Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
CA 02961734 2017-03-17
WO 2016/162152 PCT/EP2016/054710
Supports pour cultiver un organisme, utilisations desdits supports et
méthodes de culture et d'épuration utilisant ces supports
Domaine technique de l'invention
La présente invention a trait à la culture d'organismes végétaux,
champignons ou micro-organismes (levures, bactéries).
Plus particulièrement, l'invention concerne un support poreux pour cultiver un
organisme comportant deux parois pour recevoir de l'eau, les deux parois
étant agencées pour constituer une poche de réception de l'organisme.
Etat de la technique
Le brevet FR 2 960 384 décrit un tel support.
Cependant, les parois sont reliées entre elles en haut et en bas du support,
d'une part, et ces parois sont imperméables à l'eau, d'autre part, si bien que
l'eau est retenue dans le support et y stagne. Il en résulte que l'apport
d'oxygène s'en trouve contrarié. Par ailleurs, du fait de la rétention d'eau
et
de l'humidité permanente du support, les parois du support de cet art
antérieur doivent être globalement en un matériau imputrescible.
L'invention de la présente demande vise à pallier ces inconvénients.
A cet effet, elle concerne un support du type précisé ci-dessus,
caractérisé par le fait que chacune des deux parois comporte au moins une
couche d'un matériau chimiquement inerte et poreuse permettant à l'eau de
s'écouler à travers les pores de la couche, la couche poreuse étant agencée
pour permettre à l'organisme de s'y agripper.
De préférence lesdites couches en matériau inerte, poreuses et agrippantes
des deux parois sont des couches internes.
Du fait de l'écoulement de l'eau hors du support de l'invention et de
l'agencement des couches poreuses, le système racinaire de l'organisme
peut bien se développer, tout comme les populations de champignons ou de
micro-organismes, utiles pour la culture des végétaux en facilitant la capture
des éléments nutritifs, en particulier ceux apportés par des engrais
1
CA 02961734 2017-03-17
WO 2016/162152 PCT/EP2016/054710
organiques, alors que le support de l'art antérieur visé ci-dessus ne tolère
que des engrais chimiques.
Grâce à la combinaison de l'écoulement de l'eau et au fait que les racines
peuvent s'agripper aux couches poreuses des parois du support de
l'invention, les racines des organismes sont mieux nourries, d'une part, et
mieux fixées, d'autre part.
On notera que le support de la présente demande procède d'une démarche
totalement opposée à celle qui avait procédé à l'élaboration de l'invention de
l'art antérieur ci-dessus, rétention dans un cas, écoulement de l'eau hors du
support, en particulier hors de la zone au contact des racines, dans l'autre
cas.
On connait d'autres références de l'art antérieur mais elles doivent être
considérées comme non pertinentes.
Le document GB 2 454 678 décrit un dispositif pour la propagation de
végétaux qui comprend des poches en matériau plastique ayant une
ouverture au sommet et des ouvertures à la base pour drainer l'eau
d'irrigation, ce qui permet d'éviter les excès de fluide. Un tel dispositif
peut
être monté sur un mur vertical.
Cependant, un tel dispositif n'enseigne pas un système de culture sur une
couche inclinée inerte poreuse et drainante.
Le document WO 2008/043904 décrit des éléments modulaires de parois
pour mise en culture de végétaux comprenant des moyens d'accrochage des
végétaux et un vecteur de circulation par écoulement gravitaire d'une
solution nutritive aqueuse des végétaux se présentant sous forme d'une
nappe revêtant une plaque de support. Cette nappe se compose d'une
première feuille de rétention d'eau susceptible de permettre l'enracinement
des végétaux et d'une deuxième feuille drainante.
Il s'agit ici d'un enracinement prévu dans la zone de rétention d'eau et
nullement sur un matériau inerte poreux et drainant.
