Brevet FR2648009A1 — publié le 19901214

_ d _ NAPPE DE SUBIRRIGATION L'invention est relative à de nouvelles nappes de ma- tériau fibreux utilisées pour l'irrigation en horticulture. De manière plus précise, les nappes selon l'invention con- duisent la solution d'irrigation à la base des milieux de cultures et particulièrement de pots lors de la croissance en serre de fleurs ou plants divers. Des nappes d'irrigation pour l'horticulture à base de produits fibreux ont été proposées antérieurement. Il s'agit par exemple de produits constitués avec des déchets de fibres cellulosiques. Il s'agit aussi de produits formés de déchets de fibres textiles synthétiques. Ces produits ne répondent pas toujours aux caractéristiques souhaitées. Pour ce qui concerne les fibres cellulosiques, elles pré- sentent l'inconvénient de se décomposer au cours des uti- lisations prolongées. Les matériaux fibreux synthétiques sont eux inaltérables mais ils "conduisent" mal les solu- tions d'irrigation en raison de leur caractère général hy- drophobe. L'invention a donc pour but de fournir une nappe d'irrigation qui soit à la fois imputrescible et bien hy- drophile. Les nappes selon l'invention sont constituées de "voiles" de fibres de verre du type formé de fibres dis- continues non tissées et qui sont utilisés pour renforcer certains matériaux. Nous verrons dans la suite les carac- téristiques particulières que doivent présenter les pro- duits selon l'invention, tous les "voiles" ne répondant pas à ces conditions. De façon générale, ces voiles se carac- térisent par la réunion de longues fibres de verre en une nappe de faible épaisseur au moyen d'un agent liant. Le choix de fibres relativement longues offre au moins - 2 - deux avantages. Le premier tient à la résistance du voile. S'agissant d'un matériau "léger" et qui doit être utilisé en éléments de dimensions importantes (par exemple i à 2 m de large sur 5 à 10 m de long) , il est nécessaire, aussi bien au cours de son installation qu'ultérieurement au cours de la culture, qu'il présente une bonne résistance à la traction. La longueur des fibres, toutes choses égales par ailleurs, améliore la résistance. Le second avantage se rapporte à la quantité de liant nécessaire pour conserver toute sa cohésion à la nappe. Avec des fibres longues, une quantité de liant relativement faible peut suffire, ce qui est favorable comme nous le verrons pour conserver au pro- duit un caractère hydrophile important. La nappe d'irrigation selon l'invention est de préfé- rence de faible épaisseur. En général, cette épaisseur n'est pas supérieure à 10 mm. Des épaisseurs supérieures sont également utilisables mais ne sont pas recherchées. Elles ne correspondraient pas aux nécessités que l'on s'efforce de satisfaire au moyen de ces nappes d'irriga- tion. A ce propos, il convient dès à présent de souligner le rôle de ces nappes. Elles ne sont pas en elles-mêmes le "réservoir", même si elles renferment une certaine quantité de solution d'irrigation, mais le moyen d'acheminement et de distribution de cette solution en tout point d'une sur- face qui peut être très étendue. La quantité de solution contenue dans la nappe doit être suffisante pour assurer en permanence l'irrigation de tous les pots répartis sur la surface de la nappe. Elles ne sont pas non plus le siège du développement des racines des plantes pour la culture des- quelles elles sont utilisées. Pour ces raisons le "volume" de la nappe, en dehors de la quantité de solution qu'il permet de retenir, n'est pas un élément qui joue un rôle direct dans l'intérêt de ce type de produit. Par ailleurs, pour des raisons évidentes de stockage et de transport, un volume aussi réduit que possible est préférable. Les caractéristiques les plus délicates à réunir pour ces nappes d'irrigation sont, d'une part l'hydrophilie jointe à la non-toxicité et, d'autre part, le fait de ne pas se prêter à la croissance des racines. Voyons ces deux -3- caractéristiques de façon plus détaillée. Le rôle "d'irrigation" doit être très clairement dis- tingué de celui qui est joué par certains matériaux de "culture" constitués également de fibres de verre. Dans ce dernier cas, la plante plonge ses racines dans le matériau lui-même. Pour cette raison, un bon développement de la plante passe normalement par un volume qui donne à celle-ci la capacité d'étendre ses racines. Il faut simultanément un volume en rapport avec celui du système racinaire et un milieu qui est propice à la pénétration des racines. De façon simplifiée, on peut dire que la porosité du matériau doit être suffisante pour que les racines puissent s'insé- rer dans le matériau et occuper une part importante des pores de celui-ci. Dans le cas des nappes d'irrigation, les fonctions