FR3009669A1 - Application d'une structure microporeuse comme support de culture hors sol de vegetaux - Google Patents

Abstract

L'invention vise une application d'une structure microporeuse comme support de culture hors sol de végétaux comprenant le semis, le bouturage et ou l'implantation de plantes déjà enracinées. Cette application est caractérisée en ce qu'il s'agit d'une céramique microporeuse à cellules ouvertes telle qu' obtenue par : a) imprégnation de pâte fluide de céramique, de type barbotine, dans les micropores d'un matériau polymère microporeux de forme. b) séchage jusqu'à évaporation de l'eau de la pâte ayant pénétré le matériau microporeux et c) frittage par cuisson de la pâte céramique.

Description

Application d'une structure microporeuse comme support de culture hors sol de végétaux L'invention vise l'application d'une structure microporeuse comme 5 support de culture hors sol de végétaux. Dans une culture hors sol, les végétaux développent des racines sur des substrats. Parmi les plus utilisés, on citera la laine de roche, les fibres de coco, la sphaigne, la pouzzolane, la mousse de polyuréthane, les billes d'argile expansée. 10 Leurs performances agronomiques sont variables par rapport à celles d'un sol naturel, mais un défaut de solidité est souvent observé, ce qui ne permet pas de procurer une tenue verticale satisfaisante sans palissages. De plus, la circulation d'air et un stockage suffisant de 15 l'eau, nécessaires pour le développement d'un végétal, ne sont pas suffisamment assurés. Il existe donc un besoin en substrats qui permettent une bonne circulation de l'air et de l'eau et soient utilisables pour de grandes variétés de végétaux. 20 Un autre inconvénient observé avec les substrats très poreux résulte de leur incapacité à retenir une grande quantité d'eau, et inversement, les substrats qui retiennent une grande quantité d'eau sont peu aérés. Enfin ces substrats sont peu intéressants au niveau de 25 l'esthétique. Les recherches des inventeurs se sont orientées vers l'étude de structures poreuses à cellules ouvertes et tout spécialement aux céramiques microporeuses. De telles structures ont été principalement décrites dans l'art 30 antérieur en vue d'applications comme filtres. Ainsi, le brevet US 4024212, au nom de Dore et al, rapporte l'obtention de mousses céramiques par imprégnation d'une mousse polymère à cellules ouvertes avec une pâte fluide de céramique, l'imprégnation étant réalisée par compression à l'aide de rouleaux. Une autre technique est décrite dans le brevet FR 2873686 au nom 5 de Saint Gobain. Dans ce cas, les céramiques poreuses sont obtenues à partir d'un mélange de poudre céramique en suspension, d'un agent gélifiant et d'un agent moussant. De manière inattendue, les travaux effectués par les inventeurs ont montré que des céramiques de ce type constituent en les 10 améliorant des substrats très performants pour la culture hors sol des végétaux et ceci tout en remédiant à de nombreux inconvénients des substrats traditionnels. L'invention vise donc une nouvelle application de céramiques poreuses à cellules ouvertes, à savoir comme supports de culture 15 hors sol de végétaux. Elle vise également une méthode de culture hors sol mettant à profit les propriétés de telles céramiques. L'application, selon l'invention, d'une structure microporeuse comme support de culture hors sol de végétaux comprenant le semis, 20 le bouturage et ou l'implantation de plantes déjà enracinées, est caractérisée en ce qu'il s'agit d'une céramique microporeuse à cellules ouvertes telle qu'obtenue par : a) imprégnation de pâte fluide de céramique, ou barbotine, dans les micropores d'un matériau polymère microporeux, 25 dont la forme et les dimensions sont appropriées à l'utilisation et l'effet décoratif envisagés b) séchage jusqu'à évaporation de l'eau de la barbotine ayant pénétré le matériau microporeux et c) frittage par cuisson de la pâte céramique. 30 Le matériau polymère utilisé est à cellules ouvertes, avec une haute résilience et une densité de 20 à 60kg/m3, de préférence de 38 à 50kg/m3' Les alvéoles de ces cellules sont plus spécialement en formes de nid d'abeille et hétérogènes, dans un rapport de un à deux niveaux de leur volume.

Le matériau polymère est choisi avantageusement dans le groupe comprenant des mousses de polyuréthanes, de polyéther ou de latex. L'imprégnation, selon l'étape a), avec la pâte fluide est plus spécialement assurée en trempant le matériau polymère dans la pâte fluide et en le comprimant avantageusement à plusieurs reprises de manière à faire pénétrer la barbotine en profondeur dans les pores. La barbotine de céramique utilisée est de préférence une barbotine à basse température de cuisson, de préférence de l'ordre de 950°C- 1100°C. L'utilisation de barbotines à basses température de cuisson permet de disposer d'un matériau présentant par lui-même une microporosité, ce qui améliore très significativement la capacité d'hydro-rétention des blocs obtenus. Il s'agit de préférence d'une barbotine de faïence.

La barbotine utilisée peut renfermer en outre un fluidifiant pour favoriser la pénétration en profondeur à l'intérieur de la mousse, un défloculant et/ou un colorant. Avantageusement, le matériau tel qu'obtenu à l'issue des étapes b) et c) présente une texture et un aspect naturels semblables à une roche. Les termes « structure », « roche », « matériau céramique » seront utilisés indifféremment dans la description et les revendications pour désigner le matériau utilisé comme substrat de culture.

De préférence, le matériau polymère à cellules ouvertes utilisé pour élaborer le substrat est préalablement découpé en blocs selon la forme et les dimensions du modèle de substrat que l'on souhaite obtenir.

Ces blocs peuvent présenter une granulométrie de type gravier, selon la classification de C.K.Wentworth, et présenter une taille minimum de l'ordre de 4 mm et une taille maximum de l'ordre de 64 mm.

