Brevet FR2705191A1 — publié le 19941125

PROCEDE DE PREPARATION D'UN PRODUIT UTILISE COMME SUPPORT OU AMENDEMENT POUR LES CULTURES La présente invention intéresse le domaine de la culture des végétaux et concerne plus particulièrement, mais non exclusivement, les techniques de culture hors-sol. Ces techniques se sont largement répandues depuis plusieurs années dans les secteurs de l'horticulture et du maraîchage ainsi que chez les pépiniéristes. La culture hors-sol consiste à substituer au sol un substrat de nature organique ou minérale dont les propriétés sont optimisées. Les matériaux entrant dans la composition de ce substrat sont extrêmement divers : écorces, sable, laine de roche, composts, etc... Toutefois, seules les tourbes, et notamment les tourbes blondes, présentent actuellement, de manière durable, un ensemble de propriétés physiques compatibles avec la variété des cultures et les besoins qui y sont liés. Néanmoins, les difficultés d'approvisionnement résultant de l'éloignement géographique des zones d'extraction, ainsi que les problèmes liés au respect de l'environnement, ont conduit à rechercher des produits de substitution. Différentes solutions de remplacement ont fait ces dernières années l'objet de recherches. n a ainsi été proposé d'utiliser comme milieu de culture des produits composés de fibres de bois obtenues par défibrage de copeaux de bois ou composés de granules de fibres de bois. Si ces substrats présentent intrinsèquement de bonnes caractéristiques physiques, notamment de porosité et de capacité de rétention en eau, leur manque de stabilité biologique provoque à terme des dégradations produisant des agents nocifs pour les cultures ainsi que l'apparition de phénomènes d'asphyxie. Afin d'améliorer les qualités et les propriétés physiologiques et physiques de ces produits, il a été imaginé de leur faire subir des traitements, notamment par I'emploi de certains additifs de nature chimique. On constate cependant que ces traitements ont principalement pour but non pas tant de conforter les qualités naturelles desdits substrats mais plus simplement de modifier certaines de leurs caractéristiques physiques pour les rendre mieux aptes à l'emploi nouveau auquel ils sont destinés. n a ainsi été proposé en ce sens l'adjonction, par exemple, de liants organiques à un mélange de fibres de bois pour faciliter le moulage du produit obtenu ou pour lui permettre de présenter et de conserver une certaine cohésion. L'invention a pour objet un procédé qui vise non seulement à améliorer ou à corriger les propriétés mécaniques et biologiques intrinsèques de la matière entrant dans la composition du produit pour culture qu'iI permet d'obtenir, mais aussi à compléter ces propriétés en autorisant l'adjonction de facteurs de stimulation du développement des plantes ou de prévention des maladies de ces dernières. Plus précisément, l'invention a pour objet un procédé de préparation d'un produit apte à être utilisé notamment comme support pour les cultures hors-sol, ledit produit étant constitué de matière cellulosique fractionnée, ledit procédé consistant essentiellement à traiter ladite matière par polymérisation d'une substance polymérisable en présence d'un réactif acide. Le procédé de l'invention permet d'utiliser non seulement les fibres ou granules de fibres de bois entrant dans la composition des produits de substitution évoqués précédemment, mais aussi des résidus ou des sous-produits agricoles tels que la paille ou la rafle de maïs, actuellement inutilisables en culture hors-sol en raison de leur manque de stabilité biologique. ll confère à ces produits une plus grande résistance à la dégradation biologique mais aussi de meilleures propriétés physiques de mouillabilité, de porosité, de perméabilité et de résistance au tassement. Le procédé de l'invention permet en outre, et cela constitue un avantage particulièrement important, de fixer des molécules actives sur le substrat, par exemple des engrais, des oligo-éléments ou des produits phytosanitaires. A cet égard, le produit obtenu selon le procédé de l'invention, peut non seulement être employé comme un support de culture hors-sol mais également être utilisé en qualité d'amendement pour les cultures en pleine terre. Comme précisé plus avant, le procédé de l'invention peut s'appliquer notamment au traitement des fibres de bois obtenues, par exemple, par rapage du bois selon des techniques bien connues employées dans l'industrie de la pâte à papier. Le défribrage est réalisé en pressant des rondins de bois contre une meule, ceci en présence d'eau. La chaleur due au frottement provoque un ramollissement de la lignine ce qui permet la séparation des fibres cellulosiques. La matière obtenue comprend essentiellement des fibres isolées, des paquets de fibres liées par de la lignine, ainsi qu'une certaine quantité de composants plus ou moins fins. Selon les premiers enseignements de l'invention donnés ci-dessus, cette matière première cellulosique est traitée par polymérisation selon la technique dite de greffage. On obtient ainsi un copolymère greffé de cellulose et d'un monomère ou polymère qui sera choisi en fonction du résultat final recherché. On pourra par exemple utiliser des monomères vinyliques ou acryliques. Selon une caractéristique particulièrement avantageuse du procédé de l'invention, la substance polymérisable employée comprend de l'urée. On pourra à cet effet utiliser des mélanges urée-formoI, urée mélamine-formol ou urée-acétaldéhyde. L'emploi de tels composés permet d'obtenir un engrais dont la libération ultérieure peut être ralentie en modulant les conditions de réaction. La polyménsation, par exemple du mélange urée-formol, s'opère de manière connue à chaud en présence d'un catalyseur, le plus fréquemment employé étant le chlorure d'ammonium. Cette manière d'opérer présente deux inconvénients majeurs : une consommation