Brevet FR2835695A1 — publié le 20030815

ASSEMBLAGE DE PRODUITS BIODEGRADABLES PERMETTANT LA LUTTE CONTRE LES EROSIONS, LA RETENTION EN EAU, LA FOURNITURE DE FERTILISANTS, DE PRODUITS PHYTOSANITAIRES, DE SUBSTATS SUBSTITUTIFS NECESSAIRES A L'ALIMENTATION, LA POUSSE, LA FIXATION DE PLANTES A FORTE PUISSANCE RAdNAIRE DANS DES MILIEUX DE RIPISYLVES, OU DES VERSANTS INSTABLES. La présente invention concerne un produit constitué d'un assemblage de produits naturels biodégradables d'origine végétale ou minérale, utilisable pour lutter contre les érosions en berges de rivières, ou stabiliser des versants fluants en milieux de sols ou de formations superficielles instables. Ce même produit peut être utilisé pour stabiliser des sables ou des dunes dans des conditions particulières d'utilisation. Il peut en outre servir de support pour des cultures hors sol. La présente invention connaît les brevets portant sur les engrais biologiques ou organiques : FR 939 885 A (K. SCHREINER ET AL) du 9 décembre 1948 EP 0 445 530 A (MARIENFELDE GMBH & CO) du 11 septembre 1991 EP 0 705 806 A (H. J. CLAUSEN) du 10 avril 1996 WO 95 07016 A (THE PENN STATE RESEARCH FOUNDATION) du 16 mars 1995 DE 35 07 429 A (MST-DRANBEDARF GMBH & KG) du 4 septembre 1986 US 5 252 542 A (G. G. ALLAN) du 12 octobre 1993 EP 0 298 136 A (F. PAJENK) du 11 janvier 1989 FR 2 543 539 A (POLITECHNIKA LODZKA ET INSTYTUT WARZYWNICTWA) du 5 octobre 1984 US 4 975 105 A (D. A. KREMER ET AL) du 4 décembre 1990 EP 0 203 708 (AGRACETUS) du 3 décembre 1986 La présente invention connaît les brevets portant sur l'hydrorétension : US 4 076 663, US 4 090 013, EU 87 301 047, ainsi que la demande de brevet PCT/FR 90/00079 La présente invention connaît les brevets portant sur la préparation des semences DE 4327 792 A 1 (PLURATO GMBH) XP 002063201 GB 2 025 200 A (SUMITOMO CHEMICAL) du 23 janvier 1980 US 4 272 417 (MARTIN B. BARKE & REBECCA A. LUEBKE) du 9 juin 1981 XP 002063240 (ALIEV-I) L'invention vise plus particulièrement un produit à base de matériaux végétaux de deux types, les uns utilisés pour leur résistance à l'abrasion, à l'étirement, au déchirement, au poinçonnage, les autres, naturellement hydrophyles, pour leurs capacités de gonflement au contact de l'eau et de rétention liquide dans tous types de substrats, ainsi qu'un assemblage à partir de matériaux naturels tels que des compost, des terreaux, des sables, permettant l'établissement d'un milieu à la fois suffisamment riche et stabilisé pour permettre la germination, la croissance, l'alimentation, la fixation et la stabilisation de plantes choisies et sélectionnées à des fins particulières aussi bien de lutte contre les érosions, de stabilisation de versants ou d'usage décoratif. La présente invention est basée sur la découverte de la possibilité de combiner dans un ensemble de fibres végétales travaillées sous forme de contenant, des éléments naturellement hydrophyles ayant un certain taux de gonflement, et des éléments d'alimentation, de traitement des plantes dont les semences ou ryzhomes ont été préalablement mélangés à un support de matériaux naturels tels que de compost, des terreaux, des sables. La même invention peut permettre de constituer des substrats de croissance de plante en dehors de contact avec des sols naturels, comme par exemple sur des espaces stériles comme des plaques de béton ou de métaux. L'invention propose, pour ce faire, un produit sous forme de sacs ou de boudins en fibre de jute ou de coco tissés de grande capacité, rempli d'un mélange préalablement effectué de copeaux de coco provenant de coquilles de noix de coco préalablement brisée et séchée, copeaux mélangés à des composts ou des terreaux, ou des sables, à raison d'un ratio compris entre dix et soixante pour cent du volume, mélange dans lequel sont introduits des semences ou des rizhomes adaptés à l'objectif fixé par l'utilisateur. A ce mélange peuvent être adjoint des engrais équilibrés adaptés du complexe NPK, soit d'origine chimique, soit d'origine biologique. Le produit d'assemblage ainsi composé renferme tous les éléments nécessaires à la nourriture des plantes, en