EP3003663A1 - Procede de fabrication d'un materiau composite a base de fibres naturelles ensemencees avec du mycelium et piece obtenue avec un tel procede. - Google Patents

Procede de fabrication d'un materiau composite a base de fibres naturelles ensemencees avec du mycelium et piece obtenue avec un tel procede.

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Publication number
EP3003663A1
EP3003663A1 EP14733262.1A EP14733262A EP3003663A1 EP 3003663 A1 EP3003663 A1 EP 3003663A1 EP 14733262 A EP14733262 A EP 14733262A EP 3003663 A1 EP3003663 A1 EP 3003663A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
substrate
parts
mycelium
weight
mycelial
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP14733262.1A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Laurence LABOUTIERE
Eric LEMIERE
Alain MECHINEAU
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Menuiseries Elva
Original Assignee
Menuiseries Elva
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Filing date
Publication date
Application filed by Menuiseries Elva filed Critical Menuiseries Elva
Publication of EP3003663A1 publication Critical patent/EP3003663A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L97/00—Compositions of lignin-containing materials
    • C08L97/02—Lignocellulosic material, e.g. wood, straw or bagasse
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L5/00—Compositions of polysaccharides or of their derivatives not provided for in groups C08L1/00 or C08L3/00
    • C08L5/08—Chitin; Chondroitin sulfate; Hyaluronic acid; Derivatives thereof
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/74—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
    • E04B2001/742—Use of special materials; Materials having special structures or shape
    • E04B2001/745—Vegetal products, e.g. plant stems, barks
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/24—Structural elements or technologies for improving thermal insulation
    • Y02A30/244—Structural elements or technologies for improving thermal insulation using natural or recycled building materials, e.g. straw, wool, clay or used tires

Definitions

  • the present invention relates to a process for manufacturing a composite material from natural organic fibers seeded with mycelium and also to a process for producing a composite material from natural organic fibers seeded with mycelium and a piece of determined shape obtained from such a material.
  • Such panels are bad acoustic insulators. In addition, they exhibit high combustibility if they are not specially treated with flame retardants during their manufacture.
  • fire resistant materials such as those obtained from a mixture incorporating cement for example magnesian or Portland. If such materials can, by their mainly mineral constitution, be well classified in their fire resistance, they are on the other hand less resistant to moisture, and / or prove to be heavy and brittle and little noise dampers.
  • CN 103 073 2234 is known a process for the preparation of acoustic damping material based on a mixture of cotton and mycelium and then drying at 50 ° C. Such a method does not make it possible to obtain a rigid material and does not really solve other problems such as fire resistance.
  • the present invention aims to provide a method and a piece of determined shape, obtained in particular by such a method, responding better than those previously known to the requirements of the practice, in particular in that it provides a non-toxic piece that can be molded and / or machined, which is acoustically insulating, good fire resistance, hydrophobic, simple in its design and in its operating mode and still having excellent mechanical strength due to its compactness and very high cohesion.
  • One of the objects of the present invention is therefore to produce a plate that can be used outside, that is to say, resistant to rain and bad weather, that is acoustically insulating and that has good fire resistance.
  • Another object is to provide a shaped part of a material that offers multiple possibilities of molding and / or machining, drilling, cutting, milling, turning etc .... It will also be possible with the invention to form multilayer parts of several more or less fibrous materials to ultimately obtain an excellent aesthetic rendering, comparable to those obtained with wood.
  • the invention starts from the idea of using straw seeded with mycelium to, through a very high compression exerted when hot, to obtain a compact material which presents totally unexpected results both in term of sound quality, only water-repellent and / or flame retardant characteristics.
  • This binder has excellent adhesive and / or tacky properties, the part obtained at least partly so by thermoforming being of great strength and strong cohesion.
  • the material obtained is similar to a plastic material, because of the ramifications of the mycelium imbricated with and / or impregnating the organic fibers intimately.
  • the techniques used in plastics can even go to the injection, will be made possible.
  • the present invention notably proposes a process for manufacturing a composite material (100% biodegradable), in which a mixture of natural organic fibers is prepared, seeded with mycelium, and the mixture thus seeded is incubated for a period of one year. period of time determined to form a mycelial substrate, characterized in that, before seeding with mycelium, the mixture of natural organic fibers is pasteurized,
  • the determined period of time is arranged so that the mycelial substrate comprises per 100 parts by weight of substrate, between 2 parts and 60 parts by weight of dry mycelium and between 10 parts and 30 parts by weight of water,
  • dry mycelium living mycelium comprising per 100 parts by weight of material, less than 12 parts by weight of water.
  • incubation storage under conditions of determined standard temperature, humidity and O 2 / CO 2 partial pressures. These are known to those skilled in the art who will use them to produce the mycelial substrate used by mushroom growers to produce mushrooms.
  • the inoculated mixture or compost is placed in tanks or bags placed in an enclosed room in which the temperature, the humidity and the rate of oxygen and carbon dioxide are monitored, for example for two weeks, by example at a temperature between 22 ° and 25 °.
  • Pasteurization means the process used in a known manner in the mushroom industry (conditions of temperature, pressure and humidity known and / or easily further determined by those skilled in the art).
  • the mycelial substrate is enriched considerably in mycelium progressively to the detriment of lignocellulosic fibers (natural organic fibers) which are gradually modified with change of their appearance and their property.
  • the relative amount of mycelium and natural fibers will therefore vary according to the initial proportions and the incubation period and will depend on the mycelium used, the natural fibers used and the duration and incubation conditions (temperature, pressure, humidity etc ..)
  • one or more of the following provisions are also and / or in addition:
  • the mycelial substrate is compressed by at least two successive stages in a mold at a pressure greater than or equal to 25 bars, leaving the compressed substrate degassing between at least the first bearing and the second bearing, to form a piece of the mold dimension;
  • the substrate is ground and mixed with another fibrous material before compression;
  • the incubation is carried out in a first mold of determined form
  • the fiber mixture is formed of straw
  • the mycelium is obtained from fungal species selected from one or the other of the following species: the yellow oyster mushroom (Pleurotus citrino-pileatus), the Shitake (lentinus edodes) and the gray oyster mushroom (Pleurotus astreatus, Pleurotus pulmonarius, Hybrid Pleurotus, Pleurotus colombinus);
  • the compression pressure is greater than 40 bar absolute, advantageously greater than 60 bar absolute;
  • the compression is carried out according to several repeated pressure / degassing cycles during determined times, for example three cycles each comprising a compression of one to several minutes, followed each time by a degassing of a few minutes;
  • the heating temperature is greater than 105 ° C., for example greater than 150 ° C., for example
  • the mycelial substrate is mixed with a mineral or with a plastic additive (for example in PTFE or in pieces of silicone paper) for additive parts by weight of between 1 and 15 parts per 100 parts by weight of the substrate.
