Brevet FR2783810A1 — publié le 20000331

" Gaines biodégradables pour plants horticoles et procédé de fabrication" L'invention se rapporte à des dispositifs de conditionnement de plants de type horticole en vue de leur déplacement. Plus particulièrement, elle concerne des gaines biodégradables destinées à envelopper les mottes de plants horticoles. De façcon connue, une grande partie des plants proposés au public est conditionnée dans des pots de matière plastique, qu'il faut remplir avant le repiquage, et qui sont jetés par l'utilisateur après la plantation. Dans ce domaine, ce sont essentiellement des plantes type géranium ou les plantes à massifs annuelles ou bisannuelles, ainsi que les plants maraîchers, les plantes vivaces et une petite partie des plantes de pépinière. L'opération de rempotage de ces plantes pour les présenter en pots plastiques au public est une opération longue et fastidieuse pour les producteurs. En effet, elle implique la manipulation de quantités importantes de terreau avec des moyens limités, qui sont le plus souvent simplement le pelletage depuis une remorque. L'automatisation, quand elle existe, n'est alors envisageable que chez les producteurs les plus importants, du fait de l'investissement élevé impliqué. Cette automatisation se limite à l'achat d'une rempoteuse mécanique qu'il faut alimenter en terreau manuellement. L'achat de matériel de manutention, telle que chargeuse à godets, n'est pas envisageable en raison de son coût très élevé. On comprend donc que cette opération de rempotage représente pour les producteurs une source de travail pénible, sans intérêt, consommateur de temps et d'argent. La suppression de cette opération est donc un enjeu considérable. A titre d'information, la quantité de ces pots plastiques ou "godets" remplis de terreau chaque année en France est de l'ordre de un milliard. Un autre domaine d'utilisation de conditionnements de plantes est le bouturage. Les producteurs de plants utilisent de plus en plus les mottes pré conditionnées pour des raisons de simplicité, et surtout pour le gain de temps considérable que permet ce type de produit. Les mottes de bouturage sont de taille généralement plus petite que celles de rempotage, cependant, le principe demeure le même. Parmi les produits utilisés pour la fabrication de ces mottes, on peut citer notamment: - les tissus non tissés. Ces dispositifs ne sont pas biodégradables, et présentent un inconvénient majeur en ce que les racines de la plante ne traversent pas facilement la gaine. En pratique, ce produit est de plus en plus délaissé par les professionnels, en raison du résidu de toile non dégradée qu'il laisse en fin de culture. - la cellulose. Ce produit est biodégradable, avec une faible durée de vie. C'est le produit actuellement le plus utilisé, en particulier parce qu'il répond à la demande de biodégradabilité, en même temps que d'économie de place et de prix de revient bas. Son inconvénient majeur est de ne pas permettre d'adapter la durée de vie de la gaine aux besoins particuliers variables selon les plantes. - les liants organiques. Une partie des producteurs refusent d'utiliser les mottes en gaine, principalement pour des raisons esthétiques. L'utilisation de liant organique leur permet alors de s'affranchir de la gaine, en créant une cohésion temporaire de la motte. Ce procédé est cependant plus coûteux et peut poser quelques problèmes de culture (asphyxie raçinaire). La présente invention répond à plusieurs inconvénients des systèmes précédemment cités. Elle s'applique en effet aussi bien au repiquage qu'au bouturage de plants horticoles. Elle permet de supprimer l'opération de rempotage puisque elle est livrée garnie de terreau. Selon son premier objectif, l'invention permet de remplacer le pot en plastique par un produit complètement biodégradable, ce qui contribue à réduire la pollution domestique par les plastiques. Elle fournit par ailleurs un produit dont la durée de vie peut être choisie en fonction de l'utilisation qui doit en être faite, au contraire de tous les autres produits existants. Selon un autre objectif de l'invention, elle est de mise en oeuvre économique et simple. Le dispositif objet de la présente invention est donc une gaine d'emballage garnie de terreau destinée au conditionnement en vue de culture (manipulation et transport) de plant horticole, caractérisée en ce qu'elle est réalisée en collagène tanné. On comprend que cette disposition, qui correspond quasiment à la réalisation d'une peau artificielle peu épaisse, fournit bien un matériau à la fois résistant et souple, et donc capable d'envelopper une motte de terre, et biodégradable comme l'est le collagène. La durée de vie du produit est alors déterminée par les paramètres de tannage. L'invention vise naturellement aussi le procédé d'obtention de cette gaine. Selon diverses ddispositions éventuellement utilisées en conjonction, -le tannage est effectué à l'aide de tannins végétaux. - le tannin utilisé est du Quebracho. - la concentration de tannin est comprise entre 50 et 500%. - la température de tannage est comprise entre 1 0 C et 60 C. - la durée de tannage est comprise entre une heure et quinze jours. - le procédé comporte une étape de test de température de rétraction pour déterminer la durée de vie de la gaine. - le procédé comporte également une étape de coloration de la gaine. - le procédé comporte également une étape de séchage de la gaine. La description et le dessin qui suivent permettront de mieux comprendre