WO2010097546A1 - Serre pour culture de végétaux en milieu confiné, bâtiment a serre(s) - Google Patents

Serre pour culture de végétaux en milieu confiné, bâtiment a serre(s) Download PDF

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WO2010097546A1
WO2010097546A1 PCT/FR2010/050316 FR2010050316W WO2010097546A1 WO 2010097546 A1 WO2010097546 A1 WO 2010097546A1 FR 2010050316 W FR2010050316 W FR 2010050316W WO 2010097546 A1 WO2010097546 A1 WO 2010097546A1
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WO
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greenhouse
air
controlled
outside
unit
Prior art date
Application number
PCT/FR2010/050316
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English (en)
Inventor
Jean-Pascal Meunier
Yves Chupeau
Original Assignee
Institut National De La Recherche Agronomique - Inra
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Filing date
Publication date
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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/24—Devices or systems for heating, ventilating, regulating temperature, illuminating, or watering, in greenhouses, forcing-frames, or the like
    • A01G9/246—Air-conditioning systems
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/25—Greenhouse technology, e.g. cooling systems therefor

Definitions

  • the present invention relates to a greenhouse for growing plants in a confined environment, more particularly in a highly confined environment, and a building comprising one or more of these greenhouses. It has applications in the field of Civil Engineering and more particularly the construction of confined enclosures under controlled environmental conditions for growing plants.
  • the greenhouse of the present invention has a particularly interesting configuration both in terms of control efficiency of the indoor environmental conditions, in particular thanks to special flow provisions as well air as humidity, in terms of simplicity of implementation. by means of special arrangements of the organs and elements of said greenhouse.
  • the internal containment is controlled and exchanges with the outside, in particular aeric and in terms of humidity, are carried out when it is necessary.
  • the air exchange means between the inside and the outside of the greenhouse are a controlled vacuum unit and a controlled unit for air communication between the inside and the outside, and arranged on the same walls lateral, said exchange wall, the vacuum unit being disposed upwardly of said exchange wall and the air communication unit being disposed down said exchange wall, the unit depressurization further ensuring a mixing of air inside the greenhouse, the air sucked into the greenhouse by the vacuum unit being during the brewing returned to the greenhouse, to the roof and the before, substantially opposite the exchange wall, said vacuum unit further comprising an outlet to the outside of the sealed total opening and closing greenhouse controlled and air filtering, the unit of aerial communication comprises an inlet outside the greenhouse with total opening and closing tight controlled and air filtering allowing according to the order the introduction or not of filtered outside air in the greenhouse by an inner exit of said unit of placed in communication, the means for supplying moisture is a misting device disposed horizontally along the exchange wall substantially at the height and the front of the internal outlet of the air communication unit, the misting being directed in a select
  • the fogger is adjustable in flow, - the units are compact and autonomous,
  • the greenhouse is essentially square or rectangular
  • the misting device comprises nozzles over a length substantially corresponding to the front dimension of the air communication unit
  • the vacuum unit and the air communication unit are placed one above the other at the median part of the exchange wall,
  • the misting device is disposed substantially vertically above the vacuum unit and the air communication unit,
  • the misting device comprises nozzles over a length substantially corresponding to the horizontal frontal extent of the air communication unit, said greenhouse having a substantially free circulation zone at its median portion perpendicular to the exchange wall so that the Misting can spread freely along the traffic zone,
  • the circulation zone is of a width substantially corresponding to the frontal horizontal extent of the aerial communication unit
  • the vacuum-generating unit comprises in a chest, from the inside towards the outside of the greenhouse, on its front face, a air intake from the inside, a suction turbine pushing the air sucked to a controlled deflector damper, an air filter system and an opening-closed controlled output damper at the outward air outlet on its rear face, an air outlet inside being furthermore carried out on the upper face of the vacuum unit at the level of the deflector damper controlled to allow mixing of the air inside the greenhouse, the control of the deflector damper making it possible to adjust the distribution air discharged to the air outlet inside and to the outside air outlet in case the outlet register is opened (the degree of opening of the outlet register can also influence the distribution the discharge air and, in a variant, the deflector damper may possibly allow the closing of the air outlet inside), the vacuum unit is arranged through the exchange wall in such a way that that the ent airflow from the inside, the suction turbine and the deflector damper controlled are on the inner side with respect to the
  • the deflector damper can allow the closing of the air discharge to the outside, (in addition to the fact that the output damper alone can close the discharge of air to the outside, this can be useful for to prevent an outflow of air discharged to the outside in the case where it is desired to intervene on the filtering system which causes the opening of the external part of the trunk of the vacuum unit)
  • the output damper controlled in opening and closing of the vacuum unit comprises pivoting flaps with a controllable position
  • the external part of the trunk of the vacuum unit can be opened after manual unlocking in order to be able to access the air filtering system from outside the greenhouse,
  • the air filtering system of the vacuum unit can be dismantled and exchanged by the outside of the greenhouse, the inner part of the trunk of the vacuum unit can be opened in order to be able to access at least the suction turbine from the inside of the greenhouse,
  • Opening of the inner part of the trunk of the vacuum unit is effected by tilting around hinges, (beating)
  • the outer part and the inner part (with respect to the exchange wall) of the trunk of the vacuum unit are configured to have substantially equal weights so that said vacuum unit is supported substantially at its equilibrium point by the exchange wall,
  • the outer portion and the inner portion (relative to the exchange wall) of the trunk of the aerial communication unit are configured to have substantially equal weights so that said aerial communication unit is substantially supported by its equilibrium point by the exchange wall,
  • the communicating unit comprises a means for double air filtering; the means for double air filtering of the air communication unit can be dismantled and exchanged from inside the greenhouse;
  • the air filtering means of the aerial communication unit can be dismantled and exchanged from outside the greenhouse,
  • the aerial communication unit further comprises deflectors controlled on the inner output side intended to vary the direction of the outside air entering the greenhouse,
  • the aerial communication unit further comprises a pair of horizontally-vertical cross-controlled deflectors on the inner outlet intended to vary the direction of the outside air entering the greenhouse, (it also makes it possible to vary the direction of the misting)
  • At least one of the pair of horizontal-vertical cross-controlled deflectors on the inner output of the aerial communication unit makes it possible to close said aerial communication unit, (in addition to the outside entry with opening and controlled closure of the aerial communication unit comprising tilting flaps which allows a closing of said air communication unit)
  • the greenhouse is accessible by a door (with or without lock) arranged on a side wall other than the exchange wall and said door wall,
  • the door wall is a wall opposite the exchange wall
  • the door is arranged at the middle part of the door wall, - the door is arranged in the axis of the circulation zone, (the circulation zone is median)
  • the roof and at least one of the side walls at least in the upper part are made of laminated double-glazed safety glass panels, said panels being mounted on metal uprights with thermal insulation between the inside and the outside of the amount,
  • the door wall and the exchange wall are made at least in the upper part of laminated double-glazed safety glass panels, the door (at least in the upper part) and the depression unit being supported by amounts the suction turbine of the vacuuming unit comprises an electric motor with an electronic commutation and an integrated frequency converter intended to regulate the air flow,
  • the suction turbine comprises an electric motor with an electric power of between 2500 and 3000 Watts approximately, - the suction turbine can generate an air flow of about 4000 m 3 / hour,
  • the greenhouse has a vacuum of at least 50 Pa relative to the external pressure (relative to the free air),
  • the greenhouse is in depression of about 60 Pa compared to the external pressure
  • the door of the greenhouse gives access to a room at least airtight and placed in depression with respect to the pressure outside the greenhouse (open air) and at a pressure between the pressure in the greenhouse and the outside pressure,
  • the access room is at a vacuum of approximately 40 Pa relative to the external pressure
  • the access room is common to several greenhouses and forms a corridor for access to the different greenhouses;
  • the liquid flow means comprises a double siphon
  • the liquid flow means comprises a sieve-basket for retaining the particles
  • the liquid flow means comprises a sieve-basket and a double siphon, the sieve basket being disposed upstream of the double siphon in the flow direction at the liquid outlet, - the double siphon is not defusable for the possible depressions of the greenhouse,
  • the greenhouse furthermore comprises internally a photosynthesis lighting means
  • the lighting means is controlled in duration, periodicity and intensity,
  • the greenhouse furthermore has a means of occultation of the solar light rays inside it, the occultation means is controlled in opening and closing,
  • the occultation means is controlled at the occultation level
  • the occultation means is a blind
  • the occultation means is a controlled liquid crystal type glazing
  • At least one of the sensors is an indoor atmospheric pressure sensor, at least one of the sensors is an outdoor atmospheric pressure sensor,
  • At least one of the sensors is an indoor-outdoor differential pressure sensor
  • At least one of the sensors is an indoor temperature sensor
  • the indoor temperature sensor is resistant to chlorine vapors; at least one of the sensors is an indoor hygrometry sensor,
  • the indoor hygrometry sensor is resistant to chlorine vapors, at least one of the sensors is an indoor temperature sensor,
  • At least one of the sensors is an interior illumination sensor
  • At least one of the sensors is an interior illumination sensor with spectral resolution
  • At least one of the sensors is an internal carbon dioxide sensor, at least one of the sensors is an internal nitrogen gas sensor,
  • At least one of the sensors is an internal oxygen gas sensor
  • the misting device is supplied with osmosis water under pressure, the water passing through a set of nozzles to be misted,
  • the pressure of the osmosis water before passing through the nozzles is approximately 75 bars, the nozzles have an exit diameter of approximately 100 ⁇ m,
  • the greenhouse further comprises a heating means, said heating means essentially developing (where the heat exchange is the largest because of the importance of the heat exchange surface of the heating means at this location).