  • a plastic additive for example in PTFE or in pieces of silicone paper
  • the invention also proposes a part obtained by the method described above.
  • the invention provides a piece of determined shape, comprising a body formed of a mycelial substrate comprising dried and inert mycelium, natural organic fibers and a solidified juice obtained by hot pressing said mycelial substrate.
  • Natural fibers can be at least partially degraded.
  • the part comprises, for 100 parts by weight, between 2 parts and 30 parts by weight of dried mycelium, between 2 parts and 30 parts of composite solidified juice (degraded fibers and mycelium), and at least 10 parts by weight of water , the balance by weight being essentially natural fibers (what is left of them) possibly including additives as specified below: alfalfa, soy, calcium, magnesium, trace elements etc.
  • one or both of the following provisions are also and / or in addition:
  • the material is formed by mixing said pasteurized natural organic fibers, inoculated with mycelium, incubated for a determined period of time to form said mycelial substrate, hot-pressed in a mold at a predetermined temperature greater than or equal to the temperature sufficient to transform and render inert the mycelium and produce a viscous impregnating material the fibers thereby forming said mycelial substrate prior to drying, said dried mycelial substrate comprising per 100 parts by weight of substrate, between 2 parts and 30 parts by weight of dry mycelium and less than 10 parts by weight of water;
  • the substrate is crushed and mixed with another fibrous material before hot pressing in a mold;
  • the mycelium is obtained from fungal species chosen from one or the other of the following species: the yellow oyster mushroom, the shitake and the gray oyster mushroom;
  • the compression pressure is greater than 25 bar absolute
  • the fibers are selected from the group consisting of wood, coconut, sisal, cereal straw, rice straw, corn, barley, oats, sorghum, kapok, flax, hemp, jute, ramie, cotton, stinging nettle (urtica dio ⁇ ca), animal fibers, said fibers being used singly or in combination;
  • the fibers are barley straw or wheat fibers
  • the piece additionally comprises, alone or in combination, between 0.1 and 15 parts by weight, for
  • the mycelial substrate 100 parts by weight of the mycelial substrate, of one and / or the other of the following products: a mineral, a plastic additive, silicone paper pieces, a fire-retardant agent, a flame-retardant agent, a herbicidal agent , a natural dye, an antifungal agent, an olfactory masking agent.
  • a mineral 100 parts by weight of the mycelial substrate, of one and / or the other of the following products: a mineral, a plastic additive, silicone paper pieces, a fire-retardant agent, a flame-retardant agent, a herbicidal agent , a natural dye, an antifungal agent, an olfactory masking agent.
  • the size of the natural organic fibers is for example and advantageously such that between about 1/2 and about 3/4 of the fibers are of length between about 5 cm and about 30 cm, or between about 1/4 and about 1/2 of the fibers are of length between about 3 mm and about 15 mm.
  • the piece is for example a plate used in the building for example as an insulating partition, possibly covered with a varnish or lacquer type paint, acrylic, or lime. It may also be a bowl, a plate, or a container of any shape and size or an industrial part usable for example in the automotive or aeronautic industry.
  • Figure 1 is a flow chart showing the steps followed in the embodiment of the method of the invention more particularly described here.
  • FIG. 2 is a schematic representation of a part of the process steps of FIG.
  • Figure 3 is a schematic sectional view of a plate according to the invention showing its constitution.
  • Figure 4 is a perspective photographic view of a bowl obtained with a material according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 5 is a photographic perspective view of a plate according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 6 is a comparative diagram showing the acoustic performances of a plate according to one embodiment of the invention compared with the standard materials of the prior art.
  • Figure 1 shows the main steps of implementation of the manufacturing process more particularly described before manufacture of the piece of determined shape.
  • This process is essentially divided into three parts.
  • a first part 1 is done in a composting plant, the second part 2 is made at the mushroom producer, and the third part 3 indifferently on the composting plant or at the mushroom producer or at a third manufacturer of the raw material, located in close geographical proximity (a few kilometers and / or tens of kilometers from the producer of compost or mushrooms), or at the manufacturer of the piece of determined form.
  • the first part 1 comprises first a step 4 of preparing the mixture.
  • the pile is composted (packed) briefly in the open air, then pasteurized (step 5), that is to say thermally treated with water vapor in known manner in partially anaerobic conditions, in pasteurization tunnels.
  • the compost (or mixture) thus pasteurized is then inoculated (step 6).
  • Seeding is done with mycelium generally grown on millet grains.
  • the seeding rate (W / W) varies between
  • step 7 Their quality obviously conditions the success of the incubation (step 7), a mixture that will form the mycelial substrate.
  • an intermediate stage (not shown) of compression of the straw strands is for example provided.
  • the compost or seeded mixture scrolls horizontally along a corridor where it is packed on three sides in a sheath and compartmentalized into blocks. The synchronization allows the machine to seal the blocks as they are made.
  • the blocks obtained are between 15 and 20 kg, with dimensions of 20 cm ⁇ 20 cm ⁇ 40 cm.
  • the packaging can also be done in molds of appropriate shapes, depending on the type of parts that are ultimately desired.
  • Incubation can also be done in bulk, in tunnels comparable to those of pasteurization.
  • step 7 The next step is that of incubation (step 7).
  • the blocks are incubated here at temperatures of about 25 ° C in order to develop the mycelial network therein.
  • This incubation is, according to the varieties, in the light or in the dark in a manner known to the skilled person.
  • Step 7 lasts 2 to 4 weeks on average.
  • the third part 3 concerns the manufacture of the composite material itself, which is therefore a substitute for mushroom cultivation.
  • this part comprises a first step 8 of compressing the substrate blocks B with a hydraulic press P for example known in itself in a mold M for example parallelepiped.
  • the blocks B essentially comprise fibers F in the horizontal direction and the pressure between 25 and 80 bar, by example 30 bar absolute, is exerted for a predetermined time of several minutes, for example from 3 to 10 minutes.
  • a degassing step 9 is carried out for several minutes, for example 3 minutes.
  • the compression is done hot (heat source S) by heating the mold M at a temperature for example 130 ° C to have a temperature ⁇ 0 heart of 105 ° C.
  • Figure 3 shows a representation by the edge of a block B '' from the mold, not yet worked.
  • Block B '' comprises dried and inert mycelium
  • natural organic fibers 12 possibly at least partially degraded
  • a solidified juice 13 (slightly dashed in FIG. 3) obtained by mixing the two with the water initially contained in the substrate and then partially evaporated.
  • the juice before cooling is viscous and strongly impregnates the assembly producing a natural glue biodegradable surprisingly.
  • the blocks are taken out of the mold, placed for example on a conveyor belt 14, cooled and dried (steps 15 and 16) before transport 17 and delivery to a location where the blocks B '' are shaped (step 18) to obtain the parts 19, for example by machining using tool 20.
