Brevet FR2914818A1 — publié le 20081017

La présente invention concerne un matériau de paillage épandable sur de la terre de culture pour empêcher le développement de mauvaises herbes et un procédé pour empêcher un tel développement. Le paillage (ou paillis / mulch / mulching) est une technique qui consiste s à recouvrir le sol de matériaux organiques, minéraux ou plastiques pour le nourrir et/ou le protéger. Ces matériaux sont déposés au pied des plantes dans les cultures et massifs. Le paillage protège le sol de l'évaporation, et les racines des végétaux du froid de l'hiver. En outre, le paillage est une des pistes explorées par les industriels du secteur comme alternative au désherbage chimique, car il 10 favoriserait l'activité biologique, en empêchant les herbes indésirables ou adventices de pousser. En effet, les désherbages chimiques, pratiqués dans les entreprises horticoles de production, l'agriculture et le jardinage, ont montré leurs limites d'efficacité. Aucune molécule herbicide, seule ou associée à d'autres molécules 15 complémentaires n'apporte une efficacité totale. L'emploi répété d'herbicide, y compris en respectant une alternance des familles chimiques, provoque plus ou moins rapidement les déplacements de flore ou des phénomènes de résistance, avec progressivement une baisse d'efficacité. Par ailleurs, la sensibilisation de la population vis-à-vis des phénomènes de pollution agricole des nappes 20 phréatiques, liés notamment à l'usage intensif des pesticides, dont les herbicides, est une nouvelle donne dans les pratiques culturales des agriculteurs, y compris les pépiniéristes. C'est pourquoi, la recherche de solutions alternatives au désherbage chimique est un axe de recherche important pour la profession. Plus particulièrement, dans le cas de cultures en pot, les pots sont disposés 25 sur une grande bâche avec un intervalle de 40 centimètres par exemple. Une rampe de traitement se déplace sur la bâche et pulvérise de l'herbicide sur les pots, mais surtout sur la bâche. Plus précisément, 80% de l'herbicide tombe sur la bâche, et par ruissellement gagne la terre et la nappe phréatique. Cette technique est donc néfaste pour l'environnement. 30 Si, à l'origine, le terme paillis dérive évidemment de paille, de nombreux autres matériaux naturels ou synthétiques sont utilisés pour former des paillis. Par exemple des disques ou films en matériau plastique peuvent être utilisés. Les paillis (ou mulch) utilisant des sous-produits végétaux, tels que les écorces, copeaux de bois, fibres de lin, etc., sont couramment utilisés comme couches de matériaux protecteurs posés sur le sol. Leur mise en oeuvre est relativement facile et de faible coût, mais leur efficacité contre les mauvaises herbes est généralement insuffisante. Par ailleurs, des phénomènes de faim d'azote sont la plupart du temps observés, avec un préjudice certain sur la croissance des végétaux en culture. La manière dont un paillis se décompose et réagit sous l'action de l'humidité apportée par la pluie ou la rosée détermine en grande partie son efficacité. Il arrive qu'un tel matériau pourrisse rapidement, plutôt que de se décomposer progressivement. Il peut se transformer en un paillasson formant une barrière qui bloque l'eau et l'air, au détriment des cultures. De plus, ce type de matériau peut être dégradé par le vent, la pluie, les oiseaux et les rongeurs, du fait de son manque de cohésion. Un but de la présente invention est donc de fournir un matériau de paillage d'efficacité herbicide améliorée, tout en étant perméable à l'air et à l'eau, avec innocuité sur les plantes cultivées. Un autre but de la présente invention est de fournir un matériau de paillage de forte adhésion sur le sol ou le substrat, et qui n'est pas dégradable rapidement par le vent, la pluie, les oiseaux et les rongeurs. Dans le domaine de la culture en pots, il existe déjà des disques de fibre végétale, dont l'efficacité est généralement insuffisante, leur mise en oeuvre est difficile et exigeante en main d'oeuvre avec un coût relativement élevé. Les disques ont un diamètre déterminé qui ne correspond pas toujours avec celui du pot. De plus, ils sont fait avec un trou central qui n'est pas toujours adapté au diamètre de la tige de la plante. Un développement d'herbe au collet des plantes est fréquemment observé. