Brevet FR2868087A1 — publié le 20050930

FICELLE BIODÉGRADABLE 1] La présente invention concerne une ficelle ou cordelette biodégradable, son procédé de préparation, ainsi que son utilisation, notamment dans le domaine de l'agriculture en général pour le maintien des végétaux, et en particulier des plantes, arbustes et arbres produisant des fruits ou des légumes. i0 2] L'utilisation de cordes, cordelettes, fils, ficelles et autres est aujourd'hui largement présente dans de très nombreux types de cultures, que se soient pour le tuteurage ou le palissage des plantes, arbres et arbustes, le maintien des parties de ces plantes, arbres et arbustes, notamment les branches et branchages sur lesquels se développent les fruits ou les légumes de ces cultures. 3] Ces cordes, cordelettes, fils et ficelles, regroupés sous le terme générique des ficelles dans la suite du présent exposé, sont à l'heure actuelle, très majoritairement réalisées à base de matières plastiques, polyester, polyamide et/ou polypropylène notamment. 4] Après utilisation, ces ficelles ne sont généralement pas réutilisés et sont jetées, enfouies dans la terre ou encore brûlées. Dans chaque cas, les matières plastiques constituant la ficelle contribuent directement, ou indirectement par les fumées dégagées lors de leur combustion, à une pollution environnementale toujours grandissante. 5] Il a donc été recherché de nouveaux constituants de ficelles qui soient biodégradables, c'est-à-dire qui puissent être naturellement dégradés sans produire de pollution substantielle de l'environnement. 6] Ainsi, des ficelles dites biodégradables ont déjà été proposées sur le marché. Toutefois, ces ficelles sont généralement relativement peu résistantes à la traction, ce qui représente un inconvénient majeur dans leur domaine d'application. 7] En effet, les ficelles utilisées en agriculture sont très souvent soumises à de très fortes contraintes, notamment lorsqu'elles sont utilisées pour le palissage, le tuteurage, ou encore lorsqu'elles servent elles-mêmes de tuteur sur lesquels poussent des plantes. 8] En outre, les contraintes appliquées auxdites ficelles deviennent de pus en plus importantes, lorsque les cultures commencent à se charger en fruits ou en légumes, et atteignent leur maximum juste avant la récolte. 9] Les ficelles biodégradables de remplacement proposées aujourd'hui présentent également le désavantage d'être souvent de couleur sombre et absorbent par conséquent une grande quantité de la lumière nécessaire à la bonne croissance des plantes. Ceci est particulièrement gênant pour les cultures réalisées en serre, où le manque de lumière est un facteur crucial, agissant directement sur le rendement des cultures. 0] Ainsi, un premier objectif de la présente invention est de fournir une ficelle possédant une bonne biodégradabilité, et dont les résidus ne 25 soient pas nocifs pour l'environnement. 1] Un autre objectif de l'invention est de fournir une ficelle biodégradable possédant une résistance à la traction élevée, et notamment une résistance suffisante pour soutenir des plants de cultures de fruits et de légumes. s 2] Un troisième objectif consiste à fournir une ficelle biodégradable, possédant une bonne résistance à la traction et n'absorbant que très peu la lumière, c'est-à-dire présentant une couleur essentiellement blanche. 3] D'autres objectifs encore pourront apparaître dans la suite du présent exposé. 4] 11 a maintenant été découvert que les objectifs précités sont so atteints en totalité ou en partie grâce à la ficelle selon l'invention qui se caractérise notamment par le fait qu'elle est essentiellement constituée de fils de coton et de fils de soie végétale. 5] Les fils de coton sont obtenus à partir de la fibre végétale provenant de la graine du cotonnier (Gossypium sp.). Les fils de soie végétale sont obtenus à partir de la fibre végétale de certains types de plantes, par exemple Cionura erecta (ou Marsdenia erecta) de la famille des Asclepiadaceae, genre Marsdenia. 6] Par biodégradable, on entend que la ficelle selon la présente invention peut être dégradée sous l'action d'agents physiques et/ou chimiques naturels, les produits de dégradation de ladite ficelle ne présentant pas de caractère nocif pour l'environnement. 7] Ainsi, grâce à ses composants naturels, la ficelle selon la présente invention présente une très bonne biodégradabilité et peut être mise en décharge, enfouie dans le sol, compostée ou même brûlée, les résidus de biodégradation ou de combustion étant non polluant pour l'environnement. 8] La vitesse de dégradation de la ficelle sera bien entendu fonction de l'épaisseur des fis et du nombre de fils présents dans ladite ficelle. 9] La quantité de fils de coton dans la ficelle selon l'invention est généralement comprise entre 40% et 60% en poids. La quantité de fils de soie végétale dans la ficelle selon l'invention est généralement comprise entre 40% et 60% en poids. 