2
CA 02961734 2017-03-17
WO 2016/162152 PCT/EP2016/054710
La présente demande concerne également le produit intermédiaire du
support ci-dessus constitué d'un support drainant pour cultiver un organisme
comportant une seule paroi pour recevoir de l'eau, caractérisé par le fait que
la paroi comporte au moins une couche poreuse d'un matériau chimiquement
inerte permettant à l'eau de s'écouler à travers les pores de la couche, la
couche poreuse étant agencée pour permettre à l'organisme de s'y agripper.
On soulignera que cette dernière invention est liée à la première par un
même concept inventif général, qui est la couche inerte, poreuse et
drainante, caractéristique constituant la partie caractérisante des deux
revendications concernées, dont le résultat est le même dans les deux
inventions.
De manière avantageuse, les couches poreuses et agrippeuses contiennent
des fibres biodégradables, destinées à initialiser des colonies de micro-
organismes avant le développement des racines de l'organisme, comme par
exemple des fibres de chanvre ou de coco.
Avantageusement, dans le support de l'invention à deux parois avec, dans
chacune d'elle, une couche poreuse, agrippeuse et interne, chaque paroi
comporte une couche externe poreuse et drainante de protection et, de
préférence, une troisième couche intercalaire poreuse et drainante de
maintien structurel de la paroi.
On notera encore que les supports de la présente invention peuvent être
irrigués aussi bien en continu que de façon intermittente, le problème de
saturation en eau ne se posant pas, grâce à la porosité.
L'invention concerne également une méthode de culture de bactéries
aérobies et/ou de champignons aérobies comprenant :
de préparer un support poreux selon ce qui est décrit ci-dessus,
d'ensemencer ces bactéries et/ou champignons et
d'ajouter un milieu de culture comprenant de l'eau et des nutriments
organiques, ainsi qu'une méthode pour l'épuration d'une composition
comprenant des composés organiques issus de déchets biologiques
comprenant :
3
CA 02961734 2017-03-17
WO 2016/162152 PCT/EP2016/054710
de préparer un support poreux selon une ce qui est décrit ci-dessus,
d'ensemencer ce support poreux avec des bactéries aérobies et/ou des
champignons aérobies et/ou des végétaux, et
d'ajouter à ce support poreux ensemencé cette composition à épurer.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, en
référence au dessin en annexe, sur lequel
- la Figure 1 représente une vue en coupe transversale du support de
culture
à deux parois de l'invention ;
- la Figure 2 représente de manière schématique une vue de face du support
de la Figure 1 et
- la Figure 3 représente une coupe transversale du support de culture à une
seule paroi de l'invention.
Description détaillée de l'invention
En référence à la figure 1, le support 5 de culture d'un organisme 11, ici une
plante pourvue de feuilles et de fleurs, comprend deux parois 4, 4' se faisant
face, chaque paroi comportant une couche interne poreuse 1 comportant des
fibres chimiquement inertes et ici quelques fibres biodégradables 10, chaque
paroi comporte ici une couche externe de protection 3 et une couche
intercalaire constituée de fibres chimiquement inertes 2 poreuses. Le support
5 est fixé contre un mur 7 par l'une de ses parois 4', par des moyens
classiques parfaitement à la portée de l'homme du métier. L'autre paroi 4 du
support 5, opposée sur mur, 7, a été découpée sur une portion horizontale
21 pour pouvoir en écarter une partie afin de former une poche 31 de
réception de la plante 11.
