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Rayonnage de culture hors sol, unité particulièrement destinée à être comprise
dans
un tel rayonnage, module de culture hors sol comprenant une telle unité et
système
de culture hors sol comprenant aux moins deux tels rayonnages.
[1] DOMAINE DE L'INVENTION
[2] La présente invention se rapporte au domaine de la culture hors sol,
qui englobe
notamment l'hydroponie et l'aéroponie.
[3] ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE
[4] Plus précisément, l'invention se rapporte à un système de culture hors
sol.
[5] La culture hors sol, à la différence de la culturelle dite
traditionnelle, consiste
principalement à se passer d'un sol terreux, afin d'apporter aux plantes
directement et
uniquement les nutriments, également appelés intrants, dont elles ont besoin,
avec un
contrôle augmenté par rapport à la culture traditionnelle. Les avantages de la
culture hors sol
sont nombreux. Notamment, les rendements sont augmentés, et les risques de
maladie sont
limités. Le recours à des traitements pour soigner ou prévenir les maladies
est ainsi
également limité.
[6] Le domaine de la culture hors sol comprend, mais non exclusivement,
l'hydroponie et
l'aéroponie.
[7] L'hydroponie consiste à utiliser un substrat inerte dans lequel les
racines des plantes
se développent, et à irriguer le substrat avec une solution nutritive
comprenant les intrants.
L'aéroponie se passe du substrat, et les racines des plantes se développent
dans l'air. Les
intrants sont alors par exemple aspergés sur les racines.
[8] Dans l'aéroponie, on distingue en outre l'aéroponie basse pression et
l'aéroponie
haute pression.
[9] Les systèmes aéroponiques basse pression sont les systèmes les plus
répandus
actuellement. Ils se caractérisent notamment par le fait que la solution
nutritive est pulvérisée
au travers de gicleurs par une pompe à eau ayant, généralement, un débit élevé
mais
délivrant une faible pression. Ils correspondent à une évolution des systèmes
hydroponiques
où le système d'irrigation a été remplacé.
[10] Dans les systèmes aéroponiques à haute pression, il n'est plus
question d'utiliser de
simples gicleurs mais des buses.
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[11] Le développement d'une plante ainsi que sa productivité restent
étroitement liés à la
proportion d'eau/nutriments et d'oxygène disponible au niveau de ses racines.
En effet, une
grande proportion de l'oxygène capté se fait au niveau du système racinaire.
[12] Or, la haute pression emploie des buses visant à brumiser la solution
nutritive sur le
système racinaire. Cette brume est composée de gouttelettes, ayant par exemple
une
dimension d'environ cinquante microns. Ce chiffre est reconnu pour être proche
de la
dimension des pores situés sur les racines des plantes. Ainsi, la capacité
d'assimilation des
plantes est maximum et l'échange entre les racines et son milieu de
propagation se retrouve
optimisé.
[13] La culture hors sol présente un intérêt particulier dans les régions
dans lesquelles le
climat rend la culture traditionnelle particulièrement compliquée, voire
impossible, du fait de
l'absence de sols cultivables et/ou de températures extrêmes et/ou de grandes
variations
climatiques. Typiquement, un système de culture hors sol est installé dans un
local dédié,
dans lequel les conditions sont améliorées par rapport à l'extérieur.
[14] Toutefois, l'installation de systèmes de culture hors sol, comme par
exemple dans
US 2014/144,079, demande de mettre en place l'ensemble des équipements
nécessaires,
tels que notamment les supports pour les plantes, les moyens pour apporter les
intrants et
un système de contrôle de différents paramètres de la culture, comme par
exemple la
température. Installer l'ensemble de ces équipements requiert donc du temps et
de
l'expertise, est coûteux, et peut demander de monopoliser une surface non
négligeable.
[15] En outre, lorsque différentes espèces de plantes sont cultivées dans
un même local,
des précautions particulières peuvent être nécessaires afin de séparer les
espèces qui
requièrent des conditions différentes, complexifiant encore le système de
culture et
augmentant davantage ses coûts.
[16] Il existe donc un besoin pour apporter une solution notamment aux
inconvénients
précités.
