BE1023037B1 - Procédé d'obtention d'un support végétal pour la culture de végétaux, le procédé de culture et l'ensemble intermédiaire de la matière homogène et de cendres d'incinération pour la mise en œuvre du procédé d'obtention du support - Google Patents

Abstract

Procédé d'obtention d'un support végétal pour la culture de végétaux, le procédé de culture et l'ensemble Intermédiaire de la matière homogène et de cendres d'incinération pour la mise en œuvre du procédé d'obtention du support Procédé d'obtention d'un support végétal pour la culture de végétaux comprenant de prélever des déchets organiques adaptés aux végétaux à cultiver, de les malaxer pour obtenir une matière homogène et diminuer leur activité microbienne, d'in incinérer des déchets organiques adaptés aux végétaux à cultiver pour obtenir des cendres, sources de minéraux adaptés à la culture desdits végétaux et d'incuber la matière homogène avec les cendres pour relancer l'activité microbienne, initier la minéralisation de la matière et obtenir un support de culture prêt à l'emploi.

Description

Procédé d’obtention d'un support végétal pour la culture de végétaux, le procédé de culture et l’ensemble intermédiaire de la matière homogène et de cendres d’incinération pour la mise en œuvre du procédé d’obtention du support

Domaine technique de l’invention

La présente invention a trait à la culture de végétaux sur un support végétal, en particulier sur un support obtenu par malaxage de déchets organiques fertilisé en outre avec des cendres de déchets organiques.

Etat de la technique

La culture de végétaux sur support végétal a déjà été tentée. Cependant, plusieurs limitations font obstacle à la généralisation de ce type de culture. Tout d’abord, l’utilisation d’un support végétal entraîne le risque du pourrissement de ce support.

De plus, l’adéquation entre les minéraux renfermés dans ce support végétal et les exigences de la plante cultivée est rarement parfaite. En outre, les besoins en nutriments de la plante varient au cours de son développement (germination - croissance - fructification), si bien qu’il est impossible de faire coïncider dans le temps la disponibilité de ces minéraux, libérés du support végétal, avec les exigences de la plante cultivée.

La présence de microorganismes doit également être surveillée : trop abondants, ils accélèrent le pourrissement, alors que leur absence empêche la libération des minéraux du support ou toute activité symbiotique au niveau des racines. Certains microorganismes protègent les végétaux en empêchant d’autres microorganismes plus nuisibles de coloniser un espace libre.

La présente invention vise à pallier tous ces inconvénients. A cet effet, la présente invention concerne tout d'abord un procédé d’obtention d’un support végétal pour la culture de végétaux caractérisé par le fait qu’on prend des déchets organiques adaptés aux végétaux à cultiver ; on les malaxe pour obtenir une matière homogène et diminuer leur activité microbienne ; on incinère des déchets organiques adaptés aux végétaux à cultiver pour obtenir des cendres, sources de minéraux adaptés â la culture desdits végétaux et on incube ladite matière homogène avec lesdites cendres pour relancer ladite activité microbienne et initier la minéralisation de ladite matière et obtenir un support de culture prêt à l'emploi.

De préférence, l’étape d’incubation est réalisée à une humidité contrôlée (ex. 50-80%, de préférence environ 60%).

Le support végétal de la présente invention peut contenir en outre des microorganismes, tels que des microorganismes capables de libérer des minéraux de ce support végétal et/ou des microorganismes capables de favoriser la culture du végétal, par exemple en établissant des associations et/ou symbioses au niveau des racines des végétaux. Ces microorganismes seront avantageusement introduits lors de l’étape d’incubation du support végétal.

Ce procédé permet de préparer tous les ingrédients pour un support pour la culture de végétaux et leur conservation dans le temps.

Lorsque c’est nécessaire, le support est rapidement réactivé. En outre, le procédé de l’invention permet une meilleure adéquation entre les besoins des végétaux à cultiver et la disponibilité des minéraux présents dans le support, c’est-à-dire les minéraux de la matière malaxée et les minéraux de la matière incinérée, surtout quand les besoins des végétaux évoluent au cours du temps.