En variante, les blocs sont de dimension pouvant aller de préférence jusqu'à 40 cm environ. Des blocs de dimension supérieure seront avantageusement renforcés 10 par des armatures, par exemple par des matières combustibles, de préférence en bois. Dans encore une autre variante, les blocs se présentent sous forme de plaques, de contour et d'épaisseur désirés. Ces plaques peuvent 15 comporter une face alvéolée et l'autre face lisse. Après imprégnation selon l'étape a) et le séchage et frittage selon les étapes b) et c), lesdites plaques peuvent être fixées, de préférence vissées, contre un support, avec éventuellement 20 intercalation entre le support et la plaque d'une matière étanche à l'eau, par exemple une plaque de PVC expansé, pour protéger le support de l'humidité. Dans encore une autre variante, le matériau polymère utilisé se 25 présente sous forme de bandes qui seront enroulées sur elles-mêmes et collées avant l'étape d'imprégnation de la barbotine. Cette grande variété de formes permet de disposer d'une large gamme de produits pour élaborer des modules agencés selon 30 l'esthétique choisie. L'invention vise également la réalisation à partir des blocs de des modules. Les blocs sont ainsi assemblés par exemple par collage et/ou superposés. 35 Dans les différentes formes utilisées pour préparer les modules, les blocs peuvent être troués pour faciliter le développement des racines des plantes.

Selon une disposition avantageuse de l'invention, lesdits modules élaborés à partir des blocs comportent à leur base un compartiment étanche utilisable comme réserve d'eau pour les végétaux. Le compartiment étanche servant de réserve d'eau, est réalisé par 10 trempage, en une ou plusieurs fois, de la base des modules dans du latex pré-vulcanisé ou de la résine époxy. La structure en céramique poreuse à cellules ouvertes telle que définie ci-dessus constitue un substrat de grande solidité, qui 15 permet aux racines de bien s'ancrer et d'avoir une stabilité élevée sans palissage, y compris dans des conditions où la position en porte à faux des plantes nécessite un accrochage racinaire encore plus solide, par exemple lorsque les plantes sont de grande taille et/ou lorsqu'elles poussent sur des surfaces 20 verticales ou sensiblement verticales. De plus, une telle structure présente l'avantage de permettre à la fois une très bonne circulation de l'air tout en ayant une capacité exceptionnelle à retenir l'eau par capillarité comme il sera démontré ci-après. 25 Ainsi, la structure céramique poreuse utilisée selon l'invention constitue un substrat innovant de grande qualité qui convient à un très grand nombre d'espèces végétales et qui est particulièrement bien adaptée aux cultures verticales. De manière avantageuse, une telle structure est biologiquement 30 active : sa structure poreuse, sa capacité à retenir l'eau et la bonne aération sont trois paramètres qui contribuent à favoriser très fortement la création, à l'intérieur des roches et sur leur surface, d'un écosystème original contenant notamment de nombreuses espèces d'invertébrés, des algues microscopiques, des 35 bactéries et des mycéliums de champignons. La céramique retient tellement d'eau qu'elle permet le développement d'algues lorsqu'elle est exposée à la lumière. Cet écosystème produit rapidement des quantités significatives d'humus. Ces caractéristiques nouvelles sont particulièrement intéressantes 5 d'un point de vue agronomique. Il est également à noter que la céramique à cellules ouvertes utilisée selon l'invention présente un aspect et une texture qui sont très naturels, la faisant ressembler très fortement aux roches naturelles, ce qui présente un grand intérêt pour des 10 applications pour lesquelles l'aspect décoratif est recherché. L'invention vise donc une structure telle que définie ci-dessus en tant que substrat hors sol de végétaux, en particulier la structure renfermant les végétaux. L'invention vise en outre une méthode de culture hors sol d'un 15 type ou de plusieurs types de végétaux, caractérisée par l'introduction directement du ou des végétaux, ou de graines dans les structures de céramiques microporeuses définies ci-dessus, éventuellement dans des trous préalablement creusés dans les blocs céramiques, ou dans les interstices entre des blocs. 20 L'invention vise en particulier une méthode pour le développement de végétaux sur des surfaces verticales ou sensiblement verticales, pour réaliser des murs ou des tableaux végétaux décoratifs, ou pour le développement intensif de végétaux sur de 25 petites surfaces. Pour des cultures verticales, on aura avantageusement recours à des supports tels que colonnes, tubes, cavités, ou tout espace modulable pour contenir des végétaux, de différentes formes, telles que des gaines plastiques souples, notamment en 30 polyéthylène, de préférence opaque, en particulier de couleur noire, ou des tubes rigides, notamment en PVC. Ces différents supports peuvent être remplis de blocs céramiques ayant une granulométrie de type gravier, à savoir une taille minimum de 4 mm et une taille maximum de 64 mm) selon la classification C. K. Wentworth. Ces colonnes ou tubes sont pourvus d'ouvertures pour l'introduction des plantes et sont avantageusement irriguées par 5 un système de goute à goutte situé au sommet. La méthode de l'invention est particulièrement adaptée par exemple pour la culture de légumes, fruits, fleurs, plantes aromatiques, plantes médicinales, plantes maraîchères, plantes décoratives, bonzaïs. 10 Elle est également utilisée avec avantage pour la culture de plantes aquatiques dans un aquarium, de plantes filtrantes dans des piscines biologiques, ou des cultures de végétaux dans des bacs ou des caisses ou dans des récipients transparents tels que bouteilles, flacons ou pots. 15 Les exemples qui suivent illustrent, de manière non limitative, des modes de réalisation de l'invention. Exemple 1 : Préparation de blocs pour réaliser un modèle de roche 20 Des mousses de polyuréthane sont découpées pour disposer de blocs présentant la forme générale et les dimensions souhaitées pour une construction donnée de roche. Les blocs obtenus peuvent ensuite être éventuellement sculptés, 25 par arrachage manuel morceau par morceau, jusqu'à obtenir une forme qui ressemble à une roche naturelle, ce qui conduit à l'obtention d'une roche principale et de multiples morceaux issus de l'arrachage qui peuvent être avantageusement utilisés pour fabriquer des roches de plus petite taille. 30 Dans une autre variante de l'invention, plusieurs blocs de mousse préalablement prédécoupés sont collés entre eux, par exemple avec une colle néoprène, pour obtenir des formes complexes et de grande taille en utilisant le moins de matière possible et avec des formes présentant un intérêt esthétique. Dans encore une autre variante de l'invention, des bandes de 5 mousse de longue taille sont utilisées et enroulées sur elles-mêmes, ce qui entraîne des tensions, puis leurs extrémités sont collées entre elle. Les bandes sont ensuite imprégnées de barbotine et frittées lors de la cuisson. Au final cette technique permet d'obtenir des volumes importants et stables avec peu de 10 matière. Ce procédé permet de disposer pour un faible coût de matière de mousses céramiques poreuses occupant un grand volume tout en présentant des formes esthétiques. 15 Exemple 2 : Préparation d'une céramique microporeuse Une fois la forme et la dimension désirées obtenues, la mousse est imprégnée avec une barbotine de céramique. De façon préférentielle la barbotine utilisée sera une barbotine 20 de faïence basse température (température de cuisson comprise entre 950°C et 1100°C environ), car la céramique obtenue est microporeuse, ce qui favorise le stockage de l'eau par capillarité. On peut également incorporer dans la barbotine des colorants qui 25 permettront d'obtenir après cuisson des couleurs déterminées. La cuisson de la céramique en atmosphère oxydante ou réductrice peut également influer sur la couleur de la céramique après cuisson. Une barbotine de couleur rouge peut par exemple donner une céramique rouge brique après cuisson en atmosphère oxydante et 30 grise après cuisson en atmosphère réductrice. De façon préférentielle, on incorporera dans la barbotine un fluidifiant et/ou un défloculant qui permettent de limiter la quantité d'eau dans la barbotine, et facilite ainsi le séchage, tout en gardant une barbotine suffisamment fluide pour pouvoir imprégner la mousse en profondeur. Les blocs sont mis à sécher jusqu'à évaporation de l'eau de la barbotine. Après séchage, les blocs imprégnés, sont cuits dans un four céramique à des températures suffisantes pour permettre le frittage de la céramique et on obtient ainsi une réplication du bloc de mousse sculpté. Comme la structure est poreuse le séchage peut aussi être réalisé directement dans le four céramique pendant la cuisson avec un risque de fissures acceptable.