  • FIGS. 4 and 5 show two pieces obtained with the invention, namely a bowl 21 and a plate 22.
  • the bowl is hydrophobic and allows the retention of water without absorption for several days. It also resists very well to fire, when it is put on the flame of a gas burner, it does not burn but blackens.
  • the plate 22 shows for its exceptional quality as a sound insulator.
  • the materials are:
  • trim a compound of 3 layers of wood
  • mycelial substrate material prepared according to the invention (or hereinafter also abbreviated as "mycelium") Table I below indicates the thicknesses and specific properties of each plate used during the tests. TABLE I
  • FIG. 6 shows the experimental results observed (graph 25) corresponding to table II below, giving the absorption coefficient (in ordinate) as a function of the sound frequency on the abscissa (in Hz).
  • the measurement of the absorption coefficient makes it possible to very strongly differentiate the acoustic behavior (absorption) of the plate of mycelial material from that of the other plates.
  • the material according to the invention also has excellent fire resistance.
  • mycelium intervenes in three different ways in the resistance of the material, its flexibility or rigidity. It intervenes by its filamentous nature (mycelial network), by the constitution of its wall (chitin and glucans), and by its attachment to the strands of straw (physical and chemical grip).
  • the walls of the mycelium consist of two main components: chitin and glucans.
  • Chitin is the carapace of the mushroom. It is actually the structural component of the wall of hyphae and spores in higher fungi. It represents 50% of the dry matter of the mushroom. However, chemically, it is an unbranched polymer of N-acetylglucosamine which forms, with chitosan, microfibrils whose role of support is comparable. to that of cellulose in chlorophyll plants. These molecules are connected to each other by ⁇ 1-4 bonds.
  • Chitin confers great resistance to mycelium. It is more hydrophobic, and rather flexible. It is with Calcium Carbonate (CaCO3) that it becomes rigid.
  • the concentration of chitin increases with the age of the mycelium, causing its thickening during the aging of the mycelial filament, with inversion of the chitin-glucan proportions.
  • the grinding body which corresponds to aged mycelia, is therefore very rich.
  • glucans are polymers organized in branched microchannels, thus participating in the reinforcement of the mycelial network.
  • Straw and mycelium therefore both have a filamentous structure, whether macroscopically, microscopically or even molecularly.
  • Their walls consist of more or less branched molecules, some being hydrophilic, but especially other hydrophobic.
  • the straw fibers measure a few cm on average at the time of seeding. This size depends on the type of grinding performed on the Composting Plant. It does not vary when we grow the Oyster mushrooms. Shitake, on the other hand, seems to cut them out.
  • the material is in the form of blocks with an average density of about 250 to 300 kg / m 3 , for a humidity of about 60%.
  • the density is close to that of the blocks arrived at the mushroom farm.
  • This density is evaluated in the eye, but especially in the impossibility of detaching the fibers from each other, especially in the case of Yellow Oyster.
  • the mycelium has become a powerful binder.
  • the mycelial fibers grip and coat these straw fibers.
  • lignin and straw tannins are part of the matrix (or juice obtained).
  • Lignin and straw tannins are constituent elements of the matrix, since during cooking these substances will become viscous and then harden like a cement while cooling.
  • the mycelium is a determining element of the matrix or juice obtained:
  • mycelial filaments to straw strands is strongly involved in the resistance of mycelial compost.
  • the mycelium in order to feed itself, grasps the strands of straw, insinuates itself into them and coats them as it grows, digesting them in part. For this, it mobilizes a whole series of enzymes (laccases, peroxidases, cellulases).
  • Mycelia are indeed rich in substances that become gelatinous under the effect of moisture (mucilages, ). They also produce many tannins that will behave like straw tannins, ie liquefy under the effect of temperature and then harden on cooling, thus playing a role similar to that of thermosetting resins.
  • the tannins are rather polyphenols, which become real liqueurs during cooking. Recall that polyphenols are organic molecules, secondary metabolites comprising hydroxyl groups attached to an aromatic structure.
  • straw is advantageously supplemented initially with lime, gypsum, trace elements ⁇ , and nitrogen supply.
  • the present invention is not limited to the embodiments more particularly described. On the contrary, it embraces all the variants and in particular those where the fungal species are different.

Abstract

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un matériau composite, pour pièce de forme déterminée et une pièce obtenue avec un tel procédé. On prépare un mélange de fibres organiques naturelles, on le pasteurise, on l'ensemence avec du mycélium, on incube le mélange ainsi ensemencé pendant une période de temps déterminée pour former un substrat mycélien comprenant pour 100 parties en poids de substrat, entre 2 parties et 60 parties en poids de mycélium sec et entre 10 parties et 30 parties en poids d'eau, et on comprime le substrat mycélien en le chauffant à une température déterminée supérieure ou égale à la température suffisante pour rendre inerte le mycélium du substrat et de sorte qu'il est produit une matière visqueuse imprégnant et liant le substrat, le tout formant après refroidissement et séchage, le matériau.

Description

PROCEDE DE FABRICATION D'UN MATERIAU COMPOSITE A BASE DE FIBRES NATURELLES ENSEMENCEES AVEC DU MYCELIUM ET PIECE OBTENUE AVEC UN TEL PROCEDE La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un matériau composite à partir de fibres organiques naturelles ensemencées avec du mycélium ainsi qu'une pièce de forme déterminée obtenue à partir d'un tel matériau.
Elle trouve une application particulièrement importante bien que non exclusive dans le domaine du bâtiment, et notamment de la fabrication de panneaux isolants acoustiques.
Mais elle trouve également et de façon non limitative des débouchés dans de multiples applications industrielles comme dans le domaine de la fabrication de meubles, d'éléments de carrosserie et de structure dans le secteur automobile (pare chocs, tableaux de bord, etc) ou d'ustensiles de cuisine ou de stockage (bols, récipients, assiettes...) .
On connaît déjà, dans le domaine du bâtiment et de l'ameublement notamment, des panneaux obtenus à partir de particules lignocellulosiques , en général réalisés par agglomération de particules sous presse, à chaud, mélangés avec une colle synthétique, souvent toxique et nécessitant des quantités importantes.
De tels panneaux sont de mauvais isolants acoustiques. De plus, ils présentent une forte combustibilité s'ils ne sont pas spécialement traités par des agents ignifugeants pendant leur fabrication.
Ils présentent donc soit un coût important, soit un réel danger en cas d'incendie, et leur usage se trouve dès lors exclus, en particulier dans les locaux ouverts au public.
Ils sont de plus limités à des formes simples (plaques ) .
