Brevet FR2088360A1 — publié le 19720107

La présente invention concerne une feuille composite transmettant la lumière pour* les applications agricoles, telles que des feuilles d'isolement contre la chaleur pour des serres etctes revêtements contre la chaleur et les insectes pour les 5 installations d'élevage de la volaille et les haras. Pour la culture en été chaud de plantes croissant normalement pendant lès saisons plus froides, telles que les épi-nards, le trèfle et des plantes analogues, ou pour la culture contrôlée des plants de tomates, de concombres et autres, il est 10 courant de les cultiver dans des serres couvertes de feuilles d'isolement contre la chaleur, par exemple de la gaze, ayant pour fonction d'intercepter certaines parties.de la lumière solaire pour empêcher l'élévation de la température de la planche. La gaze blanche a un taux de transmission de la lumière d'environ 70$ tandis que 15 la gaze noire a un taux de transmission de 50$ environ. Cependant, la gaze réduit également la quantité de lumière des différentes longueurs d'ondes, et par suite intercepte les rayons de lumière visible qui sont indispensables à la croissance des plantes. L'importance de la synthèse par la lumière est par suite insuffisante. 20 Les jours de plufe, l'eau pénètre à travers la gaze et provoque des maladies des plantes» Le film appelé "film d'argent" intercepte les rayons infrarouges, et les matières pour couvertures ou toitures connues interceptent en général la lumière solaire de toutes les longueurs 25 d'ondes, de sorte que, bien qu'il soit possible d'empêcher~1'élévation de la température, ces matériaux ne conviennent pas pour l'utilisation pendant la journée. Pour cette raison, ces matériaux "de couverture ont été utilisés uniquement pour empêcher la dissipation de la chaleur pendant la nuit en hiver. 30 L'invention a pour objet une feuille composite pour les besoins agricoles empêchant sélectivement la transmission des rayons thermiques de la lumière solaire. L'invention a aussi pour objet une nouvelle feuille composite pour les besoins agricoles permettant un taux élevé de transmis-35 sion de la lumière visible mais empêchant sélectivement le passage des rayons thermiques pour convenir pour la culture des légumes et pour la culture contrôlée des plants de fruits. ''«A. COP^ 71 02370 ^ 2088360 L'invention a aussi pour objet une feuille composite transmettant la lumière pour de nombreuses applications"agricoles autres que celles mentionnées ci-dessus, par exemple pour la culture des plantes à fleurs, dès plantes à feuillage, ainsi que 5 canine couverture pour les installations d'élevage de. la volaille et les haras afin d'empêcher l'augmentation de la température et les maladies pendant la saison chaude. - Une feuille composite selon l'invention comprend un premier film en résine synthétique, une couche d'aluminium d'une O O 10 épaisseur comprise entre 80 A et' 400 A déposée par évaporation sur le premier film, et un second film en résine synthétique appliqué sur la couche d'aluminium, l'épaisseur de la couche d'aluminium étant choisie pour obtenir un taux de transmission ! supérieur à 10$ pour la lumière visible, mais inférieure à 80$ 15 pour les rayons thermiques de la lumière solaire. Le premier film et le second film peuvent être formés de n'importe quelle matière choisie dans le groupe constitué par les polyesters, les polyamides, les polycarbonates, les polyé-thylènes, les chlorures de vinyle et les polypropylènes. 20 Les caractéristiques de i'invention ressortiront plus particulièrement de la description suivante, donnée à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue en plan d'une feuille composite selon un mode de mise en oeuvre de l'invention, 25 - la figure 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la figure 1, et - la figure 3 est un graphique comparant les taux, de transmission de la lumière pour différentes longueurs d'ondes d'une feuille selon l'invention et d'un film en chlorure de vinyle. ^ 30 La feuille composite selon l'invention représentée sur les figures 1 et 2 à titre d'exemple comprend un support 1 sous la forme d'un film de chlorure de polyvinyle transparent d'une épaisseur de 0,05 à 0,075 mm, d'une largeur de '300 à 950 cm et d'une longueur de 100 mètres, par exemple, et une feuille stratifiée2 35 comprenant un film en polyester 3 d'une épaisseur de 0,012 à 0,025mm, une largeur inférieure à celle du film 1 d'environ 5 cm et une longueur de 100 mètres, une couche d'aluminium k d'une épaisseur o o de 80 A à 400 A déposée par évaporation sur la surface du film 3 COPY 71 02370 3 2088360 et un film de protection 5 en polyamide ou en résine époxyde pour empêcher la perte du lustre. La feuille 2 est collée au support 1 du côté opposé à celui du film 3 par un liait 6 constitué par une matière absorbant les rayons ultraviolets, telle que de l'acétate 5 de polyvinyle contenant environ 4 à 5 $ de benzotriazole. Le film 2 est lié au support 1 pour qu'il subsiste des marges 7 d^ivi-ron 2,5cm sur les bords opposés du support 1, les marges étant liées aux marges similaires d'autres feuilles composites par soudage haute fréquence pour former une.feuille composite de la largeur désirée. 