Brevet FR2691875A1 — publié le 19931210

SUBSTRATS NODULAIRES DE CULTURE ET LEUR UTILI8ATION DOMESTIQUE La présente invention concerne des modules de culture et leur utilisation, notamment pour la culture domestique. Généralement, le substrat communément utilisé par les particuliers ou les municipalités pour la culture domestique, c'est-à-dire non industrielle, est le terreau. Ce substrat présente les inconvénients suivants: - les sacs de terreau sont lourds pendant le transport entre le lieu d'achat et le lieu d'utilisation; - leur mise en place pour les produits en vrac engendre des saletés - enfin, au cours de leur utilisation il est nécessaire d'arroser souvent le terreau, ce qui pose un problème pendant les périodes de congés, en effet non seulement l'alimentation hydrique des plantes est insuffisante, mais le terreau se rétracte au cours du déssèchement et se réhumecte mal après déssèchement. I1 est connu dans le cadre des applications de culture hors sol des modules de culture contenant un substrat dans une enveloppe imperméable à l'eau, à l'air, à la lumière et aux racines. Ces enveloppes de culture sont pourvus de perforations ou orifices dans lesquels passent les racines de la plante et d'orifices permettant le drainage de l'eau servant à alimenter le substrat. Le substrat est en général constitué de laine minérale et les modules sont formés généralement par des pains de 75mm de hauteur, de 150 à 200 mm de largeur et de 1 à 2 mètres de longueur. De tels pains de culture servent de support à des cubes dans lesquels les jeunes plants se sont développés. Ces cubes sont déposés sur les pains au-dessus des ouvertures pratiquées dans l'enveloppe étanche de ces pains, de façon que les racines puissent pénétrer dans le pain et se développer. Un tel dispositif de culture nécessite une alimentation en solution par un système d'arrosage au goutte à goutte, fournissant ainsi une solution dont les constituants et les éléments nécessaires à la nutrition sont fournis régulièrement et en fonction de la culture effectuée. I1 est également connu, par la demande de brevet FR 2 416 643, une motte de culture constituée d'un substrat de culture disposé dans une enveloppe fermée en forme de bande qui est enroulée autour du plant, de façon que les racines du plant pénètrent à travers la ou les enveloppes dans le substrat. Un tel dispositif présente comme inconvénient essentiel qu'il ne peut s'adapter à toute forme de récipient et qu'il est destiné de préférence à des récipients de forme cylindrique ou cylindro-conique. De plus, le dispositif présente également les inconvénients de l'art antérieur, à savoir la nécessité d'une alimentation en engrais et en eau d'irrigation. Ces dispositifs et procédés fonctionnent parfaitement pour la culture professionnelle dans les serres mais s'adaptent difficilement à la culture artisanale ou faite par les particuliers. Le but majeur de l'invention est donc de proposer un système de culture pour particuliers permettant une utilisation dans des conditions climatiques non contrôlées avec un arrosage et une nutrition effectués de façon moins précise que par un professionnel, système ayant pour avantages par rapport aux systèmes existants d'être d'utilisation facile, propre, léger, et présentant un bon aspect ne nuisant pas à l'esthétique d'ensemble. Enfin, le système de culture doit pouvoir être utilisé pour le remplissage de bacs, de jardinières et de pots, ou de toute autre forme de récipients, sans avoir à modifier le produit ni à le découper. Ce but est atteint par l'utilisation de modules de culture de dimension supérieure à 2 cm et généralement inférieure à 50 cm, constitués de flocons ou de morceaux de substrat en matériaux fibreux et/ou matériaux de synthèse contenus dans une enveloppe perméable à l'air et à l'eau. Selon une autre particularité, le substrat est une laine minérale. Selon une autre particularité, le substrat est de la laine de roche. Selon une autre particularité, le substrat est de la laine de verre. Selon une autre particularité, le substrat est une fibre de cellulose. Selon une autre particularité, le substrat est une mousse synthétique. Selon une autre particularité, l'enveloppe des modules est coloriée. Selon une autre particularité, le substrat est constitué de flocons de récupération obtenus à partir de pains de laine minérale ayant servi dans la culture hors sol de type professionnel. Selon une autre particularité, l'enveloppe est perméable aux racines. Un deuxième but est de proposer un produit qui permette en même temps l'approvisionnement de la plante en élément nutritif. Ce but est atteint par le fait que le substrat est enrichi en éléments minéraux majeurs et oligoéléments essentiels à la nutrition des végétaux. Selon une autre particularité, certains éléments minéraux sont incorporés directement dans le processus de fabrication de la laine minérale. Selon une autre particularité, l'enveloppe associée à un tel module est imperméable