Un avantage de la présente invention est qu’elle permet de réduire le volume des déchets et de les valoriser d’une manière positive pour l’environnement, tout en permettant une croissance optimale des végétaux cultivés.

De manière avantageuse, les déchets organiques pour le support végétal sont triés, sélectionnées et/ou choisis en fonction de leur teneur en minéraux choisis parmi le potassium, l’azote, le phosphore, le fer et le magnésium. Ainsi, des déchets organiques de plusieurs origines (de végétaux) peuvent être malaxés ensemble, de manière à produire un support de culture ayant une teneur en ces minéraux qui soit conforme aux exigences du végétal à cultiver.

De préférence, la matière organique malaxée est conditionnée sous forme de pellets. Alternativement, elle peut être conditionnée en vrac. De manière avantageuse, la matière organique malaxée a un taux d'humidité réduit, par exemple une teneur en humidité de moins de 30 % (poids en eau sur poids total), voire moins de 20% et même 10% ou moins.

En plus de l’effet du malaxage permettant de réduire l'activité des microorganismes, le conditionnement peut avantageusement réduire l'activité des microorganismes. Ainsi, et par exemple, le conditionnement peut être imperméable aux gaz et/ou à l’humidité, ce qui permet de conserver un faible taux d’humidité à la matière organique malaxée ou de ralentir toute activité des microorganismes, notamment du fait d'une teneur en oxygène réduite.

Les déchets organiques à malaxer et ceux à incinérer peuvent être différents. Par exemple, les déchets organiques à malaxer seront avantageusement dépourvus de déchets d'origine animale, alors que les déchets organiques à incinérer peuvent contenir des déchets d’origine animale, lorsque des cendres enrichies en phosphore, voire en azote, sont recherchées.

Les déchets (« végétal » et de préférence également « animal ») à incinérer sont triés, sélectionnés et/ou choisis en fonction de leur teneur en minéraux du groupe comprenant le potassium, l’azote, le phosphore, le fer et le magnésium. Ainsi, des déchets organiques de plusieurs origines (de végétaux et de préférence également d’animaux) peuvent être triés par classe selon leurs teneurs en minéraux (K, Fe, Mg, P, N), puis incinérés ensemble, de manière à produire des cendres ayant une teneur en ces minéraux qui soit conforme aux exigences du végétal à cultiver, la teneur en minéraux de ces cendres pour la culture de végétaux pouvant varier selon le stade de développement de ces végétaux. Ainsi, le support végétal pour la culture de végétaux selon l’invention peut contenir un premier type de cendres, puis être enrichi ultérieurement par l'ajout d'un second type de cendres. Ainsi, des cendres plus riches en phosphore pourront être obtenues à partir de matière organique comprenant des déchets d’animaux et seront appropriées pour un support de culture destiné à favoriser la germination des végétaux à cultiver.

De manière encore avantageuse, l’incinération de différentes classes de déchets peut être réalisée en même temps dans une chaudière compartimentée où chaque classe occupe un compartiment différent. L’énergie dégagée lors de l’incinération peut être utilisée lors de l’étape de malaxage, c'est-à-dire qu'une partie, voire la totalité de l’énergie nécessaire pour le malaxage, provient de l’énergie dégagée lors de l’incinération des déchets. En particulier, la chaleur produite par l'incinération peut permettre réchauffement de la masse à malaxer. Cette chaleur peut également permettre l’entrainement d’une turbine et d’un moteur faisant fonctionner l’unité de malaxage.

