Brevet FR2641778A1 — publié le 19900720

PROCEDE DE PREPARATION DUN PRODUIT POUR L'AMENDEMENT DES SOLS. La présente invention a pour objet un procédé de préparation d'un produit granuleux destiné à amender les sols endommagés et/ou déficients, en particulier en agri- culture et économie forestière. Depuis quelques années on observe de plus en plus. une aggravation de la croissance ou de l'état de santé de nombreux végétaux. Une grande partie des forêts est malade. Il existe déjà de grandes zones forestières dans les- quelles les arbres n'enregistrent pratiquement plus aucune croissance. les.feuilles et les aiguilles jaunissent et tombent et. sans interventions extérieures, meurent. Il en va de même pour l'essentiel du secteur agricole. Les causes de la maladie des forêts ne s'expliquent pas encore totalement. mais elles sont dues, entre autres, à l'apport de substances nocives provenant de l'atmosphère qui abaissent le pH du sol et, en conséquence, perturbent le cycle des éléments nutritifs de la végétation. Dans ce contexte, les pluies dites acides en particu- lier, c'est-à-dire la charge des sols en SO2 ou similaire, jouent un rôle important. Le cycle des éléments nutritifs revêt une grande im- portance, en particulier dans les forets. Les arbres prélè- vent dans le sol, par leurs racines, les éléments nutritifs vitaux, une partie d'entres eux étant fixée dans le bois, les branches. les aiguilles nouvellement formées,mais la majeure partie étant à nouveau cédée par les branches, les aiguilles ou les feuilles, et emportée par exemple par la pluie pour être recyclée dans le sol. En outre. la chute des feuilles et des aiguilles. les fruits, les branches mor- tes. l'écorce. etc.... recyclent à la surface du sol des quantités considérables d'éléments nutritifs. Tandis qu'on pensait autrefois que l'approvisionnement en éléments nutri- tifs de la forêt était assuré de cette façon, une fois pour toutes. on sait aujourd'hui que cette hypothèse n'est pas valable, en particulier là o les sols sont pauvres ou dégradés, de même que dans les régions o le cycle des substances nutritives est perturbé, par exemple par une transformation insuffisante de l'humus de couverture ou par utilisation de la litière. ainsi que dans les régions de forte pollution atmosphérique. Mais des facteurs tels que la nature du sol, l'apport d'eau et l'évacuation des eaux jouent aussi un rôle dans la perturbation du cycle des éléments nutritifs. Les tentatives qui ont déjà été faites pour amélio- rer la qualité du sol, afin de rétablir le circuit des substances nutritives. sont essentiellement caractérisées par une fertilisation minérale sélect,,ionnée,destinée à apporter au sol notamment de l'azote, du phosphore et du potassium, mais aussi du magnesium, du calcium et des oligo-éléments. Ayant constaté que le chaulage des sols très acides n'était pas à même de supprimer. de manière caractérlsti- que les phénomènes de carence en substances nutritives, on s'est mis à utiliser des chaux contenant des substances nutritives étrangères au lieu de calcaire pulvérisé. Mais. dans tous les cas. il se forme du plâtre. par conséquent une croûte inerte qui, certes, influence le pH. mais qui n'améliore pas le sol de façon durable. L'invention a pour but de proposer un produit des- tlné à l'amendement des sols endommagés et/ou déficients. ou un procédé pour sa préparation permettant d'améliorer la croissance des végétaux en particulier celle des ar- bres. de façon durable et non pas seulement à court terme, mais aussi à long terme, afin. en particulier, d'influ- encer la qualité du sol traité en continu. successivement dans le temps. L'invention repose tout d abord sur la connaissance négligée jusqu'alors. selon laquelle un apport suffisant de magnésium dans les sols cités, est décisif pour le traitement des sols endommagés et/ou déficients, ou pour les plantes qui y poussent. En tant qu'élément nutritif essentiel du métabolisme des végétaux, le magnésium doit remplir toute une série de fonctions importantes. Il est un constituant de la struc- ture de la chlorophyle. des ribosomes et des composants de la paroi cellulaire et il participe à l'activation de nom- breuses enzimes en tant que co-facteur. Des essais ont montré que les aiguilles d'un pin ou d'un épicéa doivent contenir, au minimum. 