  • the heating means is a pipe of a coolant, the development of the heating means consisting of a coil of said pipe,
  • the coil of the heating means is arranged at the lower part of the lateral wall
  • the coil of the heating means is disposed at the lower part of the side wall being lower than the culture table disposed along said wall, - the greenhouse further comprises a dehydrating means.
  • the invention also relates to a building comprising at least one greenhouse according to one or more of the characteristics described.
  • Figure 1 is a schematic perspective view of an example according to the invention, some of the elements shown being made transparent.
  • the invention is implemented in the form of a building that includes one or more greenhouses that are airtight and watertight enclosures and thermally insulated from the outside or other adjacent enclosures. These enclosures preferably comprise one or more glass walls, at least the ceiling forming a roof, allowing daylight to pass. A means of access to the interior of the enclosure, of the door type with airlock or not, is implemented in order to access the interior of the greenhouse.
  • the floor of the greenhouse which is waterproof and made of resin concrete, has a means of evacuation of liquids with a retention tank and a double siphon.
  • the double siphon prevents any defusing and the creation of a parasitic air intake through the evacuation circuit liquids.
  • the evacuation of liquid effluents is thus carried out via a double siphon, which prevents any rupture of the confinement of the enclosure. Filtration of the particles present in the liquid fluids to be discharged is carried out by flow through a sieve basket placed upstream of the double siphon, in the flow direction of the liquid effluents.
  • the roof ceiling is made of glass panels mounted on uprights.
  • the greenhouse is typically rectangular and preferably the two side walls along the width are also made of glass panels on uprights.
  • the side walls along the length may be solid, that is to say without glass panel or, in a variant, on the contrary, comprise glass panels.
  • the lower part of the side walls with glass panels is also full.
  • the greenhouse door opens towards the inside of the greenhouse and is self-closing.
  • Culture tables supporting cultivated plants are arranged along the length of the greenhouse, on each side, against the side walls leaving in the middle part of the greenhouse, an essentially free circulation zone allowing an operator, walking on the ground, to to be able to circulate between the door wall and the exchange wall.
  • the door wall can lead directly to the outside, in this case a door lock is implemented at the door, or to an access room that is common to several greenhouses and forms an access corridor to the different greenhouses.
  • said access room also forms an airlock and it is thus placed under vacuum at an intermediate pressure between the external atmospheric pressure (in the open air) and the building pressure.
  • the interior of the greenhouse (s) which is the lowest pressure.
  • Means for regulating the atmospheric pressure internal to the greenhouse provide a depression inside the greenhouse relative to the outside and to the possible access room or the possible door lock. These means of regulating the atmospheric pressure are controlled by a programmable controller and they use controlled air exchange means between the inside and the outside of the greenhouse arranged through the enclosure.
  • the installation preferably consists of a plurality of thermally insulated enclosures, impervious to liquid and gaseous fluids, the greenhouses being placed in depression with respect to the atmosphere of a corridor allowing access thereto.
  • the corridor itself is slightly depressed with respect to the outside atmosphere.
  • the enclosure of the greenhouse is planned for the plant culture in a confined environment, under determined conditions of at least temperature, hygrometry and atmospheric pressure.
  • Each greenhouse can be programmed to respect in its indoor environment, for predetermined time periods of a day and / or night, controlled conditions of brightness, temperature, humidity, and at a determined value of depression.
  • the walls of the greenhouse are thermally insulated and for the glass part consist of double glazed type glass panes laminated safety glass laminated for both inside and outside glass.
  • the enclosure of the greenhouse is completely sealed to liquid and gaseous fluids and is in depression with a difference of -60 Pa compared to the external pressure (in the open air).
  • the access corridor in which the access doors to each of the greenhouses are arranged is also at least airtight and is itself in a depression with a difference of -40 Pa compared to the external pressure (at least 40.degree. 'outdoors). It is understood that the vacuum values given herein are indicative and may be different in other applications or may be selected and / or variable parameters as needed.
  • the controlled air exchange means between the inside and the outside of the greenhouse are a controlled vacuum unit and a controlled unit for air communication between the inside and the outside.
  • These units are typical stainless steel chests, of reduced size, forming compact units, and they are autonomous in that outside of a supply of energy, in electrical practice, and / or orders, typically electric, they do not need to be connected to external air circuits of a remote centralized device type control tower of air exchanges.
  • each unit can be disassembled / reassembled or maintained independently of the others, which avoids interference between the greenhouses during these operations.
  • these units being functionally autonomous closer to the greenhouse, the inertia of the system is practically null for each greenhouse: an activation or deactivation or variation of the activation of the unit will involve a practically immediate modification of the internal environmental conditions from the greenhouse.
  • these units are adapted to the greenhouse they serve and do not need to be oversized unlike a centralized control tower that must be provided for the case where all the greenhouses must be served at the same time, this which may be a relatively rare case in practice. It also results in cost optimization.
  • each greenhouse has a system for controlling the internal environmental conditions which is practically individualized and independent with regard to most of the equipment used, the possible means of heating
  • they may use a heater common to several greenhouse and water osmosis under pressure may however come from a pressurizing device common to several greenhouses.
  • the controlled vacuum unit and the airborne communication controlled unit are disposed on the exchange wall, the vacuum unit at the top and the air communication unit at the bottom, on a even vertical, preferably median of the greenhouse.
  • the vacuum unit In addition to the depression of the greenhouse, the vacuum unit also ensures a mixing of air inside the greenhouse. For this last purpose, the air sucked into the greenhouse by the vacuum unit is returned to the greenhouse, to the ceiling / roof and the front (to be sent to the door wall by sweeping the ceiling), substantially opposite the exchange wall, so that it can spread throughout the greenhouse to the door wall.
  • the vacuuming unit further comprises an outlet to the outside of the greenhouse with controlled opening and closing and air filtering.
  • the vacuum unit has in its trunk, from the inside to the outside of the greenhouse, on its front face, an air inlet from the inside, a suction turbine discharging the air sucked to a controlled deflector damper, an air filtering system and an opening-closing controlled output damper at the outgoing air outlet on its rear face.
  • an air outlet inside is made on the upper face of the vacuum unit at the deflector damper controlled to allow the mixing of the air inside the greenhouse by as we have seen, sending air to the roof / ceiling and the front.
  • the air from the greenhouse that is sucked by the vacuum unit is thus returned to the roof of the enclosure and the generated air flow that sweeps the surface of the roof of the enclosure avoids condensation of moisture. on the walls of the roof.
  • the control of the baffle damper and / or the output damper can / can be used to adjust the distribution of the air discharged to the air outlet inside the greenhouse (internal stirring). , thus closed circuit) and to the air outlet outside the greenhouse (in case the output register is open).
  • the flaps of the outlet damper are in the open position, the internal air sucked by the vacuum unit flows through a plurality of filters arranged in the external part of the trunk of said vacuum unit before reaching the open air outside the greenhouse.
  • the suction turbine of the greenhouse's internal air in this case an electronically commutated motor of approximately 2500 to 3000 Watts with integrated frequency variator, allows a return of the air towards the interior of the greenhouse and or the outside (through filters) of the greenhouse depending on the position of the deflector damper and the output damper.
  • This electronically commutated motor allows the generation of an air flow with a flow rate of 4000 m 3 / hour under a pressure drop of 1200 Pa and has the advantage of a high efficiency (economical energy), to be very compact, inexpensive and to be very efficient. It can be noted that thanks to the regulation means which act on the motor of the suction turbine with frequency converter, it is possible to obtain a good stability of the depression and this whatever the level of fouling of the filters put implemented.
