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Title:
AUTOMATED ISOTHERMAL GREENHOUSE DEVICE FOR MULTIPLE SOILLESS CULTURE METHODS, AND SPECIFICALLY, THE DAILY (365 DAYS A YEAR) PRODUCTION OF HYDROPONIC GREEN FODDER FOR FEEDING ANIMALS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/084679
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a hydroponic culture device, for soilless culture, which is a smart, isothermal, automated greenhouse for multiple hydroponic culture methods, and specifically for the daily (365 days a year) production of hydroponic green fodder (fresh grass) for feeding animals, from local barley seeds. The automated hydroponic culture device is provided with an atmospheric control unit pre-programmed in accordance with atmospheric conditions which are necessary and adequate for the product that is to be cultured; the set of instruments is connected to probes and sensors distributed around the culture space in relation to the technical operating features thereof and the ranges thereof. The device in question proposes ergonomic innovations for improved functionality. These innovations relate to a novel ventilation system, essentially made up of two elements operating in synergy: 1) the structure of two curved, aerodynamic side walls, which satisfies a functional requirement, that of facilitating and maximising the oriented circulation of the airflow movements, in order to ventilate and cover the entire inside space; 2) the system is also made up of a plurality of series of internal fans arranged according to a segmentation of the space, so as to operate as alternating series in order to distribute the necessary large operating load 24/7 and in order to also alternate the changes in orientation of the airflows in the two opposing directions and on both the horizontal and vertical axes, each time by one of the series of fans that make up the system. This internal ventilation is one of the essential elements for indoor hydroponic culture, for dealing with the causes that promote the appearance of fungi and mildew in this environment, such as air stagnation in the culture space. For this reason, we have chosen a mechanical solution which is built into the actual structure.

Inventors:
CHENGUEL ABDELKRIM (DZ)
Application Number:
PCT/DZ2016/050012
Publication Date:
May 26, 2017
Filing Date:
November 16, 2016
Export Citation:
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Assignee:
CHENGUEL ABDELKRIM (DZ)
International Classes:
A01G9/24
Other References:
See references of EP 3376851A4
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Claims:
REVENDICATIONS

1- Le dispositif en question est un module isothermes, segmenté, selon la fonction, en trois compartiments distincts, aux dimensions bien précises mais extensible selon les besoins (figure, 1) il se caractérise par ses parois latérales incurvés (figure, 1) créant un intérieur aérodynamique fonctionnel pour la circulation et le brassage d'air, cette composante et une partie intégrante du nouveau système aéraulique, fonctionnant en synergie avec la ventilation interne, (figure, 5) et (figure ,6).

2- Le système aéraulique se caractérise aussi par son fonctionnement en synergie avec la structure

incurvée des parois latérales selon la revendication N°l et pour opérer chaque fois en alternance pour chaque ensemble de ventilateur pour créer le mouvement circulaire de chaque coté de la structure et sur les deux axes horizontale et verticale et pour aussi opérer:

3- (a) le mouvement des flux d'air orienté, (figure, 5) et (figure ,6).

(b) le brassage et la remise en circulation du Co2, (figure, 4)

(c) la diffusion et l'étalement homogène de la fraîcheur générer par les climatiseurs dans la surface de culture,

(d) la diffusion homogène de la brume diffusée par les buses fixées sur les grilles des ventilateurs du nouveau système (figure, 4) dans la surface de culture pour une maîtrise optimale et réactive de l'hygrométrie.

(e) la diffusion équilibrée et homogène de l'oxygène intégré par l'introduction d'air par des cycles préétablis dans l'espace de culture pour le renouvèlement d'air, par l'action de ce même dispositif de ventilation interne.

4- Dispositif de diffusion de Co2 se caractérisant par la fixation des buses sur les grilles des ventilateurs (figure, 4)

5- Dispositif de brumisation se caractérisant par la fixation des buses sur les grilles des ventilateurs (figure, 4)

6- Système aéraulique se composant par des colonnes d'aération(figurel) N°let N°2 (verticales et horizontales) aux extrémités de la structure se caractérisant par leurs positionnements dans le module, pour une segmentation de l'espace pour une meilleure gestion de la ventilation, et pour un fonctionnement d'alternance cyclique.

7- Chariots, avec un système d'emboitage et dispositions dans leurs compartiments dans le module (figure3). Dispositif ou module de culture (figurel) N°5 se caractérisant par un système de hublots (figure, 1) N°8 à triple vitrage isotherme avec gaz injecté dans l'espace d'écart du triple vitrage, pour maximiser l'isolation thermique sur la toiture et ne laisser pénétrer en fin de compte que la lumière du soleil.

Module de culture ou dispositif se caractérisant par un système de volets (figure, 1) à commande électrique couvrant les hublots de la toiture, pour gérer l'apport en lumière du jour, et pour mettre aussi à contribution la lumière du soleil, et instaurer un rythme nycthéméral soutenu pour accélérer et forcer la croissance ; et protéger la culture, des lumières parasites intenses le soir.