particulier les plantes hélophytes qui seront positionnées en zones de marnage des eaux de rivière ou de lacs, de lagunes, ou en milieux maritimes ; ou les arbustes stabilisateurs de versants adaptés aux milieux naturels où ils seront implantés, tels que des aulnes, des saules, des sureaux. Dans des zones climatiques différentes, les espèces et essences végétales implantées dans le substrat pourront être différentes, comme par exemple en zone tropicale humide, en milieu maritime, où des palétuviers pourront être implantés pour aboutir à mêmes fins de protection des rivages et des berges, que dans la zone tempérée. Dans des milieux totalement inaptes à la pousse arbustive, tels que dalles de bétons ou de métal, l'utilisation du produit d'assemblage pourra permettre la plantation d'arbres à racine rayonnante, et la constitution progressive de sols permettant la croissance d'un milieu végétalisé. Le produit d'assemblage ainsi composé est stabilisé contre les érosions par l'utilisation d'un ensachage biodégradable constitué de fibres tissées de jute ou de coco, à raison d'une densité minimale de sept cents grammes au mètre carré jusqu'à une densité de mille cinq cents grammes au mètre carré (et plus). Les fibres sont tissées en simple ou double nouage, en simple ou multiple faisceaux. Cet ensachage constitue l'armature souple extérieure, sorte de peau, permettant, grâce à sa perméabilité, à l'air et à l'eau de passer, tout en retenant les matériaux constitutifs de l'intérieur de l'appareil. Cet ensachage a en outre pour but, par ses capacités mécaniques, de protéger le support sur lequel il est déposé ou accroché des agressions liées à la pluie, aux courants et autres facteurs érosifs naturels, dans les limites de la résistance du point le plus faible de l'ensachage. Le produit d'assemblage ainsi composé comporte à l'intérieur de l'ensachage, des copeaux de coco provenant de la brisure des coquilles de noix de coco. Ces copeaux biodégradables, composés de cinquante pour cent de cellulose et de quarante pour cent de lignine, présentent la particularité de disposer d'un fort pouvoir hydrorétenseur, ainsi que d'un coefficient de gonflement de l'ordre de trente pour cent. Le chargement à sec de l'ensachage tel que précédemment décrit, permet par le gonflement du matériau constitué par les copeaux de coco, lorsque celui-ci est en contact avec l'eau d'une rivière, par exemple, d'assurer une mise en tension de l'appareil qui accroît la rigidité de celui-ci et la capacité de protection des milieux sous-jacents tels que des berges de rivières. D'autre part, cette capacité d'hydrorétention permet d'assurer aux plantes qui seront semées ou plantées dans ce milieu, d'assurer une part temporaire, de protection contre un stress de déshydratation provoquée par une mise hors d'eau ou l'absence d'une alimentation en eau. Le produit d'assemblage ainsi composé, avec à l'intérieur sa charge en copeaux de coco, sera chargé par malaxage avant introduction de la charge en copeaux de coco, de substrats de croissance des plantes tels que des composts, de la terre. Le chargement en compost, en particulier à l'aide d'un compost constitué de déchets végétaux, auquel peuvent être adjoint des éléments minéraux complémentaires. Ces éléments ont pour objet de permettre à la plante de trouver les éléments nutritifs indispensables à sa croissance initiale, avant que celle-ci ne s'enracine dans les supports sous-jacents tels que les matériaux des berges de rivières, de canaux ou de lagunes. Le produit d'assemblage ainsi composé, avec à l'intérieur son mélange comportant sa charge en copeaux de coco, mélangée avec les produits d'apport destinés à la nutrition des plantes, peut être enrichi par la mise en place de copeaux de coco chargés de NPK. Ces copeaux chargés de NPK sont tout d'abord desséchés par passage au four à quarante degres Celsius pendant deux heures, pour avoir un bon coefficient d'hydrorétention. Ils sont ensuite plongés dans une solution adaptée de NPK provenant soit d'engrais chimique, soit d'engrais biologique. La durée de l'immersion dans une canalisation en