  • the aerial communication unit has an inlet outside the controlled opening and closing greenhouse and air filtering.
  • the air communication unit is passive compared to the vacuum unit in the sense that it comprises only means for opening and closing air controlled type of tilting flaps in position controllable external input side and a pair of horizontally-crossed crossed baffles on the inner exit side but no fan or turbine.
  • An air filtering means is disposed in the air communication unit and is removable and exchangeable from inside the greenhouse. Due to the depression that reigns in the greenhouse, the opening of the means of communication will cause outside air to enter the greenhouse and this sucked air will propagate in the greenhouse in a direction / directions of the position (s) of the deflector (s) on the inside exit.
  • the outer portion of the chest of the air communication unit is equipped with pivoting flaps that can move from a closed position (sealing against the outside air) to a variety of open positions, allowing to regulate the flow of air entering the greenhouse.
  • This air communication unit with dual air filtering means is equipped with a filter bank: two "H10" filters on the inside and two "F5" filters on the outside.
  • the class G1 to H10 filters adapted to the requirements of the experiments, can be replaced from inside the greenhouse.
  • the filtration classes are defined according to standards, EN 779 and EN 1822. Thus, depending on the size of the elements that can be stopped, we can find the following classes of filters: - G1 to G4 for filters to coarse dust, particles> 10 ⁇ m;
  • Filters of a lower class can serve as pre-filters for higher class filters, for example filters F5, F6 or F7 can be prefilters of filters F9 to H1 1. It will be understood that the choice of filters is made according to the filtering objectives that have been set. Thus, in the example described, prefilters F5 are mounted upstream of filters H 10.
  • the air outlet grille to the inside of the greenhouse of the aerial communication unit is equipped with deflectors of the type of pivoting flaps for varying the direction of the outside air flow entering the greenhouse and, when combined with the fogger in operation, makes it possible to vary the direction of the fogged water flow. In addition, especially depending on the size of the screen of the grid, it is possible to vary the speed of the flow of air entering the greenhouse.
  • a fog-type moisture supplying means is disposed horizontally along the exchange wall substantially at the height of the aerial communication unit, the misting nozzles being directed towards the door wall, substantially the opposite of said aerial communication unit.
  • the moisture delivery means is both a mist and a humidifier.
  • the pair of horizontal-vertical cross-controlled deflectors on the inner outlet of the aerial communication unit makes it possible to vary the direction of the outside air passing through the greenhouse and therefore the direction of the misting.
  • the misting means consists of a tube equipped with a plurality of nozzles with a diameter of about 100 ⁇ m and in which circulates osmosis water pressurized to about 75 bar by a booster.
  • the osmosis device and the booster are specific to each greenhouse.
  • a common unit of osmosis and overpressure is implemented for a set of greenhouses. Due to the pressure and the diameter of the nozzles, a stream of water droplets is sent inside the greenhouse in a direction parallel to the inverse flow of air (the one towards and along the roof) generated by the means brewing that is the unit of depression. The fogged water flow is projected over almost the entire length of the greenhouse, towards the door wall. The direction of projection can, however, be adjusted, as we have seen, depending on the direction of exit of the air sucked into the greenhouse through the air communication unit.
  • the respective arrangements and structures of the vacuum unit (which ensures the mixing of the indoor air), the aerial communication unit and the misting unit make it possible to obtain a misted water flow which reaches reach the other end of the greenhouse despite the importance of the air flow stirred by the vacuum unit.
  • the two boxes corresponding to the two units are arranged through the exchange wall of the greenhouse exceeding each side (inner and outer).
  • the outer and inner portions are preferably balanced (the weights are balanced) in order to reduce the tilting constraints at the exchange wall which supports said units, especially for the vacuum unit which is at the top in a zone of glass panels, unlike the aerial communication unit, at the bottom, which is in a solid part of the exchange wall.
  • the inner and outer parts of the trunk of the vacuum unit are each mounted on stainless hinges in order to access respectively the motor + deflector and filters + output register.
  • the greenhouse 1 comprises a floor 5 at the bottom, a roof or ceiling 4 at the top, an exchange wall 2 and a wall of door 3 on both sides of width forming lateral walls of width and two side walls along the length of which are arranged culture tables which has been shown a single 12.
  • the lower part of the four side walls is full 7 and that is why some of the elements shown are dotted because partially or completely masked by the full lower part 7 of the walls. This is the case of the coil of the heating means 13 which is in the lower part 7 of the greenhouse along one of the side walls of length.
  • the upper part 6 of the greenhouse is made with glass panels and this corresponds to the ceiling / roof 4 and the upper part 6 of the side walls.
  • the access door to the greenhouse is placed in the door wall 3.
  • the vacuum unit 8 in the form of a box is disposed through the upper part 6 of the exchange wall 2.
  • the orifice suction 14 of the indoor air (interior air inlet) is at the front face of the vacuum unit and the air outlet port 15 inside (interior air outlet) for stirring / circulation in closed circuit is carried out on the upper face of the vacuum unit.
  • the communication unit 9 in the form of a box is disposed through the lower part 7 of the exchange wall 2.
  • a misting means 10 is disposed in front of the inner outlet of the communication unit.
  • the misting means receives water osmosis under pressure through a pipe 1 1.
  • a means 16 for discharging the liquid effluents is produced through the soil 5.
  • the main elements used in the greenhouse with respect to air are an air stirring device, called a vacuum unit 8, located in the upper middle part of the enclosure, and a device for misting water under pressure coupled to a distribution device inwardly of the chamber of filtered atmospheric air, called aerial communication unit 9, located in the lower middle part of the enclosure, to the plumb with the air mixing device.
  • the greenhouse may comprise a light energy generating means and a dehydrating device.
  • means for measuring the pressure value of the internal atmosphere of the chamber (with respect to the external pressure), for measuring the temperature of the internal atmosphere of the chamber, and for measuring the hygrometry of the internal atmosphere of the enclosure are implemented so that a controller can ensure the regulation of the operation of the greenhouse. It is thus possible to control and control the possible means for generating light energy, the air stirring / extraction means (vacuum unit), the misting means, the air supply means external (aerial communication unit) and the heating means.
  • the unit of depression which is a means of brewing / extraction has the function of achieving the expected value of depression of the internal atmosphere of the greenhouse, to homogenize the air of the enclosure and allow the renewal of some of the air from the enclosure (temperature, hygrometry).
  • the fogging means has the function of carrying out an adiabatic cooling of the atmosphere of the enclosure. Thanks to the misting system, the temperature can be lowered in comparison with conventional greenhouses. In practice, the heating means is used only in season / cold period.
  • the simultaneous control of the three means makes it possible simultaneously to control the predetermined conditions of temperature, hygrometry and depression.
  • means for controlling solar illumination or generating an artificial illumination can be implemented and further be controlled by the automaton.
  • a door-opening detector may allow fogging to stop when the door is opened, or a controlled electric lock may prevent the door from opening if certain internal conditions (and / or in the hallway) access or door lock) are not present (eg lack of depression or misting in progress).
  • a controlled electric lock may prevent the door from opening if certain internal conditions (and / or in the hallway) access or door lock) are not present (eg lack of depression or misting in progress).
  • the door must be unlocked from inside the greenhouse for security reasons.
  • independent, visual sensors particularly vacuum measurement gauges (manometers)
  • manometers can be implemented so that operators are informed of the environmental conditions of the greenhouse and / or access corridor.
  • the same greenhouse may comprise several sets of units of depression and putting in communication + fogger, said greenhouse then having several circulation zones parallel to each other, the sets being on the same wall of said greenhouse.
  • Each set (or even the exchange wall in its entirety) can be a prefabricated module which is installed in one block. It may be the same for the other walls in the case of a modular construction.