Description:
Titre : Dispositif de serre isotherme automatisée pour procédés de cultures hors-sol multiples, et plus particulièrement, la production quotidienne (365 /j) de fourrage vert hydroponique pour l'alimentation animale.

Domaine auquel se rapporte l'invention

LA TECHNOLOGIE DE LA CULTURE HYDROPONIQUE:

Il s'agit de culture, hors sol, sans terre, pratiqué sur des substrats neutres (inertes)...ou sur des plateaux, les quels seraient irrigués régulièrement par aspersion ou par un fin film d'eau ruisselant sous les racines pour véhiculer les sels minéraux et nutriments essentiels pour les graines en culture.

L'hydroponie à son état actuel est le résultat du cumul, de savoir, et pratiques, et expériences des différentes civilisations, allant de l'ancienne Egypte des pharaons, aux jardins suspendus de Babylone, et les anciennes cultures sur les surfaces d'eaux des marécages dans l'ancien Mexique des peuples aztèques, ou bien encor sur les sommets des montagnes du Pérou aux bords des lacs, où à bords de radeaux flottants sur la surface des eaux, ils plongeaient déjà les racines dans l'eau. Bien qu'il ne s'agissait pas encor réellement de culture hydroponique, mais s'était déjà de la culture hors sol sur des substrats différents, et l'idée générale était déjà bien là.

Ce n'est qu'en 1758, que Duhamel du Monceau eu l'idée de reprendre les études de la culture hors sol (sans terre) et il fit germé des graines dans de l'éponge, pour plonger ensuite leurs racines (des graines devenus des plantes) dans une solution d'engrais; et il en déduis de ses expériences que finalement les plantes n'absorbaient pas que de l'eau, mais elles absorbaient aussi les minéraux qui était dissous; ce sont là des découvertes qui on débouchées sur d'autres, nouvelles, la recherche sur la culture hors sol dites moderne en général s'effectuera suite au découvertes de Justus Von Liebig sur la nutrition minérale des végétaux, et qui seront appelés HYDROPON IQU E ou HYDROCULTURE, qui vient du mot allemand «hydrokultur» cette culture remplaça désormais le sol traditionnel par une solution nutritive renouvelée régulièrement, ce qui permettra la culture d'un grand nombre de légumes ainsi que de certain fruits.

L'hydroponie par son aspect contemporain est en grande partie le résultat des travaux du chimiste allemand: le baron Justus Von Liebig (1803-1873) professeur de chimie à l'université de Giessen, à qui revient le mérite d'être de par ses recherches à l'origine des premiers travaux sur la chimie physiologique et il fut alors considérer comme étant le fondateur de la chimie agricole; Von Liebig découvrait en observant les cendres d'une plante qu'il avait fait brûlé qu'elle contenait des éléments : azote, du potasse et du phosphore, présent dans les cendres, et que ses éléments nourrissaient les plantes et que celles-ci transformaient des matières minérales en provenance du sol et de l'atmosphère en matière organique. Grâce à cette découverte il réussit ses premières expériences avec des engrais artificiels.

Ce n'est qu'en 1930 que Guericke produisit le premier système hydroponique commercial aux États-Unis. Pendant la seconde guerre mondiale, les Américains, assiégés, cultivèrent des légumes hydroponiques dans les iles du Pacifique pour assurer l'alimentation de leurs troupes en garnison.

L'hydroponie actuelle, Ou bien le système hydroponique c'est carrément une nouvelle technologie qui est en grande partie le résultat des grands travaux de recherches très poussés de la NASA, pendant les années soixante, et qui visées à prime abord à produire dans un espace très réduit, une culture qui permettrait aux cosmonautes de consommer pendant leur voyage dans l'espace, et à bord de leurs bases spatiales, des produits frais. Elle a finalement bien était appliqué sur les gros navires qui faisaient les grandes traversés de plusieurs mois en haute mer pour cultiver et consommer des produits agricoles frais.

Etat de la technique antérieure

La culture hydroponique du fourrage vert s'est d'abords développé dans les payes connus par leurs traditions dans l'élevage et la production animale, d'abords aux états unis, l'Australie, et la nouvelle Zélande... et par la suite en Europe, en Belgique, et la Hollande, et puis l'Angleterre, et dernièrement en France; des payes connus par leurs traditions dans la production laitière, et des viandes, en plus de quelques débuts d'expériences dans le monde arabe. Avec à chaque fois des applications différentes et multiples dans chaque payes, selon les moyens matériels, et orientations des chercheurs, mais dans l'ensemble il s'agissait toujours de structures cubiques en panneaux sandwich isothermes, avec une ventilation interne axiale fixe ou bien radiale pivotantes, et dans les deux cas, l'expérience à démontré les limites des deux systèmes à couvrir tout l'espace interne de la culture avec la haute précision nécessaire à une production très sensible, tel que la production du fourrage vert pour l'alimentation du bétail dans un système hydroponique, laquelle, risque d'être infectés à la moindre insuffisance , en laissant des zones d'ombre pour la stagnation d'air qui serait susceptible dans cette atmosphère propice, à des hauts niveaux d'humidité, d'être des niches pour la prolifération des moisis- sures et champignons, les limites des anciens systèmes de ventilation interne et leur incapacité à conférer un grand niveau de control et de gestion de la ventilation et l'orientation des flux d'air d'une part et d'autre part par manque d'endurance du ventilateur radial qui fini toujours par casser très vite du faite de la charge d e fonctionnement à temps plein en permanence, en plus de son incapacité à balayer tout l'espace.

