Brevet FR3069865A1 — publié le 20190208

I PROCÉDÉ DE PRODUCTION D'UN ACTIVATEUR BIOLOGIQUE DE CROISSANCE À BASE DE LOMBRICOMPOST ET DE PERCOLAT DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION La présente invention concerne un procédé de production d'un activateur biologique de croissance des plantes en phase liquide à base de lombricompost et de percolat, ainsi qu'un dispositif 10 de production permettant la mise en oeuvre d'un tel procédé. ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION Le système racinaire des plantes se développe pour prendre 15 dans le sol ou dans son milieu des nutriments essentiels pour la croissance de la plante, à savoir principalement de l'azote, du phosphore et du potassium désignés par l'acronyme « NPK ». L'absorption de ces nutriments essentiels par la plante ne se réalise toutefois que très difficilement, directement du 20 minéral au végétal. Dans les faits, cette absorption nécessite la présence de bactéries qui, après avoir colonisé le système racinaire en surface, vont capter les ions des nutriments indispensables et vont ensuite transmettre et apporter à la plante cette forme ionique des nutriments NPK. 25 Les bactéries bénéfiques aux systèmes racinaires, indispensables donc pour favoriser la croissance des plantes, sont produites pour l'essentiel par la faune vivante du sol, notamment avec les acariens, avec les déjections du système digestif des insectes, et plus particulièrement avec les 30 déjections des vers de terre. Mais on sait par ailleurs que les sols des exploitations agricoles, telles les grandes cultures, les cultures de légumineux ou les exploitations viticoles, sont de plus en plus pauvres en matière biologique, quels que soient les êtres vivants 35 - végétaux, animaux, champignons, micro-organismes - qui l'ont 2 fabriquée. Il faut donc rechercher d'autres voies susceptibles de fournir les bactéries nécessaires à une bonne stimulation de la croissance des plantes. Il est bien connu que les vers de terre constituent l'un des 5 premiers producteurs, si ce n'est le premier producteur, de bactéries par leur système digestif, le lombricompost et le percolat qu'ils dégagent constituant en effet des activateurs biologiques de croissance des plantes particulièrement performants. Un type d'installation connu réalisant une lombriculture, enseigné notamment par la demande de brevet EP-3013758, consiste en une installation de traitement et de valorisation d'effluents d'élevage, comprenant une unité de méthanisation des effluents réalisant un traitement des biogaz obtenus, une unité de cogénération délivrant de l'électricité et de la chaleur à partir de ces biogaz, une unité de culture hydroponique de micro-algues dans des photo-bioréacteurs alimentés par une partie de la phase liquide du digestat brut produit par la méthanisation et un système de séparation apte à délivrer une phase liquide de digestat et une phase solide comprenant les boues de digestat. Une telle installation est remarquable en ce qu'elle comporte de plus une unité de culture de macrophytes alimentée par l'eau ressortant de l'unité de culture des micro-algues et par une autre partie de la phase liquide du digestat brut produit par la 25 méthanisation, ainsi qu'une unité de lombriculture alimentée par la récolte des macrophytes et par les boues constituant la phase solide du digestat brut de la méthanisation. De cette manière, on réalise une optimisation écologique des différents produits obtenus au sein des unités de ladite 30 installation de traitement et de valorisation, qui sont avantageusement installés sur un même lieu. Les lombrics consomment les phases solides des boues de méthanisation. Le percolat chargé à 100% d'humidité, ainsi que le lombricompost produit, chargé à environ 85% d'humidité, 3 absorbent une partie des eaux produites par l'installation, en complément des eaux dissipées par évaporation et transpiration par la culture des macrophytes. La digestion par la culture des lombrics consiste à élever 5 des vers de terre sur un compost formant un support organique régulièrement arrosé par de l'eau, maintenant ainsi l'humidité indispensable à la survie des vers, pour réaliser un procédé biologique qui favorise la digestion de ces matières. Avantageusement, on utilise des vers de terre du type 10 « Eisenia andrel », encore appelés « vers de Californie », qui sont friands de matière organique, et qui sont donc bien adaptés pour cette fonction. Naturellement, les lombrics laissent échapper de leur tube digestif une déjection liquide de couleur brun foncé, inodore, appelée percolat, qui est très riche en 15 éléments minéraux et organiques, mais également très riche en bactéries