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Greenhouses (AREA)

Abstract

L'invention concerne une serre (1) pour culture de végétaux en milieu hautement confiné. Ses moyens d'échanges d'air entre l'intérieur et l'extérieur sont une unité commandée de mise en dépression (8) et une unité commandée de mise en communication aérique (9) entre l'intérieur et l'extérieur, lesdites unités étant compactes, autonomes, et disposées sur une même des parois latérales, dite paroi d'échanges (2), l'unité de mise en dépression étant disposée vers le haut (6) et l'unité de mise en communication aérique vers le bas (7). L'unité de mise en dépression assure en outre un brassage d'air à l'intérieur de la serre, l'air aspiré dans la serre étant renvoyé dans la serre, vers son toit. L'unité de mise en dépression comporte en outre une sortie vers l'extérieur à ouverture et fermeture commandées et à filtrage d'air. L'unité de mise en communication aérique comporte une entrée à l'extérieur à ouverture et fermeture commandées et à filtrage d'air permettant selon la commande l'introduction ou non d'air extérieur filtré dans la serre. Un moyen d'apport d'humidité qui est un brumisateur (10) est disposé horizontalement sensiblement à la hauteur et l'avant de la sortie intérieure de l'unité de mise en communication aérique.

Description

Serre pour culture de végétaux en milieu confiné, bâtiment à serre(s)
La présente invention concerne une serre pour culture de végétaux en milieu confiné, plus particulièrement en milieu hautement confiné, ainsi qu'un bâtiment comportant une ou plusieurs de ces serres. Elle a notamment des applications dans le domaine du Génie Civil et plus particulièrement la construction d'enceintes confinées à conditions environnementales contrôlées pour culture de végétaux.
Les recherches sur les végétaux et leurs pathogènes doivent se faire dans des conditions environnementales contrôlées, notamment en ce qui concerne la température et l'humidité du milieu dans lequel se trouvent les végétaux. Pour cela des serres sont mises en œuvre. De plus, pour éviter de fausser ces études ou même pour des conditions de sécurité, notamment pour éviter la dispersion des organismes expérimentés et/ou de végétaux à l'extérieur, il est nécessaire que les serres en question créent un confinement de l'environnement intérieur. Ces serres ont en outre un certain coût de réalisation ainsi que de fonctionnement et il est également utile de faire en sorte qu'ils soient réduits tout en bénéficiant des caractéristiques qu'on attend d'elles.
La serre de la présente invention a une configuration particulièrement intéressante aussi bien en terme d'efficacité de contrôle des conditions environnementales intérieures, notamment grâce à des dispositions particulières de flux aussi bien aérique que d'humidité, qu'en terme de simplicité de mise en œuvre grâce à des dispositions particulières des organes et éléments de ladite serre. Le confinement intérieur est contrôlé et des échanges avec l'extérieur, notamment aériques et en terme d'humidité, sont effectués lorsque cela est nécessaire.
Ainsi, l'invention concerne une serre pour culture de végétaux en milieu confiné, ladite serre étant fermée par une enceinte sensiblement parallélépipédique formée de parois latérales, d'un toit (= plafond) et d'un sol, ladite serre isolée thermiquement étant étanche à l'air et à l'eau et comportant à travers l'enceinte des moyens commandés d'échanges d'air entre l'intérieur et l'extérieur de la serre et un moyen commandé d'apport d'humidité et à travers le sol un moyen d'écoulement en sortie des liquides, ladite serre comportant en outre des moyens de régulation permettant de réguler la pression atmosphérique interne, la température interne et l'humidité interne, lesdits moyens de régulation étant contrôlés par un automate programmable recevant des mesures de capteurs, lesdits moyens de régulation pour ce qui concerne la pression atmosphérique interne assurant une dépression à l'intérieur de la serre par rapport à l'extérieur.
Selon l'invention, les moyens d'échanges d'air entre l'intérieur et l'extérieur de la serre sont une unité commandée de mise en dépression et une unité commandée de mise en communication aérique entre l'intérieur et l'extérieur, et disposées sur une même des parois latérales, dite paroi d'échanges, l'unité de mise en dépression étant disposée vers le haut de ladite paroi d'échanges et l'unité de mise en communication aérique étant disposée vers le bas de ladite paroi d'échanges, l'unité de mise en dépression assurant en outre un brassage d'air à l'intérieur de la serre, l'air aspiré dans la serre par l'unité de mise en dépression étant pendant le brassage renvoyé dans la serre, vers le toit et l'avant, sensiblement à l'opposé de la paroi d'échanges, ladite unité de mise en dépression comportant en outre une sortie vers l'extérieur de la serre à ouverture et fermeture totales étanches commandées et à filtrage d'air, l'unité de mise en communication aérique comporte une entrée à l'extérieur de la serre à ouverture et fermeture totales étanches commandées et à filtrage d'air permettant selon la commande l'introduction ou non d'air extérieur filtré dans la serre par une sortie intérieure de ladite unité de mise en communication, le moyen d'apport d'humidité est un brumisateur disposé horizontalement le long de la paroi d'échanges sensiblement à la hauteur et l'avant de la sortie intérieure de l'unité de mise en communication aérique, la brumisation étant dirigée dans une direction sélectionnable sensiblement à l'opposé de ladite unité de mise en communication aérique.
Dans divers modes de mise en œuvre de l'invention, les moyens suivants pouvant être utilisés seuls ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont employés :
- la brumisation par le brumisateur peut être arrêtée,
- le brumisateur est réglable en débit, - les unités sont compactes et autonomes,
- la serre est essentiellement de forme carrée ou rectangulaire,
- le brumisateur comporte des buses sur une longueur correspondant sensiblement à la dimension frontale de l'unité de mise en communication aérique,
- l'unité de mise en dépression et l'unité de mise en communication aérique sont disposées l'une au dessus de l'autre à la partie médiane de la paroi d'échanges,
- le brumisateur est disposé sensiblement à l'aplomb de l'unité de mise en dépression et l'unité de mise en communication aérique,
- le brumisateur comporte des buses sur une longueur correspondant sensiblement à l'étendue horizontale frontale de l'unité de mise en communication aérique, ladite serre ayant une zone de circulation essentiellement libre à sa partie médiane perpendiculaire à la paroi d'échanges afin que la brumisation puisse se propager librement le long de la zone de circulation,
- la zone de circulation est d'une largeur correspondant sensiblement à l'étendue horizontale frontale de l'unité de mise en communication aérique,
- des tables de culture sont disposées de part et d'autre de la zone de circulation, - l'unité de mise en dépression comporte dans un coffre, depuis l'intérieur vers l'extérieur de la serre, sur sa face avant, une entrée d'air de l'intérieur, une turbine d'aspiration refoulant l'air aspiré vers un registre déflecteur commandé, un système de filtrage d'air et un registre de sortie commandé en ouverture-fermeture au niveau de la sortie d'air vers l'extérieur sur sa face arrière, une sortie d'air à l'intérieur étant en outre réalisée sur la face supérieure de l'unité de mise en dépression au niveau du registre déflecteur commandé afin de permettre le brassage de l'air à l'intérieur de la serre, la commande du registre déflecteur pouvant permettre de régler la répartition de l'air refoulé vers la sortie d'air à l'intérieur et vers la sortie d'air à l'extérieur au cas où le registre de sortie serait ouvert (le degré d'ouverture du registre de sortie peut également influencer la répartition de l'air refoulé et, dans une variante, le registre déflecteur peut éventuellement permettre la fermeture de la sortie d'air à l'intérieur), - l'unité de mise en dépression est disposée à travers la paroi d'échanges de manière à ce que l'entrée d'air de l'intérieur, la turbine d'aspiration et le registre déflecteur commandé soient du coté intérieur par rapport à la paroi d'échanges et le système de filtrage d'air et le registre de sortie commandé et la sortie d'air vers l'extérieur soient du coté extérieur par rapport à la paroi d'échanges, - le registre déflecteur peut permettre la fermeture de la sortie d'air à l'intérieur,
- le registre déflecteur peut permettre la fermeture du refoulement de l'air vers l'extérieur, (en plus du fait que le registre de sortie à lui seul peut fermer le refoulement de l'air vers l'extérieur, cela peut être utile pour empêcher une sortie d'air refoulé vers l'extérieur dans le cas où l'on souhaite intervenir sur le système de filtrage qui entraîne l'ouverture de la partie extérieure du coffre de l'unité de mise en dépression)
- le registre de sortie commandé en ouverture-fermeture de l'unité de mise en dépression comporte des volets pivotants à position commandable,
- la partie extérieure du coffre de l'unité de mise en dépression est ouvrable après déverrouillage manuel afin de pouvoir accéder au système de filtrage d'air par l'extérieur de la serre,
- l'ouverture de la partie extérieure du coffre de l'unité de mise en dépression s'effectue par basculement autour de gonds, (structure de battant)