II existe aussi des matériaux mieux résistants au feu, comme par exemple ceux obtenus à partir d'un mélange incorporant du ciment par exemple magnésien ou de Portland. Si de tels matériaux peuvent, par leur constitution principalement minérale, être bien classés dans leur résistance au feu, ils sont par contre moins résistants à l'humidité, et/ou se révèlent lourds et cassants et peu amortisseurs du bruit .
On ne peut ici encore les utiliser pour créer des formes plus complexes et/ou comme contenant de liquide par exemple.
On connaît également des matériaux qui tentent de pallier ces inconvénients en combinant en milieu lignocellulosique (bois, paille) à la fois du ciment et une colle formophénolique compatible.
Si de tels matériaux sont acoustiquement de meilleurs isolants, leur procédé de fabrication présentent cependant des désavantages, à savoir un coût important car de grandes quantités de résine sont nécessaires sans pour autant supprimer une certaine inflammabilité du fait de la présence de colle .
On connaît enfin (CN 103 073 224) un procédé de préparation de matériau amortisseur acoustique à base de mélange de coton et de mycélium puis séchage à 50°C. Un tel procédé ne permet pas d'obtenir un matériau rigide et ne règle pas non plus réellement d'autres problèmes comme la résistance au feu.
La présente invention vise à fournir un procédé et une pièce de forme déterminée, obtenue notamment par un tel procédé, répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique, notamment en ce qu'elle propose une pièce non toxique qui peut être moulée et/ou usinée, qui est acoustiquement isolante, de bonne résistance au feu, hydrophobe, simple dans sa conception et dans son mode opératoire et présentant malgré tout une excellente résistance mécanique de par sa compacité et sa très grande cohésion.
Un des objets de la présente invention est donc de produire une plaque utilisable à l'extérieur, c'est- à-dire résistant à la pluie et aux intempéries, isolante acoustiquement et ce tout en ayant une bonne résistance au feu.
Un autre objet est de proposer une pièce de forme déterminée à partir d'un matériau qui offre de multiples possibilités de moulage et/ou d'usinage, par perçage, découpe, fraisage, tournage etc.... Il va également être possible avec l'invention de former des pièces multicouches de plusieurs matériaux plus ou moins fibreux pour obtenir in fine un excellent rendu esthétique, comparable à ceux obtenus avec le bois .
Pour ce faire, l'invention part de l'idée d'utiliser de la paille ensemencée par du mycélium pour, par le biais d'une très forte compression exercée à chaud, obtenir un matériau compact qui présente des résultats totalement inattendus tant en terme de qualité sonore, que de caractéristiques hydrofuge et/ou ignifuge.
De façon étonnante, la combinaison de la pression et de la chaleur qui vont être exercées génère un jus extrait de la paille ensemencée et du mycélium lors de la compression. Ce jus forme un liant collant d'origine entièrement naturelle, qui imprègne l'ensemble et lui confère une fois l'ensemble séché, les qualités inattendues observées.
Ce liant présente d'excellentes propriétés adhésives et/ou collantes, la pièce obtenue au moins en partie donc par thermoformage étant d'une grande solidité et d'une forte cohésion.
De la sorte le matériau obtenu s'apparente à une matière plastique, du fait des ramifications du mycélium imbriquées avec, et/ou imprégnant les fibres organiques de façon intime. Ici les techniques utilisables en plasturgie, pouvant même aller jusqu'à l'injection, vont donc être rendues possibles.
Dans ce but la présente invention propose notamment un procédé de fabrication d'un matériau composite (100% biodégradable), dans lequel on prépare un mélange de fibres organiques naturelles, on l'ensemence avec du mycélium, on incube le mélange ainsi ensemencé pendant une période de temps déterminée pour former un substrat mycélien caractérisé en ce que, avant l'ensemencement avec du mycélium, on pasteurise le mélange de fibres organiques naturelles,
en ce que la période de temps déterminée est agencée pour que le substrat mycélien comprenne pour 100 parties en poids de substrat, entre 2 parties et 60 parties en poids de mycélium sec et entre 10 parties et 30 parties en poids d'eau,
et en ce que, après formation dudit substrat on le comprime en le chauffant à une température déterminée supérieure ou égale à la température suffisante pour rendre inerte le mycélium du substrat (dans les conditions de pression utilisées), et de sorte qu'il est produit une matière visqueuse imprégnant et liant ledit substrat, le tout formant ledit matériau après refroidissement, séchage et maturation, pour former une pièce de forme déterminée.
Par mycélium sec on entend du mycélium vivant comprenant pour 100 parties en poids de matière, moins de 12 parties en poids d'eau.
Par incubation on entend le stockage dans des conditions de température, d'humidité et de pressions partielles O2/CO2 déterminées standards. Celles-ci sont connues par l'homme du métier qui va les mettre en œuvre pour produire le substrat mycélien utilisé par les champignonnistes pour produire du champignon.
Lors de cette incubation, le mélange ou compost ensemencé est mis dans des bacs ou des sacs placés dans un local clos dans lequel on contrôle la température, l'humidité et le taux d'oxygène et de gaz carbonique par exemple pendant deux semaines, par exemple à une température comprise entre 22° et 25°.
Par pasteurisation on entend le procédé utilisé de façon connue dans l'industrie du champignon (conditions de température, de pression et d'humidité connues et/ou aisément déterminables ici encore par l'homme du métier) .
Par rendre inerte ou mort le mycélium on entend la destruction de ses capacités vitales empêchant les filaments ramifiés qui le constituent de continuer à digérer et/ou se développer sur le mélange de fibres qu'il a ensemencé, en les tuant.
En effet, pendant sa période d'incubation le substrat mycélien s'enrichit considérablement en mycélium au fur et à mesure au détriment des fibres ligno-cellulosiques (fibres organiques naturelles) qui se trouvent petit à petit modifiées avec changement de leur aspect et de leur propriété.
La quantité relative de mycélium et de fibres naturelles va donc varier en fonction des proportions initiales et de la durée d'incubation et va dépendre du mycélium utilisé, des fibres naturelles utilisées et de la durée et des conditions d'incubation (température, pression, humidité etc..)
