FR3119727A1 - STRUCTURE FOR COOLING AND HUMIDIFYING AN ZONE AND METHOD FOR IMPLEMENTING SUCH A STRUCTURE - Google Patents

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    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G25/00—Watering gardens, fields, sports grounds or the like
    • A01G25/02—Watering arrangements located above the soil which make use of perforated pipe-lines or pipe-lines with dispensing fittings, e.g. for drip irrigation

Abstract

L’invention concerne une structure (1) pour refroidir et humidifier une zone (2) prédéterminée, notamment agricole, traversée par un vent (6), ladite structure (1) étant apte à être alimentée en eau, caractérisée en ce qu’elle comporte un circuit d’alimentation en eau, des pylônes (4, 4a, 4b), une rampe (5) comportant des buses (7) de pulvérisation d’eau fixée auxdits pylônes (4, 4a, 4b) et au moins une pompe destinée à alimenter en eau lesdites buses (7) via ledit circuit d’alimentation en eau, une partie de l’eau pulvérisée étant destinée à être portée par ledit vent (6). Figure de l’abrégé : Fig. 2The invention relates to a structure (1) for cooling and humidifying a predetermined area (2), in particular agricultural, through which a wind (6) passes, said structure (1) being able to be supplied with water, characterized in that it comprises a water supply circuit, pylons (4, 4a, 4b), a ramp (5) comprising nozzles (7) for spraying water fixed to said pylons (4, 4a, 4b) and at least one pump intended to supply water to said nozzles (7) via said water supply circuit, part of the sprayed water being intended to be carried by said wind (6). Abstract Figure: Fig. 2

Description

STRUCTURE POUR REFROIDIR ET HUMIDIFIER UNE ZONE ET PROCEDE METTANT EN ŒUVRE UNE TELLE STUCTURESTRUCTURE FOR COOLING AND HUMIDIFYING AN ZONE AND METHOD FOR IMPLEMENTING SUCH A STRUCTURE

L’invention concerne le domaine des structures et des procédés pour refroidir et humidifier une zone, notamment agricole.The invention relates to the field of structures and methods for cooling and humidifying an area, in particular an agricultural area.

Il est connu de l’art antérieur des systèmes de pulvérisation d’eau permettant d’arroser une zone comportant des plantes telles que des céréales ou des fleurs. Le document WO 2014/134290 divulgue un tel système de pulvérisation d’eau. Il est décrit un système 10 de pulvérisation comprenant des tubes 20, une première pluralité de têtes de pulvérisation 30 et une seconde pluralité de têtes de pulvérisation 40. Le système 10 comprend en outre un système de treillis 50 comportant des supports 52 et des fils de treillis 54. Le système 10 permet de pulvériser de l’eau ou des pesticides sur des arbres 60. La première pluralité de têtes de pulvérisation 30 et la seconde pluralité de têtes de pulvérisation 30 sont disposées verticalement de manière à pulvériser les arbres 60 sur toute leur hauteur. L’eau, les pesticides et les autres liquides sont fournis via des tubes 20 au moyen d’une pompe. La pompe est activée pendant une période de temps suffisante de manière à produire la quantité de liquide désirée. L’inconvénient d’un tel système est qu’il ne permet pas d’humidifier l’air environnant de la zone de culture afin de réduire le réchauffement du sol de manière à permettre la régénération d’une végétation naturelle. Le système, selon l’art antérieur, permet principalement une pulvérisation d’eau directement sur les plantes cultivées. En revanche, il n’est pas adapté pour obtenir une revégétalisation dans un espace donné. En effet, l’eau pulvérisée est destinée, en grande partie, à alimenter les plantes cultivées et non pas leur environnement.It is known from the prior art water spray systems for watering an area comprising plants such as cereals or flowers. Document WO 2014/134290 discloses such a water spray system. Disclosed is a spray system 10 comprising tubes 20, a first plurality of spray heads 30 and a second plurality of spray heads 40. The system 10 further includes a mesh system 50 having supports 52 and trellis 54. System 10 sprays trees 60 with water or pesticides. The first plurality of spray heads 30 and the second plurality of spray heads 30 are arranged vertically to spray the trees their height. Water, pesticides and other liquids are supplied through 20 tubes by means of a pump. The pump is activated for a sufficient period of time so as to produce the desired quantity of liquid. The disadvantage of such a system is that it does not allow the surrounding air of the growing area to be humidified in order to reduce the heating of the soil in such a way as to allow the regeneration of natural vegetation. The system, according to the prior art, mainly allows a spraying of water directly on the cultivated plants. On the other hand, it is not suitable for obtaining revegetation in a given space. Indeed, the sprayed water is intended, in large part, to feed the cultivated plants and not their environment.

Le but de l’invention est donc de pallier les inconvénients de l’art antérieur en proposant une structure de pulvérisation d’eau permettant une humidification de l’air environnant une zone dans laquelle on souhaite cultiver le sol. Il est également proposé un procédé mettant en œuvre une telle structure pour refroidir et humidifier une zone à cultiver.The object of the invention is therefore to overcome the drawbacks of the prior art by proposing a water spray structure allowing humidification of the air surrounding an area in which it is desired to cultivate the soil. A method is also proposed implementing such a structure to cool and humidify an area to be cultivated.