[17] RESUME DE L'INVENTION
[18] Ainsi, selon un premier aspect, l'invention se rapporte à un rayonnage
culture hors-
sol comprenant au moins une première rangée et une deuxième rangée. Chaque
rangée
comprend au moins une unité de culture. Chaque unité de culture comporte un
bâti
encadrant au moins un compartiment de culture, le bâti de chaque unité
présentant une
ouverture débouchant dans le compartiment de culture, et fermé par un fond du
côté opposé
à l'ouverture. Chaque unité de culture est pourvue d'équipements pour
permettre la culture
hors sol d'au moins un plant. Ainsi, chaque unité comporte au moins un support
de
croissance dans le compartiment de culture fixé au bâti. Le support de
croissance est
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destiné à permettre l'accrochage et le développement d'au moins une plante. Le
rayonnage
comprend un système de distribution d'une solution nutritive dans le
compartiment de culture
de chaque unité. Le rayonnage comprend en outre un dispositif de déplacement
des deux
rangées l'une par rapport à l'autre de sorte que le rayonnage peut prendre
deux
configurations :
une configuration ouverte, dans laquelle le compartiment de culture de chaque
unité
de la première rangée est séparé du compartiment de culture de chaque unité de
la
deuxième rangée par un couloir de circulation à l'air libre, les supports de
croissance étant
accessibles depuis le couloir de circulation ;
- une configuration fermée, dans laquelle l'ouverture de chaque unité de la
première
rangée est en communication avec l'ouverture d'au moins une unité de la
deuxième rangée,
de sorte que les compartiments de culture sont mis en commun et forment au
moins une
chambre de culture, le rayonnage comprenant en outre un système d'étanchéité
limitant les
échanges d'air entre la chambre de culture du rayonnage en configuration
fermée et
l'extérieur.
[19] Ainsi, en configuration fermée du rayonnage, la chambre de culture
forme un
environnement qui peut être contrôlé aisément, séparé de l'environnement
extérieur,
favorisant le développement de la plante. La configuration ouverte donne accès
à l'intérieur
des unités afin par exemple d'effectuer des opérations sur les plantes, de les
mettre en place
sur le support de croissance, de les récolter.
[20] La culture hors sol est ainsi réalisée plus facilement, avec un
contrôle accru de
l'atmosphère dans lequel les plantes se développent.
[21] Le rayonnage peut se mettre en place dans n'importe quel endroit. La
configuration
fermée du rayonnage isolant les plantes de l'environnement extérieur, ce
dernier n'a pas
besoin d'être contrôlé avec précision.
[22] Le rayonnage permet de former autant de chambres de culture que
souhaiter, par
exemple en augmentant le nombre d'unités et/ou de compartiment de culture par
unité
[23] Selon différents aspects, il est possible de prévoir l'une et/ou
l'autre des dispositions
ci-dessous.
[24] Selon une réalisation, le système d'étanchéité peut comprendre un
dispositif de mise
en surpression de la chambre de culture et/ou au moins un joint s'étendant
autour de la
chambre de culture, lorsque le rayonnage est en configuration fermée.
[25] Selon une réalisation, les deux rangées sont mobiles l'une par
rapport à l'autre par
glissement selon une direction transversale, et dans lequel l'ouverture du
bâti de chaque
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unité s'étend parallèlement à un plan longitudinal. De préférence, la
direction transversale
est horizontale, la direction longitudinale est verticale. Ainsi, les unités
du rayonnage sont
dans une position verticale, limitant la surface occupée au sol.
[26] Selon une réalisation, chaque rangée du rayonnage peut comprendre au
moins deux
unités de culture. Les deux unités sont disposées adjacentes l'une à l'autre.
En pratique, le
nombre d'unités par rayonnage peut être quelconque. Le bâti de chaque unité
comprend
notamment deux parois latérales reliant une paroi supérieure et une paroi
inférieure. Les
parois latérales, la paroi supérieure et la paroi inférieure encadrent le
compartiment de
culture. Les deux, ou plus, unités d'une même rangée sont assemblées l'une à
l'autre par
une paroi latérale. L'ouverture du bâti des deux unités de la même rangée est
orientée dans
un même sens de sorte que le compartiment de culture d'une rangée est
accessible par le
couloir lorsque le rayonnage est en configuration ouverte. Le compartiment de
culture de
chaque unité d'une première rangée est alors en communication avec le
compartiment de
culture d'une unité de la deuxième rangée lorsque le rayonnage est en position
fermée.
[27] Selon une réalisation, le rayonnage peut comprendre un équipement de
mesure d'au
moins une caractéristique de l'atmosphère de la chambre de culture et un
système de
régulation de ladite caractéristique de l'atmosphère dans la chambre de
culture du
rayonnage en position fermée.
[28] Ainsi, le contrôle de l'atmosphère dans la chambre de culture peut se
faire selon une
consigne de régulation, à partir des la caractéristique de l'atmosphère peut
être :
la température, et/ou
l'hygrométrie, et/ou
la luminosité.
[29] Selon une réalisation, le rayonnage peut un système de contrôle de la
solution
nutritive.
[30] Selon un deuxième aspect, l'invention concerne une unité de culture
hors sol pour
culture de plante hors particulièrement destinée à être comprise dans un
rayonnage de
culture tel que présenté ci-dessus. L'unité comprend notamment un bâti
encadrant au moins
un compartiment de culture. Le bâti de chaque unité présente une ouverture
débouchant
dans le compartiment de culture, et chaque unité comporte un support de
croissance dans le
compartiment de culture fixé au bâti.