Dans des modes de réalisation avantageux, on a par ailleurs et/ou de plus recours à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes :
- pour former le matériau, on comprime le substrat mycélien par au moins deux paliers successifs dans un moule à une pression supérieure ou égale à 25 bars, en laissant le substrat comprimé dégazer entre au moins le premier palier et le second palier, pour former une pièce de la dimension du moule ;
- avant de comprimer le substrat mycélien dans le moule, on le sèche partiellement pour amener son poids en eau à une valeur inférieure à 15 parties en poids pour 100 parties en poids du substrat, on l'émiette ou on le déchiquette ; (quitte à compléter ensuite en poids d'eau pour obtenir le mélange humidifié comme souhaité en vertu de critères déterminés par l'homme du métier pour avoir ultérieurement une quantité et/ou une consistance de matière visqueuse suffisante et/ou déterminée);
- le substrat est broyé et mélangé à un autre matériau fibreux avant compression ;
- l'incubation est effectuée dans un premier moule de forme déterminée ;
- le mélange de fibres est formé de paille ;
- le mycélium est obtenu à partir d'espèces fongiques choisies parmi l'une et/ou l'autre des espèces suivantes : le pleurote jaune (Pleurotus citrino-pileatus ) , le Shitake (lentinus edodes) et le pleurote gris (Pleurotus astreatus, Pleurotus pulmonarius, Pleurotus dit hybride, Pleurotus colombinus) ;
- la pression de compression est supérieure à 40 bars absolus, avantageusement supérieure à 60 bars absolus ;
- la compression s'effectue selon plusieurs cycles de pression/dégazage répétés pendant des temps déterminés, par exemple trois cycles comprenant chacun une compression de une à plusieurs minutes, suivie à chaque fois d'un dégazage de quelques minutes ;
- la température de chauffage est supérieure à 105 °C, par exemple supérieure à 150°C, par exemple
185°C. Il s'agit de la température externe du four dans lequel le mélange chauffe, ce qui entraine une température à cœur un peu inférieure (gradient de 10°C à 30°C avec la température externe) ;
- le substrat mycélien est mélangé à un minéral ou à un additif en matière plastique (par exemple en PTFE ou en morceaux de papier siliconé) pour des parties d'additif en poids comprises entre 1 et 15 parties pour 100 parties en poids du substrat.
Avantageusement l'invention propose également une pièce obtenue par le procédé décrit ci-dessus.
Egalement avantageusement l'invention propose une pièce de forme déterminée, comprenant un corps formé d'un substrat mycélien comprenant du mycélium séché et inerte, des fibres organiques naturelles et un jus solidifié obtenu par compression à chaud dudit substrat mycélien.
Les fibres naturelles peuvent être au moins en partie dégradées.
Avantageusement la pièce comprend, pour 100 parties en poids, entre 2 parties et 30 parties en poids de mycélium séché, entre 2 parties et 30 parties de jus solidifié composite (fibres et mycélium dégradés), et au moins 10 parties en poids d'eau, le complément en poids étant essentiellement en fibres naturelles (ce qu'il en reste) comprenant éventuellement des additifs comme précisé ci-après : luzerne, soja, calcium, magnésium, oligo éléments etc..
Dans des modes de réalisation avantageux on a par ailleurs et/ou de plus recours à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes :
- le matériau est formé par mélange desdites fibres organiques naturelles pasteurisées, ensemencé avec du mycélium, incubé pendant une période de temps déterminée pour former ledit substrat mycélien, comprimé à chaud dans un moule à une température déterminée supérieure ou égale à la température suffisante pour transformer et rendre inerte le mycélium et produire une matière visqueuse imprégnant les fibres en formant ainsi ledit substrat mycélien avant séchage, ledit substrat mycélien séché comprenant pour 100 parties en poids de substrat, entre 2 parties et 30 parties en poids de mycélium sec et moins de 10 parties en poids d'eau ;
- le substrat est broyé et mélangé à un autre matériau fibreux avant compression à chaud dans un moule ;
- le mycélium est obtenu à partir d'espèces fongiques choisies parmi l'une et/ou l'autre des espèces suivantes : le pleurote jaune, le Shitake et le pleurote gris ;
- la pression de compression est supérieure à 25 bars absolus ;
- les fibres sont choisies dans le groupe formé par les fibres de bois, de noix de coco, de sisal, de paille de céréale, de paille de riz, des fibres de maïs, d'orge, d'avoine, de sorgho, de kapok, de lin, de chanvre, de jute, de ramie, de coton, de grande ortie (urtica dioïca) , des fibres animales, lesdites fibres étant utilisées seules ou en mélange ;
- les fibres sont des fibres de paille d'orge ou de blé ;
- la pièce comporte de plus, seul ou en combinaison, entre 0,1 et 15 parties en poids, pour
100 parties en poids du substrat mycélien, de l'un et/ou l'autre des produits suivants : un minéral, un additif en matière plastique, des morceaux de papiers siliconés, un agent ignifuge, un agent retardateur de flamme, un agent herbicide, un colorant naturel, un agent antifongique, un agent masqueur olfactif.
Dans des modes de réalisation la taille des fibres organiques naturelles est par exemple et avantageusement telle que entre environ 1/2 et environ 3/4 des fibres sont de longueur comprise entre environ 5 cm et environ 30 cm, ou encore entre environ 1/4 et environ 1/2 des fibres sont de longueur comprise entre environ 3 mm et environ 15 mm.
La pièce est par exemple une plaque utilisable dans le bâtiment par exemple comme cloison isolante, éventuellement recouverte d'un vernis ou d'une peinture de type laque, acrylique, ou encore à la chaux. Elle peut également être un bol, une assiette, ou un récipient de forme et de dimensions quelconques ou encore une pièce industrielle utilisable par exemple dans l'industrie automobile ou aéronautique.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation donnés ci-après à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent dans lesquels :
La figure 1 est un organigramme donnant les étapes suivies dans le mode de réalisation du procédé de l'invention plus particulièrement décrit ici.
La figure 2 est une représentation schématique d'une partie des étapes de procédé de la figure 1.
La figure 3 est une vue schématique en coupe d'une plaque selon l'invention montrant sa constitution.
La figure 4 est une vue photographique en perspective d'un bol obtenu avec un matériau selon un mode de réalisation de l'invention.
La figure 5 est une vue photographique en perspective d'une plaque selon un mode de réalisation de l'invention. La figure 6 est un diagramme comparatif montrant les performances acoustiques d'une plaque selon un mode de réalisation de l'invention par rapport aux matériaux standard de l'art antérieur.
La figure 1 montre les principales étapes de mise en œuvre du procédé de fabrication plus particulièrement décrit avant fabrication de la pièce de forme déterminée.
Ce procédé se divise essentiellement en trois parties.
Une première partie 1 se fait dans une centrale de compostage, la seconde partie 2 se faisant chez le producteur de champignons, et la troisième partie 3 indifféremment sur la centrale de compostage ou chez le producteur de champignons ou chez un tiers fabricant du matériau brut, situé à proximité géographique (quelques kilomètres et/ou dizaines de kilomètres du producteur de compost ou d champignons), ou encore chez le fabricant de la pièce de forme déterminée.
Ces étapes sont indépendantes de la variété de champignons adoptée et des fibres naturelles utilisées .
On va décrire ci-après lesdites étapes en utilisant de la paille, mais il est bien évident qu'elle est applicable à tous les autres types de fibres .
La première partie 1 comprend tout d'abord une étape 4 de préparation du mélange.
