TITRE : Installation d'élevage d'arthropodes dans des modules multi-étagés

Domaine de l'invention

[0001] La présente invention concerne le domaine de l'élevage à grande échelle d'arthropodes, notamment d'insectes à des fins de production d'aliments pour animaux ou humains.

[0002] Les insectes ont un certain nombre de caractéristiques qui les rendent bien adaptés à une utilisation dans l'alimentation animale. Les insectes ont en effet une teneur élevée en protéines, tout en étant riches en autres nutriments bénéfiques tels que les graisses, les minéraux et les vitamines. Les niveaux de concentration de protéines dans les farines d'insectes destinées à l'alimentation animale varient entre 55% et 75%. Les insectes sont caractérisés par un taux de conversion alimentaire plus élevé et peuvent donc devenir une source d'alimentation très précieuse pour les animaux d'élevage. Les insectes sont un composant naturel de l'alimentation des animaux tels que les poissons carnivores (par exemple, les insectes peuvent fournir jusqu'à 70% des besoins alimentaires de la truite) ou la volaille. Par ailleurs, ces produits présentent également un profil nutritionnel bien équilibré pour répondre aux besoins alimentaires de l'homme.

[0003] Ces considérations ont conduit au développement de la production automatisée en grande série d'aliments issus de l'élevage d'arthropodes, et plus particulièrement d'insectes, dans des sites industriels organisés en espaces complémentaires spécialisés dans l'éclosion, l'élevage, la collecte des animaux matures et leur traitement pour extraire les composés d'intérêt. Ces sites industriels doivent être optimisés pour offrir les meilleures garanties sanitaires, et assurer les conditions climatiques adéquates pour permettre une croissance des larves optimale et reproductible en toutes saisons.

État de la technique

[0004] Pour installer de tels sites de production, on a proposé dans le brevet US2020253176 un système pour élever des larves d'insectes, le système comprenant un récipient pour un aliment pour les larves d'insectes, des modules d'élevage configuré pour gérer une pluralité de plateaux de larves et pour fournir l'alimentation aux plateaux. La nourriture est fournie à partir d'un conteneur à chacun des modules d'élevage. Le conteneur comprend un système de manutention de plateaux agencé pour recevoir des plateaux ou une pile de plateaux à un point de chargement/déchargement et pour déplacer les plateaux ou la pile de plateaux ; et un système de distribution de nourriture configuré pour distribuer la nourriture reçue de l'extérieur du conteneur à chaque plateau de manière répétée. La pile peut comprendre des roues ou des roulettes sur le fond des plateaux, le plateau le plus bas d'une pile de plateaux ou de casiers verrouillés. Le système de manutention de plateaux peut comprendre des unités de transfert à billes et/ou des rouleaux. Le système de manutention de plateaux peut comprendre des rails de guidage. Le module d'élevage peut être agencé de sorte que les plateaux ou les piles de plateaux peuvent être insérés dans et retirés du système de manutention de plateaux à l'aide d'un chariot élévateur, sur des rouleaux ou des roulettes ou une autre forme de système de transport.

[0005] Cette solution est conçue pour la production de larves destinées à l'alimentation d'une ferme avicole adjacente. La production se fait dans des conteneurs, bâtiments en tôle dans lesquels sont enfermés des piles de plateaux qui peuvent être extraits de ce bâtiment- conteneur par un chariot élévateur. Lorsque la pile de plateaux est dans un conteneur, il n'est pas possible de procéder à un quelconque traitement. Il est nécessaire d'ouvrir le conteneur, d'extraire la pile en déplaçant les autres piles qui en empêchent l'accès, extraire la pile avec un convoyeur pour la sortir du conteneur est la déplacer dans un autre bâtiment en passant par un espace extérieur. Cette solution n'est pas adaptée à l'élevage de larve nécessitant plusieurs interventions au sein du même bâtiment, sans passer par l'espace extérieur.

[0006] Le brevet KR200491810 décrit une boîte d'élevage d'insectes ayant une forme d'enceinte quadrangulaire dans laquelle la partie supérieure est ouverte. La boîte d'élevage d'insectes présente une surface inférieure intérieure centrale inclinée vers le bas. Les boîtes sont gerbées. Une rainure pénétrant dans la surface inférieure intérieure et la surface inférieure extérieure est prévue au centre de la surface inférieure de la boîte d'élevage d'insectes. [0007] Cette forme concave n'est pas appropriée car elle conduit à une concentration dans la zone centrale des larves et nutriments, et ne permet pas d'homogénéiser les conditions d'élevage sur la totalité de la surface disponible.