[31] Selon une réalisation, le support de croissance comprend au moins une
plaque inerte
définissant un côté dit racinaire, dans lequel les racines de la plante sont
destinées à être
placées, et un côté dit de plante, dans lequel les tiges et/ou les feuilles de
la plante sont
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destinées à être placées. L'unité comprend alors une sortie du système de
distribution de la
solution nutritive du côté racinaire.
[32] Selon une réalisation, la sortie du système de distribution comprend
au moins une
buse projetant des gouttelettes de la solution nutritive.
5 [33] Selon une réalisation, la plaque du support de croissance
s'étend parallèlement à
l'ouverture du bâti. La plaque du support de croissance est ainsi de
préférence verticale.
[34] Selon un troisième aspect, l'invention concerne un module de culture
hors sol qui
comprend au moins deux unités de culture tel que présenté ci-dessus, dans
lequel le bâti
des deux unités comprend un fond du côté opposé à l'ouverture, le fond des
bâtis des deux
unités du module étant communes.
[35] Selon un quatrième aspect, l'invention concerne un système de culture
hors sol
comprenant au moins deux rayonnages tels que présenté ci-dessus, les rangées
des deux
rayonnages étant disposées sensiblement parallèlement les unes aux autres.
[36] Selon une réalisation, les unités d'une rangée d'un premier rayonnage
et les unités
d'une rangée d'un deuxième rayonnage sont assemblées et forment une rangée de
modules
tels que présentés ci-dessus.
[37] BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
[38] Des modes de réalisation de l'invention seront décrits ci-dessous par
référence aux
dessins, décrits brièvement ci-dessous :
[39] [Fig. 1] représente schématiquement un système de culture hors sol
selon un mode
de réalisation de l'invention, vu de côté, le système comprenant deux
rayonnages, chaque
rayonnage comprenant deux rangées d'unités de culture, les deux rayonnages
étant dans
une configuration fermée.
[40] [Fig. 2] représente schématiquement un exemple de réalisation d'une
unité de culture
.. du système de culture de la figure 1 vue de face.
[41] [Fig. 3] représente schématiquement un exemple d'un module comprenant
deux
unités de culture selon la figure 2 vu en coupe de côté.
[42] [Fig.4] représente schématiquement un exemple d'un module comprenant
une unité
de culture selon la figure 2 vu en coupe de côté.
[43] [Fig. 5] est une vue en coupe de côté du système de la figure 1.
[44] [Fig. 6] est une vue de dessus du système de culture de la figure 1.
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[45] [Fig. 7] représente schématiquement le système de culture hors sol de
la figure 1, vu
de côté, un rayonnage étant dans une configuration ouverte, l'autre rayonnage
étant dans
une configuration fermée.
[46] [Fig. 8] est une vue en coupe de côté du système de la figure 7.
[47] [Fig. 9] est une vue de dessus du système de culture de la figure 7.
[48] [Fig. 10] est une représentation schématique d'un exemple de
réalisation d'un
système de régulation et d'un système de contrôle d'une solution nutritive.
[49] Sur les dessins, des références identiques désignent des objets
identiques ou
similaires.
[50] DESCRIPTION DETAILLEE
[51] Sur la figure 1, il est représenté un exemple d'un système 100 de
culture hors sol
comprenant deux rayonnages 200 de culture. En pratique, le système 100 pourra
comprendre plus que deux rayonnages 200, comme cela découlera de ce qui suit.
[52] Chaque rayonnage 200 comprend au moins aux moins deux unités 300 de
culture
hors sol, disposées face à face. En pratique, un rayonnage 200 est organisé à
partir de deux
rangées d'unités 300. Chaque rangée comprend au moins une, en pratique
plusieurs, unités
300 de culture. Les unités 300 de culture d'une rangée d'un rayonnage font
face aux unités
300 de culture de l'autre rangée. Le rayonnage 200 sera davantage décrit plus
loin.
[53] Chaque unité 300 de culture comprend un bâti 301 qui comporte deux
parois 302
latérales reliant une paroi 303 supérieure et une paroi 304 inférieure. Les
parois 302, 303,
304 du bâti 301 forment un cadre, de forme générale sensiblement rectangulaire
selon
l'exemple des figures, fermé d'un côté par une paroi 305 de fond et présentant
une ouverture
306 de l'autre côté.
[54] L'ouverture 306 donne accès à au moins un compartiment 307 de culture
bordé par
les parois 302, 303 et 304 du bâti. L'ouverture 306 s'étend dans un plan
longitudinal, qui est
sensiblement vertical selon le mode de réalisation présenté sur les figures.
[55] A des fins de clarté, les termes horizontal, vertical, supérieur,
inférieur, haut, bas et
leurs variantes font référence à l'orientation naturelle des figures, sur
lesquelles, selon le
mode de réalisation présenté ici, les unités 300 sont disposées dans une
position verticale,
la paroi 304 inférieure étant en contact directement ou indirectement avec le
sol, et la paroi
303 supérieure étant décalée verticalement par rapport à la paroi 304
inférieure, et ne
doivent pas être compris comme étant limitatifs.