Un autre aspect de la présente invention concerne un appareillage pour la production combinée de la matière homogène à activité microbienne réduite et des cendres comprenant une unité de malaxage de déchets organiques et une chaudière diffêrentiée comprenant un brûleur d’amorçage de la combustion et plusieurs compartiments pour recevoir les classes de déchets organiques à incinérer, appareillage dans lequel l’énergie produite par la combustion des déchets organiques (de végétaux et plus éventuellement d’animaux) est utilisée pour le chauffage de l’unité de malaxage. Cette chaleur peut également permettre l’entrainement d’une turbine et d’un moteur faisant fonctionner l’unité de malaxage.

Un aspect de la présente invention est relatif à un ensemble intermédiaire pour la mise en œuvre du procédé de l'invention d’une matière homogène et à activité microbienne réduite obtenue par malaxage de déchets organiques adaptés à des végétaux à cultiver et de cendres d’incinération de déchets organiques pour la culture de ces végétaux.

Cet ensemble est obtenu par le procédé d'obtention du support de l’invention.

Cet ensemble peut contenir en outre des microorganismes en supplément de ceux présents dans la matière homogène à activité microbienne réduite. Ces microorganismes supplémentaires sont choisis pour leur effet sur la culture des végétaux.

Selon une variante de l'ensemble, la matière homogène et à activité microbienne réduite adaptée à des végétaux à cultiver est conditionnée de manière séparée des cendres pour la culture de ces végétaux et, s'il y en a, également séparée des microorganismes supplémentaires.

Tant la matière homogène et à activité microbienne réduite adaptée à des végétaux à cultiver que les cendres pour la culture de ces végétaux sont triées et conditionnées pour permettre une culture efficace de ces végétaux. L’invention de la présente demande concerne également un procédé de culture de végétaux sur un support végétal dans lequel on prend un ensemble (i) d’une matière homogène et à activité microbienne réduite obtenue par malaxage de déchets organiques adaptés à des végétaux à cultiver et (ii) de cendres d'incinération de déchets organiques pour la culture de ces végétaux, on incube la matière de l’ensemble pour relancer l’activité microbienne, initier la minéralisation de ladite matière et obtenir un support de culture prêt à l’emploi et on plante dans ladite matière les végétaux à cultiver.

Avantageusement, on peut ajouter les microorganismes supplémentaires.

De préférence, des cendres d’incinération de déchets organiques pour la culture de ces végétaux plus riches en phosphore sont utilisées lors de l’initiation de la culture de ces végétaux, par exemple pour en favoriser la germination, et des cendres plus riches en fer ou en potassium sont ajoutées lors de la fructification des végétaux cultivés. L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, en référence à la figure en annexe, qui représente de manière schématique l’appareillage d'obtention du support végétal.

Description détaillée de l’invention

Des déchets organiques 7 et 10 sont récupérés, puis triés en classes selon l’abondance en minéraux (poids du minéral par rapport au poids sec du déchet organique). Par exemple, des déchets qui sont riches en fer, mais ayant une teneur intermédiaire en potassium, phosphore et azote, ou des déchets riches en phosphore, mais ayant une teneur intermédiaire en potassium, fer et azote représenteront deux classes distinctes. L’homme du métier connaît bien les teneurs en minéraux de différents composés organiques, de végétaux ou d’animaux et est donc en mesure de les sélectionner et de les assembler en classes selon les exigences des végétaux à cultiver. Id, les déchets organiques 7 sont triés en une classe 8, relativement riche en potassium, comprenant des tomates, des courgettes et des poivrons. D’autres classes peuvent être obtenues à partir de légumineuses (riches en azote), de choux (riche en fer), ou de déchets issus d’espaces verts (moins riches en minéraux) et de mélanges de ceux-ci.

Les déchets organiques 7 et 10, ainsi que les classes triées 8 et 11 peuvent être soit identiques, selon que ces déchets sont destinés à l’incinération dans une chaudière 2 ou malaxés dans une unité de malaxage (malaxeur) 6, soit différents. Ici, les déchets de tomates, courgettes et poivrons destinés à être incinérés sont enrichis en arrêtes de poisson et en os à moelle. Ainsi ces deux classes 8 et 11 se recouvrent ici en partie. On prévoit donc ici encore que ces déchets soient différents, les déchets 10 destinés à être malaxés étant exclusivement issus de végétaux, alors que les déchets 7 destinés à l’incinération, ou au moins ceux de certaines classes 8 qui en sont issus, contiennent des déchets d’animaux, plus riches en phosphore.

