Brevet FR2775305A1 — publié le 19990827

SUBSTRAT ELABORE POUR LA REALISATION DE SOLS DESTINES A DEVELOPPER UNE COUVERTURE VEGETALE OU A SERVIR DE SUPPORT A TOUT TYPE DE FLORE. La présente invention concerne un substrat élaboré pour la réalisation de sols destinés à développer une couverture végétale ou à servir de support à tout type de flore. La couverture végétale peut être un gazon par exemple dans le cas de réalisation avec le substrat selon l'invention d'aires à usage sportif. Le substrat selon l'invention peut également être utilisé pour la réalisation de plantations, par exemple de fleurs ou d'arbustes en terrasses ou en bac. Des substrats de ce type ont été mis en oeuvre. C'est ainsi que le brevet FR 93.10697 décrit un substrat pour aire de jeux herbeuse telle qu'une pelouse de sport qui comprend du mâchefer, de la pouzzolane et une fumure. Cette composition est destinée à permettre le développement d'un chevelu racinaire du gazon qui lui assure une bonne implantation. Cependant, cette composition présente l'inconvénient d'effets de prises hydrauliques à effet pouzzolanique qui rendent le substrat impropre à la conservation de la couverture végétale s'il y a délitescence du mâchefer. D'autres techniques connues, il apparait de l'étude qu'il est recherché l'obtention d'un drainage des eaux et l'aptitude de la couche à fixer et supporter une couverture végétale soumise à des agressions violentes lors de l'usage des aires de sport. Les procédés et techniques mis en oeuvre à ce jour reposent généralement sur l'utilisation de matériaux naturels, gravier et sable, dont la source n'est pas inépuisable et dont l'extraction est de plus en plus contingentée, ce qui à terme rendra impossible l'utilisation de ces procédés et techniques. La présente invention vise à réaliser un substrat élaboré pour la réalisation de sols destinés à développer une couverture végétale tel qu'un gazon ou à servir de support à tout type de flore et dont la composition incorpore des produits non issus du milieu naturel, ce qui obvie à l'inconvénient ci-dessus énoncé et qui étant des déchets de l'activité industrielle posent des problèmes d'élimination. L'invention vise également à réaliser un substrat particulièrement adapté à la vie de la couverture végétale par ses qualités physiques et par sa capacité à retenir l'eau tout en étant perméable et à retenir les éléments minéraux nécessaires à la vie des plantes tout en assurant une grande stabilité et une bonne portance, ce qui permet de réaliser des aires à usage sportif tels que terrain de sport ou hippodromes, tout aussi bien que des surfaces à usage de développement de la flore tels que des massifs de culture sur dalles en béton. A cet effet, le substrat élaboré selon la présente invention pour la réalisation de sols destinés à développer une couverture végétale ou à servir de support à tout type de flore, les dites aires pouvant être à usage sportif, se caractérise essentiellement en ce qu'il comprend des déchets industriels constitués pour l'essentiel de matières synthétiques sous forme de particules de granulométrie adaptée, de matériaux de construction poreux hydrophiles et adsorbants broyés suivant une granulométrie adaptée, de compost fermenté, enrichi ou non, ou de sables diatomitiques de filtration chargés de matières microbiennes, et d'agents de fertilisation. L'utilisation de déchets industriels banals inertes permet d'apporter une solution à leur recyclage tout en évitant l'usage des matériaux naturels en cours de raréfaction tels que la terre végétale, le sable roulé de rivière, etc... D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description ciaprès de différentes formes de réalisation et application de l'invention. Le substrat selon l'invention comprend des déchets industriels banals inertes qui peuvent être des déchets de matières synthétiques tels que des câbles plastiques de récupération broyés suivant une granulométrie de 2/4 mm ou 2/6 mm et débarrassés mécaniquement des particules métalliques. Ces déchets de matière synthétique permettent une souplesse du