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[56] Le compartiment 307 de culture comprend des équipements permettant de
réaliser la
culture hors sol. Notamment, il comprend au moins un support 308 de croissance
fixé au bâti
301, éventuellement de manière détachable. Le support 308 de croissance permet
aux
plantes de s'accrocher et de se développer en présence de nutriments,
également appelés
intrants.
[57] Selon le mode de réalisation présenté ici, l'unité 300 est
particulièrement destinée à
la culture aéroponique. A cet effet, le support 308 de croissance comprend au
moins une
plaque 309 inerte, c'est-à-dire qu'elle est réalisée en un matériau qui
n'interagit pas avec la
plante. La plaque 309 sépare dans le compartiment 307 de culture un côté 310
dit racinaire,
c'est-à-dire un côté dans lequel les racines d'une plante accrochée à la
plaque 309 se
trouvent, et un côté 311 dit de plantes, c'est-à-dire le côté dans lequel la
ou les tiges et les
feuilles d'une plante accrochée à la plaque 309 se trouvent et se développent.
[58] Selon le mode de réalisation présenté, la plaque 309 s'étend
sensiblement
parallèlement à l'ouverture 306 du bâti, c'est-à-dire qu'elle s'étend
verticalement. La plaque
309 comprend alors une pluralité de trous 312, chaque trou 312 étant
traversant de manière
qu'une plante placée dans un trou 312 peut avoir ses racines du côté 310
racinaire et ses
tiges et/ou feuilles du côté 311 de plante. L'axe des trous 312 peut être
horizontal, c'est-à-
dire perpendiculaire au plan de la plaque 309 ou être incliné par rapport à la
direction
horizontale, vers le bas du côté racinaire, afin de favoriser le développement
de la plante qui
est naturellement vertical.
[59] De préférence, la plaque 309 du support 308 de croissance s'étend
verticalement sur
l'ensemble de la hauteur dans le compartiment 307. Elle peut également
s'étendre sur toute
la largeur du compartiment 307. De préférence encore, la plaque 309 est
opaque, afin
d'éviter toute pollution lumineuse du côté 311 de plante vers le côté 310
racinaire.
[60] En variante, la plaque 309 peut s'étendre horizontalement. Dans ce
cas, plusieurs
plaques 309 peuvent être disposées dans le compartiment 307 de culture à la
manière de
planches d'étagère.
[61] Dans le cas de l'hydroponie, le support 309 de croissance peut
comprendre un
récipient contenant un substrat dans lequel les racines des plantes se
développent.
[62] Comme illustré sur les figures, chaque unité 300 de culture peut
comprendre deux
compartiments 307 de culture, identiques ou non. Par exemple, les deux
compartiments 307
de culture peuvent être séparés l'un de l'autre par une paroi 313
intermédiaire du bâti 301, la
paroi 313 intermédiaire étant parallèle aux parois 302 latérales. Cela permet
par exemple de
séparer physiquement des espèces différentes dans chaque compartiment 307,
favorisant le
contrôle de leur développement.
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[63] Selon le mode de réalisation des figures, chaque unité 300 comprend en
outre une
sortie 314, en pratique une pluralité de sorties 314, pour un système de
distribution d'une
solution nutritive. Les sorties 314 sont par exemple des buses d'injection
permettant de
projeter la solution nutritive du côté 310 racinaire du compartiment 307 de
culture. La
solution nutritive est typiquement de l'eau et un mélange d'intrants, tels que
de l'azote, du
potassium, de l'oxygène et du potassium, ou tout autre élément nécessaire au
développement de la plante. Les buses sont réglées afin de projeter la
solution nutritive sous
formes de brume, c'est-à-dire de gouttelettes de taille adaptée pour être
facilement absorbée
par les racines, comme présenté en introduction. Les buses sont réparties de
manière à ce
que les racines du côté 310 racinaire soient toutes atteintes par des
gouttelettes, la brume
étant formée de manière homogène du côté racinaire.
[64] La composition de la solution nutritive peut être adaptée en fonction
de mesures
effectuées dans le compartiment 307 de culture, indicatives de l'état de la
plante, et/ou en
fonction d'un cycle déterminé.
[65] Un dispositif peut être prévu afin d'isoler le côté 310 racinaire du
côté 311 de plante,
afin d'éviter qu'une partie de la solution nutritive passe inutilement du côté
311 de plante. Un
système de récupération peut être mis en place du côté 310 racinaire,
permettant de
récupérer au moins une partie de la solution non absorbées par les racines et
de la filtrer afin
de l'envoyer de nouveau sur les racines.
[66] L'unité 300 peut comprendre en outre un équipement 315 de mesure d'au
moins une
caractéristique de l'atmosphère de la chambre 307 de culture et un système 316
de
régulation de ladite caractéristique.
[67] Plus précisément, l'équipement 315 de mesure peut comprendre notamment
:
un capteur 317 de température du côté 311 de plante ;
- un hygromètre 318 du côté 311 de plante ;
un capteur 319 de luminosité du côté 311 de plante.