- le système de filtrage d'air de l'unité de dépression est démontable et échangeable par l'extérieur de la serre, - la partie intérieure du coffre de l'unité de mise en dépression est ouvrable afin de pouvoir accéder au moins à la turbine d'aspiration par l'intérieur de la serre,
- l'ouverture de la partie intérieure du coffre de l'unité de mise en dépression s'effectue par basculement autour de gonds, (battant)
- la partie extérieure et la partie intérieure (par rapport à la paroi d'échanges) du coffre de l'unité de mise en dépression sont configurées pour avoir des poids sensiblement égaux afin que ladite unité de mise en dépression soit supportée sensiblement à son point d'équilibre par la paroi d'échanges,
- la partie extérieure et la partie intérieure (par rapport à la paroi d'échanges) du coffre de l'unité de mise en communication aérique sont configurées pour avoir des poids sensiblement égaux afin que ladite unité de mise en communication aérique soit supportée sensiblement à son point d'équilibre par la paroi d'échanges,
- l'entrée à l'extérieur à ouverture et fermeture commandées de l'unité de mise en communication aérique comporte des volets basculants à position commandable,
- l'unité de mise en communication comporte un moyen de double filtrage d'air, - le moyen de double filtrage d'air de l'unité de mise en communication aérique est démontable et échangeable à partir de l'intérieur de la serre,
- le moyen de filtrage d'air de l'unité de mise en communication aérique est démontable et échangeable à partir de l'extérieur de la serre,
- l'unité de mise en communication aérique comporte en outre des déflecteurs commandés coté sortie intérieure destinés à faire varier la direction de l'air extérieur entrant dans la serre,
(permet également de faire varier la direction de la brumisation)
- l'unité de mise en communication aérique comporte en outre une paire de déflecteurs commandés croisés horizontal-vertical coté sortie intérieure destinée à faire varier la direction de l'air extérieur entrant dans la serre, (permet également de faire varier la direction de la brumisation)
- au moins un de la paire de déflecteurs commandés croisés horizontal-vertical coté sortie intérieure de l'unité de mise en communication aérique permet de fermer ladite unité de mise en communication aérique, (en plus de l'entrée à l'extérieur à ouverture et fermeture commandées de l'unité de mise en communication aérique comportant des volets basculants qui permet une fermeture de ladite unité de communication aérique)
- la serre est accessible par une porte (avec ou sans sas) disposée sur une paroi latérale autre que la paroi d'échanges et dite paroi de porte,
- la paroi de porte est une paroi à l'opposé de la paroi d'échanges,
- la porte est disposée à la partie médiane de la paroi de porte, - la porte est disposée dans l'axe de la zone de circulation, (la zone de circulation est médiane)
- le toit et au moins une des parois latérales au moins en partie haute sont réalisés en panneaux de verre double vitrage de sécurité blindé feuilleté, lesdits panneaux étant montés sur des montants métalliques avec isolation thermique entre l'intérieur et l'extérieur du montant,
- la paroi de porte et la paroi d'échanges sont réalisées au moins en partie haute en panneaux de verre double vitrage de sécurité blindé feuilleté, la porte (au moins en partie haute) et l'unité de mise en dépression étant supportées par des montants, - la turbine d'aspiration de l'unité de mise en dépression comporte un moteur électrique à commutation électronique et variateur de fréquence intégré destiné à régler le débit d'air,
- la turbine d'aspiration comporte un moteur électrique d'une puissance électrique comprise entre 2500 et 3000 Watts environ, - la turbine d'aspiration permet de générer un débit d'air d'environ 4000 m3/heure,
- la serre est en dépression d'au moins 50 Pa par rapport à la pression extérieure (par rapport à l'air libre),
- la serre est en dépression d'environ 60 Pa par rapport à la pression extérieure,
- la porte de la serre donne sur un local d'accès étanche au moins à l'air et mis en dépression par rapport à la pression extérieure à la serre (air libre) et à une pression comprise entre la pression dans la serre et la pression extérieure,
- le local d'accès est en dépression d'environ 40 Pa par rapport à la pression extérieure,
- le local d'accès est commun à plusieurs serres et forme un couloir d'accès aux différentes serres, - le moyen d'écoulement des liquides comporte un double siphon,
- le moyen d'écoulement des liquides comporte un tamis-panier destiné à retenir les particules,
- le moyen d'écoulement des liquides comporte un tamis-panier et un double siphon, le tamis- panier étant disposé en amont du double-siphon dans le sens d'écoulement en sortie des liquides, - le double siphon n'est pas désamorçable pour les dépressions possibles de la serre,
- la serre comporte en outre intérieurement un moyen d'éclairage de photosynthèse,
- le moyen d'éclairage est contrôlé en durée, périodicité et intensité,
- la serre comporte en outre intérieurement un moyen d'occultation des rayons lumineux solaires, - le moyen d'occultation est contrôlé en ouverture et fermeture,
- le moyen d'occultation est contrôlé en niveau d'occultation,
- le moyen d'occultation est un store,
- le moyen d'occultation est un vitrage type à cristaux liquides commandés,
- au moins un des capteurs est un capteur de pression atmosphérique intérieure, - au moins un des capteurs est un capteur de pression atmosphérique extérieure,
- au moins un des capteurs est un capteur de pression atmosphérique différentielle intérieur- extérieur,
- au moins un des capteurs est un capteur de température intérieure,
- le capteur de température intérieure est résistant aux vapeurs de chlore, - au moins un des capteurs est un capteur d'hygrométrie intérieure,
- le capteur d'hygrométrie intérieure est résistant aux vapeurs de chlore, - au moins un des capteurs est un capteur de température intérieure,
- au moins un des capteurs est un capteur d'illumination intérieure,
- au moins un des capteurs est un capteur d'illumination intérieure à résolution spectrale,
- au moins un des capteurs est un capteur de gaz carbonique intérieur, - au moins un des capteurs est un capteur de gaz azote intérieur,
- au moins un des capteurs est un capteur de gaz oxygène intérieur,
- le brumisateur est alimenté en eau osmosée sous pression, l'eau passant à travers un ensemble de buses pour être brumisée,
- la pression de l'eau osmosée avant passage dans les buses est d'environ 75 bars, - les buses ont un diamètre de sortie d'environ 100 μm,
- la serre comporte en outre un moyen de chauffage, ledit moyen de chauffage se développant essentiellement (là où les échanges thermiques sont les plus importants du fait de l'importance de la surface d'échange thermique du moyen de chauffage à cet endroit) le long d'au moins une paroi latérale distincte de la paroi d'échanges et de la paroi de porte, - le moyen de chauffage est une conduite d'un fluide caloporteur, le développement du moyen de chauffage consistant en un serpentin de ladite conduite,
- le serpentin du moyen de chauffage est disposé à la partie inférieure de la paroi latérale,
- le serpentin du moyen de chauffage est disposé à la partie inférieure de la paroi latérale en étant plus bas que la table de culture disposée le long de ladite paroi, - la serre comporte en outre un moyen déshydrateur.
L'invention concerne également un bâtiment comportant au moins une serre selon l'une ou plusieurs quelconque(s) des caractéristiques décrites.
La présente invention, sans qu'elle en soit pour autant limitée, va maintenant être exemplifiée avec la description qui suit de modes de réalisation et de mise en œuvre en relation avec : la Figure 1 qui est une vue schématique en perspective d'un exemple de serre selon l'invention, certains des éléments représentés étant rendus transparents.
Typiquement, l'invention est mise en œuvre sous forme d'un bâtiment qui comporte une ou plusieurs serres qui sont des enceintes étanches à l'air et l'eau et thermiquement isolées de l'extérieur ou des autres enceintes adjacentes. Ces enceintes comportent, de préférence, une ou plusieurs parois en verre, dont au moins le plafond formant un toit, laissant passer la lumière du jour. Un moyen d'accès à l'intérieur de l'enceinte, du type porte avec sas ou non, est mis en œuvre afin de pouvoir accéder à l'intérieur de la serre.
Le sol de la serre qui est étanche et en béton résiné, comporte un moyen d'évacuation des liquides avec un bac de rétention et un double siphon. Le double siphon empêche tout désamorçage et la création d'une prise d'air parasite par l'intermédiaire du circuit d'évacuation des liquides. L'évacuation des effluents liquides est ainsi réalisée par l'intermédiaire d'un double siphon, ce qui évite toute rupture du confinement de l'enceinte. Un filtrage des particules présentes dans les fluides liquides à évacuer est réalisé par écoulement au travers d'un tamis- panier placé en amont du double siphon, dans le sens d'écoulement des effluents liquides. Le plafond formant toit est réalisé en panneaux de verre montés sur des montants. La serre est typiquement rectangulaire et, de préférence, les deux parois latérales sur la largeur sont également en panneaux de verre sur montants. Dans le cas de plusieurs serres accolées entre elles dans le bâtiment, paroi latérale sur la longueur contre paroi latérale sur la longueur, les parois latérales sur la longueur peuvent être pleines, c'est-à-dire sans panneau de verre ou, dans une variante, au contraire, comporter des panneaux de verre. De préférence, la partie basse des parois latérales à panneaux de verre est également pleine.