Pour ce faire, l’invention se rapporte ainsi, dans son acceptation la plus large, à une structure pour refroidir et humidifier une zone prédéterminée, notamment agricole, traversée par un vent présentant une direction et une orientation, ladite structure étant apte à être alimentée en eau, caractérisée en ce qu’elle comporte un circuit d’alimentation en eau, des pylônes, une rampe comportant des buses de pulvérisation d’eau fixée auxdits pylônes et au moins une pompe destinée à alimenter en eau lesdites buses via ledit circuit d’alimentation en eau, une partie de l’eau pulvérisée étant destinée à être portée par ledit vent.To do this, the invention thus relates, in its broadest sense, to a structure for cooling and humidifying a predetermined zone, in particular agricultural, through which a wind has a direction and an orientation, said structure being capable of being supplied in water, characterized in that it comprises a water supply circuit, pylons, a boom comprising water spray nozzles fixed to said pylons and at least one pump intended to supply water to said nozzles via said water supply, part of the sprayed water being intended to be carried by said wind.

Grâce à l’invention, la zone est refroidie et humidifiée permettant, par exemple, la culture de plantes. L’invention peut également refroidir une zone urbaine dans laquelle il est habituellement utilisé des systèmes de climatisation domestique.Thanks to the invention, the area is cooled and humidified allowing, for example, the cultivation of plants. The invention can also cool an urban area where domestic air conditioning systems are usually used.

De préférence, ladite rampe est disposée perpendiculairement par rapport auxdits pylônes.Preferably, said ramp is arranged perpendicular to said pylons.

Avantageusement, lesdites buses présentent un jet de type cône creux avec un angle compris entre 110° et 130°, voire entre 115° et 125°.Advantageously, said nozzles have a jet of the hollow cone type with an angle of between 110° and 130°, or even between 115° and 125°.

Un angle compris entre 110° et 130° permet d’obtenir une granulométrie plus faible afin d’augmenter le taux d’évaporation. Un angle compris entre 115° et 125° a pour effet d’améliorer davantage la granulométrie des gouttelettes d’eau.An angle between 110° and 130° makes it possible to obtain a smaller particle size in order to increase the rate of evaporation. An angle between 115° and 125° has the effect of further improving the particle size of the water droplets.

Selon un mode préféré, la distance entre chaque buse est comprise entre 25 cm et 45 cm.According to a preferred mode, the distance between each nozzle is between 25 cm and 45 cm.

De cette manière, le jet d’une buse ne sature pas le jet de la buse voisine.In this way, the jet from one nozzle does not saturate the jet from the neighboring nozzle.

Avantageusement, lesdites buses présentent un angle par rapport à l’horizontale compris entre 40° et 50°.Advantageously, said nozzles have an angle relative to the horizontal of between 40° and 50°.

Ainsi, le taux d’évaporation est optimisé permettant une baisse de température du vent importante.Thus, the evaporation rate is optimized allowing a significant drop in wind temperature.

De préférence, lesdites buses sont agencées en quinconce de sorte qu’une buse présente un angle par rapport à l’horizontale compris entre 40° et 50° et que la buse consécutive présente un angle par rapport à l’horizontale compris entre 50° et 60°.Preferably, said nozzles are staggered so that one nozzle has an angle with respect to the horizontal of between 40° and 50° and that the consecutive nozzle has an angle with respect to the horizontal of between 50° and 60°.

Cette configuration particulière a pour avantage d’homogénéiser le jet de gouttelettes afin de réduire les effets de coalescence et de réduire le taux d’évaporation.This particular configuration has the advantage of homogenizing the jet of droplets in order to reduce the effects of coalescence and reduce the rate of evaporation.

De préférence, lesdits pylônes présentent une longueur comprise entre 12 m et 18 m.Preferably, said pylons have a length of between 12 m and 18 m.

Une telle hauteur a pour avantage d’obtenir une couche limite refroidie d’une quinzaine de mètres assurant par conséquent sa propagation sur plusieurs kilomètres avant d’être réchauffée par le sol. En outre, elle permet également d’augmenter le temps de chute des gouttelettes d’eau et par voie de conséquence leur taux d’évaporation. La température du vent est ainsi abaissée.Such a height has the advantage of obtaining a cooled boundary layer of about fifteen meters therefore ensuring its propagation over several kilometers before being heated by the ground. In addition, it also increases the fall time of the water droplets and consequently their evaporation rate. The wind temperature is thus lowered.

De préférence, lesdites buses de pulvérisation d’eau produisent un jet présentant une orientation opposée à l’orientation dudit vent.Preferably, said water spray nozzles produce a jet having an orientation opposite to the orientation of said wind.

Ainsi, le taux d’évaporation est augmenté permettant une humidification et une baisse de température dans la zone prédéterminée plus importantes.Thus, the rate of evaporation is increased allowing greater humidification and a lower temperature in the predetermined area.