10 La feuille composite ainsi obtenue peut être utilisée comme rideau intérieur d'une serre ou d'une construction en chlorure de polyvinyle de façon que le support 1 soit du côté extérieur et la feuille 2 du côté intérieur. La feuille composite peut régler la quantité de lumière 15 solaire transmise pour n'importe quelle condition désirée, parce qu'elle permet la transmission des rayons de lumière visible indispensable à la croissance des éléments vivants et qu'elle empêche la transmission des rayons thermiques et des rayons infrarouges principalement par réflexion par la couche mince d'aluminium 4 . 20 Plus particulièrement, en été des éclairements de 30 000 à 50 000 lux conviennent pour la culture des légumes tels que les épinards et le trèfle, tandis que 40 000 à 60 000 lux sont nécessaires pour la culture contrôlée des plants de fruits tels que les concombres, les tomates et les fruits aialogues. Cependant dans 25 certaines contrées, par exemple dans les plaines du Japon/.l'éclai-rement atteint environ 125 000 lux par les beaux jours du milieu de l'été*ce qui est bien supérieur à 1'éclairement préférable mentionné ci-dessus, de sorte que, même quand les rayons de la lumière solaire sont transmis à travers un film en chlorure de polyvinyle d'une épais-30 seur de 0,1mm, il subsiste un éclairement d'environ 100, 000 lux. Par contre, en utilisant une feuille composite selon l'invention O comportant une couche d'aluminium d'une épaisseur de 150 A avec un film support en chlorure de polyvinyle d'une épaisseur de 0,075mm et un film en polyester d'une épaisseur de 0,012 mm, 1'éclairement 35 peut être réduit à environ 60 000 lux. Quand cette feuille composite est utilisée superposée au film en chlorure de polyvinyle classique considéré ci-dessus, 1'éclairement peut être réduit à environ 45 000 lux, ce qui convient pour la culture des légumes verts dans copv 71 02370 » 2088360 des conditions moins chaudes et pour la culture contrôlée des plants de fruits. Quand le fikn classique en chlorure de polyvinyle est utilisé dans ce but, le taux de transmission de ce film est le 5 même ainsi que le montre la figure 3 pour les rayons de la lumière visible et pour l'infrarouge, et si l'épaisseur du film est augmentée de façon suffisante pour régler le taux de transmission de lumière à la valeur voulue, la quantité de lumière visible devient trop faible pour assurer la synthèse satisfaisante das végétaux par 10 la lumière, ce qui par suite entraîne la mort ou une croissance peu satisfaisante. Par contre, la feuille composite selon l'invention décrite ci-dessus permet un taux de transmission d'environ 55$ pour la lumière du jour (55$ pour le bleu et 48$ pour le rouge) et moins de 30$ de rayons infrarouges, ce qui convient particu-15 lièrement pour la culture des légumes verts dans des conditions moins chaudes et pour la culture contrôlée des plants. ' O Avec une couche d'aluminium d'une épaisseur de 400 A le taux de transmission décroît à une valeur comprise entre 10 et 15$:, de sorte que la feuille composite devient convenable 20 pour la culture des champignons, tandis qu'avec une couche d'alu- O minium de 600 A le taux de transmission est réduit sensiblement à zéro pour la lumière visible, de .sorte que les feuilles composites ayant des couches d'aluminium d'une épaisseur supérieure à O 400 A ne conviennent pas du point de vue pratique. D'autre part, 25 dans le cas d'une couche d'aluminium d'une épaisseur inférieure O à 80 A, le taux de transmission pour les rayons infrarouges approche du taux de transmission de la lumière visible, de sorte que la ' couche d'aluminium est inefficace et qu'une telle feuille composite est inutilisable dans le but recherché. 