Brevet FR2712140A1 — publié le 19950519

DESCRIPTIF SUPPORT DE CULTURE HORS SOL La présente invention concerne un " complexe module plus communément appelé "pain horticole "; Constitué d'une enveloppe poreuse et d'un substrat en matériaux alvéolaires, soit pour la culture hors sol des plantes en dalle ou en pots et vendus ensuite tels quels, soit pour produire de façon intensive également en hors sol sous serre , en plein air ou sous abri, des légumes, des plantes à fruits des fleurs coupées et en caves des champignons par apport de liquide nutritif. Plus précisément ce " complexe module " est utilisable dans toutes les applications architecturales ou non, d'intérieur ou d'extérieur, sous forme de dalles pour les cultures hors sol ou d'exposition florale ( fleurs et gazon.), plantes vertes diverses posées sur sol drainant . Ainsi, il est envisageable de revêtir les toitures de parking, des salles polyvalentes, des constructions à usage d'habitation, des bureaux d'industrie et autres, les surfaces intérieures, les abords. Son utilisation est toute indiquée pour la culture industrielle en pot ou en container (avec réserve nutritive ou non), ainsi que dans les cultures hors sol sous serres avec drainage naturel (support sableux en fossé délimité ou non par une feuille en matière plastique ou non par exemple ) ou artificiel sur gouttière pour la récupération du liquide nutritif ou de toute surface drainante La plupart des dispositifs actuels de culture hors sol en serre ( ou non ) utilisant tels quels les substrats en mélange ou non, en fosse ou sur lit drainant ou les complexes-modules ( substrat dans enveloppe) présentent ensembles ou pour les substrats et / ou pour les enveloppes les inconvénients majeurs suivants -- nécessité de terrassement important pour les fosses notamment, -- temps excessif de mise en place pour les substrats livrés en vrac, -- mélange sur site des substrats manutention, pesage, stock etc....), -- rétention trop faible ou excessive des substrats organiques à base cellulosique ( écorce, tourbe, -- dégradation anaérobie du substrat à base de déchets organiques, avec diffusion de sucres, protéines indésirables ( inhibiteurs de croissance ), maladies et parasites divers dont on connait mal l'origine (industrielle, forestière, agricole ) et pouvant être pollués et non homogènes, -- obstruction des conduits de récupération par la masse radiculaire ( enveloppe déchirée) -- étanchéité excessive, voire nocive, de certaines enveloppes, -- diffusion du plastifiant de certaines matières constituant 1' enveloppe, -- nécessité de percer certaines enveloppes pour l'évacuation basse du liquide nutritif, -- pourrissement des racines par un manque d'oxygènation dû à une imperméabilité de l'enveloppe, -- nécessité de percer certaines enveloppes avant de disposer les mottes d'élevage, -- développement d' anaérobies, d'algues, parasites divers, -- difficulté de désinfection du substrat, -- porosité du substrat non adaptée aux différentes espèces cultivées (bouchage etc...) -- non neutralité du substrat, diffusion de résines (exemple fibres de roches agglomérées avec des résines mélamiques ), -- difficulté du recyclage du substrat et / ou de l'enveloppe (exemple: laine de roche dans enveloppe en matière plastique étanche) ou d'élimination, -- surcoût (exemple : taxes de pollution) de mise en décharge, les substrats n'étant pas écologiquement recyclables ou dégradables, -- dégradation des sites et pollution de la nappe phréatique ( exemple : substrat en laine de roche et accumulation locale de nitrates retenus ) Il est connu le brevet FR 2416643 AFOCEL qui revendique des poches pour semis ou bouturage, contenant un substrat. Ladite poche étant faite pour être traversée par les racines. De même, le brevet USP 3739522 qui revendique une poche étanche (à l'eau et à l'air) contenant un substrat de culture ; Et aussi le brevet Français 1540887 qui revendique un système de canalisation alimentant des poches de culture, mais les poches sont scellées à peu près hermétiquement, et s'opposent par conséquent aux échanges gazeux et à la respiration des racines. Le nouveau complexe/module selon l'invention permet de remédier à ces inconvénients. A cet effet, la