anaérobiques. Le percolat est donc un excellent « fertilisant » qui peut être utilisé comme engrais liquide, mais à la condition toutefois de le diluer à raison de un volume dans dix volumes d'eau car ce produit est très concentré. Le percolat 20 a également l'inconvénient de ne pouvoir être stocké trop longtemps, car il perd alors en grande partie ses capacités nutritives pour les plantes. Quant au lombricompost récolté, qui provient des matières digérées par les lombrics (bactéries, acariens par exemple), il s'agit d'un produit pâteux, de couleur marron foncé, ressemblant à de la génoise, qui est généralement collecté sous la couche de vers (litière) dans les bacs des lombricomposteurs. Le lombricompost est riche en bactéries aérobiques et anaérobiques issues du système digestif des vers constituant une partie essentielle de la composition de l'humus du sol, mais aussi en azote, en phosphore, en magnésium, en cuivre, zinc, fer et manganèse, et à ce titre le lombricompost est utilisé aussi bien pour stimuler la croissance des racines des plantes, en couvrant leurs besoins en substances nutritives, que pour stabiliser les 4 sols en améliorant leur aération, leur drainage, ainsi que leur capacité à réagir contre les pluies acides dans la mesure où le lombricompost présente constamment une action neutre. Malheureusement, du fait de sa consistance pâteuse, le 5 lombricompost est actuellement essentiellement utilisé sous une forme déshydratée, et ce produit perd alors la quasi-totalité de ses bactéries, notamment les anaérobiques. Autrement dit, les deux matériaux précités - le percolat et le lombricompost - le premier riche en bactéries anaérobiques et 10 le second riche en bactéries aérobiques, posent des problèmes de stockage et de conservation de leurs propriétés nutritives. DESCRIPTION GÉNÉRALE DE L'INVENTION 15 La présente invention a notamment pour but de remédier à l'ensemble des inconvénients de la technique antérieure. Alors que les deux matériaux précités n'ont jamais été proposés à la commercialisation sous une forme associée, l'invention propose de les combiner par la mise en oeuvre d'un procédé bien 20 particulier, ce procédé permettant d'obtenir un produit final d'activation de la croissance des plantes faciles à réaliser et à exploiter par les cultivateurs. L'invention propose donc à cet effet un procédé de production d'un activateur biologique de croissance de plantes à base de 25 lombricompost et de percolat de lombriculture en phase liquide, ce procédé étant remarquable en ce que, après la dépose dans un réacteur du lombricompost et du percolat formant un composé, il comprend une étape de solubilisation du lombricompost dans le percolat en injectant de l'air à l'intérieur de ce composé. 30 Un avantage de ce procédé de production d'un activateur est que l'injection d'air dans le composé, en particulier dans le lombricompost plus solide qui s'est déposé au fond du réacteur, effectue un brassage de ce composé réalisant un mélange et une solubilisation du lombricompost dans le percolat liquide, en même temps qu'une homogénéisation de ce composé. 5 De plus, l'air injecté forme des bulles dégageant de l'oxygène dans la solution, ce gaz étant bien évidemment indispensable pour assurer la survie des bactéries aérobiques. On obtient ainsi un produit formant un activateur biologique de 5 croissance dont la qualité est élevée grâce à la densité des bactéries contenues à l'intérieur. Le procédé de production selon l'invention peut en outre comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. 10 Avantageusement, le procédé réalise l'étape de solubilisation du lombrocompost dans le percolat avec un composé comprenant une proportion de lombricompost comprise entre 30 et 70% de la masse totale de ce composé. De préférence, le composé peut comporter une proportion de 15 lombricompost comprise entre 40 et 60% de la masse totale de ce composé, cette proportion de lombricompost pouvant d'ailleurs être voisine de 50% de la masse totale dudit composé. Avantageusement, selon les quantités relatives de lombricompost et de percolat, l'étape de solubilisation est 20 conduite selon le procédé conforme à l'invention pendant une durée comprise entre 12 et 24 heures. Avantageusement, pendant cette étape de solubilisation, le procédé selon l'invention propose d'effectuer l'injection d'air en formant un jet de bulles à l'intérieur du composé. 25 De manière complémentaire, pendant l'étape de solubilisation, le procédé peut effectuer un brassage mécanique du composé. Avantageusement, après l'étape de solubilisation, le procédé comporte une étape de séparation du solide résiduel présent dans l'activateur biologique de croissance. 