remplies sont très différentes même si à la base on re- trouve un composé de fibres de verre liées entre elles. Il s'agit en effet, pour ces produits, d'avoir une porosité suffisante pour permettre l'acheminement de la solution par capillarité mais, avantageusement, cette porosité est telle qu'elle ne favorise pas la pénétration des racines. Il est aisé de comprendre qu'à l'issue de la période de culture sur la nappe d'irrigation, il est nécessaire de retirer les pots, ou les milieux sur lesquels la culture est déve- loppée, sans casser le système racinaire. Pour cela, les racines ne doivent pas être passées du milieu de culture à la nappe d'irrigation. Les moyens dont dépend l'aptitude du matériau à s'op- poser à la pénétration des racines sont étroitement liés au caractère hydrophile. Il s'agit de la structure même des voiles. Ceux-ci sont préparés suivant des techniques tra- ditionnelles notamment par voie sèche, technique présentée par exemple dans le brevet français publié sous le ne 2 519 036. Dans cette dernière technique, les fibres recueillies sur un convoyeur perméable, immédiatement après leur étirage, sont enduites d'une solution de liant qui est dé- versée en continu sous forme d'un rideau gui s'étend sur toute la largeur du convoyeur. Dans ce mode, les fibres -4- sont pratiquement "immergées" dans la solution ou suspen- sion du liant. Le mode d'application utilisé explique que le liant ne se localise pas uniquement de façon ponctuelle sur les fibres et notamment aux points de contact entre elles. La solution de liant peut fermer l'espace délimité par plusieurs fibres par la formation d'une sorte d'opercule constitué d'une lamelle de liant. De façon ima- gée, on peut se représenter la surface du voile comme un amas de fibres dont la porosité aurait été réduite par la présence du liant. Le fait que la porosité superficielle soit réduite n'entraîne pas cependant que l'hydrophilie du produit soit compromise. En premier, il convient de souligner que la répartition du liant dont il a été question précédemment n'implique pas nécessairement que sa teneur soit accrue. Il s'agit plus d'un mode de répartition (formation de films très minces plus que de gouttelettes) que d'une modifica- tion des proportions fibres/liant. La porosité globale et donc l'aptitude à recevoir la solution d'irrigation de la masse fibreuse n'est donc pas nécessairement modifiée par rapport à celle de matelas fibreux préparés et liés suivant d'autres techniques que celle des voiles. En second lieu, l'hydrophilie plus ou moins marquée des voiles ne dépend pas que de la teneur en liant mais aussi et surtout de sa nature. Une composition de liant à caractère hydrophile peut être introduite en proportion très élevée sans pour autant compromettre l'hydrophilie du voile. Si dans le domaine des feutres de verre d'isolation les liants sont pratiquement toujours à base de résines phénol-formaldéhyde ou uréeformaldéhyde pour les voiles, les compositions sont très variables. Parmi ces composi- tions, nombreuses sont celles qui comprennent de l'amidon en proportion qui peut aller jusqu'à 80 % et plus. Le choix de l'amidon est fonction de son coût relativement faible par rapport aux autres composants et de sa solubilité dans l'eau qui facilite son application. Si pour les applica- tions traditionnelles des voiles à forte teneur en amidon sont satisfaisants, il n'en est pas de même dans l'appli- cation visée selon l'invention. Il est en effet nécessaire, - 5 - comme pour les fibres elles-mêmes, que le liant soit impu- trescible ce qui n'est pas le cas des liants à très forte teneur en amidon. Ceci n'exclut pas l'utilisation de liant dont la proportion d'amidon reste relativement faible, par exemple inférieure à 40 %. Pour ces liants la combinaison avec d'autres constituants, en particulier lorsque ces derniers réagissent avec l'amidon, stabilise l'amidon de façon suffisante pour que l'on puisse considérer que glo- balement le produit est imputrescible. Les voiles utilisés sont produits en liant les fibres avec un liant imputrescible et, de préférence, soluble dans l'eau ou au moins émulsifiable. L'utilisation de latex est intéressante à cet usage. Les voiles liés par des latex offrent une résistance mécanique et une souplesse qui fa- cilitent à la fois leur stockage et leur mise en oeuvre. Si les latex sont normalement hydrophobes et donc défavorables aux propriétés recherchées pour les produits d'irrigation, on constate que le mode d'application de ces produits con- duit à des voiles qui ont gardé leur caractère hydrophile. En effet, les latex sont appliqués en émulsion. Il apparaît que, pour maintenir la stabilité de ces émulsions, on ajoute dans la composition aqueuse des agents tensio-actifs qui se fixent sur