0] Ces proportions peuvent bien entendu varier et ne sont pas limitées aux valeurs précitées. Toutefois, ces valeurs répondent particulièrement bien au compromis résistance à la traction / coût de la ficelle. 1] De préférence, la ficelle selon l'invention comporte de 50% à 60% en poids de fil de coton et de 40% à 50% en poids de fil de soie végétale, de préférence encore environ 55% en poids de fils de coton et environ 45% en poids de fils de soie végétale. 2] Sans être un mode de réalisation préféré de la présente invention, la ficelle peut contenir, outre les fils de coton et les fils de soie végétale, un ou plusieurs autres fils, avantageusement naturels, tels que lin, chanvre, laine, soie, etc., mais aussi artificiels, comme les celluloses ou les esters cellulosiques, ou encore synthétiques, par exemple à base de polyester, polyamide, polyéthylène, polypropylène, polyacrylique, modacrylique, chlorofibres, élasthanne, fluorofibre, ou encore les aramides, ainsi que les fibres de verre, carbone ou céramique ou encore des fils métalliques, ainsi que des mélanges des fils précités. 3] Hormis la nature des fils (coton et soie végétale) qui sont les constituants essentiels de la ficelle selon l'invention, la structure de ladite ficelle pourra être de tout type connu de l'homme du métier. Par exemple, la ficelle selon l'invention est formé de deux ou plusieurs torons, lesdits torons étant eux-mêmes constitués d'au moins un retors comprenant au moins un fil de coton et au moins un fil de soie végétale, dans les proportions pondérales indiquées plus haut. 4] Avantageusement, la ficelle selon l'invention comporte 2, 3 ou 4 torons, de préférence 3 torons. Chacun des torons est constitué d'au moins un retors, généralement de 3 à 12 retors, et de préférence 3 à 9 retors, de préférence encore de 3, 6 ou 9 retors, par exemple 3 ou 9 retors. Chaque ro retors comprend un ou plusieurs fils de coton et un ou plusieurs fils de soie végétale. On préfère toutefois que chaque retors comprenne un fil de soie végétale pour deux fils de coton, et en particulier, chaque retors comporte un fil de soie végétale et deux fils de coton. 1s [0025] À titre d'exemple non limitatif, la ficelle selon l'invention présente, dans un mode de réalisation particulièrement avantageux un numéro métrique (Nm) compris entre 0,5 et 2, préférentiellement compris entre 0,8 et 1,2, plus préférentiellement de l'ordre de 1. Par numéro métrique, on entend la longueur de la ficelle (en kilomètres) par kilogramme de ficelle. 6] Comme indiqué plus haut, les retors sont constitués de fils de coton et de fils de soie végétale. On utilisera de préférence des fils de coton présentant un titre compris entre 10 et 1000 dtex, de préférence entre 50 et 500 dtex, de préférence encore environ 330 dtex par fil (c'est-à-dire environ 300 deniers ou encore une densité d'environ 330/1). Les fils de soie végétale présenteront quant à eux un titre compris entre 10 et 1000 dtex, de préférence entre 50 et 500 dtex, de préférence encore environ 330 dtex par fil (environ 300 deniers par fil). 7] Ainsi, une ficelle particulièrement bien adaptée aux utilisations selon l'invention possède les caractéristiques suivantes: retors constitués de 2 fils de coton titrant environ 330 dtex et d'un fil de soie végétale titrant environ 330 dtex; torons constitués de 3 retors définis ci-dessus; et ficelle constituée de trois torons, titrant au final de l'ordre de 1000 5 mètres par kilogramme. 8] La présente invention concerne également le procédé de préparation de la ficelle définie précédemment. Le procédé utilise les techniques connues de l'homme du métier spécialiste de la fabrication de so cordes, cordelettes, fils et ficelles. 9] Ainsi le procédé de l'invention fait appel aux techniques classiques d'assemblage de fibres et de brins, de retordage, de toronnage, etc. Les retordages et toronnages seront effectués en Z et/ou en S, c'est-à-- dire dans le sens horlogique (torsion à droite) et/ou anti-horlogique (torsion à gauche) respectivement. 0] Dans le cas de retordages ou toronnages successifs, il sera toutefois vérifié que ceux-ci soient effectués alternativement en Z (ou (S) puis S (ou Z). Deux toronnages ou retordages successifs en S (ou en Z) pouvant résulter en une ficelle ne possédant pas des propriétés de résistances, notamment à la traction, suffisantes. 1] Les retordages et toronnages sont effectués de manière classique sur des machines permettant des enroulements en S ou en Z, à des vitesses adaptées aux types de brins ou torons. En règle générale les vitesses de retordage sont comprises entre 10 et 1000 tours par minute, de préférence, dans le cas du procédé de la présente invention, entre 50 et 500 tours par minute. 2] Selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, le procédé de préparation de la ficelle comprend les étapes de: a) préparation de retors à partir de deux fils de coton et d'un fil de soie végétale, retordus à une vitesse de 90 tours par minute en Z; b) préparation de torons à partir de 3 retors, définis ci-dessus, retordus à une vitesse de 200 tours par minute en S; et c) élaboration de la ficelle proprement dite par toronnage de 3 torons définis ci-dessus à 90 tours par minute en Z. [0033] II doit être compris que le procédé décrit ci-dessus peut être modifié et adapté, en particulier en fonction du titre des fils de base utilisés io et/ou du titre final souhaité pour la ficelle. 4] En outre, comme indiqué plus haut, il peut éventuellement être avantageux d'inclure, dans le procédé de préparation ci-dessus, un ou plusieurs autres types de fils naturels, artificiels ou synthétiques, ou encore un ou plusieurs fils métalliques. Également, il pourra être envisagé d'introduire une âme (structure centrale) dans la ficelle et/ou dans les torons et/ou dans les retors. 5] Cette âme pourra être un simple fil ou bien une association d'un ou plusieurs fils, eux-mêmes éventuellement retordus ou toronnés. Ainsi, dans le but d'améliorer encore la résistance à la traction, tout en préservant un degré de biodégradabilité satisfaisant, il pourra être envisagé d'introduire une âme constituée d'un fil métallique au moment du toronnage des trois torons tels que définis précédemment. 6] La ficelle selon la présente invention, comportant des fils de soie végétale et des fils de coton comme décrit précédemment possède une remarquable résistance à la traction, tout en présentant un taux d'allongement relativement faible, de l'ordre de 10% au maximum, voire inférieur à 7%. 7] Ces remarquables propriétés, combinées à la biodégradabilité intrinsèque de la ficelle, et sa couleur blanc cassé, contribuent à une utilisation tout particulièrement intéressante de ladite ficelle dans le domaine de l'agriculture, horticulture, cultures des plantes maraîchères, des fruits et des légumes, que ce soit à l'extérieur ou sous abris, par exemple en serres. 8] Ainsi, un autre objet de la présente invention consiste en l'utilisation de la ficelle précédemment décrite pour le palissage, le tuteurage, et en général le maintien des végétaux. 9] La ficelle selon l'invention trouve une utilisation tout particulièrement intéressante pour les cultures en serre dites "longues", c'est-à-dire s'étendant sur plus d'une saison, en particulier pour la culture des tomates. 0] En effet, les plants de tomates nécessitent d'être maintenus par des tuteurs ou encore, et surtout dans le cas de cultures en serres, les plants de tomates sont tuteurés à des rampes de culture par des ficelles. Lors de l'apparition des fruits et de leur grossissement puis mûrissage, ceux-ci confèrent aux végétaux, et notamment au plant de tomates, une augmentation de poids très importante. 1] Les ficelles habituellement utilisées pour maintenir les plants sur les tuteurs ou les rampes de cultures doivent par conséquent offrir une très bonne résistance à la traction. Ainsi, par exemple pour les cultures de tomates en serres, les rendements sont élevés, c'est-à-dire que le nombre et la taille de fruits par plant sont élevés, entraînant un poids des plants à maintenir sur tuteurs ou rampes de cultures également très élevé. 2] L'usage de ficelles de chanvre, très répandu dans le passé, a disparu, leur résistance à la traction s'étant avéré bien insuffisante pour de telles cultures. D'autres ficelles biodégradables, et par exemple des ficelles à -9 base de jute, coton et sisal, plus résistantes, sont apparues sur le marché. Celles-ci offrent cependant l'inconvénient majeur de ne pas être suffisamment résistantes à la traction et ne présentent pas une couleur suffisamment blanche, absorbant ainsi une trop grande quantité de la lumière nécessaire à la croissance des végétaux, notamment ceux cultivés en serres. 3] D'autres solutions de remplacement de la ficelle de chanvre sont également apparues avec les ficelles à base de polypropylène qui so présentent une couleur blanche plus compatible avec la bonne croissance des plantes. Comme il a été dit précédemment, de telles ficelles ne sont pas biodégradables et sont par conséquent nuisibles à l'environnement. 4] La ficelle selon la présente invention est de couleur blanc cassé et est biodégradable. Elle présente en outre des propriétés de résistance à la traction et des propriétés tout à fait compatibles avec une utilisation comme ficelle de tuteurage des cultures précitées, notamment pour les cultures en serres de plantes grimpantes, par exemple de plants de tomates. 