avec le compartiment 307 de culture d’une unité 300 de la deuxième rangée une chambre 204 de culture. Dans ce cas, le dispositif 205 d’étanchéité peut assurer une étanchéité entre les chambres 204 de culture. Toute disposition intermédiaire entre ces deux cas est envisageable de manière évidente.

Selon le mode de réalisation des figures, la chambre 204 de culture est formée plus précisément par la mise en commun du côté 311 de plantes des compartiments 307 de culture des unités des deux rangées 201.

L’équipement 315 de mesure déjà décrit peut alors être commun à plusieurs unités, notamment pour des mesures dans une chambre 204 de culture. En effet, la configuration fermée d’un rayonnage 204 est en principe la configuration qui est mise en œuvre la plupart du temps comparée à la configuration ouverte. L’équipement 315 de mesure peut donc surveiller les caractéristiques de l’atmosphère dans la ou les chambres 204 de culture, et non dans chaque compartiment 307 de culture.

De même, le système 316 de régulation peut être commun à plusieurs unités. Les appareils permettant de modifier les caractéristiques de l’atmosphère peuvent également être communs à plusieurs unités 300.

Par exemple, les unités 300 d’une première rangée 201 d’un rayonnage 200 comprennent un équipement 315 de mesure, un système 316 de régulation, et un dispositif322d’éclairage, et les unités 300 de la deuxième rangée en sont dépourvues.

Selon un mode de réalisation, le dispositif 202 de déplacement permet de déplacer les rangées 201 du rayonnage 200 dans un mouvement de glissement selon une direction transversale, c'est-à-dire horizontale, sensiblement perpendiculaire au plan de l’ouverture 306 des unités 300, afin d’écarter les deux rangées 200 l’une de l’autre l’une de l’autre en configuration ouverte.

Le dispositif 202 de déplacement comprend par exemple un système207de rails et un actionneur connecté aux parois 303 supérieures des unités 300 pour déplacer les rangées 201 le long des rails.

Le dispositif 202 peut avantageusement être utilisé pour y faire passer d’éventuels câbles de connexion et/ou d’alimentation depuis un organe informatique central vers chaque unité 300. Tout ou partie du système 316 de régulation peut être intégré dans l’organe informatique central, et une commande de régulation est alors transmise à chaque unité 300, par câbles ou non.

Plus précisément, le système 207 de rails peut comprendre au moins une base comprenant des rails de guidage. La base est destinée à être fixée à une paroi par exemple d’un bâti dans lequel le rayonnage 200 est destiné à être installé. Il s’agit par exemple d’une paroi verticale, d’un sol ou d’un plafond du bâtiment. Les unités 300 de chaque rangée 201 comprennent alors un organe complémentaire des rails de la base.

Le système 100 de culture comprend au moins deux rayonnages 200, disposés parallèlement l’un à l’autre, chaque rayonnage 200 pouvant prendre une configuration ouverte et une configuration fermée.

Selon le mode de réalisation des figures, les unités 300 de culture du système 100 de culture sont organisées en module 101, 102. Le système 100 comprend deux types de modules :

Un premier type de module 101 dit intermédiaire comprenant deux unités 300 de culture telles que décrites ci-dessus, solidaires l’une de l’autre par le fond 305 de leur bâti 301. Plus précisément, les deux unités 300 d’un module 101 intermédiaire ont leur bâti 300 en commun, leurs fonds 305 étant commun. Leurs ouvertures 306 sont alors orientées dans deux sens opposés. Les parois 302 latérales, les parois 303 supérieures et les parois 304 inférieures des deux unités 300 d’un module 101 sont confondues, dans le prolongement les unes des autres à partir du fond 305 commun.
Un deuxième type de module 102 dit d’extrémité, comprenant une unité 300 telle que décrite ci-dessus.

Les modules 101, 102 sont agencés en rangées de manière à former des rangées 201 pour les rayonnages 200.

Ainsi, selon le mode de réalisation présenté ici, le système 100 de culture comprend successivement une première rangée de modules 102 d’extrémité, au moins une rangée de modules 101 intermédiaires, et une deuxième rangée de modules 102 d’extrémité.

Afin de diminuer les coûts de fabrication, les bâtis des modules 101 intermédiaire sont identiques aux bâtis des modules 102 d’extrémité, de sorte qu’un module d’extrémité comprend, outre le compartiment 307 de culture d’une unité 300 de culture, un compartiment 103 secondaire.