Il est prévu, au dessus de la poche 31, un dispositif d'irrigation 9 et, en
dessous de la poche 31, un récipient de collecte de l'eau drainée. L'eau du
dispositif d'irrigation 9 s'écoule le long du support 5 par gravité à travers
les
pores des couches des parois 4, 4'. Le système d'irrigation peut être un
4
CA 02961734 2017-03-17
WO 2016/162152 PCT/EP2016/054710
goutte-à-goutte ou un système intermittent. On notera que c'est par simplicité
et clarté qu'on a décrit un support 5 à une seule poche 31. Il est
naturellement facile de prévoir un support avec une pluralité, voire une
grande pluralité de poches de culture. Il est fait usage ici d'un support de
culture totalement drainant, c'est-à-dire dont les propriétés de rétention
d'eau
sont très faibles, voire nulles. Cela autorise un meilleur développement du
système racinaire 12 de la plante 11 dans le support drainant 5. Cela,
combiné à la présence des pores des parois 4, 4' du support 5, lui assure un
meilleur maintien mécanique.
Grâce à la faible proportion des fibres biodégradables 10 dans les couches
drainantes 1 du support poreux 5, ici des fibres lentement biodégradables
comme des fibres de chanvre ou de coco, on obtient une meilleure
colonisation par des champignons et/ou des micro-organismes, en particulier
des champignons et/ou micro-organismes aérobies, ce qui présente une
utilité en soi pour la culture de ces champignons et/ou micro-organismes, et
améliore le métabolisme des racines 12 de la plante cultivée 11.
Des engrais organiques (ici issus de déchets végétaux, autres que les
déchets de la plante cultivée) ont été utilisés, le support 5 permettant la
présence de champignons et/ou micro-organismes aérobies.
La couche poreuse interne drainante 1 est ici réalisée, pour l'essentiel, à
partir de fibres synthétiques, telles que des poly-oléfines, en particulier le
polypropylène.
Les fibres constituant la couche interne poreuse et drainante 1 ne sont, pour
l'essentiel, pas biodégradables et sont inertes chimiquement, au moins dans
les conditions de température et de pH où les organismes sont cultivés. Ces
fibres résistent chimiquement aux métabolites sécrétés par la culture ou aux
substances présentes dans les fertilisants. En outre, ces fibres ne
fournissent
pas de nutriments aux organismes cultivés. Cependant, ces fibres servent de
support physique pour la culture de ces micro-organismes cultivés.
La couche interne poreuse et drainante (1) comporte ici une petite
proportion, entre 2 et 5% ou 10%, d'une fibre biodégradable, de préférence
5
CA 02961734 2017-03-17
WO 2016/162152 PCT/EP2016/054710
lentement biodégradable, comme une fibre de chanvre ou de coco. Par
fibre lentement biodégradable , on entend des fibres qui sont totalement
dégradées par des organismes du milieu (ex. le végétal, le champignon et/ou
le micro-organisme cultivé, et/ou des micro-organismes ambiants ou ajoutés)
en plus de 10 mois, de préférence en plus de 20 mois, mais de préférence
également en moins de 60 mois. La présence de ces fibres augmente la
biomasse de champignons et/ou micro-organismes dans le support poreux
de l'invention.
Les fibres formant les couches poreuses drainantes 1 et 2 des parois 4 et 4'
du support 5 peuvent être tissées ou tricotées, ou encore former un textile
non tissé et/ou un réseau de mailles. Ces couches 1 et 2 ont donc une
certaine épaisseur et une porosité interne ; leur structure est continue non
perforée. Ainsi, même si les couches poreuses drainantes 1 et 2 sont
réalisées à partir de poly-oléfines, elles diffèrent d'un plastic perforé,
réalisé à
partir de poly-oléfines ; leur épaisseur et leur porosité permettent bien aux
racines 12 de la plante de s'agripper dans et/ou entre les couches poreuses
drainantes 1 et 2.
Les couches 1 et 2 réalisées contiennent un grand nombre de vides. Ces
pores permettent à l'eau et à l'air de circuler. Ainsi, ces couches 1 et 2 ne
sont pas, ou très peu, hygroscopiques.
Le support poreux, drainant 5 de la présente demande est bon pour la
culture d'un organisme, en ce compris un organisme végétal, parce qu'il
contient nettement plus d'oxygène atmosphérique et permet une meilleure
colonisation par le système racinaire, ainsi qu'une colonisation par des
champignons et/ou micro-organismes.