Le dispositif sur le quel nous avons travaillé, est une structure incurvé isothermes segmentée, composé d'une suite de trois modules, disposés sur une même ligne, chaque module est un compartiment à part pour une fonction distinctes :

Le premier compartiment (figurel) N°9 loge les différents appareillages du système et les commandes de l'automatisme, en plus des équipements de l'irrigation. Et de part de sa position mitoyenne entre les deux autres compartiments, ce compartiment sert d'antichambre, vu qu'il ouvre sur l'entré du dispositif vers la chambre de culture et vers la chambre de germination.

Et le second module est un compartiment destiné à la germination (figurel) N°ll, un compartiment qui renferme une ambiance atmosphérique différente au second, mais il contient également un système d'irrigation et des capteurs et un système de diffusion de fraîcheur et brumisation...

La surface de culture (figurel) N°5, nous la retrouvons en passant part le premier compartiment mitoyen elle contient la porte de sotie du système, ce compartiment est la chambre de culture, il loge les chariots sur les quels sont disposés les plateaux de culture, avec tout l'appareillage pour la culture, tel que le système d'irrigation, et le système d'éclairage et le système de diffusion de Co2, et les différents capteurs et le système de ventilation et, ...

Quoiqu'en général le concept existe déjà ailleurs, sous d'autres aspects et caractéristiques, dans des chambres uniques en dur ou en modules unique ou multiples séparés, mais il sont toujours sous forme de structures cubiques; néanmoins le concept reste toujours le domaine de multiples recherches et réalisations, plus au moins similaires, mais nous pensons par ambition non pas par prétention, proposer une application qui sera une approche nouvelle, et innovante, visant à proposer de meilleurs solutions, à de nombreuses insuffisances et aspects relevant du fonctionnement général du système, par de multiples innovations, et améliorations ergonomiques du dispositif, lesquelles au final optimiseront le fonctionnement général du système...

But de l'invention

La création d'une nouvelle application avec un nouveau système aéraulique, qui a pour but de remédier aux insuffisances des anciens systèmes de ventilations à couvrir l'intégralité de l'espace de culture, et de se fait le but de l'invention consiste à remédier aux limites des systèmes déjà existant à éliminer les zones d'ombres, qui restent hors porté de la ventilation interne ; des zones d'ombres, étant aux niveaux des températures et des taux d'humidité dans les quels est conduite cette culture hydroponique , elles sont susceptibles d'être un élément favorisant l'apparition des niches de prolifération des champignons et des moisissures. car c'est la même atmosphère qui favorise la prolifération des moisissures en absence d'une intégrale et bonne ventilation.

Introduire et vulgariser la technologie de l'hydroponie, par des méthodes scientifiques,

en développant une application nouvelle, en conduisant nos propres expériences,

pour arriver à palier au dilemme de la non disponibilité de l'aliment de bétail, car, le fourrage vert est le maillon manquant du secteur, du fait des contraintes climatiques qui font que cette culture ne peut être conduite à longueur d'année dans la culture conventionnelle , une non disponibilité qui se répercute forcement négativement sur le secteur, car faisant appelle au marché international pour l'acquisition des aliments de bétail ou la poudre de lait c'est se faire engloutir ses ressources financières , alors pour parer à cette vulnérabilité et pour parvenir à neutraliser l'impacte néfaste causé par la volatilité des prix de la poudre de lait sur les marchés Internationaux

Notre travail vise à conforter la stabilité, et de favoriser l'investissement dans le secteur de l'élevage; de par la neutralisation du facteur climatique -qui est la contrainte majeure- pour une production pérenne quotidienne et en contenu

Cette technologie nous permet également une grande réduction des temps de production

et une économie très significative des eaux pour l'irrigation, car le système ne consomme comparativement à la culture conventionnelle, que 2% des eaux pour l'irrigation pour produire la même quantité de fourrage vert ; soit la consommation d'une seule année en eaux dans la culture conventionnelle suffirait 50 ans dans la culture hors sol pour produire la même quantité de fourrage vert

Ce système nous permet une grande économie des surfaces, car il nous suffit seulement qu'une superficie de 50 m 2 pour réaliser la production équivalente à une superficie de 15 hectares dans la culture conventionnelle, des terres économisées et qui seront, par la suite, par bon sens bien sûr réaffectés à d'autres cultures pour répondre à d'autres besoins

Ces économies de temps, d'eaux et de terres, et en main d'œuvres en plus de la disponibilité engendrées par cette technologie, nous fera bénéficier d'une réduction substantielle des coûts de production du fourrage, et par conséquent la réduction des prix du lait, et des viandes,

car ce système engendrera bien sûr une plus grande offre et disponibilité de fourrage vert comme aliment de bétail sur le marché; donc il résorbera, une carence qui ne cesse de pénaliser l'équilibre du secteur et de compromettre la sécurité alimentaire.