Le compartiment 103 secondaire peut être utilisé pour y loger par exemple l’organe informatique central, qui comprend le système 316 de régulation, et/ou le système 324 de contrôle de la solution nutritive pour l’ensemble des unités 300 du système 100 de culture.

Selon un mode de réalisation, le compartiment 103 secondaire d’une première rangée de modules 102 d’extrémité peut être utilisé afin d’y placer des104tablettes de germination. En effet, avant de placer les plants sur le support 308 de croissance, il faut qu’ils aient atteint le stade de la germination. Celle-ci peut se faire dans un environnement moins contrôlé que le reste de la culture de la plante. Ainsi, le compartiment 103 secondaire peut être équipé à cet effet.

Le compartiment 103 secondaire de la deuxième rangée de modules 102 d’extrémité peut alors être utilisé pour y placer les réservoirs105d’intrants ainsi qu’un système106de pompe connecté au système de distribution de la solution nutritive pour alimenter les unités 300 de culture en solution nutritive selon une formule déterminée par le système 324 de contrôle. Un capot107peut être prévu pour fermer le compartiment 103 secondaire de chaque module 102 d’extrémité.

Chaque rangée de module 101, 102 peut comprendre, sur une paroi 302 latérale d’un module 101, 102 à l’extrémité d’une rangée, une console108de vérification, permettant de surveiller les caractéristiques de l’atmosphère dans les chambres 204 de culture, et/ou du côté 310 racinaires des unités 300, et/ou d’avoir un vision sur l’intérieur des unités 300 notamment lorsque les rayonnages 200 sont en configuration fermée. La console 108 peut également comprendre un panneau de commande afin de permettre à un opérateur d’agir si besoin directement sur la régulation des caractéristiques de l’atmosphère et/ou sur l’alimentation en solution nutritive.

Lorsqu’un opérateur souhaite avoir accès à une ou des plantes, il identifie l’unité 300 concernée et passe le rayonnage 200 de l’unité 300 concernée en configuration ouverte. De préférence, lorsque le système 100 comprendre d’autres rayonnages 200, ceux-ci demeurent alors en configuration fermée. L’opérateur peut se déplacer dans le couloir 203 de circulation pour atteindre la ou les plantes visées, entre deux rangées 201 d’unités 300.

On va maintenant décrire un exemple de réalisation du système 316 de régulation d’une unité 300, étant entendu que le système 316 de régulation pourra être commun à plusieurs unités 300, par exemple les unités 300 d’une rangée 201, d’un rayonnage 200, voire pour l’ensemble des unités du système 100 de culture.

Selon cet exemple, le système 316 de régulation est connecté aux capteurs 317, 318, 319 du côté 311 de plantes et aux capteurs 320, 321 du côté 310 racinaire du compartiment 307 de culture de l’unité. Le système 316 est également connecté au dispositif 322 d’éclairage. L’unité 300 peut en outre comprendre un dispositif325de ventilation, connecté au système 316 de régulation

Le système 316 de régulation est en outre connecté au système 3264de la solution nutritive. Le système 324 de contrôle comprend selon cet exemple distributeur327d’intrants contenant les différents intrants. Le distributeur 327 est connecté fluidiquement à un réservoir328de solution nutritive. Le mélange d’intrants est réalisé dans le réservoir 328 à partir du distributeur 327, les proportion en intrants étant commandées par exemple par le système 316 de régulation. La solution nutritive est ensuite pulvérisée dans le compartiment 307 de culture, de préférence du côté 310 racinaire grâce à une pompe329. Eventuellement, un filtre330est interposé entre le réservoir 328 de solution nutritive et la pompe 329 afin d’éviter de s’assurer que seul les particules inférieures à une taille déterminée arrivent jusque dans le compartiment 307 de culture. La pompe 329 est associée à un surpresseur331afin d’assurer la pulvérisation de la solution nutritive sous forme de gouttelettes de dimensions déterminées. Le système 316 de régulation est à cet effet connecté à un capteur332de pression et un contrôleur333de débit à l’entrée du compartiment 307 de culture

Le système 316 de régulation peut également être connecté à un ensemble334de capteurs permettant de surveiller la solution nutritive dans le réservoir 328, par exemple la température, le pH, l’électro-conductivité et la composition en intrants de la solution.