charge est d'au minimum deux heures, sous pression normale (un bar), mais peut être réduite sous haute pression (jusqu'à cinq bars). Les copeaux chargés sont ensuite passés sur un banc de séchage par ventilation chaude à quarante degrés centigrades jusqu'à dessication complète. Ces copeaux chargés en NPK selon les types de charge fertilisante choisies seront ensuite introduits dans les proportions définies par l'utilisateur en fonction des besoins des plantes qui auront à croître dans ce substrat, dans le mélange qui sera introduit dans l'ensachage. Le produit d'assemblage étant constitué exclusivement de produits soit directement biodégradables, soit consommables par les plantes, a une durée de vie de quelques années en milieux tempérés, durée de vie suffisante pour permettre l'apparition et la croissance de plantes dont on aura mélangé les graines ou les rizhomes à l'intérieur du mélange introduit dans l'ensachage, et/ou des arbustes qui auront été plantés, au stade aouté, dans la partie sommitale du produit d'assemblage. Le domaine d'application de ce procédé et de ce produit va de la protection des berges de rivières, à la protection des versants contre les érosions pluviales ou éoliennes, à la reconquête de milieux où la végétation a disparu ou n'a jamais existé. Il peut être utilisé pour renforcer les berges de lagunes, où, par l'introduction de plantes hélophytes adaptées, il peut concourrir à l'épuration des eaux usées ou pluviales. Il peut être utilisé efficacement en substitution de substrats naturels dans des programmes paysagers ou de production végétale à haute valeur ajoutée, ayant pour objectif la production de plantes rares ou de fleurs rares, en milieux naturels ou artificiels tels que des serres. Dans le cas de la protection des berges de rivières, ou de versants fluants, le produit d'assemblage est associé à des pieux végétaux enfoncés en quinconce, ou en ligne, dans le support naturel, pieux végétaux constitués de troncs de saules ou d'aulnes vivants (ou autres essences vivantes ou non), à forte capacité de reprise potentielle. Le produit d'assemblage est associé à l'aide de liens biodégradables et de liens non dégradables, à ces pieux qui constituent une liaison provisoire nécessaire jusqu'à développement des ensembles végétaux qui constituent l'objectif de la mise en place du produit et dont la fonction stabilisatrice est recherchée. Le premier développement du produit et du procédé tel que précédemment décrit est constitué par l'utilisation du produit et du procédé pour la protection des berges de rivières, canaux, lacs, de rivages maritimes, dans tous les lieux où la force de l'eau courante, batillante, battante, s'exerce soit frontalement, soit tangentiellement, en milieu ouvert, en surface libre. Le second développement du produit et du procédé tel que précédemment décrit est constitué par l'utilisation du produit et du procédé pour la protection des versants, des pentes fluantes en milieux hydriquement riches, pour stabiliser ces versants, ces pentes, comme sur les bords de tranchées d'autoroutes, ou les berges hautes de rivières ou de canaux, tous les endroits où les matériaux ameublis par l'eau peuvent glisser ou fluer. Le troisième développement du produit et du procédé tel que précédemment décrit est constitué par l'utilisation du produit et du procédé pour constituer un substrat naturel, mais indépendant d'un support, pour la pousse de végétaux ou d'arbustes. Dans ce dernier cas, il pourra être adjoint un apport par irrigation au goutte à goutte. Le procédé et le produit peuvent être associés à l'utilisation de nattes de coco ou de jute, ou de subsrats de type végétal. Le procédé et le produit permettront de stabiliser des nattes de coco qui seront par ailleurs agrafées au support. C'est le cas en particulier pour les berges de rivières au dessus de la zone de batillage et en dessous du point de rupture de pente sommitale. Le procédé et le produit peuvent permettre en particulier, l'établissement de lignes de ripisylves sur les sommets de berges stabilisées en flanc par une natte de coco ou de jute. Le procédé et le