L’invention concerne également un procédé pour refroidir et humidifier une zone prédéterminée, notamment agricole, traversée par un vent mettant en œuvre une structure, comme décrit précédemment, destinée à refroidir et humidifier ladite zone, caractérisé en ce que le procédé comprend :The invention also relates to a method for cooling and humidifying a predetermined zone, in particular agricultural, through which a wind passes, implementing a structure, as described above, intended to cool and humidify said zone, characterized in that the method comprises:

- une étape de mesure de la température et de la vitesse dudit vent traversant ladite structure ;- a step for measuring the temperature and the speed of said wind passing through said structure;

- une étape de calcul du débit à appliquer audit circuit d’alimentation en eau basée sur la température et la vitesse dudit vent mesurées ;- a step of calculating the flow to be applied to said water supply circuit based on the temperature and the speed of said measured wind;

- étape d’activation de ladite pompe de manière à obtenir le débit calculé afin de refroidir et humidifier ladite zone.- step of activating said pump so as to obtain the calculated flow rate in order to cool and humidify said zone.

L’invention a en outre pour objet une méthode d’installation d’une structure destinée à refroidir et humidifier une zone prédéterminée, notamment agricole, traversée par un vent comme décrit précédemment, caractérisée en ce qu’elle comporte les étapes suivantes :The invention further relates to a method for installing a structure intended to cool and humidify a predetermined zone, in particular agricultural, through which a wind passes as described above, characterized in that it comprises the following steps:

- une étape de détermination de la direction dudit vent traversant ladite zone ;- a step of determining the direction of said wind crossing said zone;

- une étape de raccordement dudit circuit d’alimentation en eau à un réservoir d’eau, tel qu’un fleuve ou une mer ;- a step of connecting said water supply circuit to a water reservoir, such as a river or the sea;

- une étape d’installation de ladite structure de sorte que ladite rampe soit agencée sensiblement perpendiculairement par rapport à la direction dudit vent.- a step of installing said structure so that said ramp is arranged substantially perpendicular to the direction of said wind.

De préférence, la méthode d’installation comporte en outre, lors de l’étape de détermination de la direction dudit vent, une étape de détermination de la variation de la direction dudit vent de manière à déterminer la configuration géométrique de ladite rampe.Preferably, the installation method further comprises, during the step of determining the direction of said wind, a step of determining the variation in the direction of said wind so as to determine the geometric configuration of said ramp.

On décrira ci-après, à titre d’exemples non limitatifs, plusieurs formes d’exécution de la présente invention, en référence aux figures annexées sur lesquelles :Several embodiments of the present invention will be described below, by way of non-limiting examples, with reference to the appended figures in which:

représente schématiquement une vue isométrique d’une structure de refroidissement et d’humidification selon un mode de réalisation préféré de la présente invention ; schematically represents an isometric view of a cooling and humidification structure according to a preferred embodiment of the present invention;

représente schématiquement une vue isométrique d’une partie de la structure de refroidissement et d’humidification illustrée sur la ; schematically represents an isometric view of part of the cooling and humidification structure illustrated in the ;

illustre schématiquement une vue de dessus de la partie de structure illustrée sur la . schematically illustrates a top view of the structural part illustrated in the .

Dans la description qui suit le terme « direction » du vent signifie la ligne ou la droite selon laquelle le vent se déplace et le terme « orientation » du vent signifie le sens de déplacement du vent selon ladite « direction ».In the following description, the term "direction" of the wind means the line or straight line along which the wind is moving and the term "orientation" of the wind means the direction of movement of the wind along said "direction".

En référence à la , il est illustré schématiquement, en vue isométrique, une structure 1 de refroidissement et d’humidification destinée à refroidir et humidifier une zone 2, selon un mode de réalisation préféré de la présente invention. La zone 2 peut être une zone à tendance désertique présentant une température relativement élevée, par exemple comprise entre 40°C et 50°C, et une hygrométrie faible, par exemple de l’ordre de 10%, où l’on souhaite cultiver diverses plantes telles que du fourrage. De préférence, l’invention est mise en œuvre dans des déserts côtiers existant notamment en Australie ou dans la péninsule Arabique. La zone 2 peut également être un espace urbain pour lequel il est habituellement utilisé des systèmes de climatisation domestique. En mettant en œuvre l’invention dans ce type d’espaces urbains, on obtient un refroidissement de l’air ambiant permettant ainsi une moindre consommation énergétique des systèmes de climatisation domestique utilisés. La structure 1 est disposée à proximité d’un réservoir d’eau 3 permettant d’alimenter en eau un circuit d’alimentation (non visible). La structure 1 comprend des pylônes 4 disposés verticalement par rapport à la zone 2 et une rampe 5 disposée horizontalement et fixée perpendiculairement par rapport aux pylônes 4. Les pylônes 4 sont implantés solidement dans le sol de la zone 2. Dans un exemple de réalisation de l’invention, l’espacement entre les pylônes 4 est compris entre 30 m et 50 m afin d’éviter le flambement de la rampe 5. Cet espacement peut être adapté en fonction des caractéristiques techniques de la rampe 5, telles que sa propre masse et la masse d’eau transportée en son sein, afin d’éviter un flambement trop important.With reference to the , there is schematically illustrated, in isometric view, a cooling and humidification structure 1 intended to cool and humidify an area 2, according to a preferred embodiment of the present invention. Zone 2 can be a zone with a desert tendency having a relatively high temperature, for example between 40° C. and 50° C., and low humidity, for example of the order of 10%, where it is desired to cultivate various plants such as fodder. Preferably, the invention is implemented in coastal deserts existing in particular in Australia or in the Arabian Peninsula. Zone 2 can also be an urban space for which domestic air conditioning systems are usually used. By implementing the invention in this type of urban space, a cooling of the ambient air is obtained, thus allowing a lower energy consumption of the domestic air conditioning systems used. The structure 1 is arranged close to a water reservoir 3 allowing water to be supplied to a supply circuit (not visible). The structure 1 comprises pylons 4 arranged vertically with respect to zone 2 and a ramp 5 arranged horizontally and fixed perpendicularly with respect to the pylons 4. The pylons 4 are firmly implanted in the ground of zone 2. In an exemplary embodiment of the invention, the spacing between the pylons 4 is between 30 m and 50 m in order to avoid buckling of the ramp 5. This spacing can be adapted according to the technical characteristics of the ramp 5, such as its own mass and the mass of water transported within it, in order to avoid excessive buckling.