5] La ficelle selon l'invention est de plus parfaitement compatible avec les clips et autres moyens de fixation généralement utilisés dans les cultures de plantes, comme par exemple les plants de tomates, de concombres, d'aubergines, de courgettes, de melons, de poivrons, etc. [0046] Un autre avantage encore de la ficelle selon l'invention est sa grande souplesse, qui la rend particulièrement facile d'utilisation, notamment par rapport aux ficelles disponibles sur le marché, en particulier celles à base de polypropylène, qui sont relativement rigides. 7] La ficelle selon l'invention présente en outre une bonne résistance au rayonnement ultraviolet, ce qui la rend particulièrement adaptée aux cultures longues, ou encore cultures d'hiver, qui s'étendent sur des durées de 4 à 12 mois ou plus, plus particulièrement de 8 à 12 mois. 8] Enfin, en raison de son excellente biodégradabilité, la ficelle selon l'invention peut être compostée, incinérée et/ou enfouie dans le sol en même temps que les résidus de récolte. En plus d'être sans risque pour l'environnement, cette caractéristique représente un avantage majeur pour l'agriculteur qui trouvera ainsi un moyen simple, rapide et efficace de traiter les résidus de ficelle après utilisation. L'exemple suivant illustre l'invention sans la limiter en aucune façon. EXEMPLE Préparation d'une ficelle biodégradable constituée de fils de coton et de fils 15 de soie végétale. Nature des fils constitutifs: - fil de coton titrant 330 dtex; - fil de soie végétale (Cionura erecta, origine: Ukraine) titrant 20 300 deniers. Préparation des retors: Les retors sont préparés par retordage à une vitesse de 90 tours par minute, en Z, de deux fils de coton et d'un fil de soie végétale. Préparation des torons: Les retors préparés précédemment sont retordus, par lot de trois retors, en S, à une vitesse de 200 tours par minute. Élaboration de la ficelle: La ficelle est obtenue par toronnage de 3 torons définis ci-dessus à 90 tours par minute en Z. Caractéristique de la ficelle: La ficelle obtenue est d'une très grande souplesse et présente une couleur naturelle blanc cassé. Numéro métrique: 1000 mètres par kilogramme. Étirement maximal: 10%. Résistance à la traction répartie: supérieure à 40 kg. REVENDICATIONS 1. Ficelle biodégradable, caractérisée en ce qu'elle comporte des fils de coton et des fils de soie végétale. 2. Ficelle selon la revendication 1, caractérisée en ce que la quantité de fils de coton représente entre 40% et 60% en poids de la masse totale de la io ficelle et la quantité de fil de soie représente entre 40% et 60% en poids de la masse totale de la ficelle. 3. Ficelle selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que la quantité de fils de coton représente entre 50% et 60% en poids de ls la masse totale de la ficelle et la quantité de fil de soie représente entre 40% et 50% en poids de la masse totale de la ficelle, de préférence environ 55% en poids de fils de coton et environ 45% en poids de fils de soie végétale. 4. Ficelle selon l'une quelconque des revendications précédentes, 20 caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un ou plusieurs autres fils naturels, artificiels, synthétiques ou métalliques. 5. Ficelle selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle présente un numéro métrique compris entre 0,5 et 2, préférentiellement compris entre 0,8 et 1,2, plus préférentiellement de l'ordre de 1 kilomètre par kilogramme. 6. Ficelle selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend deux ou plusieurs torons, notamment 2, 3 ou 4 torons, chacun étant constitué d'au moins un retors, généralement de 3 à 12 retors, et de préférence 3 à 9 retors, de préférence encore de 3, 6 ou 9 retors, par exemple 3 ou 9 retors, chaque retors comprenant au moins un fil de coton et au moins un fil de soie végétale, de préférence un fil de soie végétale pour deux fils de coton. 7. Ficelle selon l'une quelconque des revendications précédentes possédant les caractéristiques suivantes: É retors constitués de 2 fils de coton titrant environ 330 dtex et d'un fil de soie végétale titrant environ 330 dtex; É torons constitués de 3 retors définis ci-dessus; et É ficelle constituée de trois torons, titrant au final de l'ordre de 1000 lo mètres par kilogramme. 8. Procédé de préparation de la ficelle selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant les étapes de: a) préparation de retors à partir de deux fils de coton et d'un fil de soie is végétale, retordus à une vitesse de 90 tours par minute en Z; b) préparation de torons à partir de 3 retors, définis ci-dessus, retordus à une vitesse de 200 tours par minute en S; et c) élaboration de la ficelle proprement dite par toronnage de 3 torons définis ci-dessus à 90 tours par minute en Z. 9. Utilisation de la ficelle selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans le domaine de l'agriculture pour le palissage, le tuteurage et en général le maintien des végétaux. 10. Utilisation selon la revendication 9, pour la culture en serres de plants de tomates, de concombre, d'aubergines, de melons ou de poivrons.