Brevet FR2517173A1 — publié le 19830603

INSTALLATION DE CULTURE SUR SUBSTRAT A LA VERTICALE La présente invention concerne les techniques de culture hors-sol et plus particulièrement la technique de culture verticale sur substrat. Les plantes basses telles que les laitues ou les fraisiers par exemple, explorent mal l'espace à trois dimensions contrairement aux plantes à développement vertical comme les tomates ou les concombres. Diverses solutions ont été proposes pour une meil- leure utilisation du volume, notamment dans le cas de cultures en serre, et en particulier on a eu l'idee de faire des cultures verticales à J'aide de colonnes suspendues remplies d'un substrat approprie et alimentes en solutions nutritives. Cette technique, â l'origine, a consisté à remplir un tube cyiiudrique en matière plastique de2 m de haut et 0,15 m de diamètre, d'un substrat inerte dans lequel on plante un certain nombre de pieds de fraisiers par exemple a travers des orifices pratiqués dans le tube et repartis régulrement à la périphérie de la colonne. Celle-ci est suspendue et un tube capillaire amène en tete de colonne la solution nutritive qui traverse ainsi le substrat et s'élimine par perco]ation à la base de la colonne. Cette première technique s'est améliorée notamment sur le plan de la régularité de la répartition des éléments nutritifs dans la masse du substrat en prévoyant,soit plusieurs capillaires d'amenée de la solution nutritive piqués à plusieurs niveaux le long de la colonne et alimentés en pa allèle, soit un étranglement de la colonne dans sa partie centrale et une alimentation en solution nutritive par deux réseaux capillaires indépendants aboutissant en tête des deux demi-colonnes délimitées. Dans tous les cas, cette technique de culture sur colonnes suspendues présente un certain nombre d'inconvénients. En premier lieu les plantes d cultiver (en particulier les fraisiers) sont réparties uniformément à la surface du cylindre ce qui oblige a prévoir un double écartement entre colonnes : sur le rang pour laisser place au développement des plantes et aussi pour faciliter les travaux, et entre les rangs pour faciliter de plus la circulation. Un calcul simple et rapide permet de se rendre compte que la surface utile cultivable dans de tels systèmes a colonnes est strictement équivalente à la surface utile au sol dans la technique classique pour une même surface totale d'emprise des deux types de culture. Suivant un autre inconvénient, les plantes disposées sur la génératrice des colonnes tournées au nord ne reçoivent pas en hiver les rayons solaires et ont un rendement faible. Le but de la présente invention est de perfectionner cette technique de culture verticale en en supprimant les inconvénients majeurs et de proposer, â partir de ce principe de culture, un dispositif de culture procurant en particulier une réelle augmentation de la surface cultivable. A cet effet, l'invention a pour objet une installation de culture sur substrat inerte dans laquelle on dispose le substrat à la verticale a l'aide d'un élément de con tention approprié pourvu d'orifices pour l'implantation de pieds de fraisiers ou autres plantes et d'un système d'alimentation en solution nutritive du substrat à l'aide de capillaires, ladite installation étant caractérisée en ce que l'élément de contention est constitué de manière à conformer la masse de substrat en forme générale d'un "matelas" disposé à la verticale et orienté nord-sud et définissant deux plans de couture verticaux parallèles et tournés vers l'est et l'ouest respectivement, lesdits orifices d'implantation étant ménagés dans les deux faces opposées dudit "matelas On obtient de la sorte uns surface utile de plantation notablement accrue par rapport à l'occupation au sol d'une telle installation ainsi qu'un éclairement uniforme de la totalité des plants. Suivant un mode de réalisation particulièrement intéressant ledit "matelas" est constitué par une succession d'éléments modulaires cylindriques indépendants et placés verticalement côte à côte suivant un plan continu, lesdits éléments étant