Nous considérons que le fait de parvenir à maîtriser les principes et les minutieux détailles de fonctionnement de la technologie de l'hydroponie cumulés à travers l'histoire, est en soit un exploits stratégique, lequel aura sans doute dans un future très proche un impacte certain, conséquent, et très significatif sur le secteur de l'agriculture et de l'élevage, à l'instar des autres payes précurseurs ayant créer leurs propres applications, car nous visons nous aussi, entre autre, par cette technologie, et par le développement de notre propre application, parvenir à la disponibilité du fourrage vert sur le marché à longueur d'année et dans toutes les régions géographiques quelle qu'elle soit, et peut importe l'impacte des différentes contraintes climatiques au Sahara comme au nord.

Enoncé des figures :

Figure 1 : représente un compartiment du dispositif

1 Porte double volets, sortie du système

2 Conduit d'aération haut

3 Volet roulant

4 Conduit d'aération B 1

5 Chambre de culture

6 Colonne d'aération

7 Compartiment d'appareillage

8 Hublot de toiture

9 Antichambre

10 Entré du dispositif

11 Chambre de germination

12 Couloir de passage

13 Ventilateur à buses

14 Paroi latérale incurvé

Figure 2 : représente vue de dessus de dispositif

1 Porte double volets, sortie du système

5 Chambre de culture

14 Paroi latérale incurvé

15 Couloir de passage

16 Poteau d'éclairage

17 Railles guide de chariots

18 Raille porteuse de poutres

19 Chariot

20 Palataux

21 Gouttières

22 Colonne d'irrigation

23 Tableau de commande

24 Portes latérale isotherme double volets

25 Railles porteuse de toiture 26 : Armoire de climatisation

Figure 3 : représente les chariots

16 : Poteau d'éclairage

19 : Chariot

20 : Palataux

27 : Conduits d'irrigation

28 : Poteau d'irrigation

Figure 4 : représente ventilateur interne

29 : Buses de Co 2

30 : Buses de brumisation

31 : Grilles de fixation de buses

Figure 5 : représente fonctionnement alternatif des ventilateurs internes (phasel)

13 : Ventilateur à buses

32 : Ventilateurs

Figure 6 : représente fonctionnement alternatif des ventilateurs internes (phase2)

13 : Ventilateur à buses

32 : Ventilateurs

Principe (s) de Fonctionnement

Réaliser une application pour reproduire artificiellement et pour garder sous control total, une atmosphère adéquate pour la culture de fourrage vert (herbe fraîche)pour l'alimentation de bétail, en reproduisant, et en préservant, une atmosphère avec des valeurs et paramètres de :

Température

et hygrométrie,

et une ventilation interne,

et un éclairage à des cycles déterminés et des moyennes de densité en Iux/m2 bien précise

et des cycles d'irrigation en eaux

et solutions nutritives

et une régulation de PH et EC adéquate

et application de solutions fongicide avec des cycles préétablies,

et injection de Co2, à des différentes valeurs de variantes, dans un milieu totalement aseptisé, hermétiquement isolé et totalement contrôlé, pour forcer et accélérer par ce système, la croissance du fourrage vert hydroponique à partir de graines d'orge locale.

Notre application porte sur la conception et la réalisation et la mise en marche d'un dispositif qui est un Système automatique piloter par une unité de contrôle que nous programmons pour gérer le processus de culture hydroponique hors sol(indoor); le choix est porté à titre d'exemple et pour des raisons pratiques -de mobilité- sur l'idée d'un module, une chambre isotherme hermétiquement isolé assemblée à partir de panneaux isothermes en kits démontables de 08cm ou 06cm ou bien 0,4 cm d'épaisseur idéales pour une température positive, le dispositif est une structure isotherme segmentée en compartiments, et un ensemble d'appareillage et instruments composant le système général qui est la serre intelligente (figure,l) c'est un milieu hydrique où règne une atmosphère d'humidité à des taux élevés, et des degrés de températures qui sont tout deux dans la plage de valeurs nécessaires pour la bonne conduite d'une culture du fourrage vert hydroponique, mais elles sont également des conditions propices à la prolifération des champignons et moisissures, d'autant plus que la stagnation d'air dans cette même atmosphère, et dans ce même espace de culture en est aussi un autres facteurs favorisant; alors pour résoudre cette contrainte nous proposons un e solution qui est un nouveau système aéraulique de ventilation interne qui fonctionne en synergie avec la structure aérodynamique du dispositif , une solution pour d'une part optimiser l'apport en Co2, et réaliser un meilleure brassage et une meilleure diffusion de l'air frais à l'intérieur de la chambre de culture, ainsi que l'élimination mécanique de la stagnation de l'air, l'un des facteurs favorisant la prolifération des moisissures et des champignons, dans la surface de culture, ceux sot des toxines qui pourrait engendrées, des répercussions néfastes sur le fourrage en culture, et bien-sûr, sur les animaux, et au final sur leurs production, laitières et des viandes, et au bout de compte à des degrés proportionnels, une toxicité fatale pour tout conso mmateur humain au bout de la chaîne.