les fibres en même temps que le latex de telle sorte que les produits résultants restent bien hy- drophiles. Dans tous les cas cependant, la teneur en agent mouillant reste faible et très inférieure au seuil de toxicité que cet agent peut, le cas échéant, présenter. A titre indicatif, le taux d'agent mouillant dans les constituants "secs" du liant se situe à environ 2 à 5 % en poids, soit compte tenu de la proportion pondérale du liant par rapport à la masse totale du voile de l'ordre de 0,1 à 0,7 % de cette dernière. Les agents mouillants utilisés pour la préparation des liants servant à la fabrication des nappes d'irrigation selon l'invention sont, de préférence, du type non-ionique dans la mesure o beaucoup de ces agents sont connus pour leur non-phytotoxicité. Dans les nappes d'irrigation selon l'invention, le taux de liant s'établit ordinairement entre 5 et 20 % et, de préférence, entre 5 et 15 % en poids. La teneur en liant - 6 - est partiellement dépendante du grammage du voile. De façon générale plus le grammage est faible, autrement dit plus les fibres sont fines, plus toutes proportions gardées, le taux de liant est élevé et inversement. Des latex avantageux selon l'invention sont ceux à base de butadiènestyrène. D'autres liants répondent aux caractères de non-toxicité et de non-hydrophobie (au moins en présence de légères quantités d'agent tensioactif) sont également utilisables notamment des liants à base de ré- sines acryliques, des liants mélangés latex-résine formo- phénolique, latex-urée-phénolique, polyester-amidon. Le choix du liant n'est pas le seul facteur qui in- tervient dans l'aptitude des racines à pénétrer dans la nappe d'irrigation. Le réseau des fibres qui constituent le voile est également un facteur important. Les fibres de verre qui forment ces voiles ont un diamètre typique de l'ordre de 10 à 16 micromètres. Elles sont enchevêtrées en un ensemble légèrement foisonnant, mais sur une épaisseur dont nous avons dit qu'il ne dépasse pas ordinairement 10 mm et se situe le plus souvent entre 2 et 5 mm. Une épaisseur plus grande est possible mais ren- chérit le produit en proportion de la quantité de fibres supplémentaires qu'il contient sans que ses qualités pour l'irrigation en soient améliorées. Le voile doit présenter un maillage suffisamment serré pour assurer sa solidité mais surtout pour offrir la poro- sité qui favorise la capillarité tout en s'opposant à la pénétration des racines. La quantité de fibres nécessaire par unité de surface est telle que le voile présente un grammage qui est compris entre 50 g/m2 et 300 g/m2. La va- leur inférieure est commandée par les impératifs indiqués précédemment: résistance, capillarité; la valeur supé- rieure est plus commandée par les considérations de coût. Les nappes d'irrigation sont utilisées traditionnel- lement sur des supports bien horizontaux, dans toute la mesure du possible. Ceci est d'autant plus nécessaire que l'aptitude à la capillarité de la nappe est moins bonne. Si en effet l'ascension capillaire de la solution dans la nappe est insuffisante, un défaut d'horizontalité se - 7 - traduit par un "assèchement" de la nappe dans ses parties les plus hautes. Les nappes d'irrigation selon l'invention, en offrant une bonne capillarité, permettent d'opérer sur un support présentant quelques écarts d'horizontalité. Les nappes d'irrigation préférées offrent-une ascension capil- laire qui n'est pas inférieure à 30 mm et, de préférence, au moins de 40 mm. L'utilisation s'effectue d'ordinaire sur de larges tables à hauteur de travail. Il s'agit en effet, le plus souvent, de travaux qui réclament de nombreuses interven- tions au cours de la culture. Néanmoins, la nappe d'irri- gation peut être posée à même le sol si les conditions de culture s'y prêtent. L'alimentation en solution d'irrigation, notamment sur les nappes traditionnelles constituées de fibres synthéti- ques peu hydrophiles, s'effectue au moyen de dispositifs goutte à goutte. Par ces dispositifs, la solution est con- duite à proximité des plants, des pots ou, de façon géné- rale, des substrats de culture portant les plants. L'excès de solution s'élimine par drainage. Ce mode d'alimentation nécessite une installation re- lativement compliquée en raison notamment de la multipli- cité des points d'apport de la solution. L'utilisation de la nappe d'irrigation selon l'invention qui permet une bonne répartition de la solution du fait de la forte ca- pillarité du voile utilisé, permet une alimentation goutte à goutte beaucoup plus espacée. Il est possible également, en jouant des phénomènes de capillarité, de faire fonctionner la nappe comme une mèche. Dans ce cas, un côté de la nappe plonge dans une gouttière ou rigole longeant la table de travail ou