produit seront alors positionnés en bas de versant, de berge, pour maintenir le bas de la natte de coco ou de jute, enroulés dans cette natte et fixés aux pieux tels que défini plus haut. Préparation du produit et mise en place du procédé selon les caractéristiques définissant l'invention Selon les spécifications choisies par l'utilisateur, tant en terme de résistance mécanique de l'ensachage, qu'en terme d'hydrorétention/gonflements, qu'en terme de chargement en produits fertilisants, il sera possible de procéder à la fabrication du produit de la manière suivante : Préparation de l'enveloppe extérieure : utilisation d'un tissé de coco ou de jute aux contraintes mécaniques définies par l'utilisateur, pour constituer un ensachage d'un diamètre et d'une longueur définie par l'utilisateur, mais qui sera de dimensions telles que l'ensachage sera au minimum d'un diamètre de trente centimètres jusqu'à un mètre cinquante (en fonction du champ racinaire qui devra s'y développer), sur une longueur minimale de deux mètres jusqu'à cinq mètres, pour permettre une bonne continuité des fibres devant développer une résistance mécanique à la traction et à l'abrasion. Le tissage sera fait à simple corde, à double cordes, croisées, nouées, ou brésilien selon les demandes. Préparation du mélange intérieur : Copeaux hydrorétenseurs : utilisation de copeaux de coco provenant du broyage de coques de noix de coco. Ces coques de noix de coco sont placées en l'état dans un four de dessiccation pour subir une exposition de deux heures, en atmosphère normale à la température de quarante degrés. Cette dessication doit être effectuée en dessous de la température de point de feu de la noix de coco. Cette température de point de feu sera déterminée à chaque passe de séchage sur le mélange en fonction du degré de matière grasse de la matière à dessécher. Il pourra utilement être procédé au séchage en atmosphère anoxyque (azote par exemple). Copeaux chargés enfertilisants : utilisation de copeaux hydrorétenseurs parfaitement secs qui seront placés dans une solution de NPK et/ou de produits de traitement tels que fongicides ou pesticides selon les normes définies par l'utilisateur, pendant deux heures à pression atmosphérique normale. Les copeaux devront être totalement immergés. Pour ce faire, ils seront enfermés dans une capacité qui sera progressivement remplie jusqu'à débordement. La pression exercée sur ce liquide sera au minimum de un bar, mais pourra utilement être portée à cinq bars pour permettre une meilleure pénétration du mélange fertilisant. Compost complémentaire utilisation d'un compost naturel provenant de la décomposition de fibres et de bois de coco dans une enceinte fermée anaérobie. Il pourra être utilement substitué au coco toute fibre et matière végétale riche en cellulose. Ce compost de décomposition végétale riche en bactéries et en matière organique sera mélangé à de la craie ou de la chaux éteinte, pour composer un équilibre ajusté aux souhaits de l'utilisateur. Il pourra être substitué à la craie ou à la chaux éteinte de la terre locale de la zone de positionnement du produit selon les procédés de pose définis plus haut. Lorsque les copeaux hydrorétenseurs, les copeaux chargés de fertilisants et le compost complémentaires sont réalisés, ils sont malaxés à la bétonnière (ou autre moyen) et introduits sous pression à l'intérieur de l'ensachage à l'aide d'une extrudeuse à matériaux semi-solides. L'ensachage est ensuite fermé par ligature ou agrafage. Préparation des semences Les semences ou rizhomes de plantes qui seront introduites dans le produit seront enrobées d'un glacage composé d'un mélange soluble de pâte d'amidon déposée en voie liquide, avec un mélange de rotenone, afin de préserver ces semences en cas de mise en attente du produit. Les semences ne se développeront qu'à partir du moment où leur coquille d'enveloppement sera imbibée par de l'eau soit par imbibition, soit par arrosage. Le cycle végétatif devra cependant être respecté dans les dates de mise en place des semences en situation de germination. Application du produit Sur berge, versant. pente : planter des pieux espacés selon la demande, dont la base atteindra trois fois la hauteur du produit réalisé selon les demandes de l'utilisateur, sur une ligne de berge ou de versant (parallèle aux courbes de niveau), sur la longueur souhaitée par l'utilisateur. Dans la situation sans natte de coco ou de jute associée, positionner le produit le long de la ligne formée par les pieux sur la longueur choisie. Planter en quinconce, ou en ligne, une deuxième ligne de pieux espacés selon la demande, dont la base atteindra trois fois la hauteur du produit réalisé selon les demandes de l'utilisateur. Lier le produit en prenant plusieurs cordages de fibres (au moins cinq) et les ligaturer aux pieux, cela en base du produit et en haut du produit. Cette ligature sera faite soit à l'aide d'un cordage de coco ou de jute ou de chanvre biodégradable, soit à l'aide d'une ligature de métal (fer galvanisé) serré à l'aide d'une clé de serrage adaptée. Mouiller le produit pour obtenir un bon gonflement qui permettra de tendre la toile de l'ensachage du produit. Si l'on souhaite planter des rameaux aoutés d'arbustes, écarter les cordages de fibres du produit, à l'aide d'un plantoir, et introduire la motte du rameau aouté d'arbuste à la profondeur du collet de l'arbuste. Laisser évoluer naturellement. Dans la situation avec natte de coco ou de jute associée, positionner une natte de coco ou de jute qui passera sous le produit. Cette natte de coco ou de jute devra dépasser d'au moins d'une longueur égale à une demi-circonférence du produit. On posera alors le produit sur la natte de coco ou de jute ainsi positionnée derrière la ligne de pieux. On rabattera alors la natte de coco ou de jute par dessus le produit. On ajustera la natte de coco sur elle même à l'aide d'agrafes ou de ligatures selon les choix de l'utilisateur. Il sera ensuite procédé à la ligature du produit en incluant la natte de coco ou de jute sur les pieux comme dans le cas de la situation sans natte de coco ou de jute associée. Dans ce cas, cependant, il ne sera pas établi une seconde ligne de pieux en quinconce ou en ligne sur l'arrière, mais l'espacement entre les pieux de la ligne avant sera réduit à zéro mètre soixante quinze centimètres ; un autre pieu, de même dimension que les autres sera mis en place à la jonction des éléments composés de l'enveloppe et son contenu. Les éléments ainsi mis bout à bout, seront solidaires aux pieux les uns des autres et fixés par des ligatures biodégradables (ou non) ; cet ensemble, disposé sur toute la longueur, constitue un linéaire sur toute la zone à aménager. Sur zones plates ou plaques de béton ou de métal : Poser simplement le produit en lignes selon les choix paysagers souhaités par l'utilisateur. Il pourra être superposé un ou plusieurs produits pour constituer des reliefs et des bosses selon les choix de l'utilisateur. Le produit selon l'invention pourra être utilisé avec tous les types d'irrigation, quels qu'ils soient, par imbibition, par aspersion, par goutte à goutte, par submersion, à la plante, à la ligne, à l'aiguille ou tout autre moyen d'apport d'eau, salée ou non, avec ou sans additif de fertilisation, de pH acide ou alcalin. Le produit selon l'invention pourra être utilisé dans tous types de situations, sur tous types de sols ou de supports, dans des proportions appropriées aux fins culturales recherchées, en particulier pour tout ce qui concerne les résistances mécaniques et les capacités stabilisatrices ou anti-érosives recherchées. Les semences ou les plants seront soit initialement présents dans le produit, soit ensuite, déposés selon les procédés traditionnels. CONSEQUENCES DE L'UTILISATION DU PRODUIT SELON L'INVENTION En conséquence de cette utilisation, la croissance végétale va démarrer très rapidement, dans des conditions de stabilité et de résistance lui permettant d'atteindre les objectifs d'enracinement favorisant la reconstitution d'un couvert végétal et arbustif suffisamment dense pour éviter les reprises d'érosion ou des fluages de versants en environnements d'importance spatiale limitée. Une talle va très rapidement