aux racines. Selon une autre particularité, les modules selon le deuxième but de l'invention sont utilisés en temps que modules à engrais retard. Selon une autre particularité, pour des modules à engrais retard la surface spécifique des fibres est de l'ordre de 0,3 m2/gr et les fibres ont un diamètre moyen compris entre 3 et 9 microns. Un troisième but est de fournir un produit qui permette en même temps de constituer une réserve d'eau paliant les arrosages irréguliers. Ce but est obtenu par le fait que le module réservoir contient une laine minérale à forte porosité, à surface développée élevée, et l'enveloppe est imperméable aux racines pour éviter l'asphyxiede ces dernières. Selon une autre particularité, la surface spécifique des fibres de substrat des modules support est supérieure à 0,3 m2/gr. Selon une autre particularité, le substrat est un gel de polyacrylate. L'invention propose différentes utilisations des modules. Les modules de culture selon le premier but sont utilisés en tant que support pour les plantes Selon une autre particularité, l'enveloppe est en tissé ou en non tissé. Selon une autre particularité, l'enveloppe est en polyéthylène. Selon une autre particularité, l'enveloppe est à base de cellulose. Selon une autre particularité, les modules de culture sont utilisés pour la culture dans des pots ou bacs remplis de modules et les racines de la plante disposée entre les modules pénètrent dans les modules support. Un quatrième but est de proposer un système de culture pour particuliers permettant une utilisation dans des conditions climatiques non contrôlées avec un arrosage et une nutrition effectués de façon moins précise que par un professionnel. Selon ce quatrième but les modules support sont mélangés à des modules rétenteurs d'eau et à des modules à engrais retard. Par exemple, les modules supports sont présents dans une proportion de 60%, les modules rétenteurs d'eau dans une proportion de 30% et les modules à engrais retard dans une proportion de 10%. Un dernier but est de proposer un produit polyvalent. Selon ce but chaque module est constitué dans une enveloppe perméable aux racines d'un substrat composite obtenu en mélangeant des fibres à rétention d'eau et d'air optimales à la croissance de la plante, avec des fibres très rétentrices d'eau et des engrais. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après faite en référence aux dessins annexés dans lesquels - les figures la à le représentent différents modes de réalisation d'un module de culture selon l'invention ; - les figures 2a et 2b représentent des vues schématiques en perspective de l'utilisation des modules selon l'invention. La figure la représente un mode de réalisation d'un module (2) de culture selon l'invention qui est formé d'une enveloppe (10) perméable à l'air et à l'eau, et selon le cas, perméable ou imperméable aux racines. A l'intérieur de cette enveloppe (10) est contenu un substrat constitué de laine minérale, telles que des fibres de roche ou de la laine de verre, ou encore des fibres de cellulose. Les modules sont obtenus par exemple en remplissant un manchon souple formé soit d'un voile déployable de polyéthylène ou polyester, soit d'un voile tissé ou non tissé, soit d'un voile à base de cellulose pour constituer l'enveloppe (10) en venant souder le manchon souple à intervalles réguliers, selon une direction transversale au sens de la longueur de façon à former les languettes (111, 112) qui sont perpendiculaires aux faces arrière (100) du manchon souple et avant (102) non représentée.Cette face avant (102) a été coupée pour représenter le substrat (12) qui, dans un mode de réalisation de la figure la, est sous forme de flocons pour permettre, par exemple, la réalisation de modules polyvalents par spécialisation de chaque flocon, et/ou l'utilisation de substrat de récupération, comme on l'expliquera par la suite. Les éléments modulaires (2) ainsi obtenus ont des dimensions, en largeur, hauteur et profondeur, supérieures à 2 cm et généralement inférieures à 50 cm. Dans le cas ou l'enveloppe (10) est un voile hydrophile faisant obstacle au passage des racines, on pourra utiliser comme matériau pour l'enveloppe celui décrit dans la demande de brevet 91 07931, déposée le 27 Juin 1991 par la Société ISOVER SAINT GOBAIN. Les figures lb à ld représentent des modes différents de réalisation de modules aboutissant à des formes différentes. La figure le représente un module en forme de brique. La composition et les caractéristiques de la laine minérale peuvent, dans le cas de modules spécialisés, être modifiées pour favoriser, par exemple, soit la rétention d'eau pour constituer un module rétenteur d'eau, soit la libération contrôlée d'engrais pour constituer des modules à engrais retard. Les modules (2) peuvent être spécialisés en modules support contenant essentiellement une laine minérale dont le ratio air/eau est optimal pour la croissance végétale et enveloppés par une enveloppe