Cette colonisation n'empêche pas le drainage de l'eau d'irrigation, même au
cours du temps, c'est-à-dire qu'il reste une proportion importante de pores
qui ne sont pas obstrués du fait de cette colonisation.
On a considéré un support 5 vertical. Il peut aussi être incliné sur la
verticale
pour que l'eau d'irrigation s'écoule par gravité.
6
CA 02961734 2017-03-17
WO 2016/162152 PCT/EP2016/054710
Les différentes couches des parois 4, 4' sont assemblées les unes aux
autres par des moyens connus tels que la couture ou l'agrafage. Ces
couches peuvent être reliées 1) à leurs extrémités (sommet, base) ou sur
leur pourtour latéral, 2) aux points de tension mécanique autour de la poche
31 (surtout à la base et au sommet) où se trouve la plante 11 à cultiver, ou
3)
sur toute leur surface.
En référence à la figure 3, le support de culture 6 ne comporte qu'une seule
paroi 14. La paroi 14 est sensiblement horizontale. Elle comporte une couche
supérieure 41 qui est poreuse, inerte principalement, et drainante. Ses
caractéristiques sont identiques à celles de la couche interne 1 du support 5
des figures 1 et 2, avec les mêmes réserves et les mêmes options. La paroi
14 comporte ici une couche inférieure 42, des mêmes caractéristiques et
options que la couche intercalaire 2 du support 5 des figures 1 et 2.
Le support 6, par contre, ne comporte pas de poche de réception de
l'organisme, mais on peut y cultiver les mêmes organismes que sur le
support 5 à deux parois. Il est associé à un dispositif de support montré ici
sur des tréteaux 45 et de collecte 46 d'eau d'irrigation. Le système
d'irrigation n'est pas représenté sur la figure 3.
La présente invention permet la culture de champignons et/ou de micro-
organismes aérobies. Cette culture de champignons et/ou de micro-
organismes aérobies peut en pratique être une co-culture avec des
végétaux, ce qui permet une symbiose au niveau des racines des plantes (la
plante profite du champignon et/ou du micro-organisme, et inversement), ou
encore de modifier le métabolisme secondaire du végétal, voire du
champignon et/ou micro-organisme, jusqu'à optimaliser la production de
métabolites souhaités.
La méthode d'épuration d'un déchet biologique consiste à préparer un
support de culture à une ou deux parois, tel que, de préférence un support
de culture contenant la couche poreuse comprenant des fibres
biodégradables, d'ensemencer ce support avec des végétaux et/ou des
champignons (aérobies) et/ou des micro-organismes (aérobies), et d'irriguer
7
CA 02961734 2017-03-17
WO 2016/162152 PCT/EP2016/054710
ce support ensemencé avec un déchet biologique. Ce déchet, pouvant
comprendre un ou plusieurs parmi des peptides et/ou des métabolites de
ceux-ci, des acides nucléiques et/ou des métabolites de ceux-ci, des
polysacharides et/ou des métabolites de ceux-ci, doit être compatible avec le
métabolisme des organismes cultivés sur ce support, ou rendu compatible
avec le métabolisme des organismes cultivés. Par exemple, les déchets
biologiques à épurer peuvent être dilués ou mélangés à d'autres déchets
biologiques et/ou d'autres nutriments pour que ses différents composants
correspondent au métabolisme des espèces cultivées (teneur en composés
azotés, teneur en sucres, teneur en minéraux). La présence éventuelle de
composés toxiques pour la (co-)culture devrait être contrôlée, et au besoin
adaptée (extraction sélective, dilution de la composition, ajustement du pH).
L'homme du métier est en mesure d'adapter le flux de déchets de manière à
maintenir la (co-)culture au cours du temps tout en éliminant un maximum de
déchets (biologiques) du fait du métabolisme des organismes cultivés.
8