les buts et avantages de l'invention. Il est clair que cette description est donnée à titre d'exemple, et n'a pas de caractère limitatif. Dans les dessins: - la figure 1 représente les étapes principales dans la mise en oeuvre du procédé; - la figure 2 illustre des courbes de variation de la température de rétraction en fonction du temps et de la concentration en Quebracho; - la figure 3 représente la relation entre la température de rétraction et la durée de vie de la gaine. Les différentes étapes utilisées dans le procédé de fabrication de gaines sont indiquées sur la figure 1. On utilise comme matière première des bandes allongées ou des gaines de collagène reconstitué, telles que celles qui sont utilisées classiquement en charcuterie. Ces bandes sont typiquement d'épaisseur comprise entre 1/10 mm et 1/2 mm, avec des dimensions typiques de 20 mm à 700 mm. Dans le cas d'une bande, la gaine sera reconstituée par collage ou soudage lors de l'opération de garnissage par le terreau. Les bandes sont facultativement découpées en bandes de 5 m de longueur pour en faciliter les opérations de tannage, lors de l'opération de retaille. Le principe général d'obtention du produit fini à partir de ces bandes ou gaines de collagène reconstitué est celui du tannage. Les techniques de tannage utilisées se rapprochent de celles couramment pratiquées par les industriels du cuir. La préparation des gaines de collagène avant le tannage (dit "travail de rivière") est comparable à celui qui est pratiqué en mégisserie ou en tannerie. Il consiste en une opération de re trempage soit dans de l'eau pure soit dans une solution enzymatique, dont la concentration peut varier de 1 à 10% du poids sec de matière mise en oeuvre. Les deux traitements peuvent être réalisés l'un après l'autre. Pour un trempage dans de l'eau pure, les conditions de pH sont de 5 à 8 pour cette opération, avec une température typiquement comprise entre 10 et 'C. Lors d'un trempage en solution enzymatique (également dit "enzymage"), les conditions sont typiquement d'un pH compris entre 9 et 11, et de température supérieure à 30 C. Le but de l'opération d'enzymage est de faciliter la pénétration ultérieure du tannin en distendant les fibres de collagène, ce qui améliore considérablement la résistance à la biodégradation. La "température de rétraction", qui mesure le changement de structure des protéines collagéniques (coagulation) est un paramètre variant en relation directe avec la durée de vie de la gaine en culture (plus la température de rétraction est élevée, plus la durabilité de la gaine est également élevée). Lors de cette opération d'enzymage, la température de rétraction des gaines passe, de 72-73 C à plus de 80 C, ce qui correspond donc à un accroissement sensible de la durée de vie des gaines avant biodégradation. Cette phase d'enzymage peut être opérée à tout moment durant le processus de tannage. La durée de ces traitements peut varier de une heure, voire moins, à environ cinq jours selon les caractéristiques recherchées pour les gaines. En ce qui concerne les tannins proprement dits, ils sont préférentiellement de type végétal et par exemple à base de mimosa, quebracho, châtaignier, chêne, gambier. L'objectif du tannage est de fixer les protéines collagéniques pour en ralentir ou même en empêcher la dégradation. Le choix de tannins végétaux est motivé par des raisons écologiques, les résultats de tannage étant largement suffisants pour l'utilisation envisagée. L'utilisation de tannins chimiques est également envisageable, avec en particulier les tannins à base de chrome, de sulfate d'alumine ou autre. L'emploi de ce type de tannin permet d'allonger la durée de vie (jusqu'au delà de 1 an) car on augmente la température de rétraction (de 80 C à plus de 100 C avec un tannin chimique). Le travail de tannage est réalisé dans un matériel identique à celui des tanneurs (foulons ou coudreuses), dans les mêmes conditions de concentration, de rapport de bain, de pH, de température, d'agitation et de durée. L'opération, connue en soi, consiste à tremper les bandes ou les gaines de collagène dans une solution aqueuse de tannin et à agiter. Les conditions chimiques sont classiquement les suivantes: pH compris entre 4 et 7, température comprise entre C et 60 C, durée de traitement de 1 heure à quinze jours environ. La correction de pH est effectuée dans les mêmes conditions que celles utilisées en mégisserie ou en tannerie. Ces conditions sont modulées en fonction du résultat que l'on veut 1 5 obtenir. Typiquement, en utilisant un tannin à base de Quebracho de concentration variable entre 50 % et 500 % du poids sec de collagène (les meilleurs résultats sont obtenus pour une concentration de l'ordre de 150 à 200%), avec une température variable entre 25 C et 60 C, et une durée de tannage comprise entre 1 heure et 15 jours, on obtient une gaine de collagène tannée de durée de vie en culture comprise entre 1 semaine et plusieurs mois, ce qui correspond aux besoins les plus courants des utilisateurs. La figure 2 montre, pour différentes valeurs de concentration en Quebracho, comprises entre 50% et 200% du poids sec de collagène, la variation de température de rétraction obtenue par rapport à un échantillon témoin, selon le temps de contact de la gaine avec la solution de tannin. Typiquement, on constate que pour un temps de tannage de 1 jour (1440 minutes), la température de rétraction augmente de 6 C pour une concentration en Quebracho de 50% du poids sec de collagène (point 