30 Comme il a été indiqué ci-dessus, l'effet réfléchissant de la couche d'aluminium de la feuille composite pour les rayons infrarouges de la lumière solaire sert à intercepter les rayons indésirables pour empêcher l'élévation excessive de la température du sol, mais cette couche d'aluminium laisse passer le plus possi-35 ble de lumière visible nécessaire pour la croissance des végétaux. L'augmentation de l'épaisseur de la couche d'aluminium réduit le taux de transmission aussi bien des rayons visibles que des rayons infrarouges, et inversement, de sorte qu'il est avantageux de choi- 71 02370 5 2088360 sir une limite inférieure de 10$ pour le taux de transmission de la lumière visible et une limite supérieure de 80$ pour le pourcentage de transmission des rayons infrarouges, ces limites étant considérées comme convenables pour une plage large d'uti-5 lisation des feuilles composites selon l'invention. De plus, avec la feuille composite selon l'invention, une partie des rayons ultraviolets est interceptée par le film support en chlorure de polyvinyle, et est absorbé par l'agent absorbant les rayons ultraviolets contente dans le liant, et une 10 partie des rayons ultraviolets est réfléchie par la couche d'aluminium, ce qui évite la détérioration du film en polyester par la lumière „ Il eË; aussi possible de régler la quantité de rayons ultraviolets à la valeur nécessaire pour la culture. Avec l'épaisseur considérée ci-dessus de la couche d'aluminium et avec différentes 15 autres épaisseurs de couches, il est possible d'obtenir un taux de transmission de l'ultraviolet d'environ 12 à Comme suivant le mode de réalisation représenté, une couche de protection protège la couche d'aluminium pour empêcher la perte du lustre, le pouvoir réfléchissant de la couche d'alumi-20 nium peut subsister pendant une longue durée, et de plus l'oxydation résultant de l'humidité et de l'air est empêchée. Il est possible aussi de former la couche de protection sur la couche d'aluminium par pulvérisation ou par dépôt d'une résine thermoplastique. 25 L'interception de la chaleur par la feuille composite selon l'invention est efficace aussi pendant la nuit. L'invention est illustrée plus particulièrement par les exemples suivants. EXEMPLE_1 30 Culture des épinards. La serre utilisée pour cet exemple est d'une construction simplifiée du type à panneau évaporateur et à ventilateur de circulation d'air, comportant un ventilateur pour la circulation d'air et des ajutages d'arrosage. La serre utilisée a une surface 35 au sol d'environ 120 m2 et un volume total de l80np„ Le ventilateur utilisé est entraîné par un moteur triphasé de 400 watts débitant 320 m^/mn. L'évaporateur est une paroi verticale en bambou d'une largeur de 3*6m et d'une hauteur de 1,2m. Un réservoir d'eau en polyéthylène d'une capacité de 300 1 est placé à la partie infé 71 02370 6 2088360 rieure de 1'évaporateur et une pompe est utilisée pour pulvériser l'eau pour qu'elle s'écoule le long de lfévaporateur, la pompe débitant 50 litres par minute. Chaque matin le réservoir est rempli d'eau de puits à 16°C et le ventilateur est mis en marche. 5 A titre d'exemple, un jour de beau temps avec une température atmosphérique de 30°C, la température de l'eau a été de 23°C dans dans l'après-midi, avec une perte d'eau d'environ 200 litres. Le rideau en feuilles composites a été monté pour ces essais de façon à pouvoir être ouvert les jours nuageux au cours 10 desquels la quantité de lumière était insuffisante. Les types d'épinards cultivés suivant cet exemple sont les épinards Roi du Danemark, Viking, Nobel, Misterland, New Asia et Hikari. Les graines ont été semées le 9 juin avec un espacement entre les sillons de 120cm. Des engrais chimiques 15 ont été pulvérisés de temps à autre en quantités de 20kg de chaux, •* Q 30kg de fientes de volaille et 4kg d'engrais liquide par 120 m . Des épinards Misterland ont été repiqués le 4 juillet, des Roi du Danemark et des Viking le 12 juillet et les autres épinards ont été totalement récoltés le 25 juillet. La croissance des épinards 20 suivant cet essai est extrêmement favorable. Le résultat des observations concernant la croissance est le suivant. Pendant la période initiale, les épinards New Asia et Hikari ont bien poussé, mais les aitres ont poussé moins bien. Les épinards New Asia et Hikari on commencé à monter en graines 25 le trentième jour environ. Environ la moitié des épinards Misterland a monté en graines. Bien qu'il n'ait été constaté aucune tendance à la montée en graines pour les variétés Viking et Roi du Danemark, même après 60 jours, leur vitesse de croissance a été moyenne. La croissance de la variété Nobel a été assez lente mais son tallage 30 a été long et elle a été tardive à monter en graines, de sorte que cette variété convient particulièrement pour être cultivée sur une période longue. En considérant maintenant les variétés du point de vue de la récolte, même des variétés ayant une tendance à la montée 35 en graines précoce (variété japonaise) peuvent être récoltées après environ 20 jours (sans la nouvelle feuille composite^cette variété ne peut pas être récoltée après un tel temps). 