le plan sur le- quel la nappe est déposée. La gouttière est remplie de la solution d'irrigation située légèrement en contrebas par rapport au plan de la table. Par ces moyens l'alimentation de la nappe s'effectue au fur et à mesure de la consommation, sans qu'il soit né- cessaire de faire circuler un excès de solution. Cette disposition requiert, bien entendu, un voile bien homogène et une surface qui, par rapport au niveau de la solution, - 8 - ne se situe pas au-dessus de la hauteur correspondant à la capillarité mesurée pour la nappe considérée, faute de quoi les parties les plus "hautes" du plan ne pourraient être alimentées de façon régulière. En pratique, les nappes d'irrigation sont princi- palement utilisées pour la culture des plantes en pots pour les jeunes plants, mais cette technique peut être appliquée dans toutes les techniques horticoles dans lesquelles la culture est conduite sur un substrat de faibles dimensions capable de prélever la solution d'irrigation par sa base. Le contact de la base du substrat de culture avec la nappe d'irrigation doit être suffisant pour permettre à la solu- tion de monter dans le substrat par capillarité. Lorsque l'on conduit la culture sur des pots, il est nécessaire que le fond de ceux-ci soit suffisamment "ouvert". La culture peut être aussi conduite sur des substrats artificiels no- tamment sur ce que l'on désigne sous le nom de "cubes". Ces "cubes" sont, en particulier, constitués de fibres miné- rales de laine de roche ou laine de verre convenablement choisies et agencées. Le substrat "cube" peut être aussi une mousse de polymère, notamment de mousse phénolique. Il peut s'agir aussi de cubes de matériaux naturels, comme ceux constitués de tourbe. Dans le cas de ces cubes, la face inférieure du substrat est en contact avec la nappe d'irrigation. Dans ce cas particulièrement, la surface de contact étant relativement importante, il est avantageux comme indiqué précédemment de faire en sorte que les ra- cines ne passent pas du substrat dans la nappe d'irriga- tion. La nappe d'irrigation selon l'invention est utilisable aussi dans les techniques de culture dites "cultures en gouttières". Dans ces techniques, les plants sont cultivés sur des cubes posés sur une "gouttière" dans laquelle cir- cule la solution d'irrigation. La gouttière est formée d'une surface allongée légèrement inclinée dans le sens de la longueur. Cette surface est couverte d'un film imper- méable sur lequel la solution ruisselle en continu. Les cubes de culture sont répartis sur cette surface et ab- sorbent la solution à leur base. Pour que tous les cubes - 9 soient bien irrigués, il est nécessaire d'avoir une solu- tion recouvrant toute la surface à irriguer. En fait, cette distribution est difficile à maintenir, la solution tendant à se diviser en filets irréguliers. La mise en place d'une nappe d'irrigation selon l'invention sur la "gouttière" permet de rétablir une distribution satisfaisante. - 10- REVENDICATIONS 1. Nappe d'irrigation d'horticulture pour l'alimenta- tion en solution d'irrigation des substrats de culture disposés sur ladite nappe, constituée d'un voile non tissé de fibres de verre discontinues liées entre elles au moyen d'un liant non toxique et non hydrophobe ou rendu tel, au moyen d'agents tensio-actifs non toxiques, le voile pré- sentant une masse par mètre carré de surface, ou grammage, compris entre 50 et 300 g/m2. 2. Nappe d'irrigation selon la revendication 1 dans laquelle les fibres constitutives ont un diamètre moyen compris entre 10 et 16 micromètres. - 3. Nappe d'irrigation selon la revendication 1 dont l'épaisseur est au plus de 10 mm. 4. Nappe d'irrigation selon la revendication 3 dont l'épaisseur est comprise entre 2 et 5 mm. 5. Nappe d'irrigation selon la revendication 1 dans laquelle les fibres sont liées au moyen d'un liant impu- trescible et non toxique du type latex. 6. Nappe d'irrigation selon la revendication 5 dans laquelle le liant est à base d'un latex de butadiène- styrène. 7. Nappe d'irrigation selon la revendication 1 dans laquelle la teneur en liant est comprise entre 5 et 20 % en poids de la nappe, la teneur étant d'autant plus faible que le grammage est plus élevé. 8. Nappe d'irrigation selon la revendication 1 dont le voile est choisi parmi ceux présentant une ascension ca- pillaire d'au moins 30 mm. 9. Méthode d'irrigation pour l'horticulture utilisant une nappe d'irrigation située sous les substrats de culture dans laquelle on utilise une nappe selon l'une des reven- dications 1 à 8, la nappe s'étendant jusqu'à une rigole ou gouttière située en bordure de la nappe, la gouttière étant alimentée en solution d'irrigation, laquelle passe dans la nappe d'irrigation par capillarité et, de là, dans les substrats.