Les classes de déchets 8 destinés à l’incinération sont réparties ici dans les différents compartiments 3 de la chaudière 2 pour produire diverses classes de cendres ; ici une classe 9 est illustrée, par exemple celle issue des déchets de tomates, courgettes, poivrons, arrêtes de poisson et os. il est à noter que la chaudière pourrait ne comprendre qu’un seul compartiment, pour l’incinération d’une seule classe à la fois.

Un brûleur 1 initie la combustion et la chaleur générée par l’incinération des déchets est ici utilisée pour (i) provoquer un échauffement modéré 4 du malaxeur 6, ce qui permet de partiellement déshydrater les déchets lors du malaxage et (ii) commander l’entrainement 5 de l’organe de malaxage 13 du malaxeur 6. A cet effet, sont montés entre la chaudière 2 et le malaxeur 6 une turbine 14 et un moteur 15, monté ici sur l’arbre 16 de l’organe de malaxage13, ici une vis.

Une classe de déchets 11 destinés au malaxage est malaxée de manière à en réduire l'activité des micro-organismes. Ici, des pellets 12 sont obtenus. Cela permet de simplifier la logistique, un meilleur contrôle de la teneur résiduelle en eau et, de là, une réduction efficace de l'activité des microorganismes. Les produite issus du malaxeur 6 peuvent se préparer sous d’autres formes, comme des granules ou une poudre amorphe, pour autant que l’activité des microorganismes y soit réduite. Cela peut se réaliser grâce à un emballage adéquat, par exemple imperméable à l’eau pour éviter la réhydratation ou aux gaz atmosphériques et enfermant une atmosphère inerte, pour inhiber le métabolisme de ces microorganismes.

Lorsque le support de culture doit être mis en œuvre, les pellets 12 sont incubés, ici en présence d’eau et d’une classe de cendres 9 issue de l’incinération. L’activité des microorganismes qui étaient présente reprend. Les microorganismes se multiplient et initient la minéralisation des pellets 12. On peut également ajouter des microorganismes exogènes à ceux présente dans la matière malaxée, par exemple des microorganismes qui auront un effet positif sur la culture du végétal, tel que des microorganismes établissant des symbioses au niveau des racines du végétai.

On peut définir le « support de culture », de la présente demande comme une matière organique qui a été malaxée et qui présente une porosité apte au développement des racines des végétaux à cultiver. Ce support de culture doit être incubé de manière à y relancer l’activité des microorganismes présents, ici avec également de l’eau, des cendres issues de l'incinération et des microorganismes exogènes.

En ce qui concerne l'adaptation des déchets organiques aux végétaux à cultiver, on fait référence à des déchets organiques triés en fonction des exigences nutritionnelles des végétaux à cultiver ; il se peut qu’un type de déchet, pris isolément, ne soit pas adapté à la culture des végétaux, mais qu'un mélange de déchets contenant ce déchet non adapté soit, lui, bien adapté. Ainsi, le produit obtenu lors du malaxage aura une teneur en minéraux qui sera déterminée selon les besoins normaux des végétaux à cultiver, selon les espèces qui vont être cultivées, alors que les cendres d'incinération auront une teneur en minéraux qui pourra quelque peu varier, par exemple pour satisfaire aux besoins accrus des végétaux lors de phases critiques de leur développement, telles que la germination ou la fructification. Une partie des déchets organiques peut être de la même espèce que celle des végétaux à cultiver. Même si les cendres adaptées à la culture des végétaux peuvent dans une certaine mesure compenser une teneur en un minéral du produit obtenu lors du malaxage qui soit légèrement insuffisante, la demanderesse a remarqué qu’une culture sur un support très pauvre en minéraux était très mal comblée par l'ajout de cendres, alors que l’omission totale des cendres au profit de la culture sur un support de culture finement sélectionné aboutissait à une forte perte de productivité de la culture. Ainsi, selon la présente invention, tant le produit issu du malaxage que les cendres doivent être adaptées à la culture de végétaux.