substrat élaboré notamment pour le jeu ou la course (terrains de sports et hippodromes) tout en offrant une excellente perméabilité. Selon le cas, notamment pour les régions chaudes présentant une forte évapo-transpiration des couches superficielles du sol, ces déchets de matière synthétique peuvent être remplacés ou combinés en mélange avec des déchets banals inertes hydrorétenteurs tels que les déchets fibreux de moquette, d'éponge-polyester, les déchets de matière plastique poreuse dure, de scories expansées schisteuses d'origine houillère, ou combinés à des matériaux naturels tels que le tuffeau ou le tuf volcanique dur. Ce substrat comprend également des matériaux de construction poreux hydrophiles et adsorbants broyés suivant une granulométrie adaptée. A cet effet, on peut utiliser du béton cellulaire autoclavé broyé suivant une granulométrie de 2/5 millimètres dont la structure alvéolaire présente l'avantage d'une grande porosité, ce qui confère au substrat une capacité hydrorétentive exceptionnelle ainsi qu'une grande capacité à retenir dans la couche les éléments fertilisants. Les granulats broyés ont une configuration irrégulière qui permet un excellent blocage du substrat, ce qui confère des capacités de stabilité et de portance bien meilleures que sur les terrains traditionnels. Le vide intersticiel entre les grains peut être de 60%, ce qui peut conférer un coefficient de perméabilité K > 1-10'4 m/s supérieur à la norme qui pour les terrains de sport est de 5-10-6 m/s. En remplacement des matériaux de construction broyés, ce substrat peut aussi comprendre un déchet de sidérurgie, le laitier cristallisé de type A, alvéolaire et stable. Les granulés poreux alvéolaires présentent l'avantage de pouvoir se charger en eau sans effet de prise hydraulique ni pouzzolanique et sans altération. Un des avantages des granulats de béton cellulaires de densité de l'ordre de 0,3 9 0,4 et des granulats de matières plastiques de densité de l'ordre de 0,3 qui y sont associés est leur légèreté, ce qui est particulièrement intéressant pour la réalisation d'espaces verts sur des dalles en béton. Le vide intersticiel et la structure alvéolaire permettent un excellent développement des radicelles formant ainsi un chevelu racinaire puissant, ce qui est recherché notamment pour les terrains de sport, de golf et les hippodromes. Ces matériaux peuvent être associés avec de la pouzzolane de granulométrie 0/7 mm ou de mâchefer de houille de 0/7 à 0/10 mm. Les matériaux de construction peuvent être également de la terre cuite broyée dure et poreuse. Ces matériaux sont combinés avec du compost fermeté et des agents fertilisants. La fabrication des substrats est facile en raison de la fluidité des matières à mélanger qui sont insensibles à l'eau et non agglomérantes. La mise en oeuvre sur le terrain est facilitée pour les mêmes raisons. Différentes compositions du substrat selon l'invention peuvent être élaborées en fonction des données climatiques et du sol de la région d'utilisation. La base du substrat élaboré pourra être composée de - pouzzolane naturelle très poreuse et dure ou de pouzzolane provenant de la filtration industrielle, de granulométrie 0/6 à 0/7mm, portant 6 à 12% de fines seulement ou bien de - silicates fusibles de charbon, scories de charbon ou mâchefer de houille de haute qualité, de granulométrie 0/7 à O/lOmm portant moins de 10% de fines, ou alors de laitier cristallisé de type A (selon la norme AFNOR P 18 302) de granulométrie 2/6 mm. On pourra y associer - des scories expansées de schistes des bassins miniers, de granulométrie 0/7 et 5/12 mm, sans lixiviat toxique, du tuffeau ou du tuf volcanique dur de granulométrie 0/7 mm, des ponces très dures de granulométrie 0/8 mm, ou bien de la terre cuite broyée 0/8 mm. On rajoute à cette base les éléments suivants - des granulats de béton cellulaire autoclavé ou de béton léger, de granulométrie 2/5 à 2/12 mu, hyper-poreux et cellulaire ou alvéolaire, totalement inerte et contenant peu de lixiviat, non toxique - de la grenaille ou des granulés de déchets de câbles