de préférence montés suspendus et orientables autour de leur axe vertical. De cette manière, après chaque culture réalisée en plaçant les pieds de plantes sur deux génératrices opposées de chaque module cylindrique, c'est--dire, conformément 3 l'invention, sur les deux faces opposées du "matelas" de substrat, on peut faire pivoter de 900 autour de son axe vertical chaque module de façon a présenter aux plants de la culture suivante deux autres génératrices opposées non utilisées au cours de la dernière culture puisque située dans le plan vertical médian dudit matelas pendant cette dernière culture. Si le diamètre de chaque module le permet, on peut même prévoir des rotations de 600 autorisant trois cultures successives dans trois parties distinctes du substrat. D'autres caractéristiques et avantages importants de l'installation selon l'invention, touchant notamment à la nature du substrat et de son élément de retenue, ainsi qu'aux moyens de distribution des solutions nutritives, ressortiront de la description qui va suivre d'un mode de réalisation d'une telle installation, description donnée à titre d'exemple uniquement et en regard des dessins annexés sur lesquels - Fig. 1 représente une vue en élévation d'un support de culture verticale conforme à l'invention; .- Fig. 2a représente une vue de dessus partielle d'une installation de culture selon l'invention; - Fig. 2b représente à titre de comparaison avec l'instal lation de la Fig. 2a une installation de type connu à colonnes isolées:: - Fig. J ', 3b et 3c illustrent diverses possibilités d'u tilisation du support de culture de la Fig. 1, et - Fig. 4 représente schématiquement une installation d'a menée des solutions nutritives au substrat, conforme à l'invention. La Fig. 1 représente une fraction d'un plan de culture verticale conforme à l'invention et suivant un mode de réalisation préféra. Ce plan de culture est défini par un alignement suivant un plan d'une série d'éléments modulaires cylindriques 1 identiques et disposés côte-à-côte à la verticale. Les modules 1 sont le plus serrés possible les uns des autres et même jointifs le long d'une génératrice verticale afin d'obtenir une densité maximale de pieds de plantes. Chaque module 1 est constitué, à la manière connue, d'une enveloppe tubulaire forme par un film de matière plastique et contenant un susbtrat inerte approprié. La hauteur des modules 1 est variable bien entendu, mais de préférence, pour des questions de facilité de cueillette et d'entretien, la hauteur h est par exemple de 2,20 auquel cas chaque module 1 est avantageusement divisé en deux parties comme représenté sur le dessin à l'aide d'un étranglement (symbolisé en 2) réalisé dans le milieu du module 1. Cet étranglement a pour but, comme cela est connu, de limiter le phénomène de tassement du substrat et l'asphyxie des racines. Chaque module 1 est suspendu à un supportquelcon- que (non représenté) par l'intermédiaire d'un organe de suspension (non représenté) permettant la rotation du module autour de son axe vertical aussi bien dans un sens que dans l'autre. Un tel organe peut être de conception extrêmement simple et valise de bien des façons et il n'est pas nécessaire de le représenter et le décrire plus en détails. L'extrémité supérieure de l'enveloppe de contention du substrat est donc accrochée ou fixée audit organe de suspension, cependant que l'orifice inférieur de l'enveloppe est fermé mais percé de trous pour l'évacuation des résidus de solutions nutritives Chaque module 1 est percé suivant un certain nombre de génératrices, par exemple quatre décalées de 90 , d'orifices alignés et régûlièrement répartis verticalement, à la manière connue, pour la réception de plants de fraisiers ou tout autre plante se prêtant à ce type de culture. La Fig. 2 illustre en vue de dessus partielle une implantation du système de culture selon l'invention. Le support de culture de la Fiq. 1 délimite grossomodo une sorte de "matelas" dressé à la verticale et sur les deux faces opposées parallèles duquel va se pratiquer la cul- ture. La succession de modules 1 forme