Dans cette étape la paille est broyée, arrosée puis lessivée, ce qui élimine une bonne partie des poussières indésirables, puis mélangée à de la chaux agricole, de la luzerne ou du soja dans des quantités qui vont être naturellement adaptées par l'homme du métier en fonction du type de fibres naturelles du mycélium utilisés et du matériau que l'on souhaite obtenir .
Après le mélange des matières premières, le tas est composté (tassé) brièvement à l'air libre, puis pasteurisé (étape 5), c'est à dire traité thermiquement par de la vapeur d'eau de façon connue en conditions partiellement anaérobies, dans des tunnels de pasteurisation.
L'ensemble de ces étapes prend environ une à deux semaines .
Le compost (ou mélange) ainsi pasteurisé est ensuite ensemencé (étape 6).
L'ensemencement se fait avec du mycélium généralement développé sur des grains de millet.
Pour ce faire il passe dans une machine à blocs, où il est ensemencé, comprimé et conditionné en continu .
Le taux d'ensemencement (W/W) varie entre environ
2% (c'est le cas des Pleurotes) à 10% (cas des Shitake) en poids du compost. Les sacs de semence sont délivrés dans des cartons par des laboratoires spécialisés .
Leur qualité conditionne évidemment la réussite de l'incubation (étape 7), mélange qui va former le substrat mycélien.
Avant l'incubation proprement dite, une étape intermédiaire (non représentée) de compression des brins de paille est par exemple prévue. Pour cela, le compost ou mélange ensemencé défile horizontalement le long d'un couloir ou il est tassé sur trois côtés dans une gaine puis compartimenté en blocs. La synchronisation permet à la machine de sceller les blocs au fur et à mesure de leur fabrication.
Dans le mode de réalisation décrit ici, les blocs obtenus font entre 15 et 20 kg, de dimensions de 20 cm x 20 cm x 40 cm.
Le conditionnement peut se faire également dans des moules de formes appropriées, dépendant du type de pièces que l'on souhaite in fine.
L'incubation peut aussi se faire en vrac, dans des tunnels comparables à ceux de la pasteurisation.
L'étape suivante est celle d'incubation (étape 7) . Les blocs sont ici mis en incubation à des températures d'environ 25°C, afin de développer le réseau mycélien à l'intérieur. Cette incubation se fait, selon les variétés, à la lumière ou à l'obscurité de façon connue pour l'homme du métier.
Une incubation réussie donne un substrat mycélien comprenant un mycélium régulier, bien visible, sans traces de contaminations. Cette deuxième partie (2) a lieu le plus souvent chez le fabricant de compost ou mélange, mais elle peut aussi avoir lieu chez le producteur de champignons .
L'étape 7 dure de 2 à 4 semaines en moyenne.
La troisième partie 3 concerne la fabrication du matériau composite proprement dit, qui vient donc en substitution de la culture des champignons.
En référence également à la figure 2 cette partie comprend une première étape 8 de compression des blocs B de substrat avec une presse P par exemple hydraulique connue en elle-même dans un moule M par exemple parallélépipédique . Les blocs B comportent essentiellement des fibres F dans le sens horizontal et la pression comprise entre 25 et 80 bars, par exemple 30 bars absolus, s'exerce pendant un temps déterminé de plusieurs minutes par exemple de 3 à 10 minutes .
A la fin de cette étape 8, la presse P est relâchée et on réalise une étape 9 de dégazage de plusieurs minutes par exemple 3 minutes.
On constate alors l'apparition d'un jus collant J qui imprègne la brique B' ainsi comprimée.
La compression se fait à chaud (source de chaleur S) par chauffage du moule M à une température par exemple de 130 °C pour avoir une température Θ0 à cœur de 105°C.
Ces opérations de compression/dégazage sont répétées par exemple deux ou trois fois (test 10)) avant de sortir les blocs B'' comprimés et chauds du moule .
La figure 3 montre une représentation par la tranche d'un bloc B'' issu du moule, non encore travaillé .
Le bloc B'' comprend du mycélium séché et inerte
11, des fibres organiques naturelles 12 (éventuellement au moins en partie dégradées) et un jus solidifié 13 (en léger pointillé sur la figure 3) obtenu par mélange des deux avec l'eau contenue initialement dans le substrat puis évaporée partiellement .
Le jus avant refroidissement est visqueux et imprègne fortement l'ensemble réalisant une colle naturelle biodégradable de façon surprenante.
Une fois le (s) cycle (s) compression (8) /dégazage
(9) terminés, les blocs sont sortis du moule, placés par exemple sur un tapis roulant 14, refroidis puis séchés (étapes 15 et 16) avant transport 17 et livraison à un emplacement où les blocs B ' ' sont mis en forme (étape 18) pour obtenir les pièces 19, par exemple par usinage à l'aide d'outil 20.
On a représenté sur les figures 4 et 5 deux pièces obtenues avec l'invention, à savoir un bol 21 et une plaque 22.
Le bol est hydrophobe et permet la rétention d'eau sans absorption pendant plusieurs jours. Il résiste par ailleurs très bien au feu, lorsqu'il est mis sur la flamme d'un bec de gaz, il ne brûle pas mais noircit .
La plaque 22 montre quant à elle une qualité exceptionnelle en tant qu'isolant phonique.
Pour le déterminer on a utilisé de façon connue en elle-même une chambre réverbérante appelée « cabine alpha » du laboratoire de l'ENSIM (initiales de l'Ecole Nationale Supérieure des Ingénieurs du Mans) . Les tests de comparaison ont été effectués avec différents matériaux.
Plus précisément deux plaques de matériaux différents, et de masse surfacique équivalente ont été utilisées afin de garantir la validité des comparaisons entre matériau. Six plaques ont été étudiées de dimensions de 93 cm x 83 cm.
Les matériaux sont :
de l'aggloméré bois
un composé de 3 couches de bois, appelé « tripli »
- du verre en double vitrage
- du contreplaqué
- du matériau à base de substrat mycélien élaboré selon l'invention (ou ci-après également désigné de façon abrégée par « mycélium ») Le tableau I ci-dessous indique les épaisseurs et propriétés massiques de chaque plaque utilisées lors des essais. TABLEAU I
Les résultats expérimentaux présentés (figure 6 et Tableau II) comparent les performances de ces plaques. Ils concernent le matériau obtenu à partir d'un substrat mycélien selon l'invention.
Plus précisément la figure 6 montre les résultats expérimentaux observés (graphe 25) correspondant au tableau II ci-après, en donnant le coefficient d'absorption (en ordonnée) en fonction de la fréquence sonore en abscisse (en Hz) .
Ces graphes 25 correspondent, dans l'ordre : au verre 26, à l'aggloméré 27, au contreplaqué 28, au tripli 29, puis au mycélium 30.