Le système 316 de régulation fonctionne alors en tenant compte des informations transmises par les capteurs 317, 318, 319, 320, 321 dans le compartiment 307 de culture afin d’ajuster les caractéristiques de l’atmosphère dans le compartiment 307 de culture, notamment la puissance du dispositif 325 de ventilation, du dispositif 322 d’éclairage ou d’un dispositif de contrôle de la température selon une commande de régulation prédéterminée.

Le système 316 de régulation peut également réaliser une régulation de la composition de la solution nutritive, par exemple en fonction des données des capteurs, et/ou d’après un cycle de régulation enregistré. A cet effet, le système 316 de régulation régule le distributeur 327 afin que la composition de la solution nutritive dans le réservoir 328 présente les caractéristiques attendues, à partir notamment des informations transmises par l’ensemble 334 de capteurs. La solution nutritive aux caractéristiques déterminées est ensuite pompée et pulvérisée dans le compartiment 307 de culture. Le système 316 de régulation, à partir des données du capteur 322 de pression et de l’état du contrôleur 33 de débit, permet de réguler la puissance de la pompe 329.

Eventuellement, le compartiment 307 de culture peut comprendre un récupérateur de la solution nutritive en excès, afin de la réinjecter dans le réservoir 328 de solution nutritive après passage éventuel dans un filtre 335.

Le système 316 de régulation peut être commun à plusieurs unités 300, voire à l’ensemble des unités du système 100 de culture. A cet effet, chaque unité peut être identifiée dans le système 316 de régulation, et les consignes de régulation peuvent être adaptées à chaque unité 300.

Le système de culture 100 comprenant les unités 300 de culture permet ainsi de réaliser une culture hors sol de manière contrôlée, en s’adaptant aux besoins des plantes.

En effet, la disposition en unités 300 permet de créer, pour un rayonnage 220, une ou plusieurs chambres 204 de culture, chaque chambre 204 de culture possédant ses propres caractéristiques, adaptées notamment en fonction des espèces des plantes.

Le nombre d’unités 300 est facilement adaptable en les juxtaposant, en augmentant le nombre d’unités par rangée par rayonnage 200 et/ou en augmentant le nombre de rayonnage.

Le système 316 de régulation offre un contrôle accru des paramètres de la culture hors sol, notamment des caractéristiques de l’atmosphère dans les chambres 204 de culture, mais également des caractéristiques de la solution nutritive pulvérisée du côté 310 racinaire des unités 300.

L’accès aux plantes se fait aisément en passant en configuration ouverte pour un rayonnage 200, en laissant les éventuels autres rayonnages fermés et donc sans perturber l’atmosphère dans la ou les chambres 204 de culture des autres rayonnages 200.

La configuration verticale notamment des plaques 309 des supports 308 de croissance permet diminuer la surface au sol occupée par le système 100 de culture.

