Brevet FR2640847A1 — publié le 19900629

PROCEDE DE FABRICATION A PARTIR DE BOIS D'UN SUBSTRAT POUR LA CULTURE DE CHAMPIGNONS ET SUBSTRAT AINSI OBTENU La présente invention se rapporte à la culture artificielle de champignons supérieurs comestibles et a trait plus précisément à un nouveau mode d'obtention d'un substrat de culture destiné auxdits champignons. Bien que la culture du champignon dit de couche (Agaricus Campester) soit pratiquée intensivement depuis presque deux siècles, on observe de fortes irrégularités dans la production, voire des accidents de culture importants. Les mêmes difficultés s'observent lors de la culture de champignons plus récemment maîtrisés, comme le pleurote (Pleurotus ostreatus), le shii také (Lentinus edodes), le pied bleu (Rhodopaxillus nudus),... Malgré l'optimisation des conditions de température, d'hygrométrie ou de lumière, des rendements insuffisants de fructification et des malformations des narpophores apparaissent et ne sont pas expliqués sinon par une qualité non constante des substrats de culture. La physiologie des champignons est assez complexe. Les récents progrès scientifiques permettent d'établir les conditions idéales de croissance puis de fructification de chaque espèce de champignon. Le support de culture est essentiel dans la réalisation de ces conditions . Le substrat apporte l'eau, les éléments minéraux simples et des substances organiques complexes nécessaires au champignon. Le -substrat doit être aussi riche en matières carbonées, source d'énergie pour le champignon. Comme le champignon est très sensible aux variations physiques, chimiques et biologiques de son environnement, le substrat, pour sa culture, doit être remarquablement constant dans ses propriétés et dans sa constitution. Sur un plan économique, la production de champignons est très consommatrice de substrat. Ainsi, il faut environ dix tonnes de substrat pour cultiver et récolter une tonne de pleurote (Pleurotus ostreatus). Il faut donc trouver un produit présent en abondance et particulièrement économique. Ainsi, le choix d'un substrat de culture pour champignon conditionne la réussite technique et économique de toutes les cultures de champignon. Aujourd'hui ce choix peut se porter sur des matériaux organiques peu chers parce qu'ils sont des déchets ou des sousproduits industriels. Ce sont des composts d'ordures ménagères, des boues de stations d'épuration~d'effluents urbains ou agroalimentaires, des déchets papetiers, des papiers ou cartons de récupération, etc. Ils sont abondants, parfois économiques. Par contre, leur composition est toujours variable et, malgré tous les efforts pour régulariser leur qualité, les producteurs de champignon doivent les abandonner. Alors que la majorité des champignons croissent en forêt ou dans des environnements riches en matières issues de bois, paradoxalement, les produits issus directement du bois ne conviennent pas. La sciure de bois et les écorces posent de nombreux problèmes : leur structure physique est, soit trop asphyxiante, soit trop séchante, leur composition chimique est riche en substances agressives et fongicides que sont les résines, phénols, terpènes et diverses essences. Pourtant ces produits issus de bois sont abondants et peu chers. En étant largement disponible, à un coût modéré et peu spéculatif, de qualité satisfaisante (c'est-à-dire moins variable que les produits ci-dessus mentionnés), la paille est le meilleur compromis technique et économique pour les producteurs de champignons. La paille nécessite, avant l'ensemencement du champignon, une préparation spéciale. Il s'agit de débuter sa décomposition et faciliter sa consommation par le champignon. Il s'agit aussi de détruire tout parasite nuisible au champignon. Cette préparation consiste en un compostage mettant en oeuvre une microflore microbiologique adaptée. Elle se termine généralement par une phase à haute température (jusqu'à 700C) nécessitant un apport calorifique extérieur. Pratiquée en discontinu, cette préparation exige beaucoup de soin, elle est pénible, coûteuse et difficile à maîtriser techniquement. C'est cette étape qui pose problème car elle conditionne la réussite technique et économique de la production de champignons. Le but de l'invention est de proposer un procédé véritablement fiable aboutissant à la production d'un substrat de qualité irréprochable et constante, ne nécessitant pas de compostage et de coût suffisamment bas pour permettre une culture rentable de nombreuses espèces de champignons. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de fabrication à partir de bois d'un substrat pour la culture de champignons, caractérisé en ce qu'il consiste - à ne retenir du matériau de départ, du bois en tronc ou bûche par exemple, que l'aubier, par écorcage, délignage, hâchage ou autre technique appropriée, - à fragmenter ledit aubier en copeaux ou plaquettes d'une granulométrie déterminée, - à réduire dans lesdits copeaux ou plaquettes la concentration en substances chimiques connues pour leurs effets biostatiques ou toxiques pour le champignon, telles que terpènes, phénols, polyphénols, résines et essences hydrocarbonées, par exemple, par vaporisation et solubilisation desdites substances dans de la vapeur d'eau à haute pression et à une température comprise entre 1200C et 250 CC, pendant une durée comprise entre 15 secondes et 20 minutes, puis séparation brusque des fragments de bois de la vapeur enrichie des substances extraites, dans des conditions de température et de durée appropriées à l'essence du matériau de départ, - et à destructurer, par broyage, défibrage ou autre technique appropriée, lesdits fragments de bois en vue de leur donner une plus grande surface spécifique et des macro-porosité et rétention en eau élevées. Un tel procédé permet d'obtenir un substrat naturel pour le champignon et aux caractéristiques physiques, chimiques, biologiques parfaitement connues et constantes en toutes saisons. Avantageusement, suivant le type de substrat on pourra éventuellement ajouter auxdits fragments de bois, des substances (ou additifs) utiles au champignon, par exemple des substances nutritives minérales ou tout autre produit tel que des correcteurs d'acidité ou des charges pondéreuses. D'autres caractéristiques et avantages du substrat obtenu conformément au procédé de l'invention ressortiront de la description qui va suivre d'un exemple de mise en oeuvre dudit procédé, description donnée à titre d'exemple uniquement et en regard du dessin annexé sur lequel la figure unique illustre schématiquement les différentes étapes du procédé de l'invention. Ce procédé permet d'utiliser avec souplesse tout type de bois. On améliore sensiblement la constance de qualité en alimentant le procédé avec une essence forestière unique et déterminée. Le procédé devrait permettre en outre de spécialiser le substrat suivant le champignon cultivé en choisissant le type de bois qui lui convient ; il est en effet reconnu des affinités entre l'espèce du champignon et le type de bois sur lequel elle se développe. Le bois est un matériau hétérogène dans sa masse. La première étape du procédé consiste à sélectionner une partie du bois qui soit régulière et bien sûr compatible avec le champignon. Ainsi, par écorçage, on élimine la partie périphérique du bois particulièrement riche en polyphénols toxiques. De manière originale, on rejète la partie centrale (ou coeur du bois) du tronc d'arbre ; elle est constituée d'un matériau très dur , les vaisseaux du bois se sont enrichis en lignine et se sont obstrués de résines, l'ensemble étant peu digestible par un champignon. Dans cette première étape, on ne conserve que le bois appelé aubier constitué de fibres jeunes, véritables tubes cellulosiques véhiculant la sève brute de l'arbre, riches en substances nutritives intéressantes pour les champignons. Cette étape est réalisée avec des matériels d'écorçage, de délignage, de hâchage connus en eux-mêmes et ne nécessitant pas de description particulière. La deuxième étape est une fragmentation du bois précédemment sélectionné en copeaux ou plaquettes ayant une granulométrie suffisamment réduite pour alimenter la troisième étape du procédé. Le matériel est une coupeuse connue en ellemême et ne nécessitant pas de description particulière. La troisième étape est essentielle pour l'obtention d'un substrat de bonne qualité. Il s'agit de réduire très sensiblement la concentration en substances chimiques connues pour leurs effets biostatiques ou toxiques pour les champignons. Ce sont les terpènes, phénols, polyphénols, résines et essences hydrocarbonées diverses. Cette réduction est obtenue par vaporisation et solubilisation dans une vapeur d'eau à haute pression et à une température comprise entre 1200C et 2500C pendant une durée comprise entre 15 secondes et 20 minutes, suivie par une séparation brusque de la vapeur enrichie des substances extraites d'une part et des fragments de bois d'autre part. Cette séparation doit être instantanée pour éviter toute recondensation de la vapeur impure sur le bois ainsi traité.Les conditions