La structure des modules en question, contenant deux parois latérales incurvées(figure,l), caractérisant l'intérieur des modules par un aérodynamisme qui répond à un impératif de fonctionnalité aéraulique, celui de faciliter la circulation sur les parois internes, des flux d'air crées par le système(figure,l) et de ce fait, nous proposons un nouveau système de ventilation interne, avec un mode de fonctionnement en synergie avec la structure aérodynamique des parois internes dans la surface de culture, pour faciliter le brassage d'air et parer à l'apparition des moisissures et des champignons, d'une part et d'autre part, pour remettre en circulation dans l'atmosphère interne, le gaz Co2 injecté dans cette surface de culture, un Co2 qui a tendance à se tasser sur le sol à cause de sa lourdeur par rapport à l'air ambiant ; avec ce nouveau système nous intégrons un traitement mécanique dans la structure elle même; le nouveau système vise de par le nombre et la disposition des ventilateurs a optimaliser la ventilation interne pour couvrir tout l'espace de culture.

Processus de fonctionnement

1) -La sélection des graines d'orge (locale): saines, le choix est porté sur une variété locale bien sûr, en veillant à ne pas intégrer des graines effritées ou cassées, ou bien déjà traitées, et qui ne se développeraient pas, ou qui seraient sources de germes et bactéries, champignons et moisissures qui seraient susceptibles d'infecter et de compromettre le milieu et l'espace de culture.

2) - Lavage des graines: plonger la quantité de graine X dans un bac aseptisé, avec une eau filtrée et passée par des filtres purificateurs, UV, osmose inversé, ozone, magnétique pour obtenir une eau purifiée (stériliser) et sans bactéries; et bien laver les graines, tout en veillant à enlever toutes les impuretés qui viendront flotter à la surface du bac de lavage.

3) -Désinfection: rinçage (en plus de l'opération de lavage à l'eau purifiée) des graines avec une solution désinfectante (fongicide, parasiticide) en quantité et en duré d'exposition, déterminée proportionnellement par à port à la quantité des graines X initiale et aux propriétés du fongicide sélectionné, étape très importante car à défaut, les germes et moisissure et champignons logeant au cœur de la graine ne tarderaient pas à se propager et a contaminer l'intérieur du milieu de culture en général, et de ce fait les graines elles-mêmes seraient en fin de compte source de contamination pour le fourrage, le bétail, les viandes et le lait, et de grave problème d'hygiènes qui seraient très néfastes pour le bétail et pour les consommateurs.

4) - Trempage des graines: plonger les graines d'orge sélectionnées dans un bac d'eau stérilisée (purifiée) avec une proportion volumique adéquate au volume des graines initiale dans le bac, pour qu'après absorption et gonflement, celles-ci resteront toujours couvertes d'eaux; mieux que le simple arrosage, car Le fait de tremper les graines, leur rend plus facile l'absorption d'humidité, et ramollit leurs coquilles, donc II devient plus facile ensuit pour la racine de pénétrer la dure enveloppe de la graine.

5) - Oxygénation de l'eau de trempage: l'eau doit être impérativement oxygénée par une source d'air (oxygène), une pompe à oxygène par exemple.

6) - Germination des graines d'orge: après l'égouttage des graines d'orge et tout en gardant un certain niveau d'humidité condition importante et très nécessaire, ensuit, les étaler sur une couche sur une épaisseur bien déterminé pour ne pas étouffer les graines sur le substrat; les plateaux (figure,2) se caractérisant par une hauteur 06cm sur les trois cotés de bordures, pour facilité la réception des eaux d'irrigation, coulant de haut en bas, pour qu'ensuite, ses eaux d'irrigation ruisselleront sous les graines pour leurs rapporter au contacte, nutriments et oxygène, des eaux qui seraient aussi tôt évacuées par gravité pour finir da ns le système des rigoles aux extrémités des plateaux(figure27)- Intégration des graines dans le compartiment de germination; il est caractérisé par une atmosphère d'obscurité et une température entre 18°et 22°C, loin de toute source de lumière(intense ou rayons de soleil) parasite qui pourrait interrompre et stopper le processus de germination des graines, et leur sortie de l'état de latence(dormance)pour une durée de période allant de 04h jusqu'à 32h, jusqu'à ramollissement et l'éclatement de l'enveloppe extérieure de la graine et l'apparition de la racine

* description du dispositif :