En référence maintenant à la , il est illustré schématiquement, en vue isométrique, une partie 1a de la structure 1 représentée sur la de manière à simplifier la description qui suit. La partie 1a comprend un premier pylône 4a et un second pylône 4b, et une portion de rampe 5a. La description ci-après est également valable pour les autres parties de la structure 1. La partie 1a est installée de sorte que la portion de rampe 5a soit agencée sensiblement perpendiculairement par rapport à la direction d’un vent chaud 6 orientée vers la zone 2. Une telle configuration de la rampe 5a est bien adaptée pour les zones présentant une variation de la direction du vent ne dépassant pas 90°. Dans le mode de réalisation présenté, la zone 2 est une zone agricole présentant une longueur d’environ 8 km et une largeur d’environ 5 km. Dans les zones où la direction du vent chaud 6 varie faiblement, chaque partie 1a est disposée perpendiculairement par rapport à la direction du vent chaud 6. Ainsi, la structure 1 présente une rampe 5 rectiligne. En revanche, pour les zones où la direction du vent chaud 6 à tendance à varier de plus de 90° au cours de la journée, ou au cours de l’année, la rampe 5 présente une configuration circulaire, elliptique ou quasi-elliptique. De cette manière, il existe toujours une partie de la structure 1 orientée perpendiculairement à la direction du vent chaud 6. Par exemple, le vent chaud 6 présente une température d’environ 40°C et une hygrométrie d’environ 15%. La rampe 5a comporte une pluralité de buses 7 agencées longitudinalement, de type à cône creux et grand angle. Les buses 7 sont espacées entre elles régulièrement. Par exemple, pour une longueur de rampe 5a de 7km, les buses 7 présentent une distance entre elles comprise entre 25 cm et 45 cm. Le jet produit par les buses 7 est orienté approximativement dans le sens opposé à l’orientation du vent chaud 6 de manière à augmenter le taux d’évaporation. Dans une alternative, les buses 7 présentent un angle compris entre 40° et 50° par rapport à la direction du vent chaud 6 permettant une hauteur de chute plus importante de l’eau pulvérisée. Dans encore une autre alternative, les buses 7 sont disposées de manière à ce que l’orientation du jet produit soit la même que celle du vent chaud 6 avec un angle compris entre 40° et 50° par rapport à la direction du vent chaud 6. Optionnellement, les buses 7 sont agencées en quinconce de sorte qu’une buse 7 présente un angle compris entre 40° et 50° par rapport à la direction du vent chaud 6 et de sorte que la buse 7 consécutive présente un angle compris entre 50° et 60° par rapport à la direction du vent chaud 6. Cette configuration a pour avantage de réduire l’effet de coalescence entre deux gouttelettes d’eau voisine, c’est-à-dire la réunion de deux gouttelettes d’eau en une seule. En effet, l’effet de coalescence a tendance à diminuer le taux d’évaporation entraînant par conséquent un moindre abaissement de température dans la zone 2. Les buses 7 présentent un jet de type cône creux avec un angle compris entre 110° et 130°, voire entre 115° et 125°. Dans une alternative, les buses 7 présentent un jet de type cône plein de manière à augmenter le taux d’évaporation. Dans une configuration préférée, la rampe 5 se situe à une hauteur comprise entre 12 m et 18 m par au sol de manière à ce que les gouttelettes d’eau pulvérisées s’évaporent progressivement au cours de leur chute jusqu’au sol. Ainsi, l’évaporation permet une baisse de la température de l’air ambiant et une augmentation de l’hygrométrie. Par exemple, pour un vent chaud 6 présentant une température d’environ 40°C et une hygrométrie d’environ 15%, on obtient un vent relativement froid 8 au niveau de la zone 2 présentant une température d’environ 25°C et une hygrométrie d’environ 60%. Il est ainsi possible de cultiver des plantes dans la zone 2 telles que du Sorgho ou du Mil. On peut également cultiver des fruits et légumes tropicaux ainsi que des arbres fruitiers dans certaines zones car le taux d’humidité est suffisamment élevé et la température suffisamment basse grâce à la structure selon l’invention.Referring now to the , there is schematically illustrated, in isometric view, a part 1a of the structure 1 represented on the so as to simplify the following description. Part 1a comprises a first pylon 4a and a second pylon 4b, and a ramp portion 5a. The description below is also valid for the other parts of the structure 1. The part 1a is installed so that the ramp portion 5a is arranged substantially perpendicular to the direction of a hot wind 6 oriented towards the zone 2 Such a configuration of the ramp 5a is well suited for areas having a variation in the direction of the wind not exceeding 90°. In the embodiment presented, zone 2 is an agricultural zone having a length of approximately 8 km and a width of approximately 5 km. In areas where the direction of the hot wind 6 varies slightly, each part 1a is arranged perpendicular to the direction of the hot wind 6. Thus, the structure 1 has a straight ramp 5 . On the other hand, for areas where the direction of the hot wind 6 tends to vary by more than 90° during the day, or during the year, the ramp 5 has a circular, elliptical or quasi-elliptical configuration. In this way, there is always a part of the structure 1 oriented perpendicularly to the direction of the hot wind 6. For example, the hot wind 6 has a temperature of around 40° C. and a hygrometry of around 15%. The boom 5a comprises a plurality of nozzles 7 arranged longitudinally, of the wide-angle hollow cone type. The nozzles 7 are regularly spaced between them. For example, for a ramp length 5a of 7 km, the nozzles 7 have a distance between them of between 25 cm and 45 cm. The jet produced by the nozzles 7 is oriented approximately in the opposite direction to the orientation of the hot wind 6 so as to increase the rate of evaporation. Alternatively, the nozzles 7 have an angle of between 40° and 50° with respect to the direction of the hot wind 6 allowing a greater drop height of the sprayed water. In yet another alternative, the nozzles 7 are arranged so that the orientation of the jet produced is the same as that of the hot wind 6 with an angle between 40° and 50° with respect to the direction of the hot wind 6 Optionally, the nozzles 7 are staggered so that a nozzle 7 has an angle of between 40° and 50° with respect to the direction of the hot wind 6 and so that the consecutive nozzle 7 has an angle of between 50 ° and 60° with respect to the direction of the hot wind 6. This configuration has the advantage of reducing the coalescence effect between two neighboring water droplets, that is to say the meeting of two water droplets in only one. Indeed, the coalescence effect tends to reduce the rate of evaporation, consequently resulting in a lower temperature drop in zone 2. The nozzles 7 have a jet of the hollow cone type with an angle of between 110° and 130° , or even between 115° and 125°. In an alternative, the nozzles 7 have a full cone-type jet so as to increase the rate of evaporation. In a preferred configuration, the ramp 5 is located at a height of between 12 m and 18 m above the ground so that the sprayed water droplets evaporate gradually during their fall to the ground. Thus, evaporation allows a drop in the temperature of the ambient air and an increase in hygrometry. For example, for a hot wind 6 having a temperature of approximately 40°C and a hygrometry of approximately 15%, a relatively cold wind 8 is obtained at the level of zone 2 having a temperature of approximately 25°C and a humidity of about 60%. It is thus possible to cultivate plants in zone 2 such as Sorghum or Millet. It is also possible to grow tropical fruits and vegetables as well as fruit trees in certain areas because the humidity level is high enough and the temperature low enough thanks to the structure according to the invention.