Le moyen d'accès du type porte sur une paroi latérale sur la largeur, dite paroi de porte, qui est à l'opposé de l'autre paroi latérale sur la largeur, dite paroi d'échanges. La porte de la serre s'ouvre vers l'intérieur de la serre et est à fermeture automatique. Des tables de culture supportant les végétaux cultivés sont disposées sur la longueur de la serre, de chaque coté, contre les parois latérales laissant en partie médiane de la serre, une zone de circulation essentiellement libre permettant à un opérateur, marchant sur le sol, de pouvoir circuler entre la paroi de porte et la paroi d'échanges.
Au moins sur une des parois latérales, sur la longueur, sous le niveau des tables de culture, est disposé un serpentin d'un tuyau pouvant véhiculer un fluide caloporteur afin de pouvoir chauffer la serre si cela est nécessaire.
La paroi de porte peut donner directement sur l'extérieur, dans ce cas un sas de porte est mis en œuvre au niveau de la porte, ou donner sur un local d'accès qui est commun à plusieurs serres et forme un couloir d'accès aux différentes serres. Dans le cas d'un local d'accès, ledit local d'accès forme également un sas et il est donc mis en dépression à une pression intermédiaire entre la pression atmosphérique extérieure (à l'air libre) au bâtiment et la pression à l'intérieur de la/des serres qui est la pression la plus basse. Des moyens de régulation de la pression atmosphérique interne à la serre assurent une dépression à l'intérieur de la serre par rapport à l'extérieur et à l'éventuel local d'accès ou à l'éventuel sas de porte. Ces moyens de régulation de la pression atmosphérique sont contrôlés par un automate programmable et ils utilisent des moyens commandés d'échanges d'air entre l'intérieur et l'extérieur de la serre disposés à travers l'enceinte.
L'installation consiste préférentiellement en une pluralité d'enceintes thermiquement isolées, étanches aux fluides liquides et gazeux, les serres étant placées en dépression par rapport à l'atmosphère d'un couloir permettant d'y accéder. Le couloir est lui-même en légère dépression par rapport à l'atmosphère extérieure. L'enceinte de la serre est prévue pour la culture de plantes en milieu confiné, dans des conditions déterminées au moins de température, d'hygrométrie et de pression atmosphérique. Chaque serre peut être programmée de manière à respecter dans son environnement intérieur, pendant des plages de temps prédéterminées d'une journée et/ou nuit, des conditions contrôlées de luminosité, température, hygrométrie, et à une valeur de dépression déterminée.
Les parois de la serre sont thermiquement isolées et pour la partie en verre constituées de panneaux de verre de type double vitrage en verre de sécurité blindé feuilleté aussi bien pour le verre intérieur qu'extérieur. L'enceinte de la serre est totalement étanche aux fluides liquides et gazeux et elle est en dépression avec une différence de -60 Pa par rapport à la pression extérieure (à l'air libre). Le couloir d'accès dans lequel sont disposées les portes d'accès à chacune des serres est également étanche au moins à l'air et est lui-même en dépression avec une différence de -40 Pa par rapport à la pression extérieure (à l'air libre). On comprend que les valeurs de dépression données ici sont indicatives et qu'elles peuvent être différentes dans d'autres applications ou être des paramètres sélectionnâmes et/ou variables en fonction des besoins.
Les moyens commandés d'échanges d'air entre l'intérieur et l'extérieur de la serre sont une unité commandée de mise en dépression et une unité commandée de mise en communication aérique entre l'intérieur et l'extérieur. Ces unités sont des coffres typiquement métalliques inoxydables, de taille réduite, formant des unités compactes, et elles sont autonomes en ce sens qu'en dehors d'un apport d'énergie, en pratique électrique, et/ou de commandes, typiquement électriques, elles n'ont pas besoin d'être reliées à des circuits aériques extérieurs d'un dispositif centralisé déporté type tour de contrôle d'échanges aériques. Il en résulte que chaque unité peut être démontée/remontée ou entretenue indépendamment des autres, ce qui évite les interférences entre les serres lors de ces opérations. De plus ces unités étant fonctionnellement autonomes au plus près de la serre, l'inertie du système est pratiquement nulle pour chaque serre : une activation ou désactivation ou variation de l'activation de l'unité va entraîner une modification pratiquement immédiate des conditions environnementales intérieures de la serre. De plus, ces unités sont adaptées à la serre qu'elles servent et n'ont pas besoin d'être surdimensionnées contrairement à une tour de contrôle centralisée qui doit être prévue pour le cas où toutes les serres doivent être servies en même temps, ce qui peut être un cas relativement rare en pratique. Il en résulte également une optimisation des coûts. Ainsi, dans le cadre de l'invention, chaque serre dispose d'un système permettant le contrôle des conditions environnementales internes qui est pratiquement individualisé et indépendant pour ce qui concerne la plus grande partie des équipements mis en oeuvre, l'éventuel moyen de chauffage pouvant toutefois mettre en œuvre un calorifère commun à plusieurs serre et l'eau osmosée sous pression pouvant toutefois venir d'un dispositif de mise en pression commun à plusieurs serres.
L'unité commandée de mise en dépression et l'unité commandée de mise en communication aérique sont disposées sur la paroi d'échanges, l'unité de mise en dépression en haut et l'unité de mise en communication aérique en bas, sur une même verticale, de préférence médiane de la serre.
Outre la mise en dépression de la serre, l'unité de mise en dépression assure en outre un brassage d'air à l'intérieur de la serre. A cette dernière fin, l'air aspiré dans la serre par l'unité de mise en dépression est renvoyé dans la serre, vers le plafond/toit et l'avant (pour être envoyé vers la paroi de porte en balayant le plafond), sensiblement à l'opposé de la paroi d'échanges, pour qu'il puisse se propager dans l'ensemble de la serre vers la paroi de porte. L'unité de mise en dépression comporte en outre une sortie vers l'extérieur de la serre à ouverture et fermeture commandées et à filtrage d'air. L'unité de mise en dépression comporte dans son coffre, depuis l'intérieur vers l'extérieur de la serre, sur sa face avant, une entrée d'air de l'intérieur, une turbine d'aspiration refoulant l'air aspiré vers un registre déflecteur commandé, un système de filtrage d'air et un registre de sortie commandé en ouverture- fermeture au niveau de la sortie d'air vers l'extérieur sur sa face arrière. En outre, une sortie d'air à l'intérieur est réalisée sur la face supérieure de l'unité de mise en dépression au niveau du registre déflecteur commandé afin de permettre le brassage de l'air à l'intérieur de la serre par, comme on l'a vu, envoi de l'air vers le toit/plafond et l'avant. L'air de la serre qui est aspiré par l'unité de mise en dépression est ainsi renvoyé vers le toit de l'enceinte et le flux d'air généré qui balaye la surface du toit de l'enceinte évite la condensation d'humidité sur les parois du toit.
Dans l'unité de mise en dépression, la commande du registre déflecteur et/ou du registre de sortie peut/peuvent permettre de régler la répartition de l'air refoulé vers la sortie d'air à l'intérieur de la serre (brassage interne, en circuit fermé donc) et vers la sortie d'air à l'extérieur de la serre (au cas où le registre de sortie serait ouvert). En fonction d'extraction d'air, lorsque les volets du registre de sortie sont en position ouverte, l'air intérieur aspiré par l'unité de mise en dépression circule à travers une pluralité de filtres disposés dans la partie externe du coffre de ladite unité de mise en dépression avant d'atteindre l'air libre à l'extérieur de la serre. La turbine d'aspiration de l'air intérieur de la serre, en l'occurrence un moteur à commutation électronique de 2500 à 3000 Watts environ avec variateur de fréquence intégré, permet un refoulement de l'air vers l'intérieur de la serre et/ou l'extérieur (à travers des filtres) de la serre en fonction de la position du registre déflecteur et du registre de sortie. Ce moteur à commutation électronique permet la génération d'un flux d'air d'un débit de 4000 m3/heure sous une perte de charge de 1200Pa et possède l'avantage d'un grand rendement (économe en énergie), d'être très compact, peu coûteux et d'être très performant. On peut noter que grâce aux moyens de régulation qui agissent sur le moteur de la turbine d'aspiration à variateur de fréquence, il est possible d'obtenir une bonne stabilité de la dépression et ceci quel que soit le niveau d'encrassement des filtres mis en œuvre. L'unité de mise en communication aérique comporte une entrée à l'extérieur de la serre à ouverture et fermeture commandées et à filtrage d'air. L'unité de mise en communication aérique est passive comparativement à l'unité de mise en dépression en ce sens qu'elle ne comporte que des moyens d'ouverture et fermeture d'air commandés à type de volets basculants à position commandable coté entrée extérieure et une paire de déflecteurs commandés croisés horizontal-vertical coté sortie intérieure mais pas de ventilateur ou turbine. Un moyen de filtrage d'air est disposé dans l'unité de mise en communication aérique et il est démontable et échangeable à partir de l'intérieur de la serre. Du fait de la dépression qui règne dans la serre, l'ouverture du moyen de mise en communication va faire que de l'air extérieur va entrer dans la serre et cet air aspiré va se propager dans la serre dans une/des directions fonction de la/des positions du/des déflecteurs coté sortie intérieure.
