1 DISPOSITIF DE CULTURE DE VEGETAUX
L'invention a trait à un dispositif de culture de végétaux, que ce soit des végétaux à but décoratif tels que des fleurs ou à but alimentaire tels que des légumes, de la vigne des arbres fruitiers ou des arbustes à baies. Afin d'optimiser la culture des végétaux, il est intéressant que la surface cultivée soit maximale pour une surface au sol minimale. Pour cela, on connaît par FR-A-2 828 060 un dispositif comprenant un châssis muni de deux chaines. Ces deux chaines maintiennent, sur la hauteur du châssis, plusieurs bacs de culture et peuvent les entraîner en un déplacement, en boucle, sur le châssis entre un point mort bas et un point mort haut. En d'autres termes, ce dispositif permet, avec une surface au sol minimale, d'avoir une surface de culture importante, par l'emploi de bacs de culture dont la somme des surfaces unitaires est supérieure à la surface au sol du dispositif. D'autres dispositifs, tel celui décrit dans EP-A-1 359 795, sont adaptés à une culture de type hydroponique, également réalisée dans des bacs de culture adaptés pour être déplacés sur une structure. Néanmoins, ces différents dispositifs sont prévus pour une utilisation sur des structures de hauteurs relativement faibles, avantageusement inférieures à 5 m, puisque ces dispositifs sont particulièrement destinés à une utilisation à l'intérieur d'un bâtiment ou dans un laboratoire. Si l'on souhaite disposer de dispositifs de grandes dimensions pour une utilisation en extérieur, avec une surface de culture importante, c'est-à-dire avec des bacs de grandes dimensions et/ou en nombre important, ceci induit un poids des bacs relativement élevé lorsque ces derniers sont remplis de substrat de culture. Dans cette configuration, en cas de rupture de l'organe d'entraînement, généralement une chaine, une chute d'un ou de plusieurs bacs est potentiellement dangereuse. Or, aucun de ces dispositifs n'est adapté pour éviter un tel risque. C'est à ces inconvénients qu'entend plus particulièrement remédier l'invention en proposant un dispositif de culture en hauteur dont le fonctionnement est sécurisé.
A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de culture de végétaux comprenant un châssis équipé d'au moins un organe d'entrainement, au moins un bac de culture de végétaux fixé, par au moins un organe de maintien, sur l'organe d'entrainement, celui-ci étant adapté pour déplacer, en circuit fermé, chaque bac de culture entre un point mort bas et un point mort haut du châssis, caractérisé en ce que le dispositif comprend en outre au moins un organe de sécurité dont une partie est fixée sur le châssis et dont une
2 autre partie est montée pivotante sur au moins un organe de maintien de chaque bac de culture, l'organe de sécurité étant propre à passer d'une première position inactive où il autorise le déplacement du bac sous l'action de l'organe d'entrainement à une deuxième position active où il interdit tout déplacement du bac lorsque l'organe d'entraînement est rompu. Chaque bac est ainsi équipé d'un dispositif de sécurité permettant d'éviter sa chute en cas de rupture de l'organe d'entraînement. Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, un tel dispositif peut incorporer une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - L'organe de sécurité comprend une pièce montée libre en rotation sur un arbre, ce dernier formant un organe de maintien d'un bac sur l'organe d'entrainement. - La pièce est configurée en Y ou en T et intercalée entre le bac et l'organe d'entrainement. - L'organe de sécurité comprend une crémaillère fixée sur une partie du châssis. - L'organe d'entrainement est une chaine et l'organe de maintien est un arbre monté dans le prolongement d'une goupille reliant deux maillons de la chaine. - La jambe de la pièce configurée en T forme un contrepoids favorisant le pivotement de la pièce autour de l'arbre lorsque l'organe de sécurité est dans sa deuxième position. - Les extrémités de la barre transversale de la pièce sont adaptées pour s'insérer, lorsque de l'organe de sécurité est dans sa deuxième position, entre deux dents consécutives de la crémaillère. - Une barre transversale de la pièce est maintenue dans sa première position à savoir parallèle à la direction de la chaine, par appui d'une extrémité d'un bras de la barre contre une goupille reliant deux maillons de la chaine. - Le dispositif est équipé d'un moyen d'arrêt de l'entrainement de la chaine en cas de rupture de celle-ci. - Des barres de renfort longitudinales sont insérées dans les bacs. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre d'un dispositif réalisé conformément à l'invention, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif conforme à l'invention, les bacs étant représentés sans végétaux pour plus de lisibilité, les organes de sécurité étant en position inactive, des opérateurs étant représentés pour indiquer les proportions du dispositif, - la figure 2 est une coupe selon le plan Il à la figure 1, à plus grande échelle, du dispositif de la figure 1, - les figures 3 et 4 sont des vues, à plus grande échelle, du détail D à la figure 2, une partie d'un organe de sécurité étant représentée, respectivement, lorsque l'organe de sécurité est en position inactive et en position active, - la figure 5 est une vue de face, à une autre échelle, d'un bac de culture, l'intérieur du bac étant représenté en traits fantômes et - la figure 6 est une coupe partielle, à plus grande échelle, d'une extrémité d'une autre partie de l'organe de sécurité, cette partie étant destinée à recevoir la partie de l'organe de sécurité illustrée à la figure 4. Le dispositif 1 représenté à la figure 1 est, en section, de forme triangulaire. En variante, il peut être configuré en rectangle, en carré ou en une autre forme. Le dispositif 1 comprend un châssis 2, avantageusement métallique, formé de deux paires 3, 4 de poutres 30. Quatre poutres 30 sont ainsi associées deux par deux, par une extrémité, et configurées pour former un V inversé, comme représentées aux figures 1 et 2. Les poutres 30 d'une même paire 3 ou 4 sont reliées entre elles par des entretoises 5 également métalliques. Des entretoises 6 relient les paires 3 et 4. Les dimensions d'un tel dispositif 1 varient de 3 m à 25 m de haut par 2,5 m à 11,5 m de large sur 3 m à 8 m de profondeur. Le dispositif 1 repose sur une surface plane. Avantageusement, comme illustré aux figures 1 et 2, il repose sur une plaque tournante 7 permettant, de manière contrôlée, une rotation du dispositif 1 autour d'un axe vertical A. Une telle rotation peut être programmée pour n'être effectuée que sur un secteur angulaire donné et non sur 360°. Cette rotation permet, par exemple, d'orienter les bacs de culture en direction du soleil. La rotation de la plaque 7 est assurée par des moyens connus et non représentés, par exemple un moteur électrique. Dans un mode de réalisation non illustré, la base 8 du dispositif 1 est aménagée pour recevoir divers équipements. Il s'agit, par exemple, d'outils de jardinage, de produits phytosanitaires ou du matériel de maintenance. Pour cela, une structure, avantageusement fermée telle une cabane, est insérée entre les paires 3, 4 de poutres du dispositif. Les poutres 30 constitutives des deux paires 3 et 4 sont creuses et ouvertes sur toute la longueur d'une face. Elles forment chacune un rail définissant un logement propre à recevoir un organe d'entraînement 9, visible notamment à la figure 2. Une paroi 31 de chaque poutre 30 reçoit, par vissage, soudage ou collage, une crémaillère 10 s'étendant sur toute la longueur de la poutre 30. Cette crémaillère 10 forme une partie de l'organe de sécurité. En variante, la crémaillère 10 est fixée sur le châssis 2, indépendamment des poutres 30. Dans un autre mode de réalisation, non illustré, c'est sur une face d'une poutre que sont réalisées les dents de la crémaillère, celle-ci étant alors monobloc avec la paroi de la poutre. Les dents 11 de chaque crémaillère 10 sont orientées en direction de l'extérieur du dispositif. Dans l'exemple, chaque paire 3, 4 de poutres 30 