Le tableau II ci-dessous précise la figure 6. TABLEAU II
Valeurs du coefficient d'absorption a mesuré par bandes de tiers d'octave
Légende
- V verre
- a aggloméré
- c contreplaqué
- t tripli
- M mycélium + paille
Les résultats obtenus montrent un coefficient d'absorption bien meilleur pour le substrat mycélien, à conditions d'expérimentations équivalentes. Il faut par ailleurs avoir à l'esprit que ces valeurs sont dépendantes des phénomènes de diffraction sur les bords des plaques, en particulier avec des petites plaques comme c'est le cas en l'espèce (plaques de surface de 0,77m2).
En résumé, la mesure du coefficient d'absorption permet de différencier très fortement le comportement acoustique (absorption) de la plaque en matériau mycélien de celui des autres plaques.
Le matériau selon l'invention présente de plus une excellente résistance au feu.
Rappelons que la réglementation française a défini cinq niveaux de réaction au feu, à savoir de MO : incombustible à M5 : très facilement inflammable. Ce classement, peu à peu remplacé par une norme européenne, (Euroclasse) prend également en compte les notions de fumées.
En soumettant le matériau à la flamme on constate d'une part qu'elle se consume très lentement et d'autre part qu'elle ne transmet pas le feu aux pièces de bois même contiguës.
C'est un comportement cohérent avec celui de la paille, étant par ailleurs rappelé ci-après le comportement du mycélium.
On observe en effet que le mycélium intervient de trois façons différentes dans la résistance du matériau, sa souplesse ou sa rigidité. Il intervient par sa nature filamenteuse (réseau mycélien) , par la constitution de sa paroi (chitine et glucanes), et par son accroche aux brins de paille (accroche physique et chimique) .
Cela provient du fait que le mycélium constitue un très important réseau de filaments ramifiés, appelés hyphes, extrêmement longs (plusieurs mètres, voire plusieurs kilomètres) . Ce maillage va donc participer fortement à la cohésion du matériau avant compression, qui se déchiquète donc difficilement.
Les parois du mycélium sont quant à elles constituées de deux composants principaux : la chitine et les glucanes.
La chitine est la carapace du champignon. C'est en fait le constituant structurel de la paroi des hyphes et des spores chez les champignons supérieurs. Elle représente 50% de la matière sèche du champignon. Or, chimiquement, c'est un polymère non ramifié de la N- acétylglucosamine qui forme, avec le chitosane, des microfibrilles dont le rôle de soutien est comparable à celui de la cellulose chez les végétaux chlorophylliens. Ces molécules sont reliées entre elles par des liaisons β 1-4.
Il s'ensuit une consolidation encore plus forte de la cohésion et de la résistance du matériau obtenu avec l'invention.
La chitine confère quant à elle une grande résistance au mycélium. Elle est de plus hydrophobe, et plutôt flexible. C'est avec le Carbonate de Calcium (CaC03) qu'elle devient rigide.
A noter également que la concentration en chitine augmente avec l'âge du mycélium, entraînant son épaississement lors du vieillissement du filament mycélien, avec inversion des proportions chitine- glucanes. Le corps de meule, qui correspond à des mycéliums âgés, en est donc très riche.
Pour ce qui concerne les glucanes, il s'agit de polymères organisés en microchaînes ramifiées, participant ainsi à l'armature du réseau mycélien.
La paille et le mycélium ont donc tous deux une structure filamenteuse, que ce soit au niveau macroscopique, microscopique ou encore moléculaire. Leurs parois sont constituées de molécules plus ou moins ramifiées, certaines étant hydrophiles, mais surtout d'autres hydrophobes.
Ceci explique probablement a posteriori la bonne tenue au feu et le caractère hydrophobe du matériau obtenu .
Concernant les dimensions de la paille utilisées, on notera que les fibres de paille mesurent quelques cm en moyenne au moment de l'ensemencement. Cette taille dépend du type de broyage effectué sur la Centrale de Compostage. Elle ne varie pas quand on cultive les Pleurotes. Le Shitake, par contre, semble les découper.
Quant aux fibres mycéliennes, leur taille augmente au fur et à mesure de la culture
· stade ensemencement (JO) 0 cm
• stade réussite (J3 à J7 environ) 1 cm
• stade anastomose (J7 à J10) 4 cm
• stade incubé (J14 à J21) constitution d'un réseau
En ce qui concerne le taux de fibres, côté paille, en début de culture, le matériau se présente sous forme de blocs d'une densité moyenne d'environ 250 à 300 kg/m3, pour une humidité de 60% environ. En tout début de récolte, la densité est proche de celle des blocs arrivés à la champignonnière. En fin de culture, on parlera plutôt de densité moyenne de 100 à 200 kg/m3.
Mais la densité de la paille reste la même. Ce qui change, c'est son aspect.
Côté mycélium, il y a une forte augmentation de la densité mycélienne au cours des deux ou trois mois de culture .
Cette densité s'évalue à l'œil, mais surtout à l'impossibilité de détacher les fibres les unes des autres, surtout dans le cas du Pleurote Jaune. Le mycélium est devenu un liant puissant.
Il existe une orientation préférentielle des fibres de paille, liée au procédé de fabrication au moment de la mise en sacs (machine pneumatique pour comprimer la paille à l'intérieur de la gaine en plastique, avec défilement à l'horizontal), accentué parfois par la mise en palettes lors des transports. L'orientation des fibres intervient dans la compressibilité du matériau. Dans le moule assiette, qui ne retient pas la matière, ces fibres glissent les unes le long des autres sous l'effet de la compression et s'écartent, pouvant créer des trous aux endroits où il n'y a pas assez de matière, comme dans les matières plastiques.
Les fibres mycéliennes agrippent et enrobent quant à elles ces fibres de paille.
Enfin on constate que la lignine et les tanins de la paille font partie des éléments de la matrice (ou jus obtenu) .
La lignine et les tanins de la paille sont des éléments constitutifs de la matrice, puisque lors de la cuisson ces substances vont devenir visqueuses puis durcir comme un ciment en refroidissant.
Mais c'est surtout le mycélium qui, en plus de jouer un rôle de renfort, va servir de matrice dans le bio-composite obtenu selon l'invention.
Ainsi, le mycélium, est un élément déterminant de la matrice ou jus obtenu :
par son accroche aux brins de paille, il vient prêter main forte aux fibres ligno-cellulosiques en les collant entre eux,
en tant que fournisseurs de molécules qui vont fortement contribuer à l'adhérence des fibres entre elles, molécules se rapprochant de l'état colloïdal, visqueuses, thermodurcissables.
L'accroche des filaments mycéliens aux brins de paille participe en effet fortement à la résistance du compost mycélien. Le mycélium, pour se nourrir, agrippe en effet les brins de paille, s'y insinue et les enrobe au fur et à mesure de sa croissance, en les digérant en partie. Pour cela, il mobilise toute une série d'enzymes (laccases, peroxydases, cellulases ) .