En référence maintenant à la , il est illustré dans une vue de dessus la structure 1 installée à proximité d’une mer (non visible) afin de l’alimenter en eau. Grâce à l’invention, une grande partie des gouttelettes d’eau de mer pulvérisées, par exemple de l’ordre de 90%, s’évaporent à 75% de leur volume initial à courte distance de la structure 1 dans une première zone 9a, par exemple 30 m. La saumure et le sel se déposent par conséquent sur le sol de la zone 9. Ensuite, la partie restante des gouttelettes, soit environ 10%, flottent pendant environ 30 m, dans une seconde zone 9b, en s’évaporant à 100% de leur volume initial. Dans un exemple, environ 90% des gouttelettes d’eau de mer pulvérisées se déposent sur le sol de la zone 9 sur une distance d’environ 30 m, la partie restante flotte sur environ 30 m supplémentaires permettant de refroidir et d’humidifier le vent chaud 6 afin d’obtenir un vent froid et humidifié 8 dans la zone 2 agricole. Le vent froid et humidifié 8 comporte ainsi de l’eau à l’état gazeux et non plus sous forme de gouttelettes. De cette manière, les besoins en eau de la zone 2 agricole sont réduits par rapport à une même zone 2 agricole ne comportant pas la structure 1 selon l’invention.Referring now to the , there is illustrated in a top view the structure 1 installed near a sea (not visible) in order to supply it with water. Thanks to the invention, a large part of the sprayed seawater droplets, for example of the order of 90%, evaporate at 75% of their initial volume at a short distance from the structure 1 in a first zone 9a , for example 30 m. The brine and salt therefore settle on the floor of zone 9. Then the remaining part of the droplets, i.e. about 10%, float for about 30 m, in a second zone 9b, evaporating at 100% of their initial volume. In one example, about 90% of the sprayed seawater droplets settle on the ground of zone 9 over a distance of about 30 m, the remaining part floats for about an additional 30 m allowing the ground to be cooled and humidified. hot wind 6 in order to obtain a cold and humid wind 8 in the agricultural zone 2. The cold and humidified wind 8 thus comprises water in the gaseous state and no longer in the form of droplets. In this way, the water needs of the agricultural zone 2 are reduced compared to the same agricultural zone 2 not comprising the structure 1 according to the invention.