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités de l'art antérieur en définissant des produits biodégradables comme une alternative aux paillis en plastique, et avec une durabilité maîtrisée. La présente invention a aussi pour but et avantage d'améliorer l'aspect esthétique du matériau de paillage pour une meilleure présentation des plantes, dans les jardineries par exemple. Un autre but de la présente invention est de fournir un matériau de paillage facile à mettre en oeuvre, et notamment par système automatique sur une chaîne de production. La présente invention a aussi pour but de fournir un matériau de paillage dont les matériaux de base peuvent être fournis facilement et rapidement, de par leur grande disponibilité. Pour atteindre ces buts, la présente invention propose un matériau de paillage épandable en couche sur de la terre de culture pour empêcher le développement de mauvaises herbes, le matériau comprenant des granules de fibre végétale enrobés avec un gel structurant pour lier les granules entre eux et ainsi créer une couche de paillage stable et rigide sur la terre. Le gel structurant est un liant, tel qu'une colle, réalisant la jonction stable des granules au niveau de leurs points de contact en laissant un réseau de vides permettant le passage d'eau et d'air à travers la couche de paillage. Avantageusement, la fibre végétale est choisie parmi la rafle de maïs, l'épicéa et l'écorce de châtaignier. Avantageusement, les granules secs ont une granulométrie de l'ordre de 1 à 7 millimètres, avantageusement de l'ordre de 2 à 5 millimètres. Avantageusement, le gel comprend un parmi la méthylcellulose et la gomme de guar. Avantageusement, le gel comprend un assouplissant, tel que du latex. Avantageusement, le gel représente 5 à 12%, avantageusement 7,5 à 10% de la masse sèche des granules. Avantageusement, ledit matériau comprend en outre un bioherbicide, tel que des polyphénols ou des acides hydroxamiques. Avantageusement, les granules sont réalisés à partir de rafles de maïs qui sont broyées, encollées avec le gel, puis séchées pour obtenir un matériau granulaire sec fluide épandable. L'invention a également pour objet un procédé pour empêcher le développement de mauvaises herbes, comprenant les étapes suivantes : broyage d'une fibre végétale en granules, préencollage des granules avec du gel structurant, séchage des granules préencollés, épandage des granules secs préencollés sur de la terre de culture, arrosage des granules préencollés afin que le réencollage s'effectue pour créer une couche de paillage structurée à la surface de la terre. Avantageusement, le procédé comprend en outre une étape d'imprégnation des granules avec un bioherbicide. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description détaillée suivante d'un exemple de réalisation de l'invention donné à titre non limitatif. Le matériau de paillage selon l'invention comprend une couche de paillage élaborée à partir de granules de fibres végétales, pures ou en mélange, de texture variable. Ces fibres végétales peuvent comprendre des écorces de bois, des coques de sarrasin, des fibres de lin, de chanvre, de bambou, des fibres courtes de bois, des coques de lupin, des rafles de maïs, etc. Le processus de conditionnement sous forme de granules des fibres végétales est basé sur la préparation de la matière première selon deux techniques différentes : le broyage et l'extrusion. Le broyage est une opération mécanique qui consiste à réduire la taille des écorces suivant une dimension donnée. L'extrusion se fait au moyen d'une extrudeuse composée principalement d'une ou plusieurs vis sans fin tournant à vitesse déterminée à l'intérieur d'un fourreau cylindrique régulé en température. L'extrusion proprement dite peut être accompagnée d'une opération de défibrage, réalisée par la conjugaison des actions de compression et de cisaillement, permettant de séparer les fibres, d'augmenter le pouvoir absorbant de la matière et la surface spécifique. Le pouvoir absorbant est l'une des qualités indispensable à l'utilisation de ces fibres végétales pour toute application agronomique. La capacité de rétention des supports de culture assure à la plante la réserve nécessaire à sa demande en eau. De plus, dans le cadre d'une application des fibres végétales comme couche de paillage, il est important que l'eau puisse traverser rapidement la couche de fibres afin d'être plus facilement accessible à la plante. La perte de charge a une grande importance puisqu'elle règle la vitesse de percolation de l'eau à travers le nid de fibres. Selon ces critères et d'autres (pouvoir absorbant, perte de charge, taux de carbone total, taux de phénols, mouillabilité par gravitation, perméabilité de l'eau), différentes analyses menées sur des fibres végétales de nature et de granulométrie différentes ont été menées. Les meilleurs résultats ont été obtenus avec les fibres de chanvre et d'épicéa, la rafle de maïs et les écorces de châtaigniers défibrées. Ces fibres sous forme de granules secs ont de préférence une granulométrie de l'ordre de 1 à 7 millimètres, avantageusement de l'ordre de 2 à 5 millimètres. Le matériau de paillage épandable en couches de la présente invention comprend des granules de fibres végétales précédemment définies qui sont enrobées avec un gel structurant. Ce gel a pour fonction de stabiliser la couche de paillage en respectant la perméabilité à l'air et à l'eau. Ce gel permet la cohésion des fibres végétales entre elles et confère stabilité et rigidité à la couche de paillage dans des conditions climatiques en extérieur (tenue au froid, au vent, à la pluie, aux oiseaux...). L'enrobage ou encollage des fibres végétales peut être réalisé par imprégnation de