[0008] Le brevet CN110178797 décrit un équipement de culture d'insectes à plusieurs palettes, comprenant au moins deux boîtes d'élevage et un cadre métallique. Un volet mobile est prévu avec une articulation permettant d'ouvrir ce volet.

[0009] Ce dispositif est constitué par un assemblage de pièces en des matériaux différents, avec des parties articulées mal adaptées à un usage intensif. Ce système paraît en effet peu robuste à des manipulations répétées et il y a un risque de blocage des pièces mobiles pouvant entraîner un mauvais vidage de ces boîtes d'élevage.

[0010] La demande de brevet WO2014171684 porte sur un ensemble boîte à couches multiples pour la croissance et le stockage, dont le but est de fournir un ensemble boîte à couches multiples pour la croissance et le stockage afin de permettre l'utilisation maximale d'un espace restreint dans lequel différents types de corps vivants poussent.

[0011] Le brevet britannique GB1109015 décrit un récipient monobloc formé de matière plastique expansée et comprenant une partie de base ayant des parois qui se dressent dessus, la partie de base ayant une surface supérieure convexe et des nervures de renforcement solidaires formées sur sa surface inférieure. Le conteneur peut avoir la forme d'une boîte ouverte munie de moyens pour faciliter l'empilage, une résistance adéquate étant assurée en fournissant des poteaux d'angle épaissis, qui peuvent supporter des conteneurs similaires lorsqu'ils sont empilés au-dessus ainsi que constituant des pieds espacés à utiliser lorsque le conteneur est debout sur une surface plane.

[0012] Cette solution n'est pas satisfaisante car la manipulation de plateaux individuels est fastidieuse et lente, impliquant un nombre de manipulations très élevé par rapport au nombre de manipulations nécessaires pour gérer des modules multi-étagés.

[0013] De façon générale, les solutions de l'art antérieur ne sont pas totalement adaptées à une utilisation 24H sur 24, sept jours par semaine, pour une production industrielle automatisée conduisant à un très grand nombre de manipulations et de déplacements d'un équipement à un autre, et de maintien au repos pendant des phases d'élevage sans encombrer inutilement l'espace climatisé dans lequel sont disposés les différents équipements. Solution apportée par l'invention

[0014] Afin de remédier aux problèmes de l'art antérieur, la présente invention concerne selon son acception la plus générale une installation d'élevage d'arthropodes conforme à la revendication 1, ainsi qu'un module d'élevage destiné à une telle installation conforme à la revendication indépendante concernant le module d'élevage, et au procédé d'élevage conforme la revendication indépendante correspondante.

Description détaillée d'exemples non limitatif de réalisation

[0015] La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, se référant aux dessins annexés illustrant des exemples non limitatifs de réalisation où :

[FIG. 1] la figure 1 représente une vue en perspective d'un module d'élevage ;

[FIG. 2] la figure 2 représente une vue en coupe transversale médiane du module d'élevage ;

[FIG. 3] la figure 3 représente une vue d'un plateau avant assemblage du module d'élevage ;

[FIG. 4] la figure 4 représente une vue de côté d'un module d'élevage ;

[FIG. 5] la figure 5 représente une vue en coupe transversale médiane du module d'élevage disposé sur un rack ;

[FIG. 6] la figure 6 représente une vue en coupe transversale médiane du module d'élevage sur le support d'une navette ;

[FIG. 7] la figure 7 représente une vue en coupe transversale médiane du module d'élevage disposé sur un convoyeur à bandes ;

[FIG. 8] la figure 8 représente une vue schématique du module d'élevage en début de vidage ;

[FIG. 9] la figure 9 représente une vue schématique du module d'élevage en situation intermédiaire de vidage

[FIG. 10] la figure 10 représente une vue schématique du module d'élevage en situation de vidage

[FIG. 11] la figure 11 représente une vue schématique du module d'élevage en situation de remplissage [FIG. 12] la figure 12 représente une vue schématique du cycle d'élevage.