plastiques, de granulométrie 2/4 à 2/6 mm, sans fines, totalement inertes car exempts de métaux comme le cuivre et l'aluminium, avec rajout éventuel de granules poreux de déchets de plastique dur inerte - du compost fermenté haut de gamme enrichi de flore microbienne spécifique aérobie et anaérobie, de type OPTIMUS ou similaire, à la dose obligatoire de 15 tonnes/ha, ou bien des gâteaux de sable diatomitiques issus de la filtration de la bière et des boissons alcoolisées, riches en éléments organiques et vie microbienne, à la dose de 15 tonnes/ha, ou bien des granulés de bactéries spécifiques, à la dose de 1 tonne/ha - de l'engrais complet NPK racinaire nouvelle génération (matières naturelles biostimulantes) type RACIN'OR ou similaire, à la dose obligatoire de 2 tonnes/ha. Dans les régions chaudes du sud soumises à une forte évapotranspiration des couches superficielles du sol, on peut rajouter des déchets fibreux de moquette ou des déchets d'éponge-polyester ou bien encore des granules de scories expansées de schistes de bassins miniers, de granulométrie 0/7 et 5/12mm, sans lixiviats toxiques, ou bien encore du tuffeau ou du tuf volcanique de granulométrie 0/7 mm. Pour les terrains nécessitant une grande souplesse (hippodromes), on incorpore systématiquement au substrat des déchets fibreux de moquette. Généralement, la base du substrat élaboré sera constituée de 40 à 50% de pouzzolane naturelle ou industrielle de filtration, ou de laitier cristallisé type A, ou de mâchefer de houille. Ces proportions seront en volume. La deuxième base originale du substrat élaboré contiendra en volume 20 à 30% de granules de béton cellulaire ou béton léger. L'on incorporera pour la troisième base originale assurant la souplesse de l'ensemble, 15 à 20% en volume de grenaille de câbles plastiques propres, éventuellement complétée de déchets de plastique poreux dur. En situation chaude, la base pourra être complétée bien sûr de déchets fibreux de moquette ou d'épongepolyester mais surtout d'un volume de 10% environ de scories expansées de schistes miniers, ou bien de tuffeau ou tuf volcanique broyés. Dans le cas de renforcement de la structure générale du substrat élaboré, il pourra y avoir 10% de ponce très dure, ou de plastique dur poreux, ou encore de terre cuite broyée telle la brique. L'association et les proportions des différents matériaux du présent substrat peuvent varier selon les sites et les besoins des utilisateurs et ne se limitent pas à la description qui précède. L'invention vise également un nouveau procédé de construction d'installations permettant d'améliorer le drainage et la souplesse de différents types de terrain. Ce procédé consiste à répandre des couches superposées de différents matériaux sur lesquelles viendra reposer le substrat élaboré. La figure 1 représente une vue de ces différentes couches. Ces couches superposées reposent sur un film de séparation anticontaminant éventuellement posé sur le fond naturel, recouvrant celui-ci et le réseau de drainage de fond traditionnel. La composition de ces couches est la suivante - une couche de 5 cm d'épaisseur de grenaille ou granulat de déchets de câbles plastiques, de granulométrie plus grossière que celle utilisée dans le substrat élaboré - une couche de 10 cm de mâchefer de houille tout-venant produisant peu ou pas de lixiviats, les plus gros calibres étant cependant de 20 mm, ou bien remplacé par une couche de 10 cm de laitier cristallisé de type A, de granulométrie 4/12 mm sans lixiviat. Cette couche permet d'améliorer considérablement le drainage et le blocage du sol, de plus elle est parfaitement portante et stable, contrairement aux graves traditionnelles - enfin la couche végétative de surface, support réel du gazon ou de tout autre culture est constituée par le substrat élaboré sur une épaisseur de 12 à 15 cm. Dans le cas des terrains nécessitant une grande souplesse (pistes hippiques, terrains de sport...), il est intéressant d'incorporer entre la couche drainante et la couche végétative une couche de "souplesse" de 5 cm d'épaisseur, composée de