71 02370 7 2088360 Qaund il est désiré d'effectuer la récolte le quarantième jour, les variétés Roi du Danemark et Viking sont préférables, et pour la récolte au cinquantième jour la variété Nobel est préférable. La croissance de la variété Nobel au cinquan-5 tième jour est de 20 feuilles avec une hauteur de 20 cm et un poids de 80 g. Pendant les jours de beau temps, la température maximale à l'intérieur de la serre a été constatée inférieure à la température extérieure d'environ 7°C, le taux d'humidité à l'intérieur 10 étant supérieur de 20$. Pendant six jours du 28 juin au 3 juillet, les températures à l'intérieur et à l'extérieur de la serre ont été mesurées au moyen d'un thermomètre automatique. Le thermostat a été réglé à 25°C et l'eau a été pulvérisée sur l'évaporateur en faisant fonctionner en même temps le ventilateur de circulation 15 d'air. Pendant les beaux jours, la température à l'extérieur a été de 33°C et la température à l'extérieur de 27°C, c'est-à-dire une différence de 6°C. Pendant la nuit, la température à l'intérieur a été supérieure de 1°Cà2?C. Quand la pulvérisation de l'eau a été débutée en même temps que la mise en marche du ventilateur de circu-20 lation, l'humidité a atteint une valeur de 80 à 90$, tandis que la nuit la pulvérisation d'eau étant arrêtée l'humidité est tombée à 60$. Comme il est reconnucy'une humidité d'environ 80$ convient pour améliorer l'absorption des éléments nutritifs, le système à ventilateur et à évaporateur décrit ci-dessus convient particuliè-25 rement. L'éclairement mesuré sous une feuille de chlorure de polyvinyle est de 85 000 lux et d'environ 40 000 lux sous la nouvelle feuille composite, ce qui est comparable à 1'éclairement au printemps. EXEMPLE_2 30 Culture du trèfle sur des planches de gravier de culture sans sol. Dans le cas de planches de gravier de culture sans sol, la température de la planche dépasse souvent 35°C en été (juillet.), de sorte qu'il est difficile de cultiver le trèfle sur de telles planches. Par contre, en utilisant la feuille composite selon 35 1'invention du trèfle semé suivant le présent exemple sur six bandes d'une planche de 80 cm de large,onaobtenu une récolte de 36 bottes par mètre de longueur de planche, tandis que dans une serre en utilisant de la gaze, la récolte a été seulement de 15 bottes. 71 02370 8 2088360 exemïle_2■ Culture contrôlée de plants de tomates et de concombres. Suivant cet exemple, des plants ont été cultivés sur des planches de gravier de culture sanssDl. Les plants de 5 tomates ont été cultivés pendant JO jours du 8 juillet au 5 août et ceux de concombres pendant 15 jours du 11 au 25 août. La température à l'intérieur d'une serre en utilisant la feuille composite selon l'invention a été trouvée inférieure dé 5 à 6°C à la température extérieure. Les plants cultivés de cette façon ont 10 été trouvés très sains et n'ont pas poussé trop vite par comparaison à ceux utilisés en utilisant de la gaze. Il ressort de ce qui précède que l'invention permet d'obtenir une nouvelle feuille composite pour l'agriculture convenant particulièrement comme feuille d'atténuation de la chaleur 15 pour la culture en été des légumes verts dans des conditions moins chaudes, ainsi que pour la culture contrôlée des plants de fruits. La feuille peut être utilisée pour la culture des plantés à feuillage et comme feuille de couverture pour l'élevagecfes volailles et pour les haras pour empêcher le passage de la chaleur et des 20 insectes. Une feuille composite selon l'invention empêche la transmission des rayons thermiques mais ne réduit que relativement peu les rayons visibles indispensables à la croissance des plantes et des animaux. Bien entendu, la description qui précède n'est pas limi-25 tative et l'invention peut être mise en oeuvre suivant d'autres variantes sans que l'on sorte de son cadre. 71 02370 9 2088360 REVENDICATIONS 1. Feuille composite pour les besoins agricoles et 5 similaires, caractérisée par un premier film en résine synthétique, une couche d'aluminium déposée par évaporation sur O O ce premier film à une épaisseur comprise entre 80 A et 400 A, et un second film en résine synthétique appliqué sur la couche d'aluminium, la feuille laissant passer un pourcentage substan-tiel de rayons visibles mais interceptant un pourcentage substantiel de rayons thermiques. 2. Feuille composite selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'épaisseur de 3a couche d'aluminium est telle qu'elle laisse passer plus de 10 % des rayons visibles mais 15 moins de 80 % des rayons thermiques de la lumière solaire. 3. Feuille composite selon revendication 1 ou 2, caractérisés en ce que le second film est lié à la couche d'aluminium par un agent de liaison contenant une matière absorbant les rayons ultraviolets. 20 4, Feuille composite selon l'une quelconque des reven dications 1 à 3, caractérisée en ce que les films en résines synthétiques sont en matières plastiques choisies dans le groupe constituées par les polyesters, les polyamides, les polycarbo-nates, les polyéthylènes, les chlorures de polyvinyle et les 25 polypropylènes.