En quelques semaines paille et mycélium ne font plus qu'un, mais l'action du mycélium diffère selon les espèces :
PJ (Pleurote Jaune) la fibre devient transparente mais reste à l'état de fibre
PG (Pleurote Gris) la fibre ramollit mais reste à l'état de fibre
STK (Shitake) la fibre devient « sciure »
Les conséquences sur l'aspect des plaques après compression vont donc varier, le mycélium retenu étant donc choisi en conséquence :
- PJ obtention de plaques fines, vite dures
PG obtention de plaques d'aspect souple
STK obtention de plaques dures mais plus légères On observe que la fonction liante du mycélium commence à 2 semaines d'incubation, au moment où les mycéliums s'anastomosent. Il y a alors production de molécules « agglutinantes » ou collantes.
Les mycéliums sont en effet riches en substances qui deviennent gélatineuses sous l'effet de l'humidité (mucilages, ...) . Ils produisent également beaucoup de tanins qui vont se comporter comme les tanins de la paille, c'est à dire se liquéfier sous l'effet de la température puis durcir en refroidissant, jouant ainsi un rôle similaire à celui de résines thermodurcissables .
Les tanins sont quant à eux plutôt des polyphénols, qui deviennent de véritables liqueurs lors de la cuisson. Rappelons que les polyphénols sont des molécules organiques, métabolites secondaires comprenant des groupements hydroxyles rattachés à une structure aromatique .
Enfin la paille est avantageusement supplémentée au départ avec de la chaux, du plâtre, des oligo¬ éléments, et des apports azotés.
Bien qu'en partie assimilés parles mycéliums lors de l'incubation puis de la culture, ces éléments participent également aux qualités du compost.
Il permet donc en être ajouté au corps de meule (mélange ensemencé) , avant compression, pour renforcer ces propriétés.
Comme il va de soi et comme il résulte également de ce qui précède, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation plus particulièrement décrits. Elle en embrasse au contraire toutes les variantes et notamment celles où les espèces fongiques sont différentes.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication d'un matériau composite, dans lequel on prépare (1) un mélange de fibres organiques naturelles (12), on l'ensemence (6) avec du mycélium et on incube (7) le mélange ainsi ensemencé pendant une période de temps déterminée pour former un substrat mycélien (B) , caractérisé en ce que, avant l'ensemencement avec du mycélium, on pasteurise le mélange de fibres organiques naturelles, en ce que la période de temps déterminée est agencée pour que le substrat mycélien comprenne pour 100 parties en poids de substrat, entre 2 parties et 60 parties en poids de mycélium sec et entre 10 parties et 30 parties en poids d'eau, et en ce que, après formation dudit substrat, on le comprime (8) en le chauffant à une température déterminée supérieure ou égale à la température suffisante pour rendre inerte le mycélium du substrat et de sorte qu'il est produit une matière visqueuse (13) imprégnant et liant ledit substrat, le tout formant après refroidissement et séchage, ledit matériau, pour former une pièce de forme déterminée.
2. Procédé de fabrication d'un matériau selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour former ledit matériau, on comprime le substrat mycélien par au moins deux paliers successifs dans un moule à une pression supérieure ou égale à 25 bars, en laissant ledit substrat comprimé dégazer entre au moins le premier palier et le second palier, pour former une pièce de la dimension du moule.
3. Procédé de fabrication d'un matériau selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, avant de comprimer le substrat mycélien dans le moule, on le sèche partiellement pour amener son poids en eau à une valeur inférieure à 15 parties en poids pour 100 parties en poids du substrat, on l'émiette ou on le déchiquette.
4. Procédé de fabrication d'un matériau selon la revendication 3, caractérisé en ce que le substrat est broyé et mélangé à un autre matériau fibreux avant compression.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'incubation est effectuée dans un premier moule de forme déterminée.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mélange de fibres est formé de paille.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mycélium est obtenu à partir d'espèces fongiques choisies parmi l'un et/ou l'autre des espèces suivantes : le pleurote jaune, le Shitake et le pleurote gris.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pression de compression est supérieure à 25 bars absolus .
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la compression s'effectue selon plusieurs cycles de pression/dégazage répétés pendant des temps déterminés .
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la température de chauffage est supérieure à 150 °C.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le substrat est mélangé à un minéral ou à un additif en matière plastique pour des parties en poids comprises entre 1 et 15 parties pour 100 parties en poids du substrat .
12. Pièce (21, 22) de forme déterminée, comprenant un corps formé d'un substrat mycélien comprenant du mycélium séché et inerte (11), des fibres organiques naturelles (12) et un jus solidifié (13) obtenu par compression à chaud dudit substrat mycélien.
13. Pièce selon la revendication 12, caractérisée en ce que le substrat est formé par mélange desdites fibres organiques naturelles pasteurisées ensemencé avec du mycélium, incubé pendant une période de temps déterminée pour former un substrat mycélien, comprimé à chaud dans un moule à une température déterminée supérieure ou égale à la température suffisante pour transformer et rendre inerte le mycélium et produire une matière visqueuse imprégnant les fibres en formant ainsi ledit substrat mycélien avant séchage, ledit substrat mycélien séché comprenant pour 100 parties en poids de substrat, entre 2 parties et 30 parties en poids de mycélium sec et moins de 10 parties en poids d'eau.
14. Pièce selon l'une quelconque des revendications 12 et 13, caractérisée en ce que le substrat est broyé et mélangé à un autre matériau fibreux avant compression à chaud dans un moule.
15. Pièce selon l'une quelconque des revendications 12 à 14, caractérisée en ce que le mycélium est obtenu à partir d'espèces fongiques prises parmi l'une et/ou l'autre des espèces suivantes : le pleurote jaune, le Shitake et le pleurote gris.
16. Pièce selon l'une quelconque des revendications 12 à 15, caractérisée en ce que la pression de compression est supérieure à 40 bars absolus.
17. Pièce selon l'une quelconque des revendications 12 à 16, caractérisée en ce que les fibres sont choisies dans le groupe formé par les fibres de bois, de noix de coco, de sisal, de paille de céréale, de paille de riz, des fibres de maïs, d'orge, d'avoine, de sorgho, de kapok, de lin, de chanvre, de jute, de ramie, de coton, de grande ortie (urtica dioïca) , des fibres animales, lesdites fibres étant utilisées seules ou en mélange.
18. Pièce selon l'une quelconque des revendications 12 à 17, caractérisée en ce que elle comporte de plus, seul ou en combinaison, entre 0,1 et 15 parties en poids, pour 100 parties en poids du substrat mycélien, de l'un et/ou l'autre des produits suivants : un minéral, un additif en matière plastique, des morceaux de papiers siliconés, un agent ignifuge, un agent retardateur de flamme, un agent herbicide, un colorant naturel, un agent antifongique, un masqueur olfactif.
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