forme un logement de réception d'une chaine 9, de type chaine de convoyeur. Chaque chaine 9 est disposée parallèlement à la crémaillère 10, au dessus de celle-ci par rapport à la paroi 31 de la poutre et sans toucher la crémaillère 10. Une roue dentée 12 est montée au niveau de chaque sommet des deux triangles T définis par les paires 3, 4 de poutres et par la plaque 7. Ainsi, chaque paire 3 ou 4 de poutres est reliée à trois roues 12 qui permettent le renvoi de chaque chaine 9 et son entraînement, en un trajet en boucle, selon la double flèche F,. La rotation des roues dentées 12, et donc l'entrainement des chaines 9, est synchronisée entre les deux triangules T. Avantageusement, la rotation des roues 12 est réalisée par au moins un moteur électrique M, illustré en partie haute du dispositif à la figure 2. Celui-ci est situé, en variante, au niveau de la base 8 du dispositif, ce qui en facilite l'accès pour les opérations de maintenance. Dans un autre mode de réalisation, chaque roue dentée 12 est pourvue d'un moteur d'entrainement. Dans ce cas les moteurs sont disposés aux sommets des triangles T. Ce ou ces moteurs électriques sont alimentés via le réseau ou, dans certains cas, par des batteries reliées à des panneaux de cellules photovoltaïques. Dans tous les cas, ce ou ces moteurs permettent une rotation des roues dentées 12 propre à entrainer les chaines 9 à une vitesse, réglable, comprise entre 0,01 m/s et 2 m/s. Certains des maillons 90 constitutifs de chaque chaine 9 sont reliés à un arbre 13 s'étendant perpendiculairement à un axe longitudinal B d'un maillon 90, donc de la chaine 9 lorsque celle-ci est en place dans les poutres 30. Avantageusement, ces arbres 13 sont reliés à la chaine 9 par fixation aux goupilles 91 de liaison entre deux maillons 90, dans le prolongement de ces dernières. En variante, ils sont fixés sur un maillon 90, sensiblement en position centrale de celui ci. Les arbres 13 permettent la fixation de bacs de culture 14 sur les chaines 9. Ces bacs 14 sont, par exemple, en matière plastique. Ils ont des dimensions comprises entre 2 m et 10 m de long sur 0,2 m à 0,8 m de large pour une hauteur comprise entre 0,2 m et 0,6 m. Les arbres 13 sont fixés sur les parois latérales, de plus petites dimensions, des bacs 14. Une telle fixation, avantageusement en position centrale des parois, permet d'assurer un maintien des bacs 14 entre les ensembles triangulaires T par seulement deux points d'attache. Ces bacs 14 sont, avantageusement, à double peau. Ils peuvent ainsi être pourvus d'une réserve d'eau 143 individuelle. Compte tenu de la longueur des bacs 14, ceux-ci sont pourvus de barres de renfort longitudinales, non illustrées, assurant la rigidité des bacs 14 lorsque ceux-ci sont remplis de substrat de culture. Avantageusement, ces barres de renfort permettent la fixation de buses d'arrosage. En d'autres termes, ces barres, dont les extrémités permettent le montage des bacs sur les arbres 13, servent de rampes d'arrosage. Comme illustré à la figure 5, ces bacs 14 sont avantageusement pourvus de tuteurs 141 fixés sur des organes 142 insérés dans les bacs 14. Les bacs 14 sont montés sur les chaines de sorte que leurs ouvertures 140 sont orientées en permanence vers le haut du dispositif 1 et situées dans un plan P horizontal, quelle que soit leurs positions sur le dispositif 1. Ainsi, lorsque les chaines 9 entrainent, dans un sens ou dans l'autre, les bacs 14, ceux-ci se déplacent alternativement en translation, vers le haut ou vers le bas du dispositif, en ayant toujours les végétaux qu'ils reçoivent orientés vers le haut du dispositif 1.
Lors du passage des bacs 14 au niveau de la base 8 du dispositif, un utilisateur peut stopper le mouvement de l'organe d'entrainement 9 afin de réaliser certaines opérations d'entretien des végétaux ou de maintenance du dispositif. L'arrêt, la mise en route ou la variation de la vitesse de déplacement des bacs 14 sont avantageusement effectués à partir d'un boitier de commande, non illustré, installé à la base 8 du dispositif.