un mur continu, plusieurs de ces murs, comme représenté sur la Fig. 2, étant disposées côte-à-côte parallèlement. A titre d'exemple dans l'installation de la Fig. 2 la distance d ou écartement entre les plans verticaux médians des deux "matelas" de culture 3 et 4 est égale à 1,50 m. Fn outre, chaque module 1 a par exemple un diamètre de 16 cm et un écartement e entre modules adjacents de 20 cm. Les pieds de fraisiers ou autres plantes, symbolisés en 5, sont placés dans les orifices appropriés situés sur deux génératrices opposées de chaque module Ies pieds sont donc répartis sur les deux faces opposées parallèles de vaque 'matelas" 3, 4. Ces derniers sont par ailleurs de prFferei-re orientés nord-sud de façon que lesdites faces es matelas soient exposées à 1 ouest et à l'est et que chaque plant bénéficie d'un éclairement uniforme en toutes saisons. A surface d'emprise au sol rgale, une telle installation permet, par rapport aux cultures verticales connues de cultiver un nombre de piantes 2P5 à 3 fois supérieur En effet, avec une culture à l'aide de colonnes isolées (Fig. 2b) disposées en rangs espacés d'une distance d = 1,50 m comme dans la Fig. 2a, deux colonnes adjacentes étant séparées, dans -haque rang par un écartement e de 1 m, le nombre de plants, en dépit du fait que les quatre générale trices de chaque colonne soient utilisées, est nettement inférieur à celui d'une installation suivant la Fig. 2a. Dans l'installation de la Fig. 2a les génératrices situées dans le plan médian de chaque "matelas" 3,4 ne sont pas utilises bien entendu mais, suivant un avantage substantiel de l'invention, pourront l'être pour la culture suivante par simple rotation d'un quart de tour de chaque module, les emplacements de plantation de la culture qui vient de s'achever s'alignant dans ledit plan médian des "matelas" 3,4. Une nouvelle partie du substrat -st ainsi offerte à la nouvelle culture. Un tel renouvellement de substrat avec comme corollaire a mise au repos de zone utilisée précédemment n'est évidemment pas possible avec les cultures à colonnes rolées et fixes. Si le diamètre des modules 1 le permet, on peut faire des rotations de 60 autorisant trois plantations sur substrat frais par colonne. Les Fig. 3a, b et 3c illustrent cette possibil3té. La Fig. 3a montre une première culture sur les génératrices 1, la Fig. 3b la culture suivante sur les génératrices 2 et la Fig. 3c une troisième culture sur les génératrices 3. A chaque culture, il n'y a bien entendu qu'un seul couple de génératrices opposées utilisé. Par ailleurs, afin obtenir un effet de serrez est avantageux, conformément à l'invention, d'utiliser comme enveloppe du substrat un film de matière plastique transpa- rente telle que le polyéthylène ou le chlorure de polyvlnyle. Comme la succession d'une même culture sur un substrat entraîne le dévcloppement de malades des sols (fusariose, verticiliose, etc...) et que la stérilisation en place est impossible, le substrat est avantageusement constitué, conformément à l'invention, d'un mélange stérile doué de proTriétés fongicides et fongistatiques à base d' écorce et de bois de résineux, le résineux étant en proportion d'au moins 50% du volume total de substrat. En ce qi concerne l'alImentation dusubstrat en solutions nutritives, il est prévu par exemple (Fig. 4) deux conduites 6 et 7 d'amenée reliés à une source sous pression (non représentée) et connectées chacune à l'une des deux demi-colonnes la, 1b de chaque module l-par l'intermédiaire de capillaires 8 et 9 piqués en tête des demi-colonnes la,Jb. Ces capillaires sont des microtubes en matière plastique de 6 à 8/10 de mm par exemple. Dans les conduits 6 et 7 sont interposées des é lectrovanne V1,V2 commandées par un programmateur P. En outre, chaque électrovanne V1, V2 est également reliée à une sonde d'humidité S1, S2 plongée dans le substrat de chaque demi-colonne la, lb. Les sondes S1, S2 sont chargées de contrôler indépendamment l'une de l'autre les électro-vannes V1, V2 et d'autoriser ou non l'ouverture de ces dernières suivant le programme affiché au programmateur