Principes généraux

[0016] La production industrielle d'aliments provenant de l'élevage d'arthropodes et - dans l'exemple décrit à titre non limitatif - d'insectes se fait dans des installations en grande partie automatisées destinées à créer les conditions optimales pour permettre massivement le passage du stade d'évolution de l'œuf, de l'oothèque ou de la larve neonate à l'insecte adulte, en passant par la larve (ou asticots ou aptères) et la nymphe ou pupe.

[0017] Typiquement, ces installations sont organisées en bâtiments comportant chacun des rayonnages pour le stockage des modules d'élevage chargés d'un milieu d'élevage inoculé, dans une atmosphère climatique propice à l'élevage, ainsi que des équipements de manipulation pour les traitements épisodiques. L'objectif est d'éviter au maximum les transferts en dehors du bâtiment, en réalisant tous les traitements requis pour l'élevage au sein d'un même bâtiment, avec une optimisation de l'espace conduisant à prévoir une zone de stockage et une zone de traitement, ainsi que des moyens de transfert, en restant dans le même bâtiment, entre la zone de stockage et la zone de traitement. A cet effet, l'invention propose un module multi-étagé conçu pour optimiser la culture des larves ainsi que pour le transfert occasionnel vers un équipement de traitement à l'intérieur du même bâtiment.

[0018] L'invention vise à optimiser la production à grande échelle en simplifiant les manipulations à la fois pour gagner du temps et augmenter la production, pour permettre l'utilisation d'équipements fiables et économiques, ainsi que pour garantir les conditions de salubrité réduisant les risques d'infection ou de développement de pathogènes.

Cycle de production

[0019] Contrairement à la plupart des solutions de production industrielle de l'art antérieur fonctionnant de manière linéaire, l'installation selon l'invention fonctionne en cycle fermé, notamment en ce qui concerne la circulation des modules d'élevage. L'ensemble des traitements depuis le remplissage d'un module d'élevage jusqu'à la récupération des insectes matures et la réinjection du module d'élevage dans le circuit d'élevage se fait en boucle fermée, selon un cycle de quelques jours (typiquement 6 à 20 jours), sans nécessiter de transfert vers ou depuis l'extérieur du bâtiment.

[0020] Ce cycle exécuté sans transfert hors du site de traitement comprend une succession d'étapes : stockage des modules d'élevage remplis avec le milieu d'élevage inoculé de larves dans des rayonnages d'un site d'élevage en atmosphère contrôlée (température, hygrométrie, lumière contrôlée, atmosphère contrôlée quant à la composition chimique et/ou biologique) ; transfert vers un équipement de traitement ; vidage du module d'élevage pour récupération du milieu d'élevage et des insectes par basculement ; lavage et rinçage du module d'élevage vidé ; injection du milieu d'élevage dans le module d'élevage ; inoculation des larves à partir de neonates ou de jeunes larves de précroissance ; et reprise de l'étape de stockage susvisée, les modules d'élevage étant recyclés en permanence (sauf pour les casses occasionnelles).

[0021] L'efficacité de l'installation est donc notamment conditionnée par : la configuration des modules d'élevage ; le mode de fonctionnement de certains des équipements de manutention et de transport.

Dans le bâtiment, contrairement à l'enseignement du document US2020253176, les modules multi-étagés sont rangés sur des rayonnages de stockage dont ils sont retirés par un système interne de transfert entre les rayonnages de stockage et l'un des équipements de traitement.

Étapes de croissance

[0022] Optionnellement, le cycle se décompose en une étape de précroissance suivie par une étape d'incubation. [0023] Lors de l'étape de précroissance, le module d'élevage (100) est chargé avec un premier milieu d'élevage adapté à des jeunes larves, et est inoculé avec des larves au stade de neonate (nouveau-né). Lorsque ces jeunes larves ont atteint une taille de référence prédéterminée, le module d'élevage est vidé et les jeunes larves sont récupérées pour inoculer un nouveau module d'élevage préalablement chargé avec un nouveau milieu d'élevage adapté à ce deuxième stade de maturité.

