Les non-tissés protecteurs innovants avec ajout de plumes

Le nouveau tissé utilise des matériaux biocompatibles et associe la biodégradabilité à la capacité de fertiliser le sol après sa dissolution

Les feuilles de protection sont largement utilisées en agriculture pour protéger les cultures les plus délicates. Les matériaux les plus courants sont les plastiques et posent donc des problèmes de biocompatibilité et d'élimination. Un nouveau matériau non tissé a été présenté lors de l'événement E-nnovate 2020. Le matériau est obtenu par la méthode du feutrage à l'aiguille et se compose de laine et de plumes de poulet. Ce nouveau non-tissé a une grande capacité d'absorption d'eau, adhère bien au sol et est destiné à recouvrir des surfaces variées, des sols envahis par les mauvaises herbes aux nouvelles décharges, en passant par les talus ferroviaires, les pistes de ski, etc. De plus, le matériau se dégrade à 70 % en 2 à 3 mois. Grâce à cette dégradation, l'azote libéré par la laine et les plumes enrichit le sol en nutriments, en remplaçant les engrais.

Le matériau est le fruit de recherches menées au ŁUKASIEWICZ Research Network – Institute of Biopolymers and Chemical Fibers, à Łódź, et à l'University of Agriculture, à Cracovie, tous deux en Pologne. Nous avons interviewé les inventeurs Krystyna Wrześniewska-Tosik, Tomasz Mik, Ewa Wesołowska, Tomasz Kowalewski, Damian Walisiak, Michalina Pałczyńska, Dariusz Dębiec, Piotr Kacorzyk.

Le processus créatif est toujours un aspect fascinant. Parlez-nous un peu de la raison pour laquelle vous avez pensé à cette invention et de ses objectifs.

« De nos jours, les problèmes environnementaux revêtent une importance particulière. La politique législative pousse l'industrie à rechercher et à utiliser des ressources renouvelables capables de remplacer les produits pétroliers conventionnels. Récemment, chercheurs et industriels tentent de trouver de nouvelles façons d'utiliser les biodéchets afin de développer des produits renouvelables et durables à valeur ajoutée. Lorsque l'on considère les flux de déchets les plus abondants au monde, les plus singuliers et les moins coûteux, qui pourraient être valorisés dans des applications à valeur ajoutée, on ne peut négliger l'industrie avicole. Le flux de déchets de l'industrie avicole se compose de plumes, d'organes internes, de sang, d'os, de peau, de pattes et de résidus de viande. Parmi ces coproduits, ce sont surtout les plumes de volaille qui ont suscité de l'intérêt ».

« L'objectif principal du projet est de créer un concept de méthodes de gestion des déchets et des sous-produits de la production animale, souhaitable du point de vue économique et des effets sociaux. Le projet comprend l'élaboration et la création de lignes directrices pour la mise en œuvre de la production de non-tissés écologiques de protection avec ajout de plumes, destinés à recouvrir le mélange herbes-légumineuses sur des terrains difficiles (pistes de ski, talus ferroviaires, nouvelles décharges, terrils) où il est très difficile d'obtenir un bon engazonnement. Lors de la formation de ces surfaces, de grandes quantités de terre sont déplacées, faisant remonter en surface la roche mère, pauvre en nutriments et en vie biologique, pourtant nécessaires au développement des plantes. Les précipitations, en particulier les plus intenses, lessivent les graines et la terre et les entraînent vers les parties basses de la zone ».

« En outre, la faible capacité de rétention d'eau du sol et la forte pente du terrain provoquent un dessèchement rapide de la couche superficielle du sol. C'est particulièrement défavorable lors de la première phase de développement des plantes, car le système racinaire est peu développé et ne peut pas utiliser l'eau et les nutriments situés dans les couches plus profondes du sol ; les jeunes plants meurent donc souvent par temps chaud. La solution aux problèmes ci-dessus consiste à appliquer un non-tissé de protection. Ce non-tissé présente les propriétés utiles suivantes : couleur claire, masse surfacique d'environ 150 à 300 g/m2, bonnes propriétés d'adhérence, grande capacité de rétention d'eau, structure appropriée ».