Malgré la haute résilience des mousses sélectionnées, les blocs de grande taille peuvent avoir tendance à se déformer durant le séchage sous le poids de la barbotine. Il est donc préférable que les blocs de grande taille soient mis à sécher sur des supports ou renforcés avec des armatures réalisés dans une matière combustible, de préférence du bois. Ces armatures permettront à la mousse de garder sa forme et/ou de ne pas s'écraser sur son propre poids durant la phase de séchage de la barbotine et elles présentent l'avantage de brûler lors de la cuisson et donc de ne pas apparaître dans les blocs finaux.

Les roches obtenues présentent de nombreux avantages, parmi lesquels : Esthétique : sur le plan esthétique, elles ont un aspect très naturel. Elles ressemblent à des roches naturelles de type volcaniques.

Solidité : constituées de céramique, matériau dont la structure et la couleur ne s'altèrent pas y compris lorsque les blocs sont exposés sous une forte lumière durant de très longues périodes, ces roches sont quasi inaltérables.

Elles supportent les cycles de gel / dégel, ce qui permet l'utilisation en extérieur dans des zones soumises au gel sans que la roche se dégrade.

Elles sont incombustibles et imputrescibles. Désherbage limité : la porosité des roches céramique est suffisamment fine pour que la quasi-totalité des graines indésirables ne puissent pas pénétrer à l'intérieur des roches. Le 5 désherbage sera donc limité. Isolation thermique : les roches ont de bonnes qualités d'isolation thermique, ce qui est très intéressant pour protéger les racines contre les stress thermiques sachant que le froid et/ou la chaleur excessive sont défavorables aux racines. 10 Les murs végétaux constituent par eux-mêmes une bonne isolation thermique pour des bâtiments. En particulier contre la chaleur, car les végétaux refroidissent l'air ambiant grâce au phénomène d'évapotranspiration. Isolation phonique : de par leur structure à cellules ouvertes, 15 les roches présentent de très bonnes qualités d'isolation phonique, ce qui est intéressant pour la réalisation de murs végétaux à usage de mur d'isolation phonique. Opacité : les roches sont opaques, ce qui est important par rapport aux racines qui craignent la lumière. 20 Légèreté : leur légèreté à sec constitue également un grand avantage pour leur traitement. Résistance mécanique : leur résistance mécanique est suffisante pour que les roches soient autoportantes, y compris quand elles sont empilées verticalement, ce qui évite ou limite la 25 construction d'armatures de support dans des murs végétaux. La résistance mécanique permet une bonne résistance au vent pour des utilisations en extérieur. Comme les roches sont rigides et solides mécaniquement, elles peuvent servir de substrat hors sol pour des végétaux de grande 30 taille et/ou de poids important. Des végétaux de plusieurs mètres de hauteur et d'une masse de plus de cent kilos peuvent se développer durablement dans ces roches sans basculer et ceci y compris dans des cultures verticales. Filtration : la dépollution de l'air par les plantes se fait essentiellement par les bactéries contenues dans le substrat. La structure poreuse des céramiques facilite ainsi naturellement la filtration des polluants de l'air et de l'eau. Les roches céramiques poreuses de l'invention présentent donc un intérêt comme filtres biologiques. Très bonne capacité à retenir l'eau (hydrorétenteur) : les céramiques poreuses ont une capillarité très forte, ce qui est à l'origine d'une très bonne rétention d'eau. La rétention d'eau est environ deux à trois fois celle du terreau et approximativement quatre à cinq fois celle d'un sol argilo calcaire naturel. Cette capacité est variable selon le type de céramique utilisé. Les céramiques qui ont des microporosités élevées retiennent mieux l'eau que les céramiques vitrifiées. Elles ont la capacité de stocker de grandes quantités d'eau. Elles peuvent être arrosées par exemple avec un système de goutte à goutte, mais aussi, lorsque la base de la roche est au contact d'eau, par aspiration par capillarité de l'eau sur des hauteurs importantes. Dans ce dernier cas, tant qu'il y aura de l'eau à la base celle-ci sera pompée par capillarité à l'intérieur des blocs de céramique poreuse, ce qui constitue un mode d'arrosage automatique.