d'extraction des substances nuisibles pour le champignon doivent être optimisées suivant, d'une part, la nature originale du bois et, d'autre part, suivant la tolérance du champignon aux substances ci-dessus mentionnées. Ainsi, plus le bois sélectionné est riche en substances nuisibles, plus l'étape d'extraction sera longue et se fera avec une plus haute température. A titre uniquement indicatif et non restrictif pour un résineux commun comme l'épicéa ou le pin maritime, la température de la vapeur d'extraction et la durée du traitement seront environ de 1700C et 300 secondes respectivement ; pour une espèce forestière pauvre en substances fongicides comme le peuplier, les mêmes paramètres seront environ 1400C et 200 secondes respectivement. Le produit résultant des opérations précédentes est pur chimiquement. Il est aussi débarrassé de ses polluants microbiologiques initiaux puisque les conditions thermiques de la 3ème étape assurent une parfaite stérilisation. Pour présenter les meilleures conditions physiques, le produit doit subir une dernière transformation. En effet, la structure physique conditionne la qualité du substrat pour champignons, d'une part en devant faciliter le cheminement des filaments mycéliens, d'autre part, en aidant l'accès aux substances nutritives contenues dans la masse du substrat et, enfin, en assurant une forte aération essentielle pour l'élimination des gaz produits par le champignon. La quatrième étape consiste donc à destructurer le bois pour lui donner une plus grande surface spécifique, une macroporosité élevée et une rétention en eau significative. Cette étape présente un dernier avantage en augmentant la quantité de substances carbonées directement accessible au mycélium. Elle est réalisée avec des matériels de destructuration de bois comme des broyeurs à marteaux, des défibreurs connus en euxmêmes et ne nécessitant pas de description particulière. Pour terminer la fabrication, suivant le type de substrat, on ajoute les substances (additifs) utiles au champignon. Ce peut être des substances nutritives minérales ou organiques, ou tout autre- produit comme des correcteurs d'acidité ou des charges pondéreuses. La figure unique annexée représente schématiquement une installation mettant en oeuvre le procédé selon l'invention étant observé que les matériels la composant sont connus en eux-mêmes et ne nécessitent donc pas de description particulière. L'approvisionnement se fait avec des troncs d'arbre de préférence provenant d'une essence unique et d'une origine géographique déterminée. Dans cet exemple l'essence forestière est le pin maritime (Pinus pinaster), étant entendu que de nombreuses autres essences peuvent être retenues. On enlève l'écorce par une écorceuse 1. On élimine le coeur du tronc pour ne conserver que l'aubier grâce à un déligneur 2. Pour rentabiliser le procédé, les sous-produits écorce et coeur du tronc doivent être valorisés par ailleurs comme par exemple et respectivement en amendement organique agronomique et en produits de menuiserie. L'aubier ainsi préparé est réduit par une hâcheuse 3 en copeaux ou plaquettes aux dimensions de quelques millimètres à quelques centimètres. Ces derniers sont séparés de leur poussière ou sciure et récupérés dans un cyclone 4, puis achminés par des bandes transporteuses 5 et 7 et/ou un élévateur à godets 6 jusqu a une trémie d'alimentation 8. Dans cet exemple, deux additifs sont rajoutés à partir de trémies d'alimentation 14 et 15 directement sur la masse de copeaux ou plaquettes véhiculés par la bande transporteuse 5. Ces additifs, définissables par un homme de métier de la culture de champignons, sont ceux jugés utiles pour le substrat final, par exemple un fertilisant et un correcteur de pH. Ces additifs sont introduits en amont du procédé pour améliorer la régularité de leur incorporation dans la masse du substrat final. Le mélange copeaux ou plaquettes de bois plus les additifs savamment dosés est stocké dans la trémie 8 pour alimenter un transporteur à vis sans fin 9. Ce dernier pousse le mélange bois plus additifs dans un pré-cuiseur 10. A ce niveau commence l'extraction des substances fongicides du bois par la vapeur d'eau amenée par une conduite ll. La température de la vapeur est choisie en fonction de paramètres comme l'essence forestière ou le type de substrat recherché et varie entre 1200C et 250 C. Dans l'exemple présenté, la température de la vapeur d'eau est de 170 C. La durée d'extraction dans le précuiseur 10 est aussi choisie suivant la concentration initiale