Le malaxage aboutit à un produit à activité microbienne réduite qui est homogène, c’est-à-dire que les différents déchets biologiques ne peuvent plus être identifiés ni isolés à la fin de l'étape de malaxage. L'activité « microbienne réduite » est celle d'une composition où soit la capacité des microorganismes à se multiplier, soit leur capacité à dégrader des biomolécules, soit leur capacité à libérer des éléments minéraux de la matière malaxée, est réduite. Pour que « l’activité » soit « réduite », il faut que l'un au moins des trois paramètres ci-dessus soit réduit d'au moins 50%, de préférence au moins 75%, et même au moins 90%.

La réduction de l’activité microbienne fournit un jus, chargé de sels minéraux et d’eau, qui peut servir ultérieurement à rééquilibrer les besoins des végétaux en éléments nutritifs en fonction du stade de leur croissance et de l’activité des microorganismes. L'activité microbienne est d’abord réduite du fait de l’étape de malaxage, puis relancée, ce qui signifie que l’activité microbienne présente dans la matière malaxée puis incubée est supérieure à celle présente dans la matière organique juste après l’étape de malaxage. Ainsi, la matière incubée aura avantageusement au moins 75%, de préférence au moins 80%, voire au moins 90% de l’activité microbienne initiale, ce paramètre étant de préférence obtenu hors addition de microorganismes exogènes.

Claims (12)

1. Revendications

   1. Procédé d’obtention d’un support végétal pour la culture de végétaux caractérisé par le fait que on prend des déchets organiques adaptés aux végétaux à cultiver ; on les malaxe pour obtenir une matière homogène et diminuer leur activité microbienne ; on incinère des déchets organiques adaptés aux végétaux à cultiver pour obtenir des cendres, sources de minéraux adaptés à la culture desdits végétaux et on incube ladite matière homogène avec lesdites cendres pour relancer ladite activité microbienne, initier la minéralisation de ladite matière et obtenir un support de culture prêt à l’emploi.
2. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel les déchets malaxés et les déchets incinérés sont différents.
3. 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel les déchets incinérés contiennent des déchets animaux.
4. 4. Procédé selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel on incube ladite matière avec des microorganismes symbiotiques des végétaux à cultiver.
5. 5. Procédé selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel on malaxe les déchets organiques pour obtenir des pellets.
6. 6. Procédé selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel l’énergie de malaxage est produite par l’incinération.
7. 7. Ensemble, intermédiaire pour la mise en œuvre du procédé de l’une des revendications 1 à 6, d’une matière homogène et à activité microbienne réduite obtenue par malaxage de déchets organiques adaptés à des végétaux à cultiver et de cendres d’incinération de déchets organiques adaptés auxdits végétaux.
8. 8. Ensemble selon la revendication 7, dans lequel les déchets malaxés et les déchets incinérés sont différents.
9. 9. Ensemble selon la revendication 8, dans lequel les déchets incinérés contiennent des déchets animaux.
10. 10. Ensemble selon l'une des revendications 7 à 9, dans lequel on incube ladite matière avec des microorganismes symbiotiques des végétaux à cultiver.
11. 11. Ensemble selon l’une des revendications 7 à 10, dans lequel les déchets organiques sont sous forme de pellets ou de vrac sous un emballage hermétique.
12. 12. Procédé de culture de végétaux sur support végétal, caractérisé par le fait que : on prend l’ensemble de la revendication 7, on incube la matière de l’ensemble pour relancer l’activité microbienne, initier la minéralisation de ladite matière et obtenir un support de culture prêt à l’emploi et on plante dans ladite matière les végétaux à cultiver.