[68] Comme cela sera explicité plus loin, les capteurs 317, 318, 319 côté
311 de plante
peuvent être communs à deux ou plus unités 300.
[69] Le capteur 317 de luminosité peut avantageusement comprendre une
caméra
permettant en outre d'avoir un visuel sur les plantes côté 311 de plante.
[70] L'équipement 315 de mesure peut en outre comprendre :
un capteur 320 de température du côté 310 racinaire;
un hygromètre 321 du côté 310 racinaire;
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[71] Le système 316 de régulation est par exemple un contrôleur logé dans
un
compartiment inférieur de l'unité 300. Il est connecté à tout appareil
permettant de faire
varier la température, le taux d'humidité et la luminosité du côté 311 de
plante, et la
température et le taux d'humidité du côté 310 racinaire selon une consigne de
régulation. Le
système 316 de régulation fonctionne de préférence en temps réel, en fonction
des données
de l'équipement 315 de mesure.
[72] Par exemple, l'éclairage du côté 311 est réalisé grâce à un dispositif
322 d'éclairage
pour éclairer le côté 311 de plante dans le compartiment 307 de culture. Le
dispositif 322
d'éclairage comprend par exemple des bras 323 horizontaux fixés au bâti 301.
Les bras 323
sont fixés par exemple entre chaque paroi 302 latérale et la paroi 313
intermédiaire. Les bras
323 supportent chacun un arrangement de LEDs, non représenté sur les figures,
les LEDs
étant disposées face à la plaque 309 du support 308 de croissance, et
réparties de manière
à éclairer les tiges et les feuilles des plantes accrochées à la plaque 309 de
manière
uniforme, du côté 311 de plantes. Le système 316 de régulation agit alors sur
l'intensité de
l'alimentation électrique des LEDs afin de faire varier la luminosité. Les
bras 323 peuvent
être articulés par apport au bâti 301, par exemple à l'aide d'une liaison
rotule, afin de
changer leur orientation et/ou de les écarter de la plaque 309 du support 308
de croissance
afin de faciliter l'accès au support 308.
[73] Par exemple également, le système 316 de régulation est connecté à un
dispositif de
ventilation dans le compartiment 307 de culture.
[74] Le système 316 de régulation peut également être prévu pour réguler le
débit et la
pression de la solution nutritive projetée par les buses 314 dans le côté 310
racinaire.
[75] Une unité 300 peut en outre comprendre un système 324 de contrôle de
la solution
nutritive. Le système 324 de contrôle permet notamment de contrôler les
proportions des
intrants, c'est-à-dire la formule, de la solution nutritive, par exemple en
fonction des mesures
par l'équipement 315 de mesure, en fonction des espèces de plantes, en
fonction d'un cycle
défini ou encore en fonction d'un ajustement manuel. Le système 324 de
contrôle peut être
connecté au système 316 de régulation, de manière à déterminer les proportions
des intrants
en fonction par exemple des données de l'équipement 315 de mesure.
[76] En pratique, comme cela sera vu plus loin, le système 316 de
régulation ainsi que le
système 324 de contrôle peuvent être communs à plusieurs unités 300.
[77] Les unités 300 sont assemblées deux à deux afin de former des
rayonnages 200.
[78] Plus précisément, un rayonnage 200 comprend deux rangées 201 d'unités
300 en
vis-à-vis. Chaque rangée 210 comprend au moins une, et en pratique plusieurs
unités 300
de culture comme dans la suite de la description. Les unités 300 d'une rangée
sont
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solidaires les unes des autres de manière à pouvoir être déplacées ensemble.
Par exemple,
deux unités 300 adjacentes sont en contact l'une avec l'autre selon une de
leurs parois 302
latérales, et peuvent être fixées ensemble. Les unités 300 d'une même rangée
201 sont
orientées dans le même sens, c'est-à-dire que leur ouverture 306 est orientée
dans le même
5 sens. Selon un mode de réalisation, les unités 200 d'une rangée 201 sont
sensiblement
identiques, de sorte que leurs fonds 305 peuvent être dans un même plan et, de
même,
leurs ouvertures 306 peuvent être dans un même plan.