présente invention a pour objet un complexe/module ( ou plus communément " pain horticole " ) composé de -- une enveloppe souple, à porosité sélective et étagée, résistante à la traction, au déchirement et au poinçonnement, ainsi qu'aux UV -- un substrat neutre, de porosité et de rétention de liquide nutritif parfaitement adapté à l'espèce végétale à cultiver, insoluble et indégradable. L'ENVELOPPE se présente selon une forme de poche ou de sac a filtration sélective, tissée, intissée ou perforée, non biodégradable,en fibres de verre,de roche ou thermoplastiques (polyéthylène,polypropylène, polyester polyaramides, polyamides, PVC etc...), fermé par un moyen approprié aux extrémités. En partie supérieure, selon une caractéristique de l'invention, on distingue une partie principalement constituée d'une grille ajourée (ou d'un textile) continue d'une largeur appropriée aux plantes, dont la dimension des mailles constitue un optimum entre la retenue des granulés du substrat et le diamètre des plus grosses racines ou tiges de l'espèce végétale cultivée. Cette grille s'étend donc d'une extrémité à l'autre du pain dans le sens de la longueur. On distingue également les deux flancs de l'enveloppe et la partie inférieure, principalement constitués par un matériau microporeux Selon une autre caractéristique de l'invention, la grille continue en partie supérieure de l'enveloppe constitue une facilité pour le positionnement des plants ou graines. Selon une caractéristique de l'invention, il est possible d'avoir une grille fractionnée, les intervalles étant constitués de parties microporeuses, dans le même esprit que les flancs et la partie inférieure. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'utilisation de feuilles ou tissus non tissés, de matière microporeuse permet une régulation d'écoulement du liquide nutritif et un échange gazeux indispensable au système radiculaire avec l'atmosphère, et la possibilité, sous serres, d'utiliser , efficacement et rapidement de manière non dommageable pour les pousses et les racines, des gaz désinfectants pour l'élimination des parasites ( moisissures, champignons, insectes ou larves). Selon une variante de l'invention, la porosité de la matière destinée à la fabrication des enveloppes, peut être obtenue par usinage à partir de feuilles continues et suffisamment résistantes (trous multiples, de différentes sections pour la grille supérieure, flancs et la partie inférieure). Selon une autre caractéristique de l'invention, les matériaux utilisés pour l'enveloppe sont entièrement recyclables ou éliminables par incinération Selon une autre caractéristique de l'invention, la grille supérieure peut être constituée soit par des fibres de verre (sodique ou boro silicate par exemple) ensimée au moyen d'un latex (styrène, acrylique etc...) soit seulement d'une grille (en fibre de verre ou en fibres synthétique ) sur laquelle on aura déposé sur une partie seulement dans le sens longitudinal, du non tissé "mat" en fibres de verres ou en fibres synthétiques ou encore du tissé à fines mailles le rendant micro poreux également dans les matériaux précités. Selon une variante, pour des usages précis la grille supérieure peut être une partie rapportée par collage ou soudage ou couture en association avec la partie microporeuse de l'enveloppe, et, dont la largeur peut varier selon les dimensions des mottes d'élevage. Selon une autre caractéristique de l'invention, la dimension des mailles de la partie supérieure peut varier selon le diamètre moyen des tiges ou racines du type de plantes a cultiver. Selon une autre caractéristique de l'invention, les complexes/ modules sont aboutables par une forme appropriée dans les bouts de manière à pouvoir , sans inconvénient, poser une motte à cheval sur deux modules et que les racines puissent se développer sans difficulté dans l'un et l'autre pain en même temps. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'enveloppe pourra être munie de rabats latéraux servant à la protection contre la lumière du pain et de la motte, pour éviter la formation d'algues. LE SUBSTRAT La nature du substrat a été choisie en fonction de sa porosité interne, de ses critères pour la rétention d'eau, de sa neutralité chimique et biologique, de sa facilité d'approvisionnement, de son recyclage, et de son caractère non polluant, ainsi que de ses caractéristiques mécaniques et physico-chimiques. Les auteurs selon l'invention, ont associé une matière, granulaire ou fibreuse, poreuse d' utilisation courante en horticulture, a une enveloppe spécifique. Les auteurs , selon l'invention, ont choisi principalement des matières, granuleuses ou fibreuses, poreuses, d'origines naturelle telles quelles ou expansées à la chaleur - tuf pélagonique - pouzzolane - vermiculite expansée argile expansée - perlite expansée - schistes expansés - cendres vitrifiées poreuses - laitier poreux - zélithes naturels ou artificiels - de tourbe mais aussi - mousses expansées en résine thermodures ou en thermoplastiques - fibres de thermoplastique en vrac ou resoudées entre elles. (Feutre ) - matelas fibreux de fibres de verre, de roche, de fibres organiques. Selon une variante de l'invention, ces matériaux peuvent être employés seuls ou mélangés. Selon une variante de l'invention, la granulométrie des pores est choisie en fonction des plantes à élever ( petits diamètres : 2 à 6 mm, pour les espèces avec un système radiculaire présentant beaucoup de radicelles, de plus gros diamètres : 6 à 14 mm pour des systèmes radiculaires pileux). Selon une variante de l'invention, un faible taux de fines broyées (qui sans réellement changer la porosité ouverte globale qui reste voisine de 40 à 95 % ) améliore la rétention de liquide par augmentation de la surface spécifique globale en plus de celle de la porosité propre de chaque granulat du substrat. Conformément à une des positions avantageuses, ces fines broyées peuvent être disposées préférentiellement au moment de l'ensachage du côté du tissus poreux. Elles peuvent donc jouer un rôle de régulateur. Selon une autre caractéristique de l'invention, la porosité interne des substrats avant ensachage peut être traitée par des produits phytosanitaires non toxiques spécifiques, voire des souches bactériennes non pathogènes mais rentrant en symbiose avec le système radiculaire, des moisissures utiles. Les ajouts peuvent être régénérés lors du recyclage des pains horticoles ( en général tous les ans ou tous les deux ans) . Ces ajouts peuvent être actifs par diffusion lente ou au contraire par développement en symbiose végétale. Selon une autre caractéristique de l'invention les pains peuvent se décliner en toutes dimensions et prendre les volumes adéquats pour la culture en pots ou en dalles, containers ou récipient savec système de réserve ou non, de liquide nutritif. Selon une autre caractéristique de l'invention, il est possible d'introduire des graines directement dans la poche. Selon une autre caractéristique de l'invention, lors de la fabrication des pains, des graines peuvent être mélangées unitairement à des volumes de granulats déterminés ( 1 à 5 graines par litre de granulats). Selon une variante de l'invention, les granulats, par rétention et séchage modérés, peuvent être chargés en sels nutritifs (lyophilisation par exemple ) ainsi qu'en oligo-éléments, en hormones diverses, voir ensemencées de bactéries non pathogènes, de moisissures utiles et remplir une fois secs l'espace autour d'une ou quelques graines disposées au coeur du pain, ou de la dalle pour l'élevage et la croissance de la future plante. Il n'y aurait plus besoin d'apport nutritif, mais uniquement de l'eau. EXEMPLE :Une poche constituée d'un non tissé de chez LYSTIL et constitué de fibres de polyétylène thermoformé de 250 g/ m2, définissant un milieu semi-perméable dont les pores seront tous inférieurs à 100 microns, destiné à cultiver des fraises. Cet intissé aura la forme d'un polochon, en longueur de 2 m et 15 cm de diamètre, quand on lui aura associé, par couture et dans sa partie supérieure, un tissus de fibres de verre dont les mailles moyennes se situent autour de 3 mm . L'ensemble est rempli de vermiculite expansée, de la marque déposée Vermex, fermé à chaque extrémité et disposé sur une gouttière de culture de 4 m, de façon à ce que le tissu de verre soit situé au dessus. Le maraîcher déposera cet ensemble dans une serre et disposera sur la partie supérieure les petits plants