30 Dans les cas particuliers où le digestat serait excessivement chargé en bactéries, le procédé conforme à l'invention pourra comporter en outre une étape consistant à ajouter de l'eau au composé percolat/lombricompost afin d'augmenter le pouvoir de solubilisation du second dans le premier de ces deux éléments. 6 Par ailleurs, pour les cas où il conviendrait de prévoir des stockages plus longs du composé final obtenu, le procédé pourra prévoir une étape supplémentaire consistant à apporter du sucre audit composé final. 5 L'invention a aussi pour objet un dispositif de production d'activateurs biologiques de croissance remarquable en ce qu'il comporte des moyens mettant en oeuvre un procédé de production comprenant l'une quelconque des caractéristiques précédentes. Avantageusement, le dispositif de production précité comporte 10 un réacteur présentant une cuve qui est isolée thermiquement. Avantageusement, le dispositif comporte un système mécanique mobile, ou un dispositif d'injection de bulles d'air, apte à réaliser une agitation du composé. L'invention a enfin pour troisième objet un activateur 15 biologique de croissance de plantes à base de lombricompost et de percolat de lombriculture en phase liquide, cet activateur étant remarquable en ce qu'il est obtenu par la mise en oeuvre du procédé répondant à l'une quelconque des caractéristiques exposées ci-dessus. 20 BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS Les spécifications détaillées de l'invention sont données dans la description qui suit en liaison avec les dessins ci- 25 annexés. Il est à noter que ces dessins n'ont d'autre but que celui d'illustrer le texte de la description et qu'ils ne constituent donc en aucune sorte une limitation de la portée de l'invention. Dans ces dessins : 30 -la figure 1 est un schéma présentant différentes étapes d'une chaîne de production comportant le procédé de production selon l'invention ; -la figure 2 est un exemple de réacteur mettant en oeuvre ce procédé de production ; 7 -la figure 3 est un schéma d'un séparateur final traitant le produit obtenu par ce procédé de production ; -la figure 4 représente un autre exemple de réacteur apte à mettre en oeuvre le procédé de production d'activateurs 5 biologiques de croissance conforme à l'invention. DESCRIPTION DES MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS DE L'INVENTION La figure 1 illustre schématiquement une première étape 2 10 d'une chaîne de production comprenant une lombriculture qui produit du lombricompost 4 et un percolat 6 en phase liquide. A titre d'exemple, la lombriculture peut faire partie d'une installation conforme à celle décrite dans le document de l'art antérieur référencé en préambule de la présente demande de 15 brevet. Toutefois, toute autre installation de lombriculture produisant du lombricompost 4, riche en bactéries aérobiques, et un percolat 6, riche en bactéries anaérobiques, peut convenir. Dans une deuxième étape suivante 8 de stockage et de préparation, le lombricompost 4 et le percolat 6 en phase liquide 20 obtenus comme il est indiqué ci-dessus sont déposés l'un est l'autre dans un réacteur 24 (voir figure 2) recevant à l'intérieur un débit d'air 10 apte à réaliser un brassage mécanique permanent de ces deux éléments, et ce afin de solubiliser le produit pâteux que constitue le lombricompost dans 25 le percolat liquide et de transformer ainsi le composé de départ afin d'obtenir un composé désormais liquide. La proportion du lombricompost 4 introduit dans le réacteur représente entre 30 et 70% de la masse totale du composé, le reste étant formé par le percolat 6. Avantageusement, la 30 proportion du lombricompost 4 est comprise entre 40 et 60%, et idéalement elle peut être de 50% de la masse totale du composé constitué simplement de lombricompost et de percolat en phase liquide. Le débit d'air 10 forme des bulles dans le composé, bulles 35 qui agitent et mélangent la solution, tout en l'oxygénant afin 8 de maintenir en vie les bactéries aérobiques. le brassage du composé, assuré dans le réacteur grâce au débit d'air, peut durer entre douze et vingt-quatre heures, fonction des quantités relatives de lombricompost et de percolat, ce qui permet 5 d'obtenir une solubilisation optimale du lombricompost 4 dans le percolat 6. Plus la proportion de lombricompost sera élevée et plus le temps nécessaire à sa solubilisation dans le percolat sera élevé. En fonction de la charge en bactéries du percolat, et donc 10 de la capacité de ce liquide à solubiliser le lombricompost en vue d'obtenir finalement un composé liquide, l'opérateur, afin précisément d'augmenter le pouvoir de solubilisation du percolat, pourra ajouter de l'eau au composé percolat/lombricompost dans la proportion de 1 à 30% du volume total du nouveau composé 15 percolat/lombricompost/eau ainsi formé. En complément pour des stockages plus longs, notamment compris entre un mois et six mois, on effectue un apport de sucre 12, par exemple sous forme de mélasse, qui est indispensable pour maintenir les bactéries en vie durant cette période de stockage. 