1). Pour un temps de tannage de 4 jours (5760 minutes), la température de rétraction augmente de 18 C pour une concentration en Quebracho de 200% du poids sec de collagène (point 2). On a donc une large gamme de températures de rétraction accessibles selon les conditions de traitement de la gaine. Il est alors possible de déterminer assez précisément la durée de vie de la gaine en cours de production, grace à un test de la température de rétraction. La température de rétraction, qui mesure le changement de structure des protéines collagéniques (coagulation) est en effet en relation directe avec la durée de vie de la gaine en culture. Plus la température de rétraction est élevée, plus la durabilité de la gaine est également élevée. Par exemple, comme on peut le voir sur la figure 3, une variation de température de rétraction de 10 C par rapport à un échantillon témoin correspond à une augmentation de durée de vie de 40 jours environ (point 3). Une variation de température de 15 C correspondant à une augmentation de durée de vie de sensiblement 80 jours (point 4). L'avantage majeur de ce test est sa simplicité de mise en oeuvre, conjuguée à une bonne fiabilité. On comprend que ces différentes étapes permettent de choisir la valeur de durée de vie que l'on souhaite pour les gaines produites, selon les besoins des utilisateurs particuliers, en modifiant simplement les conditions de traitement (durée de tannage, concentration de tannin, durée de l'opération d'enzymage et solution d'enzymage choisie). Un algorithme d'optimisation, déduit des courbes de température de rétraction en fonction du temps de contact au tannin et de la concentration de tannin, ainsi que de la courbe de durée de vie en fonction de la température de rétraction, peut éventuellement fournir directement les valeurs de traitement selon les besoins des utilisateurs. Un tel algorithme peut avantageusement être mis en oeuvre par un logiciel, de manière à automatiser la production. En cours ou en fin de tannage, on peut adjoindre des huiles de nourrissage (huiles de poisson ou animales) dans le bain de tannage, pour assouplir la gaine de collagène, et éviter la rupture de fibres lors de manipulations ultérieures. L'opération de nourrissage peut être effectuée à tout moment du cycle de tannage, mais préférentiellement au cours de la deuxième partie du cycle. Les conditions sont typiquement les suivantes: préparation d'une pâte à l'eau froide (volume pour volume), dilution de la pâte à l'eau tiède (60 C) à raison de un volume de pâte pour dix volumes d'eau, ajout au bain de tannage. A l'issue du tannage, la gaine ou la bande est rincée à l'eau claire en un à cinq cycles de rinçage (avec pour but d'arrêter le tannage, ce qui est particulièrement nécessaire lorsque la durée de vie recherchée est courte) et éventuellement séchée (en vue d'un éventuel stockage), selon l'application prévue. Le séchage permet d'arrêter le processus de dégradation de la gaine. Il est nécessaire lorsque le délai de stockage est supérieur à quinze jours dans des conditions de température moyennes. Selon les demandes des utilisateurs (producteurs) la gaine de collagène obtenue par le procédé exposé, peut également être alors teintée ou marquée, selon les techniques connues de l'homme de l'art et avec les colorants utilisés en tannerie. L'utilisation de la gaine de collagène tannée pour le conditionnement de mottes est alors réalisée de façon identique à ce qui est réalisé avec par exemple des gaines en cellulose ou en tissu. Elles sont garnies de substrat de bouturage ou de repiquage selon l'utilisation prévue, conditionnées puis livrées prêtes à emploi. Dans une variante, le collagène est préparé sous forme liquide, et est ensuite moulé selon une forme agréable à l'utilisation, par exemple sous la forme de sacs présentant un fond. Le traitement de cette forme moulée est alors identique à celui d'une bande allongée, décrit plus haut. La portée de la présente invention ne se limite pas aux détails des formes de réalisation ci-dessus considérés à titre d'exemple, mais s'étend au contraire aux modifications à la portée de l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1. Gaine d'emballage de motte de terre destinée à la manipulation et au transport de plant horticole, caractérisée en ce qu'elle est réalisée en collagène tanné. 2. Procédé de fabrication de gaines de conditionnement de plants horticoles, caractérisé en oe qu'il comprend les étapes suivantes, à partir de gaines de collagène: retrempage des gaines, enzymage, tannage, nourrissage, rincçage. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le tannage est effectué à l'aide de tannins végétaux. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le tannin utilisé est du Quebracho. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la concentration de tannin est comprise entre 50 et 500%. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la température de tannage est comprise entre 10 C et 60 C. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que la durée de tannage est comprise entre une heure et quinze jours. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que il comporte une étape de test de température de rétraction pour déterminer la durée de vie de la gaine. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que il comporte également une étape de coloration de la gaine. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 9, caractérisé en ce que il comporte également une étape de séchage de la gaine.