de fraise. Les racines des fraisiers vont trouver la partie supérieure de la poche, constituée par les mailles du tissu de verre déformable, la traverser et ainsi se répartir dans la vermiculite. L'ensemble sera régulièrement arrosé de liquide nutritif. Sur la figurc 1 on a représenté le dispositif conforme à l'invention comprenant L'enveloppe (1) à double porosité constituée par la grille (3) et le matériau souple (4) microporeux et contenant le substrat poreux. Sur la figure 1 on a également représenté le pain horticole dans une de ses applications pour le grossissement des plantes (6) à partir de leurs mottes d'élevage (5). Toujours en figure 1, l'éclaté latéral sur l'enveloppe (1) et une partie de la motte d'élevage montre le système radiculaire imbriqué dans le substrat (2) ct passant de la motte d'élevage (5) à travers la grille (3). Sur les figures (2) et 3 on a représenté le système souple à double porosité représentant l'enveloppe (1) dans deux versions possibles de réalisations industrielles. Plus précisément, sur les figures 2a, 2b, 2c et 3a, 3b et 3c, on montre l'assemblage par collage (ou soudage) selon les tirets (8) du matériau souple (4) et de la grille (3). Sur la figure 2a. on distingue trois zones 1, Il et III correspondants à l'assemblage des laizes du matériau souple microporeux (4) et de la grille (3) par soudure ou collage à chaud (colle "Hot Melt"). Sur la figure 2b, le matériau souple (4) est collé alternativement au-dessus et au-dessous de la grille (3) (voire petites flêches) et la perspective 2c Par contre la figure 3a montre une laize unique comprenant la grille (3) et le matériau microporeux (4) fabriqué tel quel d'origine. La grille (3) étant apparente du fait d'une réserve de dépot du non tissé constituant le matériau micropôreux (4). Le collage et la soudure (8) se font par rapprochement des bords de la laize dans les zones (8). (voir figures 2b et 2c) Sur les figures 4a à 4e (4e pour rappel), on remarquera diverses façons d'assembler les fonds de l'enveloppe (1), soit par collage(on soude par rapprochement des bords (9),soit symétrique comme 4a et 4b soit dissymétrique comme en 4c et 4 d avec un angle (10), disposition que l'on retrouve en figure 6 et 7 où l'on peut voir des mottes d'élevage (5) Chevaucher l'aboutement de deux pains horticoles. Sur l'éclaté de la figure 7 à la jonction des deux pains selon un angle (10) on voit le système radiculaire (7) se partager en deux parties dans le substrat (2) des deux pains. Sur la figure 5, on a représenté un positionnement sur une gouttière (11) posée sur un sol plan (12) (sable par exemple) Sur cette même figure, une canule (13) passant à travers la grille (3), amène dans le substrat (2) le liquide nutritif. Sur la figure 8 on a représentédes rabattants (14) soudés sur le matériau souple de l'enveloppe (l) selon les pointillés (15). Ces rabattants en thermoplastique souple noir intérieurement et blanc extérieurement ont une fonction de protection comme déccrit plus loins. Sur la figure (9) on a représenté une coupe montrant une plante (6) élevée dans sa motte (5) recouverte au raz de sa partie aérienne, de part et d'autre de sa tige principale par les rabattants (14), la gouttière étant elle même recouverte par les rabattants (14). On remarquera le détail d'écoulement du liquide nutritif (16) dans la gouttière (il) à partir du substrat (2) où s'est logé le système radiculaire (7) Sur les figures l0a à 10d, une disposition permettant l'élevage et le grossissage en pot 18a ( avec une grille 18b) où l'on peut placer une motte (19) obtenue à partir d'un pain très court (pli 17) En figure 10c, le pot l8a est monté sur une gouttière (20) où l'on recueille en (21) le liquide nutritif amené par une canulle (13). L'enveloppe retenant le système radiculaire hors atmosphère. On voit le liquide (16) perler. En figure 10d, selon une disposition particulière, des graines (22) ont été disposées dans un substrat (2) amélioré. En figure l la à l ld, figurent des dispositions particulières à la fois de forme et d'utilisation. En figure l la, des plantes (6) élevées et grosies en dalle où l'on reconnaîtra la partie microporeuse (4) et la grille (3) ainsi que les plis de fermeture (9). En