ces fibres par différentes résines d'origine naturelle. Parmi ces résines ou colles naturelles, on peut citer par exemple les colles à base d'amidon (amidon de maïs, dextrine), les colles à base de protéines (caséine, gélatine), les colles à base de latex ou caoutchouc naturel, les colles à base de méthylcellulose (dérivé semi-synthétique de la cellulose), les colles à base de colophane (résine naturelle extraite des conifères), la gomme de guar, ou encore la farine de cameline, etc. Ces colles naturelles peuvent être pulvérisées directement avec un pistolet sur la couche de paillage, mais le pourcentage de liant risque de ne pas être constant et homogène. Une autre technique plus avantageuse consiste donc à immerger totalement la fibre dans une solution aqueuse contenant la colle. Des couches de paillage ainsi structurées par le gel structurant peuvent être de différentes épaisseurs, de préférence allant de trois millimètres à deux centimètres. Les fines épaisseurs permettent d'éviter des problèmes de séchage à coeur. La structuration de la couche de paillage par immersion des fibres peut être réalisée comme suit. Dans une première étape, une masse de colle naturelle correspondant à environ 5 à 12% de la masse de fibres végétales (équivalente en matière sèche) est dissoute dans un volume d'eau environ égal à la quantité que peut absorber la fibre. Dans une deuxième étape, les fibres végétales sont additionnées à la solution de colle et homogénéisées afin que l'ensemble de la préparation soit absorbée par la matière végétale. Il est possible de réaliser ensuite un moulage de la couche de paillage structurée à l'aide de moules (carrés ou de toute autre forme) et d'épaisseur allant de deux centimètres à trois millimètres. La forme, les dimensions et l'épaisseur des moules peuvent bien entendu être modifiées, selon l'application. Une dernière étape consiste à sécher la couche de paillage (moulée ou non) ainsi obtenue. Différentes procédures de séchage sont possibles, plus ou moins rapides selon les conditions de température utilisées. Une procédure de séchage à température ambiante permet déjà un séchage relativement rapide. La formulation de cette couche adhésive doit bien entendu respecter les impératifs de respirabilité, perméabilité, dégradabilité et de propriété mécanique du matériau de paillage selon la présente invention. Des tests de tenue de la structuration aussi bien à sec qu'à l'arrosage ont permis de déterminer que la méthylcellulose et la gomme de guar en mélange avec 50% de latex fournissent les meilleurs résultats. Le latex présente l'avantage d'apporter de la souplesse à la couche végétale structurée. La structuration de la rafle de maïs par la méthylcellulose chargée à 7,5% de la masse sèche de rafle fournit une couche de paillage résistant à l'arrosage au moins deux mois. De plus, le gel structurant selon l'invention ne rend pas le matériau hermétique à l'eau puisque ce dernier absorbe des quantités importantes d'eau surtout lors du premier arrosage. D'autre part, la colle utilisée ne se dissout pas dans l'eau d'arrosage. Avantageusement, les fibres végétales utilisées pour constituer le matériau de paillage épandable en couches de la présente invention peuvent être préencollées avec du gel structurant, séchées puis broyées. Les granules obtenus peuvent ainsi être facilement conditionnés dans des sacs, puis épandus sur de la terre de culture. Ils peuvent également être envoyés et intégrés directement sur une ligne mécanisée, de mise en pot des plantes par exemple. Le réencollage s'effectue au moment de l'arrosage. Un tel procédé nécessite moins de temps et surtout moins de main-d'oeuvre puisqu'il est prêt à l'emploi. Selon l'invention, il peut également être prévu que les couches de paillage soient additivées d'herbicide. De manière avantageuse, il s'agit d'un bioherbicide de façon à proposer un matériau de paillage totalement naturel, biodégradable et bioassimilable. Différents types d'actifs d'origine végétale présentant des propriétés bioherbicides peuvent être isolés et utilisés dans ce but. Le domaine de l'allélopathie notamment exploite la propriété de certains végétaux à libérer dans le sol des substances limitant le développement d'autres végétaux, notamment parasitaires. Parmi la grande diversité de molécules caractérisées comme agent allélopathique, et pouvant entrer dans la composition du matériau de paillage de la présente invention, on peut citer les composés phénoliques, les terpènes, les alcaloïdes, les acides hydroxamiques et notamment ceux du type benzoxaziname, qui constituent une famille chimique importante chez de nombreuses graminées. Ces composés phénoliques, par leur mode d'action, sont particulièrement intéressants dans la lutte contre les adventices. Les acides hydroxamiques sont synthétisés principalement dans diverses variétés comme le blé, le maïs, le sorgho et le seigle. De manière avantageuse, les couches de paillage structurées de la présente invention comportent des bioherbicides incluant des acides