On rapporte sous A et B ci-dessous des résultats avec les matériaux de l'invention A - Résultats obtenus, selon le type de céramique, en partant d'une même mousse polyuréthane haute résilience, de densité 38 kg/m3 : - Faïence microporeuse (basse température de cuisson) capacité de rétention d'eau 150 % du poids initial sec (1 kg de roche sec permet de retenir 1,5 kg d'eau après imprégnation maximale). - Grès capacité de rétention 90 % - Pâte vitréous capacité de rétention 40 % Cette rétention d'eau présente l'avantage de permettre de diminuer la fréquence des arrosages et d'augmenter la durée de survie des 5 plantes en cas de panne des systèmes d'arrosage ou de sècheresse prolongée. La rétention d'eau est due à la très forte capillarité des roches céramiques poreuses. B- Mesures de capillarité avec des blocs de céramiques poreuses en 10 faïence basse température de cuisson obtenues à partir de l'imprégnation d'une mousse polyuréthane haute résilience de densité 38 kg/m3. Les roches sont tenues verticales et ont leur base qui est trempée dans un récipient pendant 72 h. - Bloc d'une seule pièce : remontée capillaire sur une hauteur 15 verticale supérieure à 50 cm - Colonne contenant de petits blocs de mousse céramique poreuse empilés les uns sur les autres : remontée capillaire environ 30 cm. - Alors que l'eau ne monte que de 5 cm avec la mousse 20 polyuréthane d'origine. La céramique poreuse a donc une capacité de pomper l'eau par capillarité qui est beaucoup plus importante que la mousse d'origine. En plus d'une forte capacité de rétention de l'eau des céramiques 25 poreuses utilisées selon l'invention, on observe une circulation de l'air exceptionnelle puisque celle-ci est plus de dix fois supérieure à celle du terreau. La circulation de l'air est un facteur favorable au développement racinaire, car la plupart des espèces végétales ont besoin que leurs racines respirent. Les 30 racines sont le siège d'une activité respiratoire intense qui requiert la présence d'oxygène. Un bon substrat de culture doit donc être aéré pour permettre la circulation de l'oxygène et des autres gaz ce qui favorise un bon développement racinaire.

Ces différentes caractéristiques, en particulier l'eau en quantité, la bonne circulation de l'air au niveau des racines et la bonne isolation thermique sont des paramètres très favorables au développement racinaire.

La structure même des roches poreuses en céramique constitue un substrat solide qui, de par sa nature, protège les racines des attaques de la plupart des insectes ravageurs qui s'attaquent aux racines. En effet, les ravageurs qui sont plus gros que la porosité des roches ne peuvent pas s'introduire à l'intérieur et ils ne peuvent pas creuser la céramique qui est trop dure pour eux. Ces caractéristiques permettent à la grande majorité des espèces végétales de se développer très favorablement sur le substrat de l'invention en roche céramique poreuse.

Enfin, comme indiqué plus haut, les roches céramiques présentent un aspect très naturel, particulièrement attractif pour toutes les applications décoratives. La plupart des végétaux poussent sur le substrat en roche céramique poreuse utilisé selon l'invention avec un arrosage à 20 l'eau du robinet. Cependant, comme pour toutes les cultures hors sol, il est recommandé de rajouter des engrais pour culture hydroponique et de corriger le pH. En règle générale, la plupart des espèces végétales cultivées hors sol apprécient d'être arrosées avec une 25 eau dont la conductivité est maintenue entre 1,6 et 2,4 milli Siemens par centimètre et dont le pH est compris entre 5,5 et 6,0 avec des variations d'une espèce végétale à une autre et également selon les périodes des cycles végétatifs (croissance, floraison,..) 30 Exemple 3 : Applications à diverses cultures De façon inattendue, des boutures peuvent s'enraciner et effectuer leur développement complet après avoir été introduites directement dans les céramiques poreuses de l'invention. A cet effet, avec par exemple un gros bloc de céramique poreuse, il suffit de creuser préalablement dans la roche céramique, un trou permettant l'introduction de la bouture sur une dizaine de centimètres environ. Si de nombreux petits blocs sont disponibles, la bouture peut être glissée entre les petits blocs sur une dizaine de centimètres de profondeur. Les boutures s'enracinent rapidement et avec un très bon taux de survie et elles peuvent ensuite se développer sur tout leur cycle sans qu'il soit nécessaire de les replanter sur d'autres supports.