grenaille grossière de câbles plastiques. Dans tous les cas de figure, une couche de protection thermo-hydrique de surface, d'une épaisseur minimale de 3 mm, doit être appliquée pour protéger les graines et les germes en surface lors du semis ou du regarnissage. Les seuls matériaux valables apportant par porosité une thermoprotection contre les rayons solaires et une réserve hydrique sont - la pouzzolane dure très poreuse et fine (de 0/1 à 0/3 mm), de densité 0,9 - et surtout le sable diatomite granulé 0/1 mm et non pas poudre, de densité 0,3. REVENDICATIONS: 1. Substrat élaboré pour la réalisation de sols destinés à développer une couverture végétale ou à servir de support à tout type de flore, les dits sols pouvant être des aires à usage sportif, caractérisé en ce que le dit substrat élaboré comprend des déchets industriels constitués pour l'essentiel de matières synthétiques sous forme de particules de granulométrie adaptée, de matériaux de construction poreux hydrophiles et adsorbants broyés suivant une granulométrie adaptée, de compost fermenté (enrichi ou non) et d'agents spécifiques de fertilisation. 2. Substrat élaboré selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit substrat est composé de - pouzzolane naturelle ou de pouzzolane ayant servi à la filtration industrielle, et/ou de - silicates fusibles de charbon, scories de charbon ou machefer de houille de haute qualité, ou alors de laitier cristallisé. 3. Substrat élaboré selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit substrat est composé de - pouzzolane naturelle ou de pouzzolane ayant servi à la filtration industrielle, et/ou de - Silicates fusibles de charbon, scories de charbon ou machefer de houille de haute qualité, ou alors de laitier cristallisé, et/ou - de scories expansées de schistes des bassins miniers, et/ou - de la ponce très dure, et/ou - du tuffeau en granulés, et/ou - du tuf volcanique, et/ou - de la terre cuite broyée type brique ou céramique. 4. Substrat élaboré selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que sont associés aux éléments selon la revendication 2 - des granulats de béton cellulaire autoclavé ou de béton léger; - de la grenaille ou granules de déchets de câbles plastiques, exempts de métaux comme le cuivre et l'aluminium, avec rajout éventuel de granules poreux de déchets de plastique dur inerte; - du compost fermenté haut de gamme enrichi de flore microbienne spécifique aérobie et anaérobie, - de l'engrais complet NPK racinaire nouvelle génération (matières naturelles biostimulantes) type RACIN'OR (marque déposée) ou similaire; - des gâteaux de sables diatomitiques ayant servi à la filtration de boissons alcoolisées; - des granulés de bactéries spécifiques. 5. Substrat selon les revendications 1, 2 et 3 caractérisé en ce qu'il contient en complément pour les régions chaudes des granules fibreux de déchets de moquette ou d'éponge-polyester, des granulats de scories expansées de schistes houillers, des ponces broyées dures très poreuses. 6. Procédé de construction d'installation pour améliorer le drainage et la souplesse de terrains caractérisé par une ou plusieurs sous couches de matériaux composés de dechets industriels sur laquelle repose une couche végétative de surface selon la revendication 1. 7. Procédé de construction d'installation selon la revendication 6 caractérisé en ce que les différentes sous couches reposent sur un film de séparation anticontaminant posé sur le fond naturel. 8. Procédé de construction d'installation selon la revendication 6 caractérisé en ce qu'une des sous couches est composée de grenaille ou granulats de déchets de câbles plastiques. 9. Procédé de construction d'installation selon la revendication 6 caractérisé en ce qu'une des sous couches est composée de mâchefer de houille ou de granulats de laitier cristallisé. 10. Procédé de construction d'installation selon la revendication 6 caractérisé en ce que la couche végétative est protégée par une couche de protection thermo-hydrique de surface, composée de sable granulé fin de diatomite ou de pouzzolane fine.