Modules d'élevage

[0024] Afin d'optimiser à la fois l'espace de stockage et les équipements de manutention, les modules d'élevage selon l'invention présentent une configuration multi-étagée qui permet le stockage sur des racks et la manipulation en un seul bloc, rigide, monolithique et sans pièce mobiles, ne nécessitant pas de palette ni de support additionnel pour le déplacement. [0025] On entend par « monolithique » au sens du présent brevet un ensemble rigide avec des parties non séparables, sauf par un démontage volontaire, formant un seul bloc manipulable dans son ensemble sans possibilité de manipuler séparément certaines de ses parties (sauf en cas de démontage ou destruction) et donc sans pièces mobiles. L'utilisation de pièces mobiles peut en effet poser des problèmes de robustesse du système et peut entraîner des risques de blocage.

[0026] Dans l'exemple non limitatif décrit en référence aux figures 1 à 4, le module présente six étages (1 à 6). Chacun des étages présente un fond transversal bombé (10) entouré par une bordure comportant des cannelures (15). Les étages consécutifs sont séparés par des entretoises (20). La section transversale du module est typiquement de 1200x1000 mm, et la hauteur des bordures (15) de 160 mm. Les éléments sont réalisés par injection de plastique. [0027] Les modules sont ainsi constitués de blocs monolithiques multi-étagés alternant des plateaux dont les bords verticaux présentent une hauteur déterminée, par exemple 160 mm et des vides séparant le plan transversal défini par les arêtes de ces bords verticaux et le fond du plateau suivant, l'intervalle étant par exemple de 172 mm. Cette configuration permet de minimiser ces hauteurs sans compromettre : pour les plateaux : o le volume de substrat pouvant être contenu ; o l'absence de débordement lors des déplacements ; o l'absence d'échappées de larves ; pour les vides entre plateaux : o la circulation d'air ; o l'introduction des cannes d'injection de substrat ; o l'introduction des goulottes d'inoculation de larves.

[0028] Les modules sont formés par un assemblage de pièces qui sont ensuite définitivement liées, sans parties mobiles, afin de présenter une grande robustesse compatible avec des manipulations répétées avec des équipements automatiques.

[0029] Les bordures (15) présentent des cannelures pour renforcer la rigidité et la résistance lorsque le module est chargé, tout en réduisant le poids du module. Le fond (10) des plateaux présente également des nervures de renforcement pour rigidifier le module d'élevage.

[0030] Les fonds (10) présentent une forme bombée avec une zone centrale (11) de forme hémisphérique de section circulaire avec un diamètre de 600 mm, et une élévation au centre de 50 mm. Le milieu d'élevage (13) est déposé sur le fond (10). La forme convexe de cette zone centrale (11) permet de limiter le fléchissement, mieux répartir la matière déposée sur le plateau (10) et augmenter la tolérance de flèche (pour permettre aux satellites (30) de passer sous le plateau inférieur de la pile au moment du stockage/déstockage).

[0031] Les plateaux d'élevage sont assemblés pour former des modules monolithiques de six plateaux par clipsage en force des entretoises (20) situées dans les coins avec un espace de 172 mm entre deux plateaux (10) consécutifs. Les éléments ne sont reliés que par les quatre entretoises et ne reposent pas les uns sur les autres sur des bords entiers.

[0032] Les modules ne peuvent pas être démontés sans action volontaire. Dans l'exemple non limitatif décrit, les entretoises sont clipsées en force entre les plateaux de manière non réversible.

[0033] Les entretoises (20) sont configurées pour assurer entre deux plateaux consécutifs une fente latérale d'une hauteur comprise entre 0,5 et 2 fois la hauteur des bords (15), par exemple une fente latérale de 172 mm entre deux plateaux consécutifs (10) d'un module, afin d'assurer une bonne circulation d'air, et de permettre le déversement du contenu pour le vidage du module, ainsi que le remplissage comme cela sera expliqué ci-après.