-Le premier compartiment (antichambre) (figure, l)à titre d'exemple est de 4m de longueur (intérieure) et 4,60m de largeur et 3m hauteur, est assemblé à partir de kit en panneaux isotherme de 08cm ou 06cm ou bien, 0,4cm d'épaisseur, selon le besoin par rapport aux spécificités climatiques de la région de l'implantation du module en question, se compartiment (segment) se caractérise par sa localisation au milieu da la structure du dispositif il est affecté pour contenir l'ensemble de l'appareillage et le système de contrôle (figure, 1) il s'ouvre vers l'extérieur par une porte de 2m de largeur, à double volet coulissant de lm chaque une sur 3m de hauteur (figure ,2), qui donne sur l'espace intérieur, servant comme antichambre, et c'est également le point de passage vers la chambre de culture et la chambre de germination

le compartiment de germination où seraient logés les 04 (chariots) aux dimensions de (1.85m)x2 de lar- geur,(l,75m)x2 de longueur (profondeur), sur (3m) de hauteur, se composant de deux parois latérale incurvés, et se caractérisant par le positionnement des deux colonnes d'aération verticales, sur les quelles sont fixés les 04 ventilateurs du système, dans ce compartiment, pour la ventilation interne et la diffusion du Co2 et la brume ainsi que la diffusion de la fraîcheur de la clim.

le deuxième compartiment est destiné à la culture il héberge les 14 chariots de cultures, il s'ouvre de l'autre coté sur la façade de la largeur opposé à l'ouverture de l'antichambre par deux portes double volets destinées à la sortie des chariots de culture, aux dimensions de (L lm/H 3m)x2, (figure,2) le compartiment s'étale sur une largeur maximale de 4,60m au niveau des pas des portes, et de 13m de longueur, sur 3m de hauteur ; c'est le plus grand des trois modules composant le dispositif, il a une extension de flèche de 0,60cm au point de milieu de la paroi latérale pour la ligne incurvé, Haut de 3m(intérieur) avec une flèche de 0,60m pour la courbe de la toiture, il se caractérise aussi par le positionnement et le nombre de ventilateur composant le nouveau système aéraulique, localisés sur les quatre extrémités du compartiment sur les montant, au niveaux des pas de portes, il est composé de parois latérales, se caractérisant par une structure incurvés(figure,2) pour créer un aérodynamisme facilitant le glissement, et la circulation fluide des flux d'air produits à l'intérieur de l'espace de culture, par 32 ventilateurs (figure,2) le compartiment en question se caractérise par une toiture droite ayant 04 hublots dessus à triple vitrage isotherme de (0,50cmxl00cm) réparties sur la surface, à chaque 1,5 mètres (figure,l), pour capter la lumière du jour, des hublots positionnés au milieu de la toiture du module, surplombant le couloir entre les deux lignes des chariots; pour enfin de compte ne laisser passer que la lumière et ne pas laisser échapper la fraîcheur intérieure ni laisser passer la chaleur du soleil . les 14 chariots étagés repartie en deux rangés sur 07étages avec un écarts de 36cm entre les étages, pour une hauteur totale pour tout les (chariots) supports des plateaux de 2,95m (figure2), une disposition qui peut être extensible en largeur et en longueur en écartant les parois sur la largeur en distances nécessaires aux chariots d'extension pour obtenir au final la superficie de culture adéquate à la quantité de production voulu, des chariots sur les quels seraient disposés les plateaux de culture; tout en gardant un espacement de 03cm sur la longueur entre les plateaux en question(figure,2), pour laisser circuler les flux d'airs à travers cet espace, condition impérative au bon fonctionnement du système.

Des chariots (figure, 2) aux dimensions linaires (cote à cote) de: 1,75m x7(sur la longueur du module) pour une envergure de 12,25m

-Largeur d'un chariot avec le dispositif d'irrigation et d'éclairage: envergure totale (1,85m) la somme des largeurs des montants d'éclairage et des colonnes d'irrigation = (l,85 x 2 rongés) + la largeur du couloir 0,60m qui est 4,40m+0,30m la largeur des colonnes de canalisation de ventilation= 4,60m

-Largeur des(5) plateaux mis cote à cote : 30cm x5=150 cm + 4 cmx3= 12 cm (nombre d'écart)= longueur du chariot

-Largeur des écarts sur la largeur entre les plateaux : 3cm (espace entre plateau) x4(nombre d'écart entre plateau)=12cm

-Largeur linaire des chariots et largeur intérieure du module :

Largeur du chariot est en effet la longueur du plateau (1,50m) 2 sur (1.50m) +0,12m largeurs des montants vu sa disposition longitudinale sur les chariots de face (1,50m) pour arriver au total de 4.60 m la largeur intérieure totale du dispositif en rajoutant la largeur du couloir entre les lignes des chariots.

7)-a- L'étalage des graines d'orge pré germées (fragile) avec grande délicatesse, sur les plateaux, selon une disposition et à des proportions de surface et épaisseur bien déterminées, par à port à la dimension des plateaux, répartition fonctionnelle et maximale, pour l'espace nécessaire aux conditions de croissance, et pour une aération optimale au graine d'orges germées sur les plateaux pour évité toutes fermentation, et l'apparition des moisissures et champignons.

7)-b - Disposition incliné des plateaux sur les étagères des chariots pour les introduire dans la chambre de culture

nous intégrons les plateaux et nous les disposons sur les 02 chariots ce qui représente la production d'une journée, qui seront avancés « décalés » chaque jour en avant pour l'étape suivante pour laisser la place aux plateaux du jour suivant, et ainsi de suite, jusqu'au (07) septième jour, à terme du cycle, et qu'il soit remplacé par deux autres chariots avec des graines germés arrivé à terme de germination que nous sortirons du pre- mier module de germination, pour les introduire dans le module de croissance (culture). Cette étape est considérer comme étant le premier jour du cycle de la (production) culture.