0,03% en poids de Mg, pour assurer une survie à long terme à l'arbre (do- maine dit léthal). La suppression de la carence en substances nutritives par les mesures de fertilisation connues mentionnées, ne constitue qu'une solution provisoire. car l'efficacité des fertilisants correspondants n'est que de courte durée. En outre, les fertilisants connus contiennent du magnésium principalement sous la forme de sels, par exemple sous forme de MgSO2.2H20 (kiesérite) ou de MgSO4.7H20 (sel amer). d'autres substances actives indésirables telles que "S" étant en même temps introduites dans le sol. En outre, le taux de solubilité dans le sol des com- posés de magnésium cités est constant suivant le produit, c'est-à-dire que l'on ne peut obtenir pratiquement qu'un effet unique. L'invention a également découvert que la seule utili- sation du carbonate de magnésium présente certains incon- vénients. D'une part, la solubilité du carbonate est rela- tivement faible. Pour l'augmenter, il faut utiliser des matières présentant une grande surface. En théorie, la matière peut être confectionnée sous une forme pulvérulante qui convient. mais la poudre est difficile à appliquer et dans le cas, par exemple, d'un épandage par avion, elle serait emportée par le vent de manière non contrôlée, ou adsorbée sèche ou en suspension par les aiguilles ou les feuilles, et ne pénétrerait dans le sol que peu à peu. Une préparation du carbonate avec un liant, par exemple du ciment de magnésie, permet, certes, une présentation spé- cifique suivant l'application, mais ne résout pas le pro- bleme selon lequel le magnésium ne peut être cédé au sol ainsi traité qu'à long terme et pendant une période de temps relativement limitée. En outre, le liant supplémen- taire est préjudiciable au sol. Une fertilisation avec uniquement de l'oxyde de ma- gnésium relève, certes, rapidement la teneur en magnésium du sol, en raison d'une beaucoup plus grande solubilité que le carbonate de magnésium mais, là encore, il se pose des problèmes de préparation et d'efficacité dans le temps de la substance. Dans son mode de réalisation le plus général; l'in- vention propose un procédé dans lequel du carbonate de magnésium en fines particules est mélangé à de l'oxyde de magnésium en fines particules, par addition d'eau, ce mé- lange est granulé et les granulés ainsi obtenus sont séchés pour donner un produit d'amendement sous forme de granulés. De manière surprenante, le mélange d'oxyde de magné- sium et de carbonate de magnésium ne conduit pas à une addition physique des propriétés mentionnées ci-dessus, mais à une coopération synergique de composants, comme il sera expliqué plus en détail ci-après. Pour l'idée qui est à la base de l'invention, la fi- nesse des matières d'origine est une condition préalable importante. Cette grande surface est à l'origine de grandes surfaces de réaction. Grâce à l'addition d'eau, lors du mé- lange des composants, celle-ci réagit avec MgO pour former de l'hydroxyde de magnésium qui assure une fonction de liant sur le site et qui permet aux différents constituants du mélange de s'agglomérer et de compacter, pendant la granu- lation, sans liant séparé. Au cours de l'opération de séchage suivante, qui doit être conduite, en particulier, dans une atmosphère riche en CO2, et à cet effet on peut utiliser par exemple des gaz 2,. d'évacuation d'un four, il se produit une carbonatation partielle (recarbonatation) des composants de réaction formés, de sorte que le produit fini, séché, contient, côte à côte, les composants suivants: - MgCO3 (provenant des composants d'origine du mélange) - MgCO3 (matière recarbonatée) - Mg (OH)2 (produit de réaction) MgO (provenant des composants d'origine du mélange) Par suite d'une solubilité croissante, depuis le car- bonate en passant par l'hydroxyde jusqu'à l'oxyde, un même produit offre un mécanisme de réaction en trois étapes, c'est-à-dire qu'on dispose, dans un même produit, de diffé- rents composants qui déploient leur activité à des périodes différentes. D'une manière surprenante, on a constaté que le carbonate de magnésium contenu dans les granulés et pro- venant de la matière d'origine, présente une vitesse de dissolution plus faible que la matière recarbonatée qui, par ailleurs, est amorphe en ce qui concerne les rayons X, de sorte qu'il se forme, sur le site, une quatrième étape de réaction et,ce, à partir de deux substances communes contenant du magnésium, par un procédé simple. En effet, on prépare un produit granuleux qui est facile à appliquer et qui, en raison de son poids spécifique élevé, n'est pas emporté par le vent et qui, même dans le cas d'un épandage par avion, ne reste pas accroché aux branches, aux feuilles ou aux aiguilles, mais parvient directement sur et dans le sol. Les différentes vitesses de solubilité des divers composants du produit. font qu'à partir d'un effet immédiat, en particulier grâce à la teneur en MgO, on peut admettre un effet à long terme allant jusqu'à dix ans et plus (en particulier, le carbonate difficilement soluble contenu dans la matière d'origine peut déployer ses effets). Les proportions des différents composants de la réaction dépendent évidemment du rapport initial du mélange carbonate de magnésium/oxyde de magnesium. Ce rapport doit se situer, de préférence, entre 10 à 