[79] Au sein d'un rayonnage 200, le compartiment 307 de culture d'une unité
300 d'une
première rangée est orienté face au compartiment 307 de culture d'une unité
300 d'une
10 deuxième rangée. En pratique, chaque compartiment 307 de culture des
unités d'une
première rangée est en orienté face à un compartiment 307 de culture des
unités 300 de la
deuxième rangée 201. En d'autres termes, les ouvertures 306 des unités 300
d'une première
rangée 201 sont orientées dans la même direction et dans le sens opposé par
rapport aux
ouvertures 306 des unités 300 de la deuxième rangée 201. Le rayonnage 200
comprend en
outre un dispositif 202 de déplacement des deux rangées 201 l'une par rapport
à l'autre de
sorte que le rayonnage 200 peut prendre deux configurations :
une configuration ouverte, dans laquelle le compartiment 307 de culture de
chaque
unité 300 de la première rangée 201 est séparé du compartiment 307 de culture
de chaque
unité 300 de la deuxième rangée 201 par un couloir 203 de circulation à l'air
libre, les
supports 308 de croissances étant accessibles depuis le couloir 203 de
circulation ;
une configuration fermée, dans laquelle l'ouverture 306 de chaque unité 300 de
la
première rangée 201 est en communication avec l'ouverture 306 d'au moins une
unité 300
de la deuxième rangée 201, de sorte que les compartiments 307 de culture sont
mis en
commun et forment au moins une chambre 204 de culture, le rayonnage comprenant
en
outre un système 205 d'étanchéité limitant les échanges d'air entre la chambre
204 de
culture du rayonnage en configuration fermée et l'extérieur.
[80] La dimension du couloir 203 lorsque le rayonnage 200 est en
configuration ouverte
est adaptée pour permettre la circulation d'un opérateur, automatique ou
humain, et pour lui
donner l'accès aux compartiments 307 de culture des unités 300 du rayonnage
200.
L'opérateur peut ainsi notamment récolter les plantes sur le support 308 de
croissance, ou
placer de nouveaux plants sur le support 308 de croissance.
[81] Le système 205 d'étanchéité comprend par exemple un dispositif de mise
en
surpression de la chambre 204 de culture, afin de limiter les entrées et les
sorties d'air avec
l'extérieur. Le dispositif de mise en surpression est par exemple relié au
système 316 de
régulation d'une unité 300 qui désactive la mise en surpression lorsque le
rayonnage est en
configuration ouverte.
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[82] Le système 205 d'étanchéité peut en variante ou en combinaison
comprendre un
joint, par exemple en élastomère, s'étendant autour de la chambre 204 de
culture, lorsque le
rayonnage 200 est en configuration fermée. Le joint est par exemple formé de
deux demi-
joints 206, chaque demi-joint 206 étant fixé sur les unités 300 des deux
rangées 201 du
rayonnage 200.
[83] En configuration fermée, le rayonnage 200 peut définir une unique
chambre 204 de
culture formée par l'ensemble des compartiments 307 de culture des unités 300
du
rayonnage. En variante, le rayonnage comprend plusieurs chambres 204 de
culture. Par
exemple, le compartiment 307 de culture d'une unité 300 de la première rangée
définit avec
le compartiment 307 de culture d'une unité 300 de la deuxième rangée une
chambre 204 de
culture. Dans ce cas, le dispositif 205 d'étanchéité peut assurer une
étanchéité entre les
chambres 204 de culture. Toute disposition intermédiaire entre ces deux cas
est
envisageable de manière évidente.
[84] Selon le mode de réalisation des figures, la chambre 204 de culture
est formée plus
précisément par la mise en commun du côté 311 de plantes des compartiments 307
de
culture des unités des deux rangées 201.
[85] L'équipement 315 de mesure déjà décrit peut alors être commun à
plusieurs unités,
notamment pour des mesures dans une chambre 204 de culture. En effet, la
configuration
fermée d'un rayonnage 204 est en principe la configuration qui est mise en
oeuvre la plupart
du temps comparée à la configuration ouverte. L'équipement 315 de mesure peut
donc
surveiller les caractéristiques de l'atmosphère dans la ou les chambres 204 de
culture, et
non dans chaque compartiment 307 de culture.
[86] De même, le système 316 de régulation peut être commun à plusieurs
unités. Les
appareils permettant de modifier les caractéristiques de l'atmosphère peuvent
également
être communs à plusieurs unités 300.
[87] Par exemple, les unités 300 d'une première rangée 201 d'un rayonnage
200
comprennent un équipement 315 de mesure, un système 316 de régulation, et un
dispositif
322 d'éclairage, et les unités 300 de la deuxième rangée en sont dépourvues.
[88] Selon un mode de réalisation, le dispositif 202 de déplacement permet
de déplacer
les rangées 201 du rayonnage 200 dans un mouvement de glissement selon une
direction
transversale, c'est-à-dire horizontale, sensiblement perpendiculaire au plan
de l'ouverture
306 des unités 300, afin d'écarter les deux rangées 200 l'une de l'autre l'une
de l'autre en
configuration ouverte.
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[89] Le dispositif 202 de déplacement comprend par exemple un système 207
de rails et
un actionneur connecté aux parois 303 supérieures des unités 300 pour déplacer
les
rangées 201 le long des rails.
[90] Le dispositif 202 peut avantageusement être utilisé pour y faire
passer d'éventuels
câbles de connexion et/ou d'alimentation depuis un organe informatique central
vers chaque
unité 300. Tout ou partie du système 316 de régulation peut être intégré dans
l'organe
informatique central, et une commande de régulation est alors transmise à
chaque unité 300,
par câbles ou non.