Afin de déterminer le débit d’eau nécessaire, on utilise un diagramme de l’air humide à la base du principe du refroidissement évaporatif, également appelé diagramme psychométrique de Carrier. Un tel diagramme exprime qu’à une pression atmosphérique d’environ 1013 hPa, l’évaporation d’un gramme d’eau dans 1 m3d’air permet une décroissance de température de 2,5°C, quelles que soient les conditions initiales. On détermine ensuite le débit du vent chaud Dv, en m3/s, qui est égal à la vitesse du vent chaud Vvc, en m/s, multiplié par la surface refroidissante Sr, en m2. La surface refroidissante Srest égale à la longueur de la portion de rampe 5a multipliée par la hauteur des pylônes 4a, 4b. Le débit d’eau nécessaire De, en m3/s, est calculé de la manière suivante :In order to determine the necessary water flow, a humid air diagram based on the principle of evaporative cooling, also called Carrier's psychometric diagram, is used. Such a diagram expresses that at an atmospheric pressure of approximately 1013 hPa, the evaporation of one gram of water in 1 m 3 of air allows a decrease in temperature of 2.5°C, whatever the conditions. initials. The flow rate of the hot wind D v , in m 3 /s, is then determined, which is equal to the speed of the hot wind V vc , in m/s, multiplied by the cooling surface S r , in m 2 . The cooling surface S r is equal to the length of the ramp portion 5a multiplied by the height of the pylons 4a, 4b. The required water flow D e , in m 3 /s, is calculated as follows:

ρair étant la masse volumique de l’air, Tfinale étant la température finale souhaitée du vent et Tinitiale étant la température initiale du vent chaud 6.ρair being the density of the air, Tfinal being the desired final wind temperature and Tinitial being the initial temperature of the hot wind 6.

Le taux d’évaporation est égal au volume évaporé d’une gouttelette d’eau avant d’atteindre le sol divisé par le volume initial de la gouttelette d’eau, le volume évaporé étant égal à la vitesse d’évaporation multipliée par la durée de la chute de la gouttelette d’eau.The rate of evaporation is equal to the volume evaporated from a water droplet before reaching the ground divided by the initial volume of the water droplet, the volume evaporated being equal to the rate of evaporation multiplied by the duration of falling water droplet.

Pw étant la pression de vapeur à saturation à la température de surface de la gouttelette en KPa ;Pw being the saturation vapor pressure at the surface temperature of the droplet in KPa;

Pa étant la pression de vapeur au point de rosée selon la température de l’air ambiant en KPa ;Pa being the vapor pressure at the dew point according to the ambient air temperature in KPa;

Va étant la vitesse de l’air par rapport à la gouttelette en m/s, il s’agit de la vitesse du vent horizontale pendant la phase d’accélération puis de la vitesse limite de chute verticale ;Va being the air speed relative to the droplet in m/s, it is the horizontal wind speed during the acceleration phase then the vertical fall limit speed;

Y étant la chaleur latente nécessaire selon le changement d’état de l’eau en vapeur à la température de surface de la gouttelette en kJ/kg.Y being the latent heat required according to the change of state from water to vapor at the surface temperature of the droplet in kJ/kg.

La durée de chute étant déterminée en résolvant l’équation suivante :The duration of the fall being determined by solving the following equation:

M(t) étant la masse de la gouttelette en fonction du temps ;M(t) being the mass of the droplet as a function of time;

Poids (t) étant la masse de gouttelette multipliée par la gravité ;Weight (t) being the droplet mass multiplied by gravity;

Force de trainée (t) étant égale à la masse volumique de l’air multipliée par le coefficient de trainée multiplié par la vitesse relative au carré.Drag force (t) being equal to the density of the air multiplied by the drag coefficient multiplied by the relative speed squared.

Par la résolution de cette équation, on obtient la vitesse de chute de la gouttelette d’eau au cours du temps et la durée de chute pour une hauteur de pylône donnée. La vitesse d’évaporation et la durée de chute permettent d’obtenir le volume évaporé, permettant par conséquent d’obtenir le taux d’évaporation et finalement le débit d’eau nécessaire De.By solving this equation, we obtain the falling speed of the water droplet over time and the falling duration for a given pylon height. The evaporation rate and the falling time make it possible to obtain the evaporated volume, thus making it possible to obtain the evaporation rate and finally the necessary water flow D e .