1 et 2 à 1, un rap- port de mélange exact pouvant être défini à partir des qualités données du sol, ou de l'efficacité souhaitée dans le temps. Plus la matière est fine, plus la surface de réac- tion est grande, et plus le produit est efficace. La réac- tion des composants d'origine, entre eux et avec l'eau, s'en trouve aussi influencée. De préférence, les matières d'origine doivent se situer dans une fraction granulomé- trique inférieure à 200 pm et il est particulièrement avan- tageux que la majeure partie (plus de 50%) se situe dans une fraction granulométrique inférieure à 40 pm. Il est à signaler à cet égard, qu'au besoin, le pro- duit suivant l'invention ou ses composants d'origine, peu- vent aussi être additionnés de substances, en particulier, pour permettre, au besoin, une amélioration encore plus complexe du sol. Les substances les plus diverses peuvent convenir à cet effet: d'une part, il peut s'agit de petites quantités de liants supplémentaires, mais de préférence, de substances nutritives étrangères, en fonction de la qualité du sol traité. De même, on peut imaginer d'ajouter des ad- ditifs tels que des zéolithes, qui activent le pouvoir d'échange ionique et/ou régulent le pouvoir hygroscopique. Il est possible aussi d'ajouter de petites quantités de fertilisants connus, bien que l'idée de base de l'invention réside dans l'apport d'une substance contenant du Mg. Comme il a déjà été dit plus haut, le produit peut être répandu sur le sol à la main ou au moyen de véhicules appropriés, mais il peut aussi faire l'objet d'un épandage sur les forêts, à partir d'un avion. Dans tous les cas, l'utilisation du produit suivant l'invention apporte non seulement une correction du pH en fonction des matières d'origine choisies et de leur concentration, mais aussi une optimalisation du circuit des éléments nutritifs des végétaux poussant dans les sols traités avec ce produit. - REVENDICATIONS - 1. Procédé de préparation d'un produit granuleux destiné à l'amendement de sols endommagés et/ou déficients à base d'une substance contenant du Mg, caractérisé en ce que l'on mélange du carbonate de Mg en fines particules à du MgO en fines particules, par addition d'eau, on granule ce mélange puis on sèche les granulés ainsi obtenus. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les substances d'origine contenant du Mg sont utili- sées dans une fraction granulométrique inférieure à 200 pm. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les substances d'origine contenant du Mg sont utilisées dans une fraction granulométrique dont la majo- rité des grains est inférieure à 100 pm. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les constituants du mélange carbonate Mg et MgO sont utilisés dans un rapport variant entre 10 à 1 et 2 à 1. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le séchage des granulés s'ef- fectue dans une atmosphère riche en CO2. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on utilise des gaz chauds éva- cués d'un four pour sécher les granulés. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la granulation s'effectue de manière que les granulés formés présentent un diamètre moyen compris entre 0,5 et 8 mm. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la granulation s'effectue de manière que les granu- lés formés présentent un diamètre moyen compris entre 1 et 4 mm. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'on utilise, comme autres cons- tituants, du liant pour la granulation du carbonate de Mg, du ciment à la magnésie, de la lessive de sulfite usée, de la mélasse, de la carboxyméthylcellulose, de l'amidon, de l'argile, de la bentonite et/ou du mycélium de champi- gnons. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la proportion des constituants supplémentaires du liant est limitée à 20% en poids au maximum par rapport aux constituants du mélange MgO et carbonate de Mg. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'on utilise un carbonate de ma- gnésium d'une teneur en CaO inférieure à 25% en poids, de préférence inférieure à 15% en poids, d'une teneur en Fe203 inférieure à 3,5% en poids et d'une teneur en SiO2 infé- rieure à 1,5%' en poids. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'on ajoute au produit une subs- tance qui active le pouvoir d'échange d'ions du produit et/ou régule son pouvoir hygroscopique. 13. Produit d'amélioration de sols endommagés et/ou déficients, caractérisé en ce qu'il est préparé à partir d'une substance contenant du Mg par la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12. 14. Utilisation du produit selon la revendication 13 pour corriger le pH des sols, 15. Utilisation du produit selon la revendication 13 pour optimaliser le circuit des éléments nutritifs des vé- gétaux poussant dans les sols traités avec ce produit.