Les plateaux en question ayant une inclinaison de (3cm/lm), pour favoriser et facilité le drainage des eaux d'irrigation et éviter leur stagnation dans les plateaux sous les graines et les racines, pour parer à l'apparition des bactéries, moisissures, et champignons.

8)- Réglage et programmation du contrôleur climatique: Réglage des Timer et l'ensemble de l'appareillage et prédéfinition des valeurs des variantes, et la synchronisation des cycles, fréquences, intensités, doses, degrés, et plage de fonctionnement pour toutes les variantes:

8) -a- cycle et débit d'irrigation d'eau: il sera repartie sur 08 cycle d'irrigation par 16/h; une 01 irrigation de trois minutes chaque deux heures, pour arroser une superficie de 31,5m 2 , par(l) des asperseurs très fin pour bien repartir sur la surface du plateau; ou bien procéder par le système de goutte à goutte pour ( figure, 2) l'inondation des racines par un fin film d'eau ruisselant sur le fond du plateaux, une eau d'irrigation qui finira par gravité après contacte avec les racines à quitté le plateau incliné à travers le système des rigoles d'évacuation.

8) -b- Pompe doseuse: réglage du dosage de la solution anti moisissure et fréquence de leur introduction dans le système d'irrigation.

8) - c- Réglage de la climatisation, du degré de la température et définition du différentiel entre le degré de la température max et min entre 18° et 22°.

8) - d- Réglage du taux de l'hygrométrie et la prédéfinition du pourcentage différentiel entre la valeur maxi et mini et synchronisation avec l'extracteur.

8) -e- Réglage de la fréquence d'irrigation d'eau (temps: départ durée et arrêt) et débit de la pompe (électrovanne) d'irrigations.

8) - f- Réglage du PH et EC et de la température des eaux et de la solution nutritive, et la fréquence du cycle (temps: départ durée et arrêt) et débit de la pompe doseuse (ou électrovanne) de solution nutritive.

8) - g- Réglage de la fréquence du cycle (temps: départ durée et arrêt) et débit de la pompe doseuse (électrovanne) de la solution fongicide et parasiticide anti moisissure.

8) - h- Etablir un cycle (temps : départ durée et arrêt et intensité/m 2 ) d'éclairage. Minimum lux/m 2 ; et avec un duré d'éclairage de 16h/j et de préférence en synchronisation avec la clarté du jour pour éviter toute impacte de lumière parasite sur le cycle de croissance des graines, et pour réaliser l'économie d'énergie.

8) - i- Réglage des fréquences (temps: départ durée et arrêt, volume /m3) d'aération, et introduction de (X) mètre cube (m3) d'o2 dans la chambre de culture, et synchronisation avec le cycle lumière (ON, OFF), diffusion du Co2 dioxyde de carbone, et le niveau d'humidité. Car l'alimentation d'oxygène doit s'opérer principalement durant la duré de l'obscurité, et éventuellement quant le niveau de l'humidité est au dessus des valeurs préétablies, pour réguler le taux d'humidité à l'intérieur de la chambre de culture.

8) - j- Diffusion du Co2 Réglage: et synchronisation des fréquences (temps: départ, arrêt et débit) d'injections de Co2 avec le cycle de lumière (temps: ON et OFF et durée) et le système d'aération (in-tracteur et extracteur) et le relier avec le système de circulation des flux intérieur, en fixant les diffuseurs de Co2 sur le cadre des ventilateurs, face au flux d'air sortant des ventilateurs pour une diffusion et répartition de Co2 maximale et homogène sur toute la surface de culture.

9) -Filtration des eaux: Il est impératif de filtrer toutes les eaux utilisées dans le système hydroponique par un procédé de filtration mécanique à filasse, segments, à cristaux, à charbon.

10) -purification des eaux : traitement bactéricide par l'un des procédés stérilisateur à UV, osmose, ozone, ou magnétique, pour parer aux risque d'apparition des moisissures.

11) - Ventilation interne:

11) - Réglage des gicleurs (asperseurs) (goutteurs) et veiller à obtenir un arrosage homogène des surfaces des plateaux.

12) - Réglage des débits d'arrosage, pour chaque cycle.

13) - laisser l'automatisme fonctionner durant 24h pour procéder à la synchronisation du système.

14) - Introduction des graines pré germées dans la chambre de culture (module) pour leur premier jour de croissance de

la culture, après avoir effectué les mêmes opérations 24H au par avant (préparation des graines à la germination, détaillée plus haut)pour que les plateaux déposés 24h au par avant soient à leurs (02)deuxième jour de la(culture)croissance, c'est là une opération que nous aurons à répéter chaque jour, jusqu'au septième 07 jour pour boucler le cycle de production le temps où les plateaux du premier jour arriveront en fin de cycle et à maturation, pour êtres prés à la consommation par le bétail. Et à partir de là, nous pourrons procéder à l'enlèvement d'une production (récolte) quotidienne, en même temps que l'introduction de plateaux arrivées à terme de germination. 15) - procéder impérativement, à chaque retrait des plateaux de la chambre de culture (récolte), au lavage très minutieux des plateaux avec les agents désinfectants et aseptisant (détailles déjà énoncés).