Le procédé est comparable avec les graines. La germination des graines se fait dans de bonnes conditions dans les roches céramiques poreuses. Avec par exemple un gros bloc de céramique poreuse, on creuse un trou d'un diamètre légèrement supérieur à celui de la graine dans la roche, sur une profondeur de 1 à 3 cm environ et on introduit la graine au fond de ce trou. Avec de nombreuses petites roches, on sème les graines en profondeur dans les interstices situés entre les roches et l'humidité est suffisante pour que la plupart des graines germent.

Des plantes déjà enracinées peuvent également être introduites avec ou sans (racines lavées) la terre qui entoure leurs racines dans des cavités creusées dans un bloc de céramique poreuse ou, s'il y a de nombreux petits blocs de céramiques, la plante enracinées est plantée comme si on la plantait dans des graviers.

Les racines ne peuvent pas se développer dans les profondeurs des roches. Elles s'accrochent à la superficie des roches, mais la finesse de la porosité les empêche de pénétrer à l'intérieur. Avec des blocs multiples, les racines se développent entre les roches. Avec un bloc unique de meilleurs résultats seront obtenus si on creuse des trous, par exemple de profondeur supérieure à 3 cm et de diamètre de 5 mm ou plus, à l'intérieur de la roche avec une perceuse ou tout autre outil adapté. Ces trous vont permettre aux racines de se développer vers l'intérieur de la roche, assurant un meilleur ancrage et une meilleure absorption des nutriments.

Des essais positifs ont été faits avec de très nombreux végétaux. Une liste non exhaustive de plantes ou de familles de plantes qui se développent dans ces roches est donnée ci-après pour illustrer l'invention: Culture en intérieur, avec ou sans éclairage artificiel ou en extérieur des végétaux suivants : Cyanobactéries de la famille des Nostocaceae ; mousses ; fougères ; orchidées ; plantes épiphytes ; plantes carnivores : Darlingtonia, dionea, drosera ; arbres : chêne, noisetier ; plantes grasses ; légumes : t oma t e s, aubergines, poivrons ;fruits : fraises ;fleurs : rosiers, oeillets, gerberas et autres ; bonzaïs ; plantes médicinales : Ayapana triplinervis, absinthe, angélique, hysope, arnica ; plantes aromatiques : menthe verte, sauge officinale, thym, romarin, lavande ; plantes aquatiques : les céramiques poreuses permettent un bon ancrage des plantes aquatiques et constituent par elles-mêmes un filtre biologique et décoratif utilisable dans des bassins ou des aquariums. De façon générale, les roches céramiques poreuses de l'invention 20 sont intéressantes comme substrat pour la culture et le développement de toute plante d'intérêt. Production d'humus : De façon inattendue, comme évoqué ci-dessus, les roches 25 céramiques poreuses utilisées selon l'invention ont une grande réactivité biologique. Leurs caractéristiques permettent la création d'un écosystème qui se développe naturellement à l'intérieur des roches poreuses et à leur surface. Les roches céramiques poreuses réalisées selon le procédé de l'invention sont 30 à la base d'un écosystème qui est à l'origine de la production d'humus. Des observations sous microscope ou loupe binoculaire ont permis de constater la présence de plusieurs espèces d'algues dans les zones exposées à la lumière, dont des diatomées et des cyanobactéries de la famille des Nostocaceae. La présence de mycélium peut être également et de toute une faune d'animaux invertébrés de très petite taille notamment et de façon non exhaustive de nombreuses espèces d'acariens, d'insectes, d'arthropodes, des limaces microscopiques etc .... La production d'humus à l'intérieur des roches va permettre d'obtenir un milieu nutritif, très stable et très favorable au développement des végétaux. Le développement du mycélium est observé plus spécialement dans les zones les plus aérées.

La biomasse (bactéries, champignons, petits invertébrés, ...) qui se développe dans les roches est tellement abondante et consomme tellement d'oxygène que l'intérieur des roches est un milieu anaérobie (absence d'oxygène). Cette alternance de milieu aérobie et anaérobie à quelques mm de distance est importante car elle est indispensable pour que des cycles biologiques essentiels puissent s'accomplir. Notamment, le recyclage des matières azotées (cycle de l'azote) exige une biomasse importante de bactéries dont le développement est favorisé par la structure céramique poreuse. Ce cycle nécessite des étapes aérobies pour la nitrification, mais aussi anaérobies pour la dénitrification. A la périphérie des roches le milieu est bien oxygéné et les bactéries transforment l'ammoniac (NH3) en nitrite (NO2), puis en nitrates (N031, au cours du processus de nitrification. Les végétaux absorbent grâce à leurs racines les ions nitrate (N031.

Il est à signaler que dans toutes les observations effectuées les racines sont accrochées sur partie périphérique des roches (zone aérobie) et elles ne peuvent pas pénétrer en profondeur. L'intérieur des roches est un milieu anoxique (non oxygéné) dans lequel des bactéries dénitrifiantes transforment les nitrates en gaz diazote. Cette étape est appelée la dénitrification. Cette structure aérobie en périphérie et anaérobie en profondeur joue un rôle déterminant dans les phénomènes de dépollution qui sont favorisés par les roches poreuses utilisées selon l'invention.

Pour initialiser plus rapidement le processus de production d'humus, il est recommandé d'ensemencer les blocs de céramique poreuse neufs en les mettant avec des blocs déjà utilisés et dans lesquels l'activité biologique est déjà bien installée.