perméable à l'air et à l'eau et aux racines, de façon à constituer les modules (20, figure 2a), Les modules (2) peuvent être spécialisés également en modules retenteurs d'eau (21, figure 2a) formés d'une enveloppe imperméable aux racines et dont le substrat est soit un gel de polyacrylate, soit une laine minérale à forte porosité et à surface développée élevée, par exemple supérieure à 0,3 m2/gr, de façon à augmenter la capacité de rétention d'eau des fibres. Les modules ainsi constitués sont référencés par la suite modules rétenteurs d'eau (21). Un troisième type de modules (22) appelés "modules à engrais retard", sont constitués soit de mélange de fibres et d'engrais, soit de fibres de laine de verre obtenues selon le procédé de l'invention du brevet N" 2 591 423 déposé le 17 décembre 1985 par la Société ISOVER SAINT GOBAIN et intitulé "Verre nutritif pour l'agriculture". Ces fibres de verre sont obtenues lors de la fabrication par addition de certains éléments minéraux essentiels à la nutrition des végétaux, les quantités et proportions de ces constituants étant choisies de façon que lesdits éléments nutritifs soient solubles et assimilables par les végétaux.Ces éléments sont obtenus par l'addition de 1 à 15% d'oxyde ferreux Fe203, 0,01 à 2% d'oxyde de bore B203, 0,01 à 0,3% d'oxyde de manganèse MnO, 0,01 à 3% d'oxyde de zinc ZnO, 0,01 à 2% d'oxyde de cuivre CuO, 0,01 à 3% d'oxyde de molybdène MoO3 pour les éléments mineurs et de 1 à 10% d'oxyde de magnésium MgO, 0,1 à 1% de trioxyde de soufre S03, 11 à 37% d'oxyde de calcium CaO, 5 à 35% d'oxyde de potassium K20, 1 à 15% d'oxyde de phosphore P205 pour les éléments majeurs et de O à 25% d'alumine A1203, 25 à 65% de silice Si02 et O à 2% d'oxyde de sodium Na20 pour le verre. Un mode de préparation particulièrement avantageux consiste, par exemple, à former les fibres par passage de la composition de verre fondu dans une filière centrifuge. Les fibres à engrais retard auront un diamètre compris entre 3 et 9 microns et une surface spécifique de l'ordre de 0,3 m2/gr alors que les fibres support pourront avoir des diamètres supérieurs à 9 microns et une surface spécifique inférieure à 0,3 m2/gr. Le substrat des éléments support peut également être constitué de substrat de récupération, tels que ceux obtenus par l'application de la technique de la demande de brevet intitulée "Technique pour culture hors sol utilisant les matériaux obtenus à partir de substrats usagés". Ces substrats sont obtenus à partir de pains de récupération ayant servi à la culture hors sol dans les installations professionnelles après les avoir stérilisé et broyé de façon à constituer des flocons (12, figure la) ou des nodules qui peuvent ensuite être enveloppés dans les enveloppes (10). La dimension des modules supports, à engrais retard, rétenteurs d'eau, est calculée de façon à permettre l'espacement souhaité pour les plantes dans les bacs ou les pots, sans pour autant augmenter de façon considérable les coûts de production de ces modules par suite d'une augmentation de la quantité d'enveloppe (10) nécessaire. Les modules peuvent être empaquetés dans des sacs comportant des modules support dans la proportion, par exemple, de 60%, des modules rétenteurs d'eau dans la proportion de 30% et des modules à engrais retard dans la proportion de 10%. Les sacs ainsi préparés permettront aux particuliers, après avoir placé une plante dans la position souhaitée dans un bac (4), de remplir le bac avec les modules qui vont se répartir autour de la plante. Cette dernière va faire pénétrer ses racines dans les modules support. Les modules rétenteurs d'eau (21) fourniront l'eau au fur et à mesure des besoins de la plante lorsque l'utilisateur oubliera d'arroser régulièrement tandis que les modules (22) à engrais retard fourniront les éléments minéraux essentiels à la croissance de la plante. La figure 2b représente une utilisation des modules en forme de brique de la figure le qui s'adaptent mieux à la forme rectangulaire du bac (4). Comme dans les modes de réalisation précédents, ces modules peuvent être partiellement ou totalement spécialisés. On réalise ainsi un système de culture simple, léger, propre et facile à mettre en oeuvre pour le particulier. En outre, la forme des éléments de forme substantiellement cubique ou sphérique, ou ayant toute autre forme jugée appropriée et leur imbrication les uns dans les autres créera une macroporosité qui contribuera également à l'aération. Ceci est un des avantages important de la constitution de ces modules de faible dimension par rapport à un substrat monobloc qui lui ne peut pas créer cette fonction de macroporosité obtenue par la relative souplesse des éléments et les points de contact entre les différents modules entre eux. L'invention concerne également des modules polyvalents regroupant dans un même module les trois fonctions de support, de rétention d'eau et d'engrais. Dans ce cas les modules sont constitués en mélangeant soit des