Ainsi, la partie extérieure du coffre de l'unité de mise en communication aérique est équipée de volets pivotants qui peuvent passer d'une position fermée (étanchéité vis-à-vis de l'air extérieur) à une variété de positions ouvertes, permettant ainsi de régler le débit d'air entrant dans la serre. Cette unité de mise en communication aérique avec moyen de double filtrage d'air, est équipée d'une batterie de filtres : deux filtres « H10 » côté intérieur et deux filtres « F5 » côté extérieur. Les filtres de classe G1 à H10 adaptées aux exigences des expérimentations, peuvent être remplacés à partir de l'intérieur de la serre. Classiquement, les classes de filtration sont définies selon des normes, EN 779 et EN 1822. Ainsi, selon la taille des éléments qu'il est possible d'arrêter on peut trouver les classes suivantes de filtres : - G1 à G4 pour des filtres à poussières grossières, particules > 10 μm ;
- F5 à F9 pour des filtres à poussières fines, particules de 1 à 10 μm ;
- H10 à H14 et U15 à U17pour des filtres à substances en suspension, particules < 1 μm.
Des filtres d'une classe inférieure peuvent servir de préfiltres à des filtres de classes supérieures, par exemple les filtres F5, F6 ou F7 peuvent être des préfiltres de filtres F9 à H1 1 . On comprend que le choix des filtres est effectué en fonction des objectifs de filtrage que l'on s'est fixé. Ainsi, dans l'exemple décrit, des préfiltres F5 sont montés en amont de filtres H 10.
La grille de sortie d'air vers l'intérieur de la serre de l'unité de mise en communication aérique est équipée de déflecteurs à type de volets pivotants permettant de faire varier la direction du flux d'air extérieur pénétrant dans la serre et, lorsque combiné au brumisateur en fonctionnement, permet de faire varier la direction du flux d'eau brumisée. De plus, notamment selon la taille du tamis de la grille, on peut faire varier la vitesse du flux d'air entrant dans la serre.
Un moyen d'apport d'humidité du type brumisateur est disposé horizontalement le long de la paroi d'échanges sensiblement à la hauteur de l'unité de mise en communication aérique, les buses du brumisateur étant dirigées vers la paroi de porte, sensiblement à l'opposé de ladite unité de mise en communication aérique. Le moyen d'apport d'humidité est à la fois un brumisateur et un humidificateur. La paire de déflecteurs commandés croisés horizontal-vertical coté sortie intérieure de l'unité de mise en communication aérique permet de faire varier la direction de l'air extérieur passant dans la serre et donc la direction de la brumisation. Le moyen de brumisation est constitué d'une tubulure équipée d'une pluralité de buses de diamètre 100 μm environ et dans laquelle circule de l'eau osmosée mise sous pression à environ 75 bars par un surpresseur. Dans un mode de réalisation particulier, le dispositif à osmose et le surpresseur sont propres à chaque serre. Dans une variante, une unité commune d'osmose et surpression est mise en œuvre pour un ensemble de serres. Du fait de la pression et du diamètre des buses, un flux de gouttelettes d'eau est envoyé à l'intérieur de la serre dans une direction parallèle au flux inverse d'air (celui vers et le long du toit) généré par le moyen de brassage qu'est l'unité de mise en dépression. Le flux d'eau brumisée est projeté sur la quasi- totalité de la longueur de la serre, en direction de la paroi de porte. La direction de projection peut toutefois être réglée, comme on l'a vu, en fonction de la direction de sortie de l'air aspiré dans la serre à travers l'unité de mise en communication aérique. Les dispositions et structures respectives de l'unité de mise en dépression (qui assure le brassage de l'air intérieur), de l'unité de mise en communication aérique et du brumisateur permettent d'obtenir un flux d'eau brumisée qui parvient à atteindre l'autre extrémité de la serre malgré l'importance du flux d'air brassé par l'unité de mise en dépression. Les deux coffres correspondants aux deux unités (unité de mise en dépression et unité de mise en communication aérique) sont disposés à travers la paroi d'échanges de la serre en dépassant de chaque coté (intérieur et extérieur). Les parties extérieure et intérieure sont de préférence équilibrées (les poids s'équilibrent) afin de réduire les contraintes de basculement au niveau de la paroi d'échanges qui supporte lesdites unités, surtout pour l'unité de mise en dépression qui est en haut dans une zone de panneaux de verre contrairement à l'unité de mise en communication aérique, en bas, qui est dans une partie pleine de la paroi d'échanges. Les parties intérieure et extérieure du coffre de l'unité de mise en dépression sont chacune montée sur des charnières inoxydables afin de pouvoir accéder respectivement au moteur + déflecteur et aux filtres + registre de sortie. Sur la Figure 1 , on retrouve les éléments indiqués sous forme schématique. La serre 1 comporte un sol 5 en bas, un toit ou plafond 4 en haut, une paroi d'échanges 2 et une paroi de porte 3 sur les deux cotés de largeur formant des parois latérales de largeur et deux parois latérales sur la longueur le long desquelles sont disposées des tables de culture dont on a représentée une seule 12. Dans cet exemple, la partie basse des quatre parois latérales est pleine 7 et c'est pour cela que certains des éléments représentés sont en pointillés car masqués en partie ou totalité par la partie basse pleine 7 des parois. C'est le cas du serpentin du moyen de chauffage 13 qui est en partie basse 7 de la serre le long d'une des parois latérales de longueur. La partie haute 6 de la serre est réalisée avec des panneaux de verre et cela correspond au plafond/toit 4 et à la partie haute 6 des parois latérales. La porte d'accès à la serre est placée dans la paroi de porte 3. L'unité de mise en dépression 8 sous forme d'un caisson est disposée à travers la partie haute 6 de la paroi d'échanges 2. L'orifice d'aspiration 14 de l'air intérieur (entrée d'air intérieur) est à la face avant de l'unité de mise en dépression et l'orifice de sortie 15 d'air à l'intérieur (sortie d'air intérieur) pour brassage/circulation en circuit fermé est réalisé sur la face supérieure de l'unité de mise en dépression. L'unité de mise en communication 9 sous forme d'un caisson est disposée à travers la partie basse 7 de la paroi d'échanges 2. Un moyen de brumisation 10 est disposé devant la sortie intérieure de l'unité de mise en communication. La moyen de brumisation reçoit de l'eau osmosée sous pression par une conduite 1 1. Enfin, un moyen d'évacuation 16 des effluents liquides est réalisé à travers le sol 5.
Ainsi, les éléments principaux mis en œuvre dans la serre en ce qui concerne l'air sont un dispositif de brassage d'air, appelé unité de mise en dépression 8, localisé dans la partie médiane haute de l'enceinte, et un dispositif de brumisation d'eau 10 sous pression couplé à un dispositif de distribution vers l'intérieur de l'enceinte d'air atmosphérique filtré, appelé unité de mise en communication aérique 9, localisé dans la partie médiane basse de l'enceinte, à l'aplomb du dispositif de brassage d'air. Outre les éléments indiqués précédemment, la serre peut comporter un moyen de génération d'énergie lumineuse et un dispositif déshydrateur. De plus, des moyens de mesure de la valeur de pression de l'atmosphère interne de l'enceinte (par rapport à la pression extérieure), de mesure de la température de l'atmosphère interne de l'enceinte, et de mesure de l'hygrométrie de l'atmosphère interne de l'enceinte, sont mis en œuvre pour qu'un automate puisse assurer la régulation du fonctionnement de la serre. Il est ainsi possible de contrôler et de commander l'éventuel moyen de génération d'énergie lumineuse, le moyen de brassage/extraction d'air (unité de mise en dépression), le moyen de brumisation, le moyen d'apport d'air extérieur (unité de mise en communication aérique) et le moyen de chauffage.