figure 1l b, vue de dessus de la dalle. En figure 1 le une forme octogonale àtitre d'exemple avec son pli de fermeture (9) En figure l ld une utilisation aériènne possible des dalles ou des cultures en pots de toutes formes. A titre d'exemple, un pain horticole peut faire 120 cm de long, par 14 cm de large et 5 cm de haut et peser de 10 à 12 Kg Les mottes peuvent avoir une forme carrée de 10 cm de côté par exemple et les dalles de 30 à 60 cm de côté et de 3 à 6 cm de haut. REVENDICATIONS 1) Dispositif ou complexe/module plus communément appelé "pain horticole" pour la production intensive sous serre, sous abri ou en plein air, de légumes, de plantes à fruits comestibles, de fleurs coupées ou de champignons, et caractérisé par l'association d'une enveloppe (1) à porosité sélective et de substrat (2) sous forme de granulats ou fibres, poreux, naturels ou de synthèse. 2) Dispositif, selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'enveloppe de faible épaisseur possede des zones de porosité étagées, constituée par l'association d'un tissu ou grillage (3), en partie supérieure, et d'un non tissé microporeux constituant les côtés et le fond de l' enveloppe (4). La partie supérieure est destinée au passage des racines (7) des plants (6) disposés dans des mottes (5) posées dessus ou au passage des tiges issues des graines (22) placées à l'intérieur du pain. Les côtés et le dessous sont faits d'un intissé dont les pores sont de l'ordre du microns aux centaines de microns. Cette enveloppe est perméable à l'air et à l'eau, résiste aux UV, est non biodégradable mais recyclable. 3) Dispositif, selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les laizes (figure 2 et 3) formant l' enveloppe sont obtenues dès la fabrication du non tissé, ou, par découpage,puis par soudage, collage ou piquage. 4) Dispositif, selon les revendications 1, 2 et 3, les enveloppes sont . selon une variante, composées uniquement d'une grille contrecollée sur une partie de sa largeur seulement avec un "mat" constitué de fibres non tissées ( fig. 3). La bande de grille laissée vierge de revêtement, contrecollé ou non, constitue la grille supérieure du pain horticole. 5) Dispositif, selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les matériaux employés pour la fabrication des laizes formant l' enveloppe sont des intissés de fibres de verre, et, ou de fibres de thermoplastiques polypropylène,polyéthylène,polyamide, polyester, etc...) constitués en nappes , selon des procédés connus, les dites fibres pouvant être orientées sous forme de filaments continus ou de grilles. 6) Dispositif, selon les revendications lou 2, caractérisé par le fait que par une variante, la porosité de la matière destinée à la fabrication des enveloppes est obtenue par usinage de trous de sections différentes, dans une feuille continue et suffisamment résistante. 7) Dispositif, selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé par le fait que la grille supérieure (3) est continue d'une extrémité à l'autre de l'enveloppe. 8) Dispositif, selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le substrat (2) est un matériau poreux de différentes tailles granulométriques. 9) Dispositif, selon la revendication 8 caractérisé par le fait que le substrat (2) est un matériau poreux naturel, inerte chimiquement et biologiquement, et recyclable. 10) Dispositif , selon l'une des revendications 1, 8 et 9 caractérisé par le fait que la rétention de liquide est modifiée, lors de la fabrication, par l 'adjonction dans le substrat de fines broyées disposées préférentiellement du côté microporeux de l'enveloppe. 11) Dispositif, selon l'une des revendications 1, 9 et 10, caractérisé par le fait que les granulats subissent une dépose de sels nutritifs, d'oligoéléments. Les produits sont solubilisés avec de l'eau, par exemple pour l'élevage de jeunes pousses. 12) Dispositif, selon toutes les précédentes revendications 1 à 11, caractérisé par le fait que les "pains horticoles" (1) sont de toutes épaisseurs, largeurs et longueurs, et qu'ils sont aboutables. 13) Dispositif, selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'il compte des rabats de protection (14, fig 9) de couleur blanche sur la face extérieure.