20 Au final, on obtient un activateur liquide brut 16, qui est avantageusement traité par une troisième étape suivante 18 dans un séparateur délivrant un liquide formant l'activateur biologique de croissance 22, facile à mettre en oeuvre pour les utilisateurs finaux, et un solide résiduel 20 représentant 25 environ 5% de la masse totale qui ne se solubilise pas dans le percolat 6. Le solide résiduel 20 obtenu par pressage au travers d'une grille présentant des mailles d'environ 0,5mm de diamètre, peut être commercialisé pour former un produit d'amendement des sols. 30 La figure 2 représente un réacteur 24 apte à réaliser la deuxième étape 8, lequel réacteur comprend une cuve cylindrique 30 isotherme, comportant une double paroi avec un isolant intermédiaire, disposée horizontalement sur des pieds 26. 9 Le dessus de la cuve 30 est doté d'une trappe 32 permettant l'introduction du lombricompost 4 et du percolat 6, voire celle d'eau en cas de percolat excessivement chargé en bactéries. La base d'une extrémité de la cuve 30 comporte une vanne de sortie 5 34 permettant, après un temps de réaction, l'extraction de l'activateur brut 16 comprenant le lombricompost 4 en solution dans le percolat 6. La cuve 30 est aussi pourvue à une extrémité d'un système 36 d'injection permanente d'un jet de bulles intensif, injectant à 10 la base du composé 38 le débit d'air 10 qui, en plus de l'oxygénation des bactéries, génère un mouvement constant à l'intérieur de ce composé pour réaliser la solubilisation du lombricompost 4. Le système de bullage intensif peut être de l'ordre de 15 cinquante litres/minute pour cinq m3 de composé à traiter. En complément, la cuve 30 peut comporter sur le dessus un système 42 de brassage mécanique permanent comprenant une motorisation électrique entraînant des pales de brassage 40. Bien évidemment, chacune des pales 40 du système de brassage 20 42 peut être pourvue d'une entrée et d'une sortie d'air, toujours dans le but de générer un mouvement permanent dans le composé. L'injection d'air peut être assurée par saccades, ou en continu. La figure 3 représente un séparateur 50 comportant suivant un même axe, a partir d'un côté appelé par convention côté 25 arrière, un motoréducteur 52, puis une vis sans fin 56 ajustée dans un corps cylindrique 54 disposé en bout de ce motoréducteur. Le corps cylindrique 54 comporte vers l'arrière une trémie supérieure 64 recevant l'activateur brut 16 venant du réacteur 24, activateur qui est alors entraîné par la vis sans fin 56 vers 30 l'avant. Par sa rotation, la vis sans fin 56 presse l'activateur brut 16 vers l'avant, contre un bouchon 58 fermant toute la section avant de cette vis. L'effort de pression sur l'activateur brut 16 réalise un essorage de cette matière, qui dégage un liquide passant au 10 travers d'une grille de filtration 60 ajustée en dessous de la vis sans fin 56, comportant des mailles présentant par exemple une section de passage de 0,5mm. Ainsi, on obtient d'une part l'activateur biologique de 5 croissance liquide 22, qui est récupéré par une trémie inférieure 62 disposée en dessous de la grille de filtration 60, et d'autre part le solide résiduel 20 qui est évacué après chaque ouverture ou effacement provisoire du bouchon 58. Un tel bouchon 58 peut par exemple être formé de deux portes 10 pivotantes, normalement fermées afin d'obstruer totalement la sortie avant du corps 54, portes qui s'ouvrent automatiquement par contrepression au-delà d'une certaine contrainte exercée par l'amas de solide résiduel 20, au fur et à mesure de la formation de cet amas. 15 Le bouchon 58 peut également être réalisé à partir d'un diaphragme. On peut en particulier utiliser l'activateur biologique de croissance 22 pour enrober des semences au préalable avant les semailles. 20 En variante, on peut utiliser directement l'activateur biologique de croissance 22 au moment des semailles, avec un capillaire donnant un écoulement du produit sur les semences en cours de dépose. La distribution du produit liquide est facile et simple, en particulier avec une pompe doseuse qui peut être 25 intégrée sur le semoir. Des essais effectués avec l'activateur biologique de croissance 22 utilisé sur un champ de maïs avec un dosage de 150 litres par hectare, et sur un champ de blé avec un dosage de 300 litres par hectare, ont montré un bon développement du système 30 racinaire de ces cultures. Plus particulièrement, sur des cultures de maïs, les essais ont montré un meilleur taux de levée des grains de maïs semés, une attaque moindre par la mouche du maïs, ainsi qu'un meilleur enracinement, ce qui améliore les rendements de ces cultures et 11 une meilleure résistance aux déficiences hydriques, par exemple celles encore dénommées « coups de chaud » liées à des chaleurs excessives. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seuls 5 modes d'exécution préférentiels décrits ci-dessus. Elle embrasse au contraire toutes les variantes possibles de réalisation, pour autant que ces dernières ne sortent pas du cadre délimité par les revendications ci-jointes qui définissent la portée de la présente invention. 10 Il en est ainsi par exemple de la forme du réacteur dans lequel on obtient la solubilisation du lombricompost dans le percolat en vue d'obtenir un composé constituant sous forme liquide l'activateur biologique de croissance de plantes amélioré, ainsi que l'invention le propose. Il a été représenté 15 à la figure 4 un autre exemple de réacteur 46 dont la cuve isotherme 30 est en forme de silo. La cuve 30 repose par exemple sur un pied qui enferme le système 36 d'injection du jet de bulles 10. La cuve 30 est fermée à sa partie supérieure par un bouchon 44, bouchon qui est amovible afin de permettre 20 l'introduction dans la cuve du lombricompost 4 et du percolat 6, voire celle d'eau, voulue si cela est nécessaire pour augmenter le pouvoir de solubilisation du percolat, ou encore celle de sucre, sous la forme de mélasse, en vue d'obtenir REVENDICATIONS1 - Procédé de production d'un activateur biologique (16) de croissance de plantes à base de lombricompost (4) et de percolat de lombriculture (6) en phase liquide, caractérisé en ce que, après la dépose dans un réacteur (30) du lombricompost (4) et du percolat (6) formant un composé (38), il comprend une étape (8) de solubilisation du lombricompost (4) dans le percolat (6) en injectant de l'air (10) à l'intérieur de ce composé (38). 2 - Procédé de production selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il réalise l'étape (8) de solubilisation avec un composé (38) comprenant une proportion de lombricompost (4) comprise entre 30 et 70% de sa masse totale. 3 - Procédé de production selon la revendication 2, caractérisé en ce que le composé (38) comprend une proportion de lombricompost (4) comprise entre 40 et 60% de sa masse totale 4 - Procédé de production selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, selon les quantités relatives de lombricompost et de percolat, il effectue l'étape (8) de solubilisation pendant une durée comprise entre 12 et 24 heures. 5 - Procédé de production selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, pendant l'étape (8) de solubilisation, il effectue l'injection d'air (10) en formant un jet de bulles à l'intérieur du composé (38). 6 - Procédé de production selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, pendant l'étape (8) de solubilisation, il effectue un brassage mécanique du composé (38). 13 7 - Procédé de production selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, après l'étape (8) de solubilisation, il comporte une étape (18) de séparation du solide résiduel (20) présent dans l'activateur biologique de 5 croissance (16). 8 - Procédé de production selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une étape consistant à ajouter de l'eau au composé 10 percolat/lombricompost afin d'augmenter le pouvoir de solubilisation du second dans le premier de ces deux éléments. 9 - Procédé de production selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en 15 outre une étape consistant à apporter du sucre au composé final (38). 10 - Dispositif de production d'activateurs biologiques de croissance (16), caractérisé en ce qu'il comporte des moyens 20 mettant en oeuvre un procédé de production selon l'une quelconque des revendications précédentes. 11 - Dispositif de production selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comporte un réacteur présentant une cuve 25 (30) qui est isolée thermiquement. 12 - Dispositif de production selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce qu'il comporte un système mécanique mobile (42) ou un dispositif d'injection de bulles d'air (36), apte à 30 réaliser une agitation du composé (38). 13 - Activateur biologique de croissance de plantes à base de lombricompost et de percolat de lombriculture en phase liquide, caractérisé en ce qu'il est obtenu par la mise en oeuvre du procédé 35 conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 9.