P. Les sondes S1, S2 mesurent la tension superficielle de l'eau dans le substrat. Elles réagissent à une tension d'humidité de 8 à 10 centibars (pour le substrat di-dessus) et déterminent ainsi un seuil de siccité au delà duquel l'électro-vanne considérée est autorisée à s'ouvrir lorsque le programmateur P le commandera. En deça de ce seuil, l'ordre d'ouverture donné par le programmateur ne sera pas validé et l'électrovanne concernéerestera fermée. Les solutions nutritives sont constituées d'eau et d'éléments minéraux, les compositions et proportions étant fonction de l'eau utilisée et de la plante cultivée. Une installation ainsi conçue et automatisée permet véritablement un rendement optimal ramené à la surface occupe au sol et très nettement supérieur à ceux obtenus avec les cultures hors-sol actuelles connues. D'une manière générale, le support de culture verticale suivant l'invention a la forme d'un matelas ou d'un mur sur les deux faces opposées duguel sont implantées les cultures. L'élément de contention du substrat peut être rigide et auto-porteur et non plus suspendu. Il peut etre(suspendu ou non) constitué d'une seule pièce et non plus d'éléments modulaires indépendants juxtaposés comme les modules 1 décrits ci-dessus. Lorsqu'il s'agit de modules juxtaposés ceux-ci peuvent avoir une autre configuration et une autre section et être mobile en rotation (ou non) autour de leur axe vertical. Chaque module peut, en outre, ne pas comporter d'étranglement ou au contraire en comporter plusieurs, chaque section ainsi déterminée étant al-imentée individuellement en solution nutritive et contrôlée. Enfin, l'invention n'est nas limite aux modes de réalisation représentés et décrits ci-dessus mais en couvre au contraire toutes les variantes. R E V E N D I C A T I O N S 1. Installation de culturp- ril. substrat inerte dans laquelle on dispose le substrat à la verticale à l'aide d'un élément de contention approprié pourvu d'orifices pour l'implantation de pieds de fraisiers ou autres plantes (5) et d'un système d'alimentation en solution nutritive du substrat à l'aide de canillaires, ladite installation étant caractérisée en ce que l'élément de contention est constitué de manitre à conformer la masse de substrat en forme générale d'un "matelas" (3,4) disposé à la verticale et orienté nord-sud et définissant deux plans de culture verticaux parallèles et tournés vers l'est et l'ouest respectivement, lesdits orifices d'implantation étant ménagés dans les deux faces opposées dudit "matelas". 2. Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que leditmatelas" (3,4) est constitué par une succession d'éldXments modulaires (1) cylindriques, indépen- dants et disposés verticalement côte à côte suivant un plan continu. 3.- Installation suivant la revendication 2, caractérisée en ce que lesdits éléments modulaires (1) sont montés suspendus et orientables autour de leur axe vertical. 4. Installation suivant l'une des revendications 1 à 3 caractérisée en ce que L'élément de contention est un film de matière plastique transparent. 5. Installation suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le substrat est constitué d'un mélange inerte à base de bois et d'écorce de résineux, le resineux étant en proportion d'au moins 50 % en poids du volume total. 6. Installation suivant l'une des revendications 2 à 5, caractériséè en ce que chaque élément modulaire (1) comporte une ou plusieurs sections (la, lb) délimitées par des étranglements (2), chaque section étant reliée par un tube capillaire (8,9) à une conduite (6,7) d'amenée de solution nutritive, chaque conduite (6,7) comportant une électro-vanne (V1,V2) à commande sroqrammee. 7. Tnstallation suivant la revendication 6, caract- risée en ce que chaque section de substrat (îa,1b) est munie d'une sonde de mesure d'humidité (S1,S2) plongée dans la masse du substrat et reliée à l'électrovanne (V1,V2) de commande d'administration de solution nutritive, ladite sonde autour sant ou non en fonction du degré d'humidité la commande de l'électrovanne considérée à partir d'un programmateur (P).