En variante non illustrée, un module assure une gestion du mouvement des bacs 14 de manière automatique, par exemple en fonction de l'heure, de l'ensoleillement ou des conditions atmosphériques. Au moins un, avantageusement les deux arbres 13 de fixation de chaque bac 14 sur les chaines 9 supportent une autre partie constitutive de l'organe de sécurité. Il s'agit d'une pièce 15 intercalée entre le bac 14 et la goupille 91 recevant l'arbre 13. Cette pièce 15 a une résistance mécanique élevée et elle est montée libre en rotation sur l'arbre 13. La pièce 15, avantageusement métallique, est globalement configurée en Y ou en T à barre transversale cintrée, comme cela est particulièrement visible aux figures 3 et 4. La jambe principale 150 du Y, ou T, forme un contrepoids permettant de faire pivoter la pièce 15 autour de l'arbre 13 sur lequel elle est montée. Chaque pièce 15 est, montée, avec possibilité de rotation sur un arbre 13 au niveau de la zone de jonction entre la jambe 150 du T et éloignée la barre transversale 151 de ce dernier. En d'autres termes, la fixation est éloignée du centre de gravité de la pièce 15. En configuration dite inactive, telle que représentée à la figure 3, la pièce 15 ne gêne pas le mouvement de la chaine 9 sur laquelle elle est montée. Ainsi, la pièce 15 se déplace de concert avec le bac 14 auquel elle est reliée. Dans cette configuration, la jambe principale 150 de la pièce 15 a son axe longitudinal C légèrement incliné en direction de la face ouverte 140 du bac 14. Pour maintenir dans cette position la jambe 150, la pièce 15 est bloquée, de manière amovible, contre une partie de la chaine 9.
Pour cela, un des bras de la barre transversale 151 de la pièce 15, en l'occurrence le bras 152 orienté vers le haut du dispositif 1 en regardant les figures 1 à 4, est en appui contre l'extrémité d'une goupille 91. En l'espèce, l'extrémité 1520 du bras 152 est en appui contre la goupille 91 reliant deux maillons 90 situés au voisinage du bras 152. Il s'agit d'une des goupilles 91 situé au plus prés de l'arbre 13. La longueur du bras 152 est sensiblement égale à la longueur d'un maillon 90, de sorte que l'extrémité 1520 n'est en appui que contre une seule goupille 91. La jambe 150 formant contrepoids et la forme du bras 152 assurent un appui bloquant de l'extrémité 1520 du bras 152 contre la goupille 91. Dans cette position, la barre transversale 151 de la pièce 15 est sensiblement alignée selon la direction B de la chaine 9 et de la crémaillère 10. Lorsque le mouvement de la chaine 9 entraine le bac 14 et la pièce 15 de l'autre coté du dispositif 1, c'est l'autre bras 153 de la barre transversale 151 qui est en appui contre une goupille 91', la pièce 15 ayant pivotée de 180° environ. Les bras 152 et 153 étant identiques, l'appui est réalisé de manière similaire de deux cotés du dispositif 1.
Une rupture de la chaine 9 peut intervenir soit sur un maillon 90 soit, plus vraisemblablement, au niveau d'une goupille 91, 91' de liaison entre deux maillons 90. Dans les deux cas, la chaine 9 n'est plus en tension et, au moins au niveau de la zone de rupture, elle n'est plus parallèle à la crémaillère 10. La jambe 150 située à proximité de la zone de rupture, en l'espèce immédiatement en dessous, écarte du châssis 2, par gravité, le maillon 90 sur lequel elle est fixée, sur une distance correspondant globalement au relâchement de la chaine 9. De ce fait, la goupille 91 est éloignée de l'extrémité 1520. Le bras 152 est libéré de son appui et la barre transversale 151 n'est plus bloquée dans une position où elle est alignée avec la crémaillère 10. La jambe principale 150, de par son poids, accentue le pivotement, vers le bas, selon la flèche F2, de la pièce 15.