[91] Plus précisément, le système 207 de rails peut comprendre au moins une
base
comprenant des rails de guidage. La base est destinée à être fixée à une paroi
par exemple
d'un bâti dans lequel le rayonnage 200 est destiné à être installé. Il s'agit
par exemple d'une
paroi verticale, d'un sol ou d'un plafond du bâtiment. Les unités 300 de
chaque rangée 201
comprennent alors un organe complémentaire des rails de la base.
[92] Le système 100 de culture comprend au moins deux rayonnages 200,
disposés
parallèlement l'un à l'autre, chaque rayonnage 200 pouvant prendre une
configuration
ouverte et une configuration fermée.
[93] Selon le mode de réalisation des figures, les unités 300 de culture du
système 100 de
culture sont organisées en module 101, 102. Le système 100 comprend deux types
de
modules :
- Un premier type de module 101 dit intermédiaire comprenant deux unités
300 de
culture telles que décrites ci-dessus, solidaires l'une de l'autre par le fond
305 de leur bâti
301. Plus précisément, les deux unités 300 d'un module 101 intermédiaire ont
leur bâti 300
en commun, leurs fonds 305 étant commun. Leurs ouvertures 306 sont alors
orientées dans
deux sens opposés. Les parois 302 latérales, les parois 303 supérieures et les
parois 304
inférieures des deux unités 300 d'un module 101 sont confondues, dans le
prolongement les
unes des autres à partir du fond 305 commun.
- Un deuxième type de module 102 dit d'extrémité, comprenant une unité
300 telle que
décrite ci-dessus.
[94] Les modules 101, 102 sont agencés en rangées de manière à former des
rangées
201 pour les rayonnages 200.
[95] Ainsi, selon le mode de réalisation présenté ici, le système 100 de
culture comprend
successivement une première rangée de modules 102 d'extrémité, au moins une
rangée de
modules 101 intermédiaires, et une deuxième rangée de modules 102 d'extrémité.
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[96] Afin de diminuer les coûts de fabrication, les bâtis des modules 101
intermédiaire
sont identiques aux bâtis des modules 102 d'extrémité, de sorte qu'un module
d'extrémité
comprend, outre le compartiment 307 de culture d'une unité 300 de culture, un
compartiment
103 secondaire.
[97] Le compartiment 103 secondaire peut être utilisé pour y loger par
exemple l'organe
informatique central, qui comprend le système 316 de régulation, et/ou le
système 324 de
contrôle de la solution nutritive pour l'ensemble des unités 300 du système
100 de culture.
[98] Selon un mode de réalisation, le compartiment 103 secondaire d'une
première
rangée de modules 102 d'extrémité peut être utilisé afin d'y placer des 104
tablettes de
germination. En effet, avant de placer les plants sur le support 308 de
croissance, il faut
qu'ils aient atteint le stade de la germination. Celle-ci peut se faire dans
un environnement
moins contrôlé que le reste de la culture de la plante. Ainsi, le compartiment
103 secondaire
peut être équipé à cet effet.
[99] Le compartiment 103 secondaire de la deuxième rangée de modules 102
d'extrémité
peut alors être utilisé pour y placer les réservoirs 105 d'intrants ainsi
qu'un système 106 de
pompe connecté au système de distribution de la solution nutritive pour
alimenter les unités
300 de culture en solution nutritive selon une formule déterminée par le
système 324 de
contrôle. Un capot 107 peut être prévu pour fermer le compartiment 103
secondaire de
chaque module 102 d'extrémité.
[100] Chaque rangée de module 101, 102 peut comprendre, sur une paroi 302
latérale d'un
module 101, 102 à l'extrémité d'une rangée, une console 108 de vérification,
permettant de
surveiller les caractéristiques de l'atmosphère dans les chambres 204 de
culture, et/ou du
côté 310 racinaires des unités 300, et/ou d'avoir un vision sur l'intérieur
des unités 300
notamment lorsque les rayonnages 200 sont en configuration fermée. La console
108 peut
également comprendre un panneau de commande afin de permettre à un opérateur
d'agir si
besoin directement sur la régulation des caractéristiques de l'atmosphère
et/ou sur
l'alimentation en solution nutritive.
[101] Lorsqu'un opérateur souhaite avoir accès à une ou des plantes, il
identifie l'unité 300
concernée et passe le rayonnage 200 de l'unité 300 concernée en configuration
ouverte. De
préférence, lorsque le système 100 comprendre d'autres rayonnages 200, ceux-ci
demeurent alors en configuration fermée. L'opérateur peut se déplacer dans le
couloir 203
de circulation pour atteindre la ou les plantes visées, entre deux rangées 201
d'unités 300.
[102] On va maintenant décrire un exemple de réalisation du système 316 de
régulation
d'une unité 300, étant entendu que le système 316 de régulation pourra être
commun à
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plusieurs unités 300, par exemple les unités 300 d'une rangée 201, d'un
rayonnage 200,
voire pour l'ensemble des unités du système 100 de culture.