Manipulation des modules [0034] Les figures 5 à 7 illustrent les modes de manipulation des modules. Le fond des modules repose sur des racks dans un espace climatique contrôlé présentant des supports (41, 42), par exemple des rails, sur lesquels il s'appuie de part et d'autre de la zone convexe (11). Ces rails (41, 42) sont espacés pour permettre le passage du support (43) venant se positionner sous le fond du module d'élevage, sans aucune palette intercalaire, assurant le retrait des modules ou leur insertion dans un rack. L'espacement de ces rails est aussi défini pour assurer une bonne stabilité aux modules d'élevage (100) lors de leur stockage dans l'espace climatique contrôlé. Cet espacement doit être supérieur à 1/3 de la largeur du plateau transversal inférieur (10) et inférieur à la largeur du plateau transversal (10) inférieur. Le support (43) prolonge un satellite mobile se déplaçant selon une direction perpendiculaire d'une navette guidée pour assurer le déplacement des modules jusqu'à un convoyeur et les poser sur celui-ci. Une pluralité de navettes et de satellites permet de déplacer l'ensemble des modules jusqu'à des convoyeurs. Les convoyeurs déplacent ensuite les modules entre les différents postes de traitement et d'élevage. La largeur des convoyeurs correspond à celle des rails (41, 42) des racks.

Vidage des modules d'élevage

[0035] Les figures 8 à 10 illustrent le processus de vidage des modules après maturation des insectes. Le module (100) est déposé dans un équipement de vidage comportant un cadre (50) et un plateau (51) solidaires et actionnés en pivotement autour d'un axe transversal. Pendant le stockage dans les rayonnages et pendant le déplacement, les modules (100) sont placés verticalement, les plateaux étant horizontaux. Pour décharger le milieu d'élevage et les larves, le module est basculé d'un angle de rotation de 120° à 150° et de préférence de 130° à 140° pour permettre le déversement par gravité du contenu des plateaux sur une rampe (51), en passant par les fentes formées entre les bords (15) et le plateau adjacent grâce aux entretoises (20). Optionnellement plusieurs modules peuvent être vidés simultanément.

Remplissage des modules d'élevage [0036] La figure 11 illustre le processus de remplissage des modules (100). Il est effectué par un système de rampes (61) déversant sur des plateaux (60) le milieu d'élevage et/ou un système de rampes similaire déversant les jeunes larves sur des plateaux (60). Ce système est positionné entre une position d'attente où les rampes sont écartées du module (100), et une position de remplissage où les rampes (60) sont introduites dans le module (100), entre les plateaux (10) en passant par les fentes libérées par les entretoises entre les plateaux consécutifs. Dans l'exemple décrit, le système de rampes (61) est fixe, et les modules d'élevage (100) sont déplacés à l'aide d'un décaleur pour permettre le remplissage. Optionnellement, plusieurs modules de remplissage (100) peuvent être remplis simultanément par un système de rampes (61) multiples, par exemple 3 trois séries de 6 rampes (61).

[0037] L'injection consiste à remplir les modules (100) vides avec du milieu d'élevage venant de la zone de préparation du milieu d'élevage. La ligne d'injection remplit simultanément trois modules (100) juxtaposés avec une quantité et/ou une composition contrôlée de milieu d'élevage. La ligne d'injection comporte 18 pompes doseuses déversant leur contenu dans des rampes (60).

[0038] L'inoculation consiste à déposer des doses d'insectes dans les plateaux (10) des modules multi-étagés (100). Ces doses sont en partie acheminées gravitairement jusqu'aux plateaux (10) et un soufflage d'air comprimé permet d'expulser les doses dans les modules d'élevage et d'éviter l'accumulation de matière en partie basse des goulottes d'inoculation. [0039] Les modules d'élevage sont translatés sur le côté via un décaleur (convoyeur sur rail) qui transporte les trois modules (100) constituant le lot. Ce décaleur se déplace sur un axe perpendiculaire à celui du circuit de manutention et permet d'amener chaque plateau des modules (100) d'élevage sous sa buse d'injection (60) de milieu d'élevage, puis sa buse d'inoculation des larves. Ces buses sont situées au-dessus de chaque plateau (10) des modules (100), elles rentrent donc dans les modules (100).

Le décaleur se décale jusqu'à la position de début d'injection. Des capteurs de position envoient l'information dès que les modules d'élevage sont suffisamment décalés (i.e. dès que les plateaux (10) des modules (100) commencent à être sous les buses d'injection. Le module (100) est déplacé pendant la séquence d'injection afin de répartir le milieu d'élevage dans les modules d'élevage (de la position de début d'injection à la position de fin d'injection. L'inoculation est réalisée en fin d'injection, puis le module (100) est replacé en position non décalée.

Ce procédé permet de bien répartir le milieu d'élevage sur la totalité des plateaux (10) des modules (100).