de substances fongicides à éliminer. Elle varie entre 15 secondes et 20 minutes ; dans l'exemple ici détaillé elle est d'environ 5 minutes. Profitant du fait que le bois est plus facile à destructurer quand il est chaud, l'étape de destructuration qui doit donner la meilleure structure physique au substrat est réalisée aussitôt après le pré-cuiseur 10 par un défibreur à disques métalliques 12. Le mélange bois plus additifs ainsi traité est aussitôt séparé de la vapeur chargée de ses extraits fongicides par un cyclone 13. La vapeur impure est alors détendue rapidement sans recondensation sur le substrat et s'échappe par le haut du cyclone 13. Le produit final ayant maintenant toutes les caractéristiques d'un substrat pour champignon est récupéré par une bande transporteuse 16 à la base dudit cyclone 13. Il est pur et stérile. Il est à conseiller de procéder à son inoculation par le mycélium le plus rapidement après la fabrication du substrat ; en effet, le substrat obtenu ne nécessite pas de maturation particulière et sa stérilité microbienne est un avantage à conserver. Il faut cependant, pour réussir une bonne inoculation, que le produit ait une température redescendue en dessous d'environ 35 C. Le procédé qui vient d'être décrit seulement à titre d'exemple peut être modifié sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi l'étape d'extraction peut être améliorée si la destructuration du bois est réalisée en amont. Il peut être ainsi avantageux de rassembler en une seule étape, en amont de l'étape d'extraction, la deuxième étape de fragmentation et la quatrième étape de destructuration. Par ailleurs, le défibrage peut être remplacé par une autre technique de fragmentation fine du bois, par exemple un broyage conduisant à des fragments semblables à une sciure grossière. Concernant d'éventuels additifs au substrat, s'ils sont propres microbiologiquement et/ou s'ils sont abrasifs, ils peuvent être introduits en aval du procédé, après l'extraction de la vapeur, au niveau de la bande transporteuse 16. REVENDICATIONS ~ = = = = = = = = =: =: =: =: = 1. Procédé de fabrication à partir de bois d'un substrat pour la culture de champignons, caractérisé en ce qu'il consiste - à ne retenir du matériau de départ, du bois en tronc ou bûche par exemple, que l'aubier, par écorçage, délignage, hâchage ou autre technique appropriée, - à fragmenter (3) ledit aubier en copeaux ou plaquettes d'une granulométrie déterminée, - à réduire dans lesdits copeaux ou plaquettes la concentration en substances chimiques connues pour leurs effets biostatiques ou toxiques pour le champignon, telles que terpènes, phénols, polyphénols, résines et essences hydrocarbonées, par exemple, par vaporisation et solubilisation (10) desdites substances dans de la vapeur d'eau à haute pression et à une température comprise entre 1200C et 2500C, pendant une durée comprise entre 15 secondes et 20 minutes, puis séparation brusque (13) des fragments de bois de la vapeur enrichie des substances extraites, dans des conditions de température et de durée appropriées à l'essence du matériau de départ, - et à destructurer (12), par broyage, défibrage ou autre technique appropriée, lesdits fragments de bois en vue de leur donner une plus grande surface spécifique et des macro-porosité et rétention en eau élevées. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite destructuration est réalisée (12) au cours de l'extraction desdites substances, alors que les copeaux ou plaquettes de bois sont chauds, et avant ladite séparation (13). 3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite destructuration forme avec ladite fragmentat#ion une seule et même étape précédant l'étape de réduction de la concentration desdites substances chimiques. 4. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le bois provient d'une essence unique et, de préférence, de la même origine géographique. 5. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il consiste à ajouter des substances nutritives minérales ou organiques et/ou des correcteurs d'acidité et/ou des charges pondéreuses. 6. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que lesdites substances sont ajoutées après la dernière étape du procédé. 7. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que lesdites substances sont ajoutés aux fragments de bois immédiatement en amont de l'étape de réduction de la concentration desdites substances chimiques. 8. Substrat de culture notamment de champignons obtenu conformément au procédé selon l'une des revendications 1 à 7.