L'unité de mise en dépression qui est donc un moyen de brassage/extraction a pour fonction de réaliser la valeur prévue de dépression de l'atmosphère interne de la serre, d'homogénéiser l'air de l'enceinte et permettre le renouvellement d'une partie de l'air de l'enceinte (température, hygrométrie). Le moyen brumisateur a pour fonction de réaliser un refroidissement adiabatique de l'atmosphère de l'enceinte. Grâce au système brumisateur, on peut descendre relativement bas en température en comparaison avec les serres conventionnelles. En pratique, le moyen de chauffage n'est utilisé qu'en saison/période froide. Le contrôle simultané des trois moyens (brassage/extraction, brumisateur, apport d'air externe) permet de contrôler simultanément les conditions prédéterminées de température, hygrométrie et dépression.
On comprend que l'invention peut être déclinée selon de nombreuses autres possibilités sans pour autant sortir du cadre défini par la description et les revendications. Par exemple, des moyens de contrôle de l'illumination solaire ou de génération d'une illumination artificielle peuvent être mis en oeuvre et être en outre commandés par l'automate. Par exemple, un détecteur d'ouverture de porte peut permettre l'arrêt de la brumisation à l'ouverture de la porte ou un verrou électrique commandé peut empêcher l'ouverture de la porte si certaines conditions internes (et/ou dans le couloir d'accès ou sas de porte) ne sont pas présentes (par exemple défaut de dépression ou brumisation en cours). On comprend que dans ce dernier cas, la porte doit pouvoir être débloquée de l'intérieur de la serre pour des raisons de sécurité. Outre les capteurs reliés à l'automate, des capteurs indépendants, visuels, notamment de mesure de dépression (manomètres), peuvent être mis en œuvre pour que les opérateurs soient informés des conditions environnementales de la serre et/ou du couloir d'accès ou du sas de porte. En outre des alarmes sonores peuvent être générées dans la serre ou le bâtiment au cas où certaines conditions environnementales prédéfinies ne seraient plus respectées. Enfin, dans d'autres variantes, une même serre peut comporter plusieurs ensembles d'unités de mise en dépression et de mise en communication + brumisateur, ladite serre comportant alors plusieurs zones de circulation parallèles entre elles, les ensembles étant sur une même paroi de ladite serre. Chaque ensemble (ou même la paroi d'échanges dans sa totalité) peut être un module préfabriqué qui est installé d'un bloc. Il peut en être de même pour les autres parois dans le cas d'une construction modulaire.

Claims

REVENDICATIONS
1. Serre (1 ) pour culture de végétaux en milieu confiné, ladite serre étant fermée par une enceinte sensiblement parallélépipédique formée de parois latérales, d'un toit et d'un sol, ladite serre isolée thermiquement étant étanche à l'air et à l'eau et comportant à travers l'enceinte des moyens commandés d'échanges d'air entre l'intérieur et l'extérieur de la serre et un moyen commandé d'apport d'humidité et à travers le sol un moyen d'écoulement en sortie des liquides, ladite serre comportant en outre des moyens de régulation permettant de réguler la pression atmosphérique interne, la température interne et l'humidité interne, lesdits moyens de régulation étant contrôlés par un automate programmable recevant des mesures de capteurs, lesdits moyens de régulation pour ce qui concerne la pression atmosphérique interne assurant une dépression à l'intérieur de la serre par rapport à l'extérieur, caractérisée en ce que les moyens d'échanges d'air entre l'intérieur et l'extérieur de la serre sont une unité commandée de mise en dépression (8) et une unité commandée de mise en communication aérique (9) entre l'intérieur et l'extérieur, et disposées sur une même des parois latérales, dite paroi d'échanges (2), l'unité de mise en dépression étant disposée vers le haut (6) de ladite paroi d'échanges et l'unité de mise en communication aérique étant disposée vers le bas (7) de ladite paroi d'échanges, l'unité de mise en dépression assurant en outre un brassage d'air à l'intérieur de la serre, l'air aspiré dans la serre par l'unité de mise en dépression étant pendant le brassage renvoyé dans la serre, vers le toit et l'avant, sensiblement à l'opposé de la paroi d'échanges, ladite unité de mise en dépression comportant en outre une sortie vers l'extérieur de la serre à ouverture et fermeture totales étanches commandées et à filtrage d'air, et en ce que l'unité de mise en communication aérique comporte une entrée à l'extérieur de la serre à ouverture et fermeture totales étanches commandées et à filtrage d'air permettant selon la commande l'introduction ou non d'air extérieur filtré dans la serre par une sortie intérieure de ladite unité de mise en communication, et en ce que le moyen d'apport d'humidité est un brumisateur (10) disposé horizontalement le long de la paroi d'échanges sensiblement à la hauteur et l'avant de la sortie intérieure de l'unité de mise en communication aérique, la brumisation étant dirigée dans une direction sélectionnable sensiblement à l'opposé de ladite unité de mise en communication aérique.
2. Serre selon la revendication 1 , caractérisée en ce que l'unité de mise en dépression et l'unité de mise en communication aérique sont disposées l'une au dessus de l'autre à la partie médiane de la paroi d'échanges.
3. Serre selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le brumisateur comporte des buses sur une longueur correspondant sensiblement à l'étendue horizontale frontale de l'unité de mise en communication aérique, ladite serre ayant une zone de circulation essentiellement libre à sa partie médiane perpendiculaire à la paroi d'échanges afin que la brumisation puisse se propager librement le long de la zone de circulation.
4. Serre selon la revendication 1 , 2 ou 3, caractérisée en ce que l'unité de mise en dépression comporte dans un coffre, depuis l'intérieur vers l'extérieur de la serre, sur sa face avant, une entrée d'air de l'intérieur, une turbine d'aspiration refoulant l'air aspiré vers un registre déflecteur commandé, un système de filtrage d'air et un registre de sortie commandé en ouverture-fermeture au niveau de la sortie d'air vers l'extérieur sur sa face arrière, une sortie d'air à l'intérieur étant en outre réalisée sur la face supérieure de l'unité de mise en dépression au niveau du registre déflecteur commandé afin de permettre le brassage de l'air à l'intérieur de la serre, la commande du registre déflecteur pouvant permettre de régler la répartition de l'air refoulé vers la sortie d'air à l'intérieur et vers la sortie d'air à l'extérieur au cas où le registre de sortie serait ouvert.
5. Serre selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'unité de mise en dépression est disposée à travers la paroi d'échanges de manière à ce que l'entrée d'air de l'intérieur, la turbine d'aspiration et le registre déflecteur commandé soient du coté intérieur par rapport à la paroi d'échanges et que le système de filtrage d'air et le registre de sortie commandé et la sortie d'air vers l'extérieur soient du coté extérieur par rapport à la paroi d'échanges.
6. Serre selon la revendication 5, caractérisée en ce que la partie extérieure et la partie intérieure du coffre de l'unité de mise en dépression sont configurées pour avoir des poids sensiblement égaux afin que ladite unité de mise en dépression soit supportée sensiblement à son point d'équilibre par la paroi d'échanges.
7. Serre selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'unité de mise en communication aérique comporte dans un coffre en outre une paire de déflecteurs commandés croisés horizontal-vertical coté sortie intérieure destinée à faire varier la direction de l'air extérieur entrant dans la serre.
8. Serre selon la revendication 7, caractérisée en ce que la partie extérieure et la partie intérieure du coffre de l'unité de mise en communication aérique sont configurées pour avoir des poids sensiblement égaux afin que ladite unité de mise en communication aérique soit supportée sensiblement à son point d'équilibre par la paroi d'échanges.
9. Serre selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le toit et au moins une des parois latérales au moins en partie haute sont réalisés en panneaux de verre double vitrage de sécurité blindé feuilleté, lesdits panneaux étant montés sur des montants métalliques avec isolation thermique entre l'intérieur et l'extérieur du montant.
10. Serre selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le moyen d'écoulement des liquides comporte un tamis-panier et un double siphon, le tamis-panier étant disposé en amont du double-siphon dans le sens d'écoulement en sortie des liquides.
1 1 . Bâtiment comportant au moins une serre selon l'une quelconque des revendications précédentes.
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