Brevet FR2866515A1 — publié le 20050826

Description - Etat de la technique L'objet de ce document est de présenter une amélioration dans le procédé de ramassage des plantes fibreuses, et notamment du lin. L'objectif de cette évolution est de simplifier et d'accélérer le processus de traitement de telles plantes, afin de passer d'une culture traditionnelle à des productions textile et industrielle. Ce nouveau mode de transformation, opérationnel grâce à la création d'une machine spécifique, peut permettre = o de générer des gains de production et de rendement, et rendre ainsi le produit final plus accessible à des débouchés industriels ; o d'envisager un élargissement des zones de semailles, dans des environnements climatiques plus variés que ceux définis aujourd'hui : terre riche, profonde, climat tempéré et humide. C'est le lin textile qui nous intéresse plus particulièrement. Sa caractéristique principale est la longueur de sa tige, peu ramifiée au sommet et riche en fibres. La fibre longue caractérise le lin textile et représente l'élément déterminant des différentes contraintes de la chaîne de transformation, dont l'objectif primordial est de préserver la longueur des fibres. Traditionnellement, le lin est semé vers mars-avril et sort de terre en mai mais ses petites fleurs bleues ne verront le jour qu'en juin. La récolte se fait par arrachage lorsque les capsules sont jaune-vert. Le rouissage permet la décomposition des ciments qui lient les fibres. Les graines de Lin sont utilisées : o pour la sélection des graines de semences ; o pour la production d'une huile à usage industriel ; o en complément dans l'alimentation animale. La maturité de la plante est atteinte en juillet, elle sera alors arrachée ( et non coupée ). L'arrachage a lieu, selon les conditions climatiques, 16 à 17 semaines après les semailles. Le processus actuel de ramassage et de transformation du lin est le suivant : o ramassage du pied entier, avec des machines agricoles type 'enrouleuse' ; ces machines ramassent les tiges de lin qui sont alignées au sol. sur un ou deux rangs de lin ou andains. Il est à remarquer que les capsules pleines de graines reposent également au sol et feront l'objet d'un traitement ultérieur. Le ramassage intervient après un temps de séchage au sol, pendant lequel le lin aura été retourné, pour favoriser le démarrage du processus naturel du rouissage. o Les balles de lin, ainsi enroulées, sont acheminées vers des sites de transformation pour le teillage et le peignage. o C'est au niveau du teillage que les tiges des plantes seront broyées et nettoyées. Notre solution de modification s'inscrit au début de la chaîne du processus de transformation du lin. Elle consiste à travailler sur des andains dont les tiges de lin ont été préparées (tête et pied sectionnés lors d'une précédente opération). Pendant le ramassage de la plante de lin ainsi tronquée, la machine assurera un broyage, afin de briser la tige centrale appelée bois en petits fragments ou anas, ainsi qu'un écorchage pour débarrasser la tige des anas. Ainsi, en sortie de machine, le lin sera quasiment dépourvu des anas. Pour la mise en u̇vre du processus, nous nous proposons de concevoir, développer, construire et mettre sur le marché une seule et même machine agricole adaptée spécifiquement à ce travail. Cette machine procèdera aux opérations suivantes, selon la figure 1 : o le ramassage (D o le broyage o le décorticage par scarification et nettoyage o la récupération éventuelle des déchets de broyage (anas ou bois) o la mise à plat des fibres nettoyées o le conditionnement en forme de balles de fibres longues, rondes ou rectangulaires Le présent projet d'invention concerne une machine à ramasser le lin qui, en plus de sa spécificité de ramasser et d'enrouler le lin en balle, procédera à un broyage pour casser la tige centrale de la plante, puis un décorticage par écorchage par un procédé de scarification moins agressif que ceux existant actuellement. Ce processus permet d'éliminer la majorité des anas, tout en préservant le plus de fibres possibles. La machine présentera les mêmes caractéristiques techniques que les ramasseuses de lin connues sur le marché, pour ce qui concerne le procédé de ramassage et celui de la préparation des balles. Ses complémentarités techniques vont s'exprimer : a) au niveau du broyage . Les noix de broyage ont des caractéristiques techniques similaires à celles que l'on trouve sur les sites de teillage. La différence dans le cas présent est qu'elles sont opérationnelles en champ. b) Au niveau du décorticage (D. Les turbines actuellement utilisées pour scarifier en site de production sont équipées de griffes métalliques. Les turbines se croisent pour enlever, sur une moitié de tige tout ce qui est bois. Le travail est ainsi répété deux fois, sur chaque moitié de tige. Une partie de l'innovation que nous apportons est le procédé de scarification par deux paralléliseurs-décortiqueurs présentés sur la figure 2. Le système se comporte de deux ensembles permettant de travailler et nettoyer les deux faces de la tige de lin. Les courroies de transport achemineront les tiges de lin sur une distance plus courte (env. lm, au lieu de 2 à 3m actuellement). Les lamelles de scarification utilisées seront d'un type de matériau 'doux' type bois, cuir, ou autre. Ce procédé - peu agressif - permettra de ne sortir que le bois de l'intérieur de la tige, et donc de préserver un maximum de fibres, longues notamment. c) Au niveau du broyage et du décorticage sur 'site industriel'- Il est à noter que notre procédé peut s'adapter parfaitement sur un poste fixe en site industriel. d) Une récupération éventuelle des déchets de broyage pourra être installée afin de recycler les déchets vers un débouché industriel. e) Après une mise à plat , les fibres nettoyées qui seront enroulées présenteront probablement un aspect un peu grossier, qui sera éliminé par un aménagement des machines de peignage actuelles. Cette production de fibres 'grossières' pourra être orientée