Par ailleurs, le développement de mycéliums de champignons, en particulier de mycorhizes, dans les mousses céramiques poreuses à cellules ouvertes, permet d'améliorer au cours du temps les capacités d'hydrorétention de ce substrat et permet aux végétaux d'aller puiser eau et nutriments à des distances supérieures à la hauteur maximale de capillarité. Résistance aux cycles de gel / dégel : les roches en céramique poreuse réalisées selon le cycle de l'invention supportent les cycles de gel dégel sans s'effriter. Elles sont donc compatibles avec une culture en extérieur dans des climats soumis au gel. On notera avec intérêt que lors des cycles gel/dégel, l'humus, qui se forme naturellement dans les pores des roches céramiques est expulsé des alvéoles par la glace, ce qui permet de récupérer l'humus et aussi de déboucher la porosité des roches qui peuvent à la longue être colmatées par l'humus. La circulation de l'air est restaurée. Ces roches peuvent donc être utilisées pour produire de l'humus en quantité dont la récupération est facilitée par les cycles de gel/dégel. Applications : De par leurs caractéristiques, les roches poreuses objet de l'invention sont un substrat particulièrement bien adapté pour permettre à des végétaux de se développer sur des surfaces verticales ou sensiblement verticales. Les roches poreuses sont très résistantes mécaniquement et elles sont donc autoporteuses.

De plus, elles ont un aspect très naturel qui est un avantage déterminant d'un point de vue décoratif. Modules verticaux : Il est possible de fabriquer des blocs de toute taille, mais pour des raisons de coût et pour faciliter l'assemblage, on fabriquera des plaques de préférence de forme rectangulaires ou carrée. Pour permettre un bon enracinement, les plaques auront une épaisseur de 5 5 cm environ et on choisira de préférence des plaques dont une face est alvéolée ce qui facilitera l'oxygénation et permet d'utiliser moins de matière, ce qui diminue les coûts de production. On choisira de préférence des plaques d'épaisseur totale, alvéoles comprises, de 50 mm environ avec une face lisse 10 et sur l'autre face des alvéoles d'une profondeur de 20 mm environ. De façon préférentielle, on choisira un format standard rectangulaire, par exemple des dimensions 200 mm x 330 mm ou carré, par exemple des blocs de 400 x 400 mm. 15 Les plaques sont de préférence, vissées contre un support et on intercalera entre le support et le mur végétal une matière étanche à l'eau, comme par exemple le PVC expansé, qui protégera le support de l'humidité du mur végétal. Les végétaux sont plantés directement dans la masse du module, 20 généralement sur une seule face, mais il est aussi possible de planter des végétaux sur les deux faces. On peut ainsi réaliser des tableaux végétaux formés d'un ou plusieurs modules, jusqu'à des murs végétaux réalisés à partir d'un grand nombre de modules assemblés. 25 Ces tableaux ou murs végétaux présentent l'avantage d'avoir un aspect décoratif plus naturel qu'avec les autres techniques de réalisations de murs et tableaux végétaux. Par rapport au dispositif de culture sans sol de plantes sur une surface verticale du brevet FR 2 747 265, les roches céramiques 30 ont une solidité mécanique suffisante pour être autoportantes et supporter de lourdes charges, ce qui permet de faire l'économie d'une paroi support. Elles ont une capacité de rétention d'eau bien supérieure au feutre, ce qui favorise la pousse des végétaux et constitue une sécurité en cas de panne du système d'arrosage.

Dans ce cas les plantes peuvent survivre beaucoup plus longtemps que dans du feutre. On notera que l'épaisseur des roches permet de protéger les racines des plantes aussi des chocs thermiques. Enfin, l'utilisation de petits blocs de roches céramiques poreuses conformément à l'invention, à la place du milieu granulaire décrit dans le brevet FR permet de disposer d'un milieu plus favorable au développement des végétaux tout en facilitant leur ancrage, ce qui présente un grand intérêt pour fixer des végétaux de grande taille et/ou d'un poids important.

De façon préférentielle, on réalise un compartiment étanche situé à la base de chaque module. Un mode de réalisation de ce compartiment étanche peut être réalisé, par trempage de la base des blocs de céramique poreuse sur quelques centimètres de profondeur, dans du latex pré-vulcanisé ou de la résine Epoxy. Ce compartiment étanche sert de réserve d'eau, ce qui limite le nombre d'arrosages et simplifie donc la culture des végétaux. Ce process est intéressant en particulier pour les tableaux végétaux qui, à la différence des murs végétaux, ne disposent généralement pas d'un système d'arrosage automatisé.

Cultures verticales sur des gaines ou des tubes plastiques : Cultures, de façon non exhaustive notamment de légumes, fruits, fleurs, plantes aromatiques, plantes médicinales, maraîchères dans : - des gaines plastiques souples, par exemple en polyéthylène, de préférence opaque, de couleur noire par exemple, ou - dans des tubes rigides, par exemple en PVC, que l'on remplit de blocs céramiques de petite taille et dans lesquels on prévoit des ouvertures pour mettre des plantes. Ces gaines sont placées verticalement et remplies de roches de granulométrie gravier. Les végétaux sont plantés et cultivés verticalement. Ces colonnes sont irriguées par un système de goutte à goutte situé au sommet. L'eau descend par gravitation. Ces colonnes sont particulièrement bien adaptées à la culture de fraises et autres. Décors en milieu aquatique : Aquarium : Sert de masses de filtration dans lesquelles on peut 5 planter directement des plantes aquatiques et/ou sert de support pour des plantes aériennes. Bassins Filtrants comme les piscines biologiques : Dans les piscines biologiques, une zone est prévue pour filtrer l'eau à l'aide de végétaux plantés dans un substrat qui est 10 traditionnellement de la pouzzolane. Ce substrat peut être avantageusement remplacé par notre céramique poreuse à cellules ouvertes qui permet d'améliorer les performances de filtration biologiques tout en aillant un aspect esthétique plus intéressant qu'avec la pouzzolane et un meilleur ancrage des végétaux. 15 Utilisation de bouteilles, de flacons ou de pots en plastique: Des bouteilles, des flacons ou des pots en plastique sont remplis de petits blocs de céramique poreuse. Caractérisé en ce que l'on 20 met au minimum un trou comme trop plein et de préférences plusieurs trous, de préférence à une hauteur comprise entre 5 et 15 cm et un trou pour chaque végétal planté dans le haut de la bouteille pour introduire les végétaux (bouture, graine ou plante enracinée). 25 On remplit par exemple une caisse de petits blocs de céramique poreuse à cellule ouvertes. Avantageusement, on prévoit un ou plusieurs trous à une hauteur supérieure ou égale à 5 cm du fond de la caisse. Ces trous serviront de trop plein et permettent de 30 constituer une réserve d'eau qui permet de limiter les arrosages. L'eau monte par capillarité. Les végétaux se développent sur la surface.