Mode de Fonctionnement du dispositif

Étalage des graines, après préparation, sur les plateaux à la proportion déjà énoncés, et

en position de plateaux incliné (3cm/M), sur les étagères des chariots, et introduction dans le module, pas de lumière, une climatisation positive à 18°22°, réception des données à partir des sondes par le système, une gestion d'hygrométrie par un hygrostat qui régule le taux d'humidité à la valeur préprogrammée, en cas de hausse de ce niveau il actionne un extracteur pour baisser le taux d'humidité, et il actionnera un brumisateur des buse fixées sur les grilles de ventilateurs (figure, 4) pour propager le jet de brume très fin dans le but de relever le taux d'humidité et le garder au taux préétablis, le même système d'arrivé d'eau séparé par électrovanne assure l'arrosage nécessaire par (un sprinkler) ou gicleur pour garder les graines dans un état humide, et le module dans une atmosphère adéquate jusqu'à terme de la germination.

Ventilation interne: Il est impératif de garder une ventilation permanente à l'intérieur de la surface de culture hydroponique (indoor) le dispositif se caractérise par la disposition des ventilateurs dans la chambre de culture et également dans la chambre de germination figure, 1), localisé sur les six montants verticaux et creux, couvrant et contenant à leur intérieur une colonnes d'aération à laquelle sont endosser les ventilateurs ; ces montants localisées aux deux extrémités du module de culture au niveau des ouvertures (16) ventilateurs au total, et 08 autre sur les deux montants à l'extrémité de la chambre de germination(figure, 1)

le même dispositif de ventilation disposé horizontalement sur la longueur du module de culture au nombre de(16) ventilateur le long des parois latéraux au niveau de la jonction de la toiture et du planché, endossés sur une colonne d'aération, le système en question à pour but par son positionnement et son fonctionnement alternatif a créer un courant d'air latéral et horizontal, réversible, fonctionnant par alternance dans les deux sens, et les deux position horizontale et verticale, quand la série localisé dans le module de culture sur le haut de la paroi latérale fonctionne c'est la série basse de la paroi de face qui fonctionne en même temps , et c'est la série du montant de la premier entrée qui fonctionne avec celui du coté opposé de la sortie qui fonctionne en même temps (figure, 5) pour éviter les conséquences très néfastes à la culture indoor résultantes de la stagnation d'air qui favorise l'apparition des moisissures et champignons et d'autres toxines.

Et en plus le brassage d'air par la ventilation interne remet le Co2 (plus lourd que l'air, et qui à tendance à se déposer sur le sol) en circulation dans l'air pour en faire bénéficié au maximum la culture en question.

Module de culture:

introduction des plateaux sur les étagères dans les rayons des graines pré germées dans le module de culture, lumière durant 16/24h un densité assurées par des lumières fluorescentes(ou bien LED) et des ouvertures en hublots vitrés sur la toitures (figure,l) pour mettre aussi à contribution la lumière du soleil, pour instaurer un rythme nycthéméral soutenu pour accélérer et forcer la croissance; arrivée des eaux par la conduite principale extérieur, pour accéder à l'intérieur du dispositif pour passer par la filtration mécanique: filtre à segments, filtre à cristaux, à fillasse, pour arriver enfin au réservoir d'eau dans le module de commande, pour être injecter ensuit par la pompe d'irrigation dans le système à travers un (stérilisateur) purificateur (magnétique, ou ozone, UV) et enfin par le filtre à charbon pour traiter les odeurs aussi, ensuit l'eau d'irrigation est introduite dans l'espace de culture par une haute conduite principale qui traverserait le module de bout en bout au dessus des chariots au milieu du module, pour arriver au niveau de chaque chariot et l'alimenter en parachute (de haut en bas) à travers les électrovannes qui fonctionnent selon la programmation préétablit, pour alimenter les colonnes d'irrigations de chaque chariot pour irriguer les plateaux par ruissellement des eaux sous les racines, par un cycle de 03 mn chaque deux heures,

Un système aéraulique conçu comme suit : des ventilateurs internes au nombre de 'figure, 1)(40) au total; tous endossés à des colonnes d'aérations verticales ou horizontales pour aspirer l'air, et ils sont aussi reparties en quatre ensembles selon leur localisation : qu'ils soient sur un montant en position verticale ou sur la paroi latérale en position horizontale, et leur fonction dans le système est définit par rapport aux sens d'orientation des flux d'air voulu pour couvrir une superficie en créant un mouvement de flux d'air dans un sens ou dans un autre , fonctionnant en permutation pour repartir la charge de fonctionnement à temps égale entre les différents ensembles de ventilateurs, sur une faces donnée,