hydroxamiques extraits à partir de jeunes plants de maïs. D'autres types de bioherbicides, tels que les polyphénols, connus pour leurs propriétés antigerminatives peuvent être utilisés dans le matériau de paillage de la présente invention. Ils sont extraits à partir d'écorces de bois. En effet, les écorces de bois sont réputées être riches en composés polyphénoliques (tanins) qui possèdent des propriétés antioxydantes fortes et agissent ainsi comme bactéricides, fongicides et herbicides. Différents composés polyphénoliques, tels que l'acide allagique, l'acide gallique, l'acide digallique, ... peuvent être extraits des écorces de différentes essences de bois (châtaignier, pin, peuplier, chêne). Par exemple, des polyphénols isolés et concentrés, notamment à partir d'écorces de châtaignier par extraction dynamique (sous agitation) à froid (à température ambiante, pour éviter l'oxydation des polyphénols), peuvent entrer dans la composition du matériau de paillage selon la présente invention. De manière avantageuse, l'étape d'encollage des granules de fibres végétales et celle d'introduction des bioherbicides sont simultanées. En effet, la solution aqueuse du gel naturel peut être constituée par le jus d'extraction des polyphénols. La matière végétale est alors imprégnée par cette solution puis séchée, comme décrit précédemment. Selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, le matériau de paillage comporte de la rafle de maïs de granulométrie comprise entre 5 et 2 millimètres, encollée par de la méthylcellulose (7,5 à 10% en masse sèche de la rafle de maïs) et additivée de polyphénols extraits d'écorces de châtaignier. Les granules secs préencollés sont alors épandus sur de la terre de culture. Dans le cas de la culture en pots, le matériau de paillage peut être distribué par écoulement dans les pots à l'aide d'un poste approprié intégré dans la chaîne d'empotage. L'arrosage des granules préencollés permettra le réencollage pour créer une couche de paillage structurée à la surface de la terre. Grâce à l'invention, il est possible par un procédé simple et de moindre coût, d'empêcher le développement de mauvaises herbes. En effet, le procédé selon l'invention peut se résumer à cinq étapes principales : -broyage d'une fibre végétale en granules, préencollage des granules avec du gel structurant, séchage des granules préencollés, épandage des granules secs préencollés sur de la terre de culture, arrosage des granules préencollés afin que le réencollage s'effectue pour créer une couche de paillage structurée à la surface de la terre. Une étape d'imprégnation des granules avec un bioherbicide peut être ajoutée, ou bien réalisée simultanément avec le préencollage des granules. La présente invention a été décrite en référence à un mode de réalisation avantageux de celle-ci, mais il est clair qu'elle n'est pas limitée à ce mode de réalisation. Au contraire, un homme du métier peut y apporter toutes io modifications sans sortir du cadre de la présente invention tel que défini dans les revendications annexées. Revendications 1.- Matériau de paillage épandable en couche sur de la terre de culture pour empêcher le développement de mauvaises herbes, le matériau comprenant des granules de fibre végétale enrobés avec un gel structurant pour lier les granules entre eux et ainsi créer une couche de paillage stable et rigide sur la terre. 2.- Matériau selon la revendication 1, dans lequel la fibre végétale est choisie parmi la rafle de maïs, l'épicéa et l'écorce de châtaignier. 3.- Matériau selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les granules secs ont une granulométrie de l'ordre de 1 à 7 millimètres, avantageusement de l'ordre de 2 à 5 millimètres. 4.- Matériau selon la revendication 1, 2 ou 3, dans lequel le gel comprend un parmi la méthylcellulose et la gomme de guar. 5.- Matériau selon la revendication 3, dans lequel le gel comprend un assouplissant, tel que du latex. 6.- Matériau selon la revendication 4 ou 5, dans lequel le gel représente 5 à 12%, avantageusement 7,5 à 10% de la masse sèche des granules. 7.- Matériau selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre un bioherbicide, tel que des polyphénols ou des acides hydroxamiques. 8.- Matériau selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les granules sont réalisés à partir de rafles de maïs qui sont 10broyées, encollées avec le gel, puis séchées pour obtenir un matériau granulaire sec fluide épandable. 9.- Procédé pour empêcher le développement de mauvaises herbes, 5 comprenant les étapes suivantes : - broyage d'une fibre végétale en granules, - préencollage des granules avec du gel structurant, - séchage des granules préencollés, - épandage des granules secs préencollés sur de la terre de culture, 10 - arrosage des granules préencollés afin que le réencollage s'effectue pour créer une couche de paillage structurée à la surface de la terre. 10.- Procédé selon la revendication 9, comprenant en outre une étape d'imprégnation des granules avec un bioherbicide. 15