d'énergie relativement importante pour la production de chaleur et la présence de chlore qui est un élément pour le moins indésirable en milieu végétaL Aussi, selon une caractéristique particulièrement avantageuse du procédé de l'invention, permettant de remédier à ces deux inconvénients, l'agent de réaction employé est de nature acide. On pourra ainsi utiliser, selon des quantités et concentrations déterminées, de l'acide phosphorique ou de l'acide nitrique ou encore de l'acide sulfurique. En effet, la chaleur obtenue lors de la réaction suffit normalement à provoquer la polymérisation de manière quasi-instantanée du mélange. On observera par ailleurs que les acides dont l'emploi est proposé, sont bénéfiques au milieu végétal dans la mesure où, notamment, leurs composants principaux se retrouvent sous la forme de sels dans les engrais traditionnels. On trouvera ci-après la relation d'un exemple de mise en oeuvre du procédé de l'invention, cet exemple étant donné à des fins de simple illustration, sans qu'aucune interprétation restrictive de la protection foumie par le présent titre de propriété industrielle ne puisse en être tirée. Dans cet exemple on a imprégné de la fibre cellulosique, plus précisément des fibres de bois obtenues selon les techniques ci-dessus évoquées pour l'industrie de la pâte à papier, avec un mélange urée-formol à raison de 40 Kg par m3 de matière traitée. Pour faciliter la pénétration de la composition polymérisable, on a ajouté un agent mouillant à raison de 4 Kg par m3, le mélange urée-formol-mouillant étant pulvérisé sur les fibres, ces dernières étant brassées de manière à obtenir une bonne homogénéité du mélange. On a alors réalisé un apport d'acide phosphorique dans une concentration de 75 %, à raison de 3 Kg par m3 de matière traitée, par pulvérisation sur les fibres celles-ci étant brassées. Les principales caractéristiques du produit obtenu sont exposées dans le tableau suivant, en regard des caractéristiques d'un substrat de même nature qui n'a pas été soumis au procédé de préparation de l'invention. Fibres non traitées Fibres traitées Masse volumique apparente sèche 43,5 Kglm3 54,8 Kg/m3 Coefficient de tassement à 50 g/cm2 37,5 % 19 % Porosité totale (en % du volume, Norme PRU 44-175) 95 96 Capacité de rétention pour l'eau (en % du volume Norme PRU 44-175) 19 6 Temps de réhumectation 10 à 15 mn instantané Les données fournies démontrent notamment et ce, de manière évidente, que les fibres traitées coffrent une meilleure résistance au tassement que les fibres non traitées et une mouillabilité largement supérieure à ces dernières. Dans l'exemple donné, on a utilisé un mélange urée-formol à raison de 40 Kg par m3 et réalisé un apport d'acide phosphorique à raison de 3 Kg par m3 de matière traitée. Selon lana- ture de Ia matière cellulosique soumise au traitement et des dimensions de ses particules, on pourra utiliser des doses de mélange polymérisable allant de 2 à 40 Kg par m3 et des doses de réactif acide allant de 2 à 20 Kg par m3 de matière traitée Par ailleurs, afin d'améliorer la qualité du greffage, il est possible d'opérer un traitement d'oxydation préalable de la matière cellulosique à l'ozone, au peroxyde d'hydrogène, au permanganate de potassium ou avec tout autre oxydant compatible avec les utilisations ultérieures envisagées car, en effet, l'un des principaux intérêts du procédé de l'invention est qu'il permet de préparer, à partir notamment d'une matière première de même origine et de même nature, dif férents substrats dont les qualités et les propriétés sont parfaitement adaptées à divers types de plantes donnés ou à des milieux de cultures différents. Le produit ainsi obtenu sera alors conditionné sous une forme appropriée pour son utilisation en culture hors-sol ou comme amendement pour les cultures en pleine terre. REVENDICATIONS 1. Procédé de préparation d'un produit apte à être utilisé comme support pour les cultures hors-sol ainsi qu'en qualité d'amendement pour les cultures en pleine terre, ledit produit étant constitué de matière cellulosique fractionnée, caractérisé en ce qu'il consiste à traiter ladite matière cellulosique par polymérisation d'une substance polymérisable en présence d'un réactif acide. 2. Procédé selon la Revendication 1, caractérisé en ce que ladite susbtance polymérisable est composée de monomères vinyliques. 3. Procédé selon la Revendication 1, caractérisé en ce que ladite susbtance polymérisable est composée de monomères acryliques. 4. Procédé selon la Revendication 1, caractérisé en ce que ladite susbtance polymérisable comprend de l'urée. 5. Procédé selon la Revendication 4, caractérisé en ce que ladite susbtance polyméri- sable est choisie parmi les mélanges suivants : urée-formol, urée-mélamine-formol, urée-acétaldéhyde. 6. Procédé selon la Revendication 1, caractérisé en ce que ledit réactif acide est choisi parmi les acides suivants: acide phosphorique, acide nitrique, acide sulfurique. 7. Procédé selon l'une quelconque des Revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il consiste à opérer une oxydation préalable de la matière cellulosique traitée. 8. Procédé selon la Revendication 7, caractérisé en ce que l'agent oxydant est choisi panni les suivants : ozone, peroxyde d'hydrogène, permanganate de potassium. 9. Procédé selon l'une quelconque des Revendications I à 8, caractérisé en ce que les doses de mélange polymérisable employées sont comprises entre 2 et 40 Kg par m3 de matière cellulosique traitée. 10. Procédé selon l'une quelconque des Revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les doses de réactif acide employées sont compnses entre 2 et 20 Kg par m3 de matière cellulosique traitée. 11. Procédé selon l'une quelconque des Revendications 1 à 10, caractérisé en ce que ladite substance polymérisable et ledit réactif acide sont pulvérisés sur la matière cellulosique traitée.