Blocs uniques trempés dans l'eau ou avec réservoir en latex intégré : Roches : dans ce mode d'application, on imprègne la base de la roche avec une ou plusieurs couches de latex de façon à constituer un réservoir d'eau et une protection anti-rayures lorsque ces roches sont posées sur du mobilier. La base de la roche est trempée rapidement, par exemple pendant une minute environ dans un récipient contenant du latex pré-vulcanisé. Selon la hauteur du réservoir étanche que l'on veut constituer, la céramique poreuse sera trempée plus ou moins profondément. De façon préférentielle on trempera sur une hauteur de 5 cm à 15 cm. Le latex pré-vulcanisé pénètre superficiellement dans les pores de la céramique. Après séchage du latex, on obtient un réservoir en caoutchouc étanche qui constitue une réserve d'eau à la base de la roche. Le latex peut être coloré pour des raisons esthétiques ou bien mélangé à des charges, par exemple de la poudre de carbone qui va protéger le caoutchouc de la lumière et augmenter sa durée de vie. En variante, la roche est mise dans un récipient rempli d'eau qui 20 peut ou non être un aquarium avec des poissons. Dans les deux cas, l'eau monte par capillarité. Ce système est plus spécialement réservé à des roches de hauteur inférieure à soixante-dix centimètres environ. Au-delà de cette hauteur, il est nécessaire soit d'arroser manuellement régulièrement, soit de 25 prévoir un système d'arrosage automatique, continu ou discontinu par exemple en prévoyant 1 cycle d'arrosage de quinze minutes toutes les six heures. On utilisera pour cela une pompe qui aspire l'eau à la base de la roche et la rejette en hauteur de préférence en passant par le coeur de la roche.

30 Mini serres fermées de façon hermétique ou avec une très faible circulation de l'air : Les céramiques poreuses présentent l'avantage de constituer un substrat esthétique, bien adapté à l'occupation d'espaces verticaux et de petite taille. De plus, les roches sont inaltérables dans le temps et elles constituent un milieu qui permet aux végétaux de se développer dans un espace confiné. La filtration de l'air et de l'eau est essentielle dans ces conditions. De plus, la forte capacité de rétention d'eau du substrat en céramique poreuse permet d'éviter ou de limiter la condensation sur les parois de la mini serre. Bonzaïs : Les structures selon l'invention facilitent l'accrochage du bonzaï de manière esthétique et permet son développement dans de meilleures conditions que dans la terre, avec si souhaité la présence d'une réserve d'eau comme décrit ci-dessus. On évite ainsi l'utilisation d'un pot. Pour favoriser le développement des végétaux les roches seront avantageusement arrosées avec des engrais, de préférence des engrais pour culture hydroponique, et le pH de l'eau d'arrosage sera corrigé de façon à obtenir un niveau d'acidité adapté à l'espèce cultivée. Cependant, de façon inattendue, les végétaux arrivent à se développer durablement sur ce substrat, même avec un arrosage sans engrais, ni correcteur d'acidité et ceci alors qu'il n'y a pas de terre et que le pH est très basique. Des pH supérieurs à 10 ont été mesurés. Non seulement ces roches permettent la culture et le développement hors sol de plantes sur ces supports même si on arrose avec de l'eau sans engrais. De plus que la culture est favorisée par rapport à de la culture dans de la terre ou dans d'autres support hors sol. Il existe un intérêt une demande pour réaliser des compositions végétales décoratives, des murs végétaux, des tableaux végétaux, mais aussi la culture de toute plante d'intérêt, notamment de légumes, de fruits, de plantes médicinales, de plantes décoratives, de plantes carnivores, d'orchidées. Blocs de céramique commercialisés déjà plantés En raison du fait que les blocs de céramique poreuse utilisés selon l'invention constituent un substrat hydrorétenteur très solide, et permettant un bon ancrage des végétaux, il est possible de les commercialiser déjà plantés. Les végétaux vont pouvoir ainsi être transportés dans d'excellentes conditions et les clients vont bénéficier de compositions végétales déjà prêtes sans que l'utilisateur final n'ait besoin de se procurer les végétaux, par ailleurs, ni d'effectuer les plantations. Formes d'intérêt : Les céramiques poreuses peuvent prendre de très nombreuses formes et se prêtent à des réalisations de toutes tailles. On s'assurera de réaliser des formes qui auront une solidité et une stabilité suffisantes pour supporter le poids des végétaux. Les formes verticales sont particulièrement bien adaptées pour ce type de support et on cherchera à créer des formes esthétiques et, pour des raisons de coût, des formes qui occupent un maximum d'espace avec le moins de matière possible. Parmi les formes particulièrement bien adaptées on citera de façon non exhaustive des blocs sculptés en forme de roche naturelle, des colonnes, des anneaux, des tubes, des spirales ... Formes obtenues par torsion : En effectuant des torsions au niveau d'une longue bande de mousse, puis en collant les extrémités de la bande l'une avec l'autre on obtient des formes intéressantes, comme par exemple et de façon non limitative un anneau de Moebius. Ces formes présentent l'avantage d'être esthétiques et d'avoir un coût de revient faible car elles sont rapides à réaliser et elles occupent beaucoup d'espace pour peu de matière initiale. Forme d'intérêt pour cultures végétales : tube La forme de tube vertical (ou de formes approchantes tube octogone, heptagone, hexagone, pentagone, carré, triangle) creux est particulièrement intéressante pour cultiver des végétaux car c'est une forme qui présente une bonne stabilité, tout en permettant d'occuper de façon optimale l'espace et ceci en utilisant très peu de matière et donc pour un prix de revient faible. De plus l'oxygénation racinaire est optimisée car l'air peut circuler également par la face intérieure. La forme de tube ou approchante est particulièrement intéressante pour réaliser des colonnes végétales décoratives mais aussi des potagers verticaux aillant une bonne productivité tout en présentant l'avantage de n'occuper que très peu d'espace au sol.