également vers un procédé de bio-affinage qui permettra l'obtention d'une fibre haute technologie, à débouchés textile et industriel (par exemple en base de matériau composite). f) L'évolution technologique va se traduire par une nouvelle organisation des différentes fonctions de la ramasseuse, présentée sur la figure 3. Sur les ramasseuses 'traditionnelles', le poste de commande est latéralisé. Dans la nouvelle configuration, le poste de commande sera en avant et central . libérant ainsi un espace latéral et arrière permettant ainsi l'implantation des dispositifs de broyage, scarification, nettoyage et conditionnement en balles des fibres longues. Les buts, avantages et caractéristiques du procédé et de la machine selon l'invention sont mentionnés ci-après. Gain de temps en site de teillage - La nouvelle ramasseuse avec son procédé de broyage et de décorticage intégré apportera en site de transformation un lin déjà préparé. Le temps de traitement s'en verra significativement diminué. Promotion d'un lin de qualité industriel à moindre coût - Cette solution permet de promouvoir un lin industriel - dont le nom pourrait être 'lin technique' - que l'on produira à moindre coût, tout en préservant la qualité actuelle. En effet, les opérations agricoles seront moindres ; la première transformation de teillage sera allégée au maximum pour en diminuer les coûts, mais également les pertes de fibres dues au process actuel d'extraction des anas. L'obtention de ce lin industriel facilitera le développement du lin vers des débouchés industriels, dans tous les domaines.Cette démarche s'inscrit dans le cadre du développement durable, et plus particulièrement vers la production de matériaux composites présentant des caractéristiques de résistance exceptionnelle mais également de biodégradabilité. Augmentation de la production et du rendement - L'objectif est de récolter uniquement les fibres longues et d'atteindre un rendement de 30kg de lin transformé (au lieu de 15kg de lin teillé) pour 100kg de lin paille. Mise en conformité de la ramasseuse aux normes sécuritaires - l'installation d'une cabine ad hoc pour le conducteur de la machine constitue un réel progrès, aux plans Hygiène, Sécurité, Environnement. Pondération du risque climatique sur la production - Cette opération de transformation a pour but de diminuer, voire supprimer, un risque difficilement chiffrable relatif au temps climatique et temporel imparti aujourd'hui au rouissage au sol. Le délai peut se compter de quelques jours à plusieurs semaines. Le temps peut occasionner parfois, sous certaines conditions climatiques défavorables, la perte totale de la récolte, cf. les récoltes 1974-1975, et la diminution de 27 % de la production en Normandie pour 2001 (source: Chambre Régionale d'Agriculture de Normandie). La section de la tête et du pied accélère le rouissage naturel du lin et assure un meilleur contrôle du début de la chaîne de transformation. Le gain de temps de transformation est de l'ordre de 3 à 4 semaines. Implication économique du lin industriel dit 'lin technique' dans la filière textile Dans l'éventualité ou l'on intégrerait ce lin technique dans une filière lin textile, et qu'il faille appliquer des techniques de rouissage (enzymatiques, bioaffinage, ou autres) le fait d'avoir déjà sectionné tête et pied de la plante de lin favorise l'absorption de l'air, diminue les coûts de séchage et de traitement associé, et par la même les besoins énergétiques. Cette évolution de transformation d'une matière naturelle, tout en accompagnant sa culture traditionnelle vers un débouché industriel, s'inscrit dans le cadre du développement durable par son souci de valoriser une fibre exceptionnelle en préservant sa qualité, tout en diminuant les coûts de production (énergétique, transport,...), sans pénaliser l'environnement. L'exploitation de cette innovation technologique permettra de se réapproprier une valeur ajoutée qui avait quitté notre territoire, et donc de créer et développer de nouveaux emplois. REVENDICATIONS 1. Procédé pour conditionner en balles des tiges de plantes fibreuses, notamment de lin, disposées en andain sur le sol, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à ramasser les tiges disposées en andain et dont les pieds et les têtes ont été coupées, à broyer les tiges ramassées afin de casser le filament de bois qu'elles renferment, à décortiquer les tiges broyées afin de les débarrasser des fragments de filament de bois et des anas, à disposer à plat les tiges ainsi nettoyées et à enrouler ces dernières sous forme de balles. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de décorticage est réalisée en deux phases dans chacune desquelles le décorticage des tiges est assuré sur une moitié de la périphérie de celles-ci. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend une étape consistant à récupérer les fragments de filament de bois et les anas. 4. Machine pour conditionner en balles des tiges de plantes fibreuses, notamment de lin, disposées en andain sur le sol, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens pour ramasser les tiges disposées en andain et dont les pieds et les têtes ont été coupées, des moyens pour broyer les tiges ramassées afin de casser les filaments de bois qu'elles renferment, des moyens pour décortiquer les tiges broyées afin de les débarrasser des fragments de filament de bois et des anas, des moyens pour disposer à plat les fibres ainsi nettoyées, et des moyens pour enrouler ces dernières sous forme de balles. 5. Machine selon la revendication 4, caractérisée en ce que les moyens de décorticage comprennent deux ensembles paralléliseurs-décortiqueurs assurant chacun un décorticage sur une moitié de la périphérie des tiges. 6. Machine selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des moyens pour récupérer les fragments de filament de bois et les anas. 7. Machine selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisée en ce qu'elle comporte une cabine de conduite située à l'avant et en partie centrale.