[103] Selon cet exemple, le système 316 de régulation est connecté aux
capteurs 317, 318,
319 du côté 311 de plantes et aux capteurs 320, 321 du côté 310 racinaire du
compartiment
307 de culture de l'unité. Le système 316 est également connecté au dispositif
322
d'éclairage. L'unité 300 peut en outre comprendre un dispositif 325 de
ventilation, connecté
au système 316 de régulation
[104] Le système 316 de régulation est en outre connecté au système 3264de la
solution
nutritive. Le système 324 de contrôle comprend selon cet exemple distributeur
327 d'intrants
contenant les différents intrants. Le distributeur 327 est connecté
fluidiquement à un
réservoir 328 de solution nutritive. Le mélange d'intrants est réalisé dans le
réservoir 328 à
partir du distributeur 327, les proportion en intrants étant commandées par
exemple par le
système 316 de régulation. La solution nutritive est ensuite pulvérisée dans
le compartiment
307 de culture, de préférence du côté 310 racinaire grâce à une pompe 329.
Eventuellement, un filtre 330 est interposé entre le réservoir 328 de solution
nutritive et la
pompe 329 afin d'éviter de s'assurer que seul les particules inférieures à une
taille
déterminée arrivent jusque dans le compartiment 307 de culture. La pompe 329
est associée
à un surpresseur 331 afin d'assurer la pulvérisation de la solution nutritive
sous forme de
gouttelettes de dimensions déterminées. Le système 316 de régulation est à cet
effet
connecté à un capteur 332 de pression et un contrôleur 333 de débit à l'entrée
du
compartiment 307 de culture
[105] Le système 316 de régulation peut également être connecté à un ensemble
334 de
capteurs permettant de surveiller la solution nutritive dans le réservoir 328,
par exemple la
température, le pH, l'électro-conductivité et la composition en intrants de la
solution.
[106] Le système 316 de régulation fonctionne alors en tenant compte des
informations
transmises par les capteurs 317, 318, 319, 320, 321 dans le compartiment 307
de culture
afin d'ajuster les caractéristiques de l'atmosphère dans le compartiment 307
de culture,
notamment la puissance du dispositif 325 de ventilation, du dispositif 322
d'éclairage ou d'un
dispositif de contrôle de la température selon une commande de régulation
prédéterminée.
[107] Le système 316 de régulation peut également réaliser une régulation de
la
composition de la solution nutritive, par exemple en fonction des données des
capteurs,
et/ou d'après un cycle de régulation enregistré. A cet effet, le système 316
de régulation
régule le distributeur 327 afin que la composition de la solution nutritive
dans le réservoir 328
présente les caractéristiques attendues, à partir notamment des informations
transmises par
l'ensemble 334 de capteurs. La solution nutritive aux caractéristiques
déterminées est
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ensuite pompée et pulvérisée dans le compartiment 307 de culture. Le système
316 de
régulation, à partir des données du capteur 322 de pression et de l'état du
contrôleur 33 de
débit, permet de réguler la puissance de la pompe 329.
[108] Eventuellement, le compartiment 307 de culture peut comprendre un
récupérateur de
5 la solution nutritive en excès, afin de la réinjecter dans le réservoir
328 de solution nutritive
après passage éventuel dans un filtre 335.
[109] Le système 316 de régulation peut être commun à plusieurs unités 300,
voire à
l'ensemble des unités du système 100 de culture. A cet effet, chaque unité
peut être
identifiée dans le système 316 de régulation, et les consignes de régulation
peuvent être
10 adaptées à chaque unité 300.
[110] Le système de culture 100 comprenant les unités 300 de culture permet
ainsi de
réaliser une culture hors sol de manière contrôlée, en s'adaptant aux besoins
des plantes.
[111] En effet, la disposition en unités 300 permet de créer, pour un
rayonnage 220, une ou
plusieurs chambres 204 de culture, chaque chambre 204 de culture possédant ses
propres
15 caractéristiques, adaptées notamment en fonction des espèces des
plantes.
[112] Le nombre d'unités 300 est facilement adaptable en les juxtaposant, en
augmentant
le nombre d'unités par rangée par rayonnage 200 et/ou en augmentant le nombre
de
rayonnage.
[113] Le système 316 de régulation offre un contrôle accru des paramètres de
la culture
hors sol, notamment des caractéristiques de l'atmosphère dans les chambres 204
de culture,
mais également des caractéristiques de la solution nutritive pulvérisée du
côté 310 racinaire
des unités 300.
[114] L'accès aux plantes se fait aisément en passant en configuration ouverte
pour un
rayonnage 200, en laissant les éventuels autres rayonnages fermés et donc sans
perturber
l'atmosphère dans la ou les chambres 204 de culture des autres rayonnages 200.
[115] La configuration verticale notamment des plaques 309 des supports 308 de
croissance permet diminuer la surface au sol occupée par le système 100 de
culture.