Claims (14)

1. REVENDICATIONS1 - Application d'une structure microporeuse comme support de culture hors sol de végétaux comprenant le semis, le bouturage et ou l'implantation de plantes déjà enracinées, caractérisée en ce qu'il s'agit d'une céramique microporeuse à cellules ouvertes telle qu'obtenue par : a) imprégnation de pâte fluide de céramique, de type barbotine, dans les micropores d'un matériau polymère microporeux de forme. b) séchage jusqu'à évaporation de l'eau de la pâte ayant pénétré le matériau microporeux et c) frittage par cuisson de la pâte céramique.
2. 2 - Application selon la revendication 1, caractérisée en ce que le matériau polymère utilisé est à cellules ouvertes, avec une haute résilience et une densité de 20 à 60 kg/m3, de préférence de 38 à 50 kg/m3. Le matériau polymère aura de préférence des alvéoles en forme de nid d'abeille et hétérogènes, dans un rapport de un à deux, au niveau de leur volume.
3. 3 - Application selon les revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le matériau polymère est choisi dans le groupe comprenant des mousses de polyuréthanes, de polyéther ou de latex.
4. 4 -Application selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisée en ce que l'imprégnation selon l'étape a) avec la barbotine est assurée en trempant le matériau polymère dans la barbotine et en le comprimant plusieurs fois de manière à faire pénétrer la barbotine en profondeur dans les pores.
5. 5 - Application selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la barbotine utilisée est une barbotine à basse température de cuisson de l'ordre de 950°C-1100°C.
6. 6 - Application selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le matériau polymère utilisé se présente sous forme de blocs, découpés en vue de l'utilisation envisagée, selon la forme et la dimension désirées, les blocs pouvant présenter une granulométrie de type gravier ou correspondre à une seule pièce ou plusieurs pièces assemblées, par exemple par collage et/ou superposées, ces blocs étant éventuellement troués, ou . sous forme de plaques, de forme et d'épaisseur désirées, ces plaques pouvant comporter une face alvéolée et l'autre face lisse, lesdites plaques pouvant être fixées, de préférence vissées, contre un support, avec éventuellement intercalation entre le support et la plaque d'une matière étanche à l'eau pour protéger le support de l'humidité, . sous forme de bandes enroulées sur elles-mêmes, lesdites formes de blocs et de plaques constituant des modules pouvant être agencés selon l'esthétique choisie.
7. 7- Application selon la revendication 6, caractérisée en ce que les blocs de grande taille, sont renforcés par des armatures, par exemple par des matières combustibles, de préférence en bois.
8. 8 - Application selon l'une quelconque des revendications 6 à 7, caractérisée en ce que lesdits modules élaborés à partir des blocs comportent à leur base un compartiment étanche utilisable comme réserve d'eau pour les végétaux.
9. 9 - Structure de céramique microporeuse telle définie dans l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle sert de substrat hors sol à des végétaux.
10. 10 - Méthode de culture hors sol d'un ou plusieurs végétaux, caractérisée par l'introduction directement du ou des végétaux,ou de graines dans les structures de céramiques microporeuses définies dans l'une quelconque des revendications 1 à 9, éventuellement dans des trous préalablement creusés dans les blocs céramiques, ou dans les interstices entre des blocs.
11. 11 - Méthode selon la revendication 10, pour le développement de végétaux sur des surfaces verticales ou sensiblement verticales, pour réaliser des murs ou des tableaux végétaux décoratifs, ou pour le développement de végétaux sur des espaces de petite taille.
12. 12- Méthode selon la revendication 11 pour cultures verticales dans des supports tels que colonnes, tubes, cavités, ou tout espace modulable pour contenir des végétaux, de différentes formes, telles que des gaines plastiques souples, notamment en polyéthylène, de préférence opaque, en particulier de couleur noire, ou des tubes rigides, notamment en PVC, ces différents supports étant remplis de blocs céramiques ayant une granulométrie de type gravier, ces colonnes ou tubes étant pourvues d'ouvertures pour l'introduction des plantes et étant avantageusement irriguées par un système de goute à goutte situé au sommet.
13. 13 - Méthode selon l'une quelconque des revendications 11 à 12, pour la culture de légumes, fruits, fleurs, plantes aromatiques, plantes médicinales, plantes maraîchères, plantes décoratives, bonzaïs.
14. 14 - Méthode selon la revendication 13, pour la culture de plantes aquatiques dans un aquarium, de plantes filtrantes dans des piscines biologiques, ou des cultures de végétaux dans des bacs ou des caisses ou dans des récipients transparents tels que bouteilles, flacons ou pots.30