Ainsi, en connaissant la température initiale du vent chaud 6 et la température finale souhaitée, on détermine le débit d’eau Deà pulvériser afin d’atteindre la température finale. Dans un exemple de réalisation de l’invention, la hauteur des pylônes 4a, 4b est comprise entre 12 m et 15 m de manière à obtenir un vent froid 8 présentant une température de 25°C et une hygrométrie de 60% pour un vent chaud 6 présentant une température de 40°C et une hygrométrie de 15%. La longueur de la portion de rampe 5a est d’environ 7,5 km et la surface de la zone agricole 2 est d’environ 40 km2. La saumure et le sel sont déposés dans la zone 9 sur une longueur d’environ 60 m. La hauteur des pylônes 4a, 4b est à adapter en fonction de la surface de la zone agricole considérée. Par ailleurs, la pression dans le circuit d’alimentation en eau est comprise entre 2 et 7 bars. Préférentiellement, la longueur de la portion de rampe 5a est comprise entre 2 km et 11 km de manière à garantir une surface minimale refroidie quelles que soient les variations de la direction du vent chaud 6. En effet, la direction du vent chaud 6 peut varier au cours, notamment, de la saison chaude, voire même au cours de l’année.Thus, knowing the initial temperature of the hot blast 6 and the desired final temperature, the flow rate of water D e to be sprayed in order to reach the final temperature is determined. In an exemplary embodiment of the invention, the height of the pylons 4a, 4b is between 12 m and 15 m so as to obtain a cold wind 8 having a temperature of 25° C. and a hygrometry of 60% for a hot wind. 6 having a temperature of 40° C. and a hygrometry of 15%. The length of the ramp portion 5a is approximately 7.5 km and the surface of the agricultural zone 2 is approximately 40 km 2 . Brine and salt are deposited in zone 9 over a length of approximately 60 m. The height of the pylons 4a, 4b is to be adapted according to the surface of the agricultural zone considered. Furthermore, the pressure in the water supply circuit is between 2 and 7 bars. Preferably, the length of the ramp portion 5a is between 2 km and 11 km so as to guarantee a minimum cooled surface whatever the variations in the direction of the hot wind 6. Indeed, the direction of the hot wind 6 can vary especially during the hot season, or even during the year.

L’invention concerne également un procédé pour refroidir et humidifier une zone prédéterminée mettant en œuvre la structure 1, décrite précédemment. Dans une première étape, on mesure la température initiale et la vitesse du vent chaud 6 entrant dans la structure 1. Lors d’une deuxième étape, on calcule le débit d’eau nécessaire pour refroidir et humidifier la zone 2 en se basant sur la température initiale et la vitesse du vent chaud 6 mesurées de façon à atteindre une température finale souhaitée du vent chaud 6. Dans une troisième étape, on régule le débit de la pompe de manière à obtenir le débit calculé afin de refroidir et humidifier la zone 2.The invention also relates to a method for cooling and humidifying a predetermined area implementing the structure 1, described above. In a first step, the initial temperature and the speed of the hot wind 6 entering the structure 1 are measured. During a second step, the flow of water necessary to cool and humidify the zone 2 is calculated based on the initial temperature and the speed of the hot wind 6 measured so as to reach a desired final temperature of the hot wind 6. In a third step, the flow rate of the pump is regulated so as to obtain the calculated flow rate in order to cool and humidify the zone 2 .

L’invention a trait par ailleurs à une méthode d’installation de la structure 1 afin d’humidifier et refroidir une zone 2. Dans une première étape, on détermine la direction d’un vent chaud 6 prévalent traversant la zone 2. Lors d’une deuxième étape, on raccorde le circuit d’alimentation de la structure 1 à un réservoir d’eau, par exemple un fleuve ou une mer. Dans une troisième étape, on installe la structure 1 de manière à ce que la rampe 5 soit agencée sensiblement perpendiculairement par rapport à la direction du vent chaud 6 prévalent. Optionnellement, lors de l’étape de détermination de la direction du vent chaud 6 prévalent, on détermine la variation de la direction du vent chaud 6 prévalent de manière à déterminer la configuration géométrique de la structure 1. Lors de cette étape, on détermine si la géométrie de la structure 1 doit être rectiligne, circulaire, elliptique ou quasi-elliptique.The invention also relates to a method for installing the structure 1 in order to humidify and cool an area 2. In a first step, the direction of a prevailing hot wind 6 passing through the area 2 is determined. a second step, the structure 1 supply circuit is connected to a water reservoir, for example a river or the sea. In a third step, the structure 1 is installed so that the ramp 5 is arranged substantially perpendicular to the direction of the hot wind 6 prevail. Optionally, during the step of determining the direction of the prevailing hot wind 6, the variation in the direction of the prevailing hot wind 6 is determined so as to determine the geometric configuration of the structure 1. During this step, it is determined whether the geometry of structure 1 must be rectilinear, circular, elliptical or quasi-elliptical.