fibres, soit des flocons, dont les caractéristiques sont choisies pour avoir une rétention d'eau et d'air optimale à la croissance de la plante, avec des fibres dont les caractéristiques sont choisies pour être très rétentrices d'eau et des fibres dont les caractéristiques sont choisies pour être très rétentrices d'engrais. Les enveloppes des modules peuvent être colorées pour permettre de distinguer les utilisations des modules selon leur couleur dans le cas de modules à fontion spécialisée et également pour offrir un bon aspect esthétique. D'autres modifications à la portée de l'homme de métier font également partie de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1. Modules (2) de culture contenant un substrat (12) dans une enveloppe (10), caractérisés en ce que le substrat est constitué de flocons ou de morceaux dont l'enveloppe (10) est perméable à l'air et à l'eau et dont la dimension des modules est supérieure à 2 cm. 2. Modules de culture selon la revendication 1, caractérisés en ce que la dimension est inférieure à 50cm. 3. Module de culture selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le substrat de chaque module est, soit constitué de substrat à fonction spécialisée, respectivement support, rétenteur d'eau, engrais retard, soit d'un mélange combinant les différentes fonctions. 4. Modules de culture selon une des revendications 1 à 3, caractérisés en ce que le substrat (12) est une laine minérale. 5. Modules de culture selon la revendication 2 ou 3, caractérisés en ce que le substrat (12) est constitué de flocons de récupération obtenus à partir de pains de laine minérale ayant servi dans la culture hors sol de type professionnel. 6. Modules de culture selon une des revendications 1 à 5, caractérisés en ce que l'enveloppe est perméable aux racines. 7. Modules de culture selon une des revendications 1 à 4, caractérisés en ce que le substrat est enrichi des éléments minéraux majeurs et mineurs essentiels à la nutrition des végétaux. 8. Modules de culture selon la revendication 1 ou 7, caractérisés en ce que l'enveloppe associée à un tel substrat est peu perméable à l'eau et imperméable aux racines. 9. Modules de culture selon une des revendications 1 à 4, caractérisés en ce que le substrat est une laine ménérale à forte porosité, à surface développée élevée, et l'enveloppe est imperméable aux racines. 10. Modules de culture selon une des revendications 1 à 4, caractérisés en ce que le substrat est un gel de polyacrylate. 11. Utilisation des modules de culture selon une des revendications 1 à 5, caractérisés en ce que ces modules de culture sont utilisés en tant que modules support (20) pour les plantes. 12. Utilisation des modules de culture selon une des revendications 7 à 9, caractérisés en ce que les modules sont utilisés en temps que modules à engrais retard (22). 13. Utilisation des modules de culture selon la revendication 10, caractérisés en ce que les modules sont utilisés en tant que modules rétenteurs d'eau (21). 14. Modules de culture selon une des revendications 11 à 13, caractérisés en ce que l'enveloppe (10) est en polyéthylène ou en polyester. 15. Modules de culture selon une des revendications 11 à 13, caractérisés en ce que l'enveloppe (10) est en tissé ou en non tissé. 16. Modules de culture selon une des revendications 11 à 13, caractérisés en ce que l'enveloppe (10) est à base de cellulose. 17. Modules de culture selon les revendications 1 à 16, caractérisés en ce que l'enveloppe est colorée. 18. Modules de culture selon la revendication 12, caractérisés en ce que la surface spécifique des fibres du substrat des modules à engrais retard est de l'ordre de 0,3 m2/gr. 19. Modules de culture selon la revendication 13, caractérisés en ce que la surface spécifiques des fibres du substrat des modules rétenteurs d'eau est supérieure à 0,3 m2/gr. 20. Modules de culture selon la revendication 11, caractérisés en ce que la surface spécifique des fibres de substrat des modules support est de l'ordre de ou inférieure à 0,3 m2/gr. 21. Utilisation des modules de culture selon une des revendications 11 à 20, caractérisés en ce que les modules de culture sont utilisés pour la culture dans des pots ou bacs remplis de modules et les racines de la plante disposés au milieu des modules pénètrent dans les modules support. 22. Modules de culture selon une des revendications précédentes, caractérisés en ce que les modules support sont mélangés à des modules rétenteurs d'eau et à des modules à engrais retard. 23. Modules de culture selon la revendication 7, caractérisés en ce que des éléments minéraux nutritifs sont incorporés dans le processus de fabrication de la laine minérale. 24. Modules de culture selon les revendications 3, 6 et 7, caractérisés en ce qu'ils sont constitués dans une enveloppe perméable aux racines en mélangeant les fibres à rétention d'eau et d'air optimales à la croissance des plantes avec des fibres très rétentrices d'eau et des fibres à engrais.