Lors de ce mouvement, le bras 153, opposé au bras 152, pivote également, selon la flèche F3 à la figure 4, en direction de la crémaillère 10. La longueur du bras 153 est telle que l'extrémité 154 de ce bras 153 se trouve, avant que le pivotement de la pièce 15 soit de 180°, en appui contre la crémaillère 10. Dans la position illustrée à la figure 4, l'extrémité 1520 est avantageusement en appui contre une contre plaque, non illustrée. La barre transversale 151 est alors bloquée en position par appui de ses extrémités 1520 et 154. Lors du pivotement du bras 153, l'extrémité libre 154 du bras 153 se trouve positionnée entre deux dents 11 de la crémaillère 10. L'extrémité 154 est arrondie et de dimensions telles qu'elle s'insère aisément dans l'espace E disponible entre deux dents 11 consécutives de la crémaillère 10. Par ailleurs, la forme arrondie de l'extrémité 154 permet sa mise en place entre les dents 11, même lorsque le pivotement de l'organe de sécurité 15 amène cette dernière au niveau d'une dent 11. Dans ce cas, l'extrémité 154 glisse sur la dent 11, jusqu'à son insertion dans l'espace inter dentaire E. Dans cette position, le bras 153 est bloqué contre la crémaillère 10 par le poids du bac 14 qui tend à tirer vers le bas la pièce 15. Les résistances mécaniques de la pièce 15 et de la crémaillère 10 sont adaptées pour maintenir en position le bac 14, au voisinage de sa position initiale, juste en amont du point de rupture de la chaine 9. Le bac 14 est retenu d'autant plus efficacement qu'il est lourd, son poids augmentant l'appui bloquant du bras 153 contre la crémaillère 10. La chute d'un bac 14 n'est plus possible avec un tel dispositif de sécurité. Il convient également de stopper le mouvement de la chaine 9 en cas de rupture. Cet arrêt est avantageusement réalisé de manière automatique par un contact électrique de rupture, connu en soi. Un tel contact est prévu à l'extrémité de la crémaillère 10. Pour cela, on monte au moins une, avantageusement chaque extrémité de la crémaillère 10 sur une tige de guidage 16 pourvue d'un ressort 17 afin de réaliser un système de suspension de la crémaillère 10, comme illustré à la figure 6. Avantageusement, la course du ressort 17 est réglable. Ainsi, lorsqu'il y a contact entre l'extrémité 154 et la crémaillère 10, celle-ci se déplace, pour être en contact avec une partie 160 du châssis. Ce contact induit la coupure, à la manière d'un interrupteur de type coup de poing, de l'alimentation électrique du moteur entrainant la chaine 9. Le dispositif étant alors arrêté, il est possible d'accéder aux bacs 14 et de procéder aux réparations nécessaires de la chaine 9.
Dans un mode de réalisation non illustré, les extrémités des goupilles 91, 91' sont amovibles, par exemple elles sont dévissables. Il est ainsi possible d'enlever ces extrémités, même en absence de rupture de la chaine 9, pour provoquer le basculement de la pièce 15 et bloquer en position le bac 14. Une telle possibilité est avantageuse pour effectuer des opérations de maintenance sur le dispositif 1, tout en sécurisant le bac 14 situé au dessus de l'opérateur. Avantageusement, le dispositif est équipé d'une bâche, amovible, non illustrée, pour protéger par exemple du froid, de la chaleur ou des intempéries, les végétaux. Une telle bâche peut être revêtue de motifs décoratifs ou publicitaires. Pour cela, la bâche est enroulée, par exemple sur un arbre monté sur un des sommets du dispositif. Après fixation sur un bac, La bâche se déroule lors du déplacement du bac induit par l'organe d'entrainement, jusqu'à son déploiement complet permettant de protéger l'ensemble des bacs. L'arrosage, soit de type goutte à goutte soit par des buses d'arrosage, est effectué, en variante, en partie basse du dispositif. Cet arrosage, soit en partie basse du dispositif soit à partir des barres de renfort montées sur les bacs 14, est adapté pour assurer une récupération, en partie basse du dispositif, du trop plein d'eau et pour stocker et réutiliser l'eau ainsi récupérée. Un tel dispositif de sécurité est également applicable sur un organe d'entrainement de type courroie, pour autant que celle-ci soit équipée de pions permettant le maintien en configuration inactive des organes de sécurité.