Claims (10)

Structure (1) pour refroidir et humidifier une zone (2) prédéterminée, notamment agricole, traversée par un vent (6) présentant une direction et une orientation, ladite structure (1) étant apte à être alimentée en eau, caractérisée en ce qu’elle comporte un circuit d’alimentation en eau, des pylônes (4, 4a, 4b), une rampe (5) comportant des buses (7) de pulvérisation d’eau fixée auxdits pylônes (4, 4a, 4b) et au moins une pompe destinée à alimenter en eau lesdites buses (7) via ledit circuit d’alimentation en eau, une partie de l’eau pulvérisée étant destinée à être portée par ledit vent (6).Structure (1) for cooling and humidifying a predetermined area (2), in particular agricultural, through which a wind (6) has a direction and an orientation, the said structure (1) being capable of being supplied with water, characterized in that it comprises a water supply circuit, pylons (4, 4a, 4b), a ramp (5) comprising nozzles (7) for spraying water fixed to said pylons (4, 4a, 4b) and at least one pump intended to supply water to said nozzles (7) via said water supply circuit, part of the sprayed water being intended to be carried by said wind (6). Structure (1) selon la revendication 1 caractérisée en ce que ladite rampe (5) est disposée perpendiculairement par rapport auxdits pylônes (4a, 4b).Structure (1) according to Claim 1, characterized in that the said ramp (5) is arranged perpendicularly with respect to the said pylons (4a, 4b). Structure (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 2 caractérisée en ce que lesdites buses (7) présentent un jet de type cône creux avec un angle compris entre 110° et 130°, voire entre 115° et 125°.Structure (1) according to any one of Claims 1 to 2, characterized in that the said nozzles (7) have a jet of the hollow cone type with an angle of between 110° and 130°, or even between 115° and 125°. Structure (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisée en ce que la distance entre chaque buse (7) est comprise entre 25 cm et 45 cm.Structure (1) according to any one of Claims 1 to 3, characterized in that the distance between each nozzle (7) is between 25 cm and 45 cm. Structure (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisée en ce que lesdites buses (7) présentent un angle par rapport à l’horizontale compris entre 40° et 50°.Structure (1) according to any one of Claims 1 to 4, characterized in that the said nozzles (7) have an angle with respect to the horizontal of between 40° and 50°. Structure (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisée en ce que lesdites buses (7) sont agencées en quinconce de sorte qu’une buse (7) présente un angle par rapport à l’horizontale compris entre 40° et 50° et que la buse (7) consécutive présente un angle par rapport à l’horizontal compris entre 50° et 60°.Structure (1) according to any one of Claims 1 to 4, characterized in that the said nozzles (7) are staggered so that one nozzle (7) has an angle with respect to the horizontal of between 40° and 50° and that the consecutive nozzle (7) has an angle relative to the horizontal of between 50° and 60°. Structure (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisée en ce que lesdites buses (7) de pulvérisation d’eau produisent un jet présentant une orientation opposée à l’orientation dudit vent (6).Structure (1) according to any one of Claims 1 to 6, characterized in that the said nozzles (7) for spraying water produce a jet having an orientation opposite to the orientation of the said wind (6). Procédé pour refroidir et humidifier une zone (2) prédéterminée, notamment agricole, traversée par un vent (6) mettant en œuvre une structure (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7 destinée à refroidir et humidifier ladite zone (2), caractérisé en ce que le procédé comprend :
- une étape de mesure de la température et de la vitesse dudit vent (6) traversant ladite structure (1) ;
- une étape de calcul du débit à appliquer audit circuit d’alimentation en eau basée sur la température et la vitesse dudit vent (6) mesurées ;
- une étape d’activation de ladite pompe de manière à obtenir le débit calculé afin de refroidir et humidifier ladite zone (2).Method for cooling and humidifying a predetermined zone (2), in particular agricultural, through which a wind (6) passes, implementing a structure (1) according to any one of claims 1 to 7 intended to cool and humidify said zone (2) , characterized in that the method comprises:
- a step of measuring the temperature and the speed of said wind (6) passing through said structure (1);
- a step of calculating the flow rate to be applied to said water supply circuit based on the temperature and the speed of said wind (6) measured;
- a step of activating said pump so as to obtain the calculated flow rate in order to cool and humidify said zone (2). Méthode d’installation d’une structure (1) destinée à refroidir et humidifier une zone (2) prédéterminée, notamment agricole, traversée par un vent (6) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisée en ce qu’elle comporte les étapes suivantes :
- une étape de détermination de la direction dudit vent (6) traversant ladite zone (2) ;
- une étape de raccordement dudit circuit d’alimentation en eau à un réservoir d’eau, tel qu’un fleuve ou une mer ;
- une étape d’installation de ladite structure (1) de sorte que ladite rampe (5) soit agencée sensiblement perpendiculairement par rapport à la direction dudit vent (6).Method of installing a structure (1) intended to cool and humidify a predetermined zone (2), in particular agricultural, through which a wind (6) passes, according to any one of Claims 1 to 7, characterized in that it comprises the following steps:
- a step of determining the direction of said wind (6) crossing said zone (2);
- a step of connecting said water supply circuit to a water reservoir, such as a river or the sea;
- a step of installing said structure (1) so that said ramp (5) is arranged substantially perpendicular to the direction of said wind (6). Méthode selon la revendication 9 caractérisée en ce qu’elle comporte en outre, lors de l’étape de détermination de la direction dudit vent (6), une étape de détermination de la variation de la direction dudit vent (6) de manière à déterminer la configuration géométrique de ladite rampe (5).Method according to Claim 9, characterized in that it further comprises, during the step of determining the direction of said wind (6), a step of determining the variation in the direction of said wind (6) so as to determine the geometric configuration of said ramp (5).
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