Nature des traitements réalisés par les équipements

[0040] L'installation selon l'invention permet d'effectuer un cycle de traitement appliqué à chaque module ou groupe de modules par des sorties épisodiques selon une séquence prédéterminée des racks de stockage et d'élevage, selon un enchaînement illustré par la figure 12.

[0041] Les principaux traitements sont décrits ci-dessous. L'essentiel du cycle consiste à conserver les modules d'élevage dans les racks prévus dans un espace climatique contrôlé (étape 110). Comme exposé précédemment, en amont, les modules d'élevage (100) arrivés à maturité sont vidés par le basculeur (étape 120) et font l'objet le cas échéant d'un lavage (étape 130). Les modules d'élevage vides (100) ainsi préparés font l'objet d'une étape d'injection de milieu d'élevage (140) suivie par une étape d'inoculation (150) avec des jeunes larves neonates, ou avec des larves ayant atteint une taille de référence (160). Ces jeunes larves injectées à l'étape (160) proviennent soit de la phase d'éclosion, soit d'une étape de tamisage (170). Le tamisage est lui-même alimenté par une trémie recevant les contenus déversés dans le basculeur lors de l'étape de vidage (120) des modules d'élevage extraits des racks

[0042] Par ailleurs, avant chaque nouveau traitement, les modules d'élevage extraits des racks par lots de trois modules d'élevage font l'objet d'un contrôle qualité (180) par pesée, mesure de la température ou d'autres paramètres d'élevage, inspection visuelle (190) et/ou contrôle optique par une caméra et un système d'interprétation automatique des images. [0043] Les modules d'élevage (100) dont le contenu n'est pas conforme sont dirigés vers une zone d'évacuation non-conforme comprenant un basculeur dédié pour faire l'objet d'une étape de vidage (120) et de transfert vers une mise en déchet (200).

[0044] Pesée sur la navette et optionnellement mesure de la température (étape 180) : à chaque sortie de lot, le module est pesé sur la navette et la température sous chaque plateau de chacun des modules d'élevage est mesurée. La masse du lot est comparée à une masse seuil. Si la masse du lot est inférieure à la valeur seuil, le lot est considéré comme conforme et est envoyé comme prévu sur le circuit de manutention. Si elle est supérieure à la valeur seuil, le lot est considéré comme non-conforme et sera envoyé en zone d'inspection. La température peut constituer un indicateur complémentaire de la masse pour vérifier la conformité.

[0045] Pesée par module d'élevage en entrée de circuit de manutention : Les lots arrivant sur le circuit de manutention sont pesés module (100) par module (100) sur une table de pesée. Cette pesée du module d'élevage (100) permet une vérification de conformité plus précise que la pesée sur la navette. Pour chaque module (100), la masse mesurée est comparée à une masse seuil. Si la masse est inférieure à la valeur seuil, le module est considéré comme conforme. Sinon, le module est considéré comme non-conforme et est envoyé vers la zone d'évacuation des non-conformes pour destruction de son contenu. [0046] Zone d'évacuation non-conformes (étape 200) : La branche non-conforme sert à détruire le contenu des modules d'élevage déclarés non conformes. Ces modules d'élevage sont vidés par basculement par un basculeur dont le fonctionnement est décrit ci-dessus. Leur contenu est vidé, évacué et broyé.

[0047] Basculeur triple (étape 120) : lorsqu'un lot arrive devant le basculeur conforme, le basculeur conforme retourne l'ensemble du lot afin de collecter son contenu, en effectuant plusieurs basculements, par exemple trois basculements consécutifs, pour assurer un vidage complet, puis le repose. Le module (100) est ensuite envoyé vers le poste d'injection et d'inoculation.

[0048] Pesée en sortie de circuit de manutention : en sortie de circuit de manutention, les modules (100) sont de nouveau pesés un par un.

[0049] Sortie du circuit de manutention : le module (100) est envoyé au stockage.

[0050] Contrôle opérateur de la conformité : un opérateur contrôle les lots détectés non- conformes par la navette suite à une masse mesurée supérieure à une masse seuil pour statuer sur la suite de leur traitement. Cet écart peut en réalité être dû à une anormalité de croissance. L'opérateur réalise un contrôle visuel et tactile pour vérifier l'état de croissance de chaque plateau des modules d'élevage (100).