Claims

Rayonnage (200) de culture hors-sol comprenant au moins une première rangée (201) et une deuxième rangée (20 1), chaque rangée (201) comprenant au moins une unité (300) de culture, chaque unité (300) de culture comportant un bâti (301) encadrant au moins un compartiment (307) de culture, le bâti (301) de chaque unité présentant une ouverture (306) débouchant dans le compartiment (307) de culture, et chaque unité (300) comportant au moins un support (308) de croissance dans le compartiment (307) de culture fixé au bâti (301), le support (308) de croissance étant destiné à permettre l’accrochage et le développement d’au moins une plante, le rayonnage (200) comprenant un système de distribution d’une solution nutritive dans le compartiment (307) de culture de chaque unité (300), le rayonnage comprenant en outre un dispositif (202) de déplacement des deux rangées (201) l’une par rapport à l’autre de sorte que le rayonnage (200) peut prendre deux configurations :
- une configuration ouverte, dans laquelle le compartiment (307) de culture de chaque unité (300) de la première rangée (201) est séparé du compartiment (307) de culture de chaque unité (300) de la deuxième rangée (201) par un couloir (203) de circulation à l’air libre, les supports (308) de croissances étant accessibles depuis le couloir (203) de circulation ;
- une configuration fermée, dans laquelle l’ouverture (306) de chaque unité (300) de la première rangée (201) est en communication avec l’ouverture (306) d’au moins une unité (300) de la deuxième rangée (201), de sorte que les compartiments (307) de culture sont mis en commun et forment au moins une chambre (204) de culture, le rayonnage (200) comprenant en outre un système (205) d’étanchéité limitant les échanges d’air entre la chambre (204) de culture du rayonnage (200) en configuration fermée et l’extérieur.
Rayonnage (200) de culture selon la revendication 1, dans lequel le système (205) d’étanchéité comprend un dispositif de mise en surpression de la chambre (204) de culture.
Rayonnage (200) de culture selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel le système d’étanchéité comprend au moins un joint (206) s’étendant autour de la chambre (204) de culture, lorsque le rayonnage (200) est en configuration fermée.
Rayonnage (200) de culture selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les deux rangées (201) sont mobiles l’une par rapport à l’autre par glissement selon une direction transversale, et dans lequel l’ouverture (306) du bâti (301) de chaque unité (300) s’étend parallèlement à un plan longitudinal.
Rayonnage (200) de culture selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque rangée (201) comprend au moins deux unités (300) de culture, le bâti (300) de chaque unité (301) comprenant deux parois (302) latérales reliant une paroi (303) supérieure et une paroi (304) inférieure, les parois (302) latérales, la paroi (302) supérieure et la paroi (304) inférieure encadrant le compartiment (204) de culture, les deux unités (300) d’une même rangée (201) étant assemblées l’une à l’autre par une paroi latérale (302), l’ouverture (306) du bâti (300) des deux unités (300) de la même rangée (201) étant orientée dans un même sens de sorte que le compartiment (307) du culture d’une rangée (200) est accessible par le couloir (203) lorsque le rayonnage (200) est en configuration ouverte, le compartiment (307) de culture de chaque unité (300) d’une première rangée (201) étant en communication avec le compartiment (307) de culture d’une unité (300) de la deuxième rangée (201) lorsque le rayonnage (200) est en position fermée.
Rayonnage (200) de culture selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant un équipement (315) de mesure d’au moins une caractéristique de l’atmosphère de la chambre (204) de culture et un système (316) de régulation de ladite caractéristique de l’atmosphère dans la chambre (204) de culture du rayonnage (200) en position fermée.
Rayonnage (200) selon la revendication précédente, dans lequel la caractéristique de l’atmosphère comprend :
- la température,
- l’hygrométrie,
- la luminosité.
Rayonnage (200) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant un système (326) de contrôle de la solution nutritive.
Unité (300) de culture hors sol pour culture de plante hors particulièrement destinée à être comprise dans un rayonnage (200) de culture selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant un bâti (301) encadrant au moins un compartiment (307) de culture, le bâti (301) de chaque unité (300) présentant une ouverture (306) débouchant dans le compartiment (307) de culture, et chaque unité (300) comportant un support (308) de croissance dans le compartiment (307) de culture fixé au bâti (301).
Unité (300) selon la revendication précédente, dans laquelle le support (308) de croissance comprend au moins une plaque (309) inerte définissant un côté (310) dit racinaire, dans lequel les racines de la plante sont destinées à être placées, et un côté (311) dit de plante, dans lequel les tiges et/ou les feuilles de la plante sont destinées à être placées, l’unité (300) comprenant une sortie (314) du système de distribution de la solution nutritive du côté (310) racinaire.
Unité (300) selon la revendication précédente, dans laquelle la sortie (314) du système de distribution comprend au moins une buse projetant des gouttelettes de la solution nutritive.
Unité (300) selon l’une quelconque des revendications 9 à 11, dans laquelle la plaque (309) du support (308) de croissance s’étend parallèlement à l’ouverture (306) du bâti.
Module (101) de culture hors sol comprenant au moins deux unités (300) de culture selon l’une quelconque des revendications 9 à 12, dans lequel le bâti (301) des deux unités (300) comprend un fond (305) du côté opposé à l’ouverture (306), le fond (305) des bâtis (301) des deux unités (300) du module (101) étant communes.
Système (100) de culture hors sol comprenant au moins deux rayonnages (200) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, les rangées (201) des deux rayonnages (200) étant disposées sensiblement parallèlement les unes aux autres.
Système (100) de culture hors sol selon la revendication précédente, dans lequel les unités (300) d’une rangée (201) d’un premier rayonnage (200) et les unités (300) d’une rangée (201) d’un deuxième rayonnage (200) sont assemblées et forment une rangée de modules (101) selon la revendication 13.