apparaître, résistante et dense, permettant le développement d'un réseau racinaire important. La présence des copeaux hydrorétenseurs va permettre de se substituer aux colloïdes argilolimoneux normalement présents dans les horizons supérieurs des sols, pour permettre de réguler l'apport d'eau aux plantes dans leur période de pousse ou de reconquête des milieux destabilisés, érodés. Le gain de résistance mécanique dans un premier temps de croissance des plantes, puis le gain de pousse racinaire dans un second temps de croissance va permettre de lutter efficacement contre les érosions de tout type qui ne relèvent pas des problèmes de paroxysmes naturels tels qu'ouragans, tornades, sur-saturation des milieux entraînant la liquéfaction des substrats, turbulences à des vitesses supérieures à deux mètres seconde sur les tangentes d'écoulements, etc... La méthode est, d'autre part, particulièrement efficace dans le cas de plantations en pépinières ou en plantations jeunes sur des sols ou des supports inertes ou inappropriés. REVENDICATIONS 1) Produit destiné notamment à permettre la lutte contre les érosions en berges de rivière ou sur des versants par la création d'un support mécanique sous forme d'un ensachage bio-dégradable, contenant des matières naturelles transformées ou non, avec additif de matières d'hydrorétention associées ou non avec des produits fertilisants, ainsi que des compost, avec des liaisons à la berge ou au support sous jacent par des liens ou ligatures adaptées. 2) Procédé de fabrication selon revendication 1, caractérisé par la préparation d'un ensachage biodégradable de type toile de coco ou de jute selon diverse densité, selon tous types de tissages 3) Procédé de fabrication selon revendication l, caractérisé par la préparation de copeaux de coquilles de noix de coco desséchés par tous types de procédés, dont en particulier en four à basse température, à objet de constituer un hydroretenseur biologique 4) Procédé de fabrication selon revendication 3, caractérisé par l'utilisation des copeaux par imbibition de ceux-ci par immersion pendant une durée adaptée dans une solution fertilisante ou chargée en produits de traitement ou de fongicides 5) Procédé de fabrication du produit selon revendication 1, caractérisé par le mélange de compost et de craie ou de chaux éteinte dans des dosages variables selon les nécessités d'utilisation. 6) Procédé de fabrication selon revendication 3,4, 5, sous forme de granulats malaxés dans un mélangeur, chaque produit étant dosé selon ses charges et ses propriétés selon un rapport de volumes ou de poids après imbibition, celui ci ayant de préférence un ratio d'imbibition de trente pour cent. 7) Procédé d'ensachage du produit selon revendication 1 à l'horizontale sur le site d'utilisation, à l'aide d'un extrudeur à matière semi-solides, sous forme de granulats et de copeaux, extrudeur mobile associé à un plateau agricole transporteur des composants du produit. 8) Utilisation du produit selon revendication 1, caractérisé par les étapes suivantes : a.-préparation du produit sur site ou à l'atelier de fabrication b.-positionnement des lignes de pieux de soutènement avec ou sans natte de géotextile associée c.-positionnement du produit le long des lignes de pieux de soutènement avec ou sans natte de géotextile associée d.-fixation du produit le long des lignes de pieux à l'aide de ligatures biodégradables ou non biodégradable e.-semis ou plantation d'arbustes aoutés en écartant les fibres de l'ensachage et en positionnant les semences (graines, rizhomes, ou plants) à une profondeur suffisante pour leur germination ou leur croissance 9) Utilisation du produit selon revendication l, caractérisé par les étapes suivantes : a.-préparation du produit sur site ou à l'atelier de fabrication b.-positionnement du produit en lignes ou en tas sur des substrats inertes ou impropres à la culture des plantes c.-semis ou plantation d'arbustes aoutés en écartant les fibres de l'ensachage et en positionnant les semences (graines, rizhomes, ou plants) à une profondeur suffisante pour leur germination ou leur croissance