« Un tel non-tissé protège les graines et le sol du lessivage, limite la force d'impact des gouttes de pluie sur les agrégats du sol et freine le ruissellement des eaux de pluie. Sur les sols pierreux, le plus souvent sur les pentes, nous ne sommes pas en mesure de recouvrir de terre toutes les graines semées. Un non-tissé lourd presse les graines contre le sol, les recouvre et améliore les conditions de germination et de développement des plantules. Les propriétés du non-tissé en matière de rétention de l'eau de pluie et de l'eau issue de la rosée formée pendant la nuit, puis son évaporation lente durant la journée grâce à la couleur claire du non-tissé – un albédo élevé –, sont très importantes pour les jeunes plantes. Le microclimat créé sous la couverture, avec une humidité accrue, réduit l'amplitude thermique entre le jour et la nuit par rapport aux surfaces non couvertes ».

« Le non-tissé réduit la perte d'azote ammoniacal qui s'échappe du sol vers l'atmosphère et constitue une source d'éléments fertilisants pendant sa biodégradation. L'application d'un non-tissé biodégradable permettra de l'éliminer rapidement et à peu de frais sur le lieu d'utilisation, ce qui représente la plus faible charge environnementale sur l'ensemble du cycle de vie du produit, avec un effet économique et écologique mesurable. La réalisation de l'objectif du projet contribuera dans une large mesure à la gestion de déchets difficilement biodégradables sous forme de plumes, et un nouvel assortiment apparaîtra sur le marché cible des non-tissés ».

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En quoi votre invention améliore-t-elle les technologies existantes ?

« Actuellement, il existe sur le marché divers types de non-tissés à base de matières premières dérivées du pétrole, et ils ne sont pas biodégradables. Jusqu'à présent, aucun non-tissé n'a été mis au point à partir de plumes de volaille de récupération. Les non-tissés protecteurs innovants avec ajout de plumes de récupération développés dans le cadre du projet sont fabriqués à partir de matières premières d'origine naturelle. Un avantage supplémentaire est la possibilité de contrôler la durée de la décomposition microbiologique par la proportion de fractions de plumes dans le non-tissé produit. Plus l'ajout de plumes est important, plus la durée de biodégradation est longue. Les non-tissés protecteurs ne contiennent que des composants d'origine naturelle. En raison de la matière organique qu'ils contiennent, ils constitueront une précieuse source d'éléments fertilisants pour les plantes et les micro-organismes du sol. La solution proposée respecte l'environnement et la santé humaine, tout en assurant la réduction des déchets de biomasse sous forme de plumes, qui sont déposés et polluent l'environnement ».

L'idée a-t-elle déjà été brevetée ou prévoyez-vous de la breveter ?

« La demande de brevet n° P.430284 a été préparée et déposée. À l'avenir, nous espérons que nos non-tissés seront couverts par une protection complète par brevet ».

Quelle sera la prochaine étape ? Comment prévoyez-vous d'améliorer votre invention ou sa diffusion ?

« Nous prévoyons de mettre en œuvre notre solution avec un partenaire industriel polonais, mais nous n'excluons pas d'entrer sur le marché étranger si des entrepreneurs nous font une proposition. Les non-tissés innovants seront proposés aux entités qui s'occupent de la protection des talus, des pistes de ski, des digues de protection contre les crues, ainsi qu'aux entreprises qui assurent l'entretien des espaces verts urbains. Parmi les destinataires figureront les entreprises d'aménagement hydraulique, du fait qu'en Pologne plus de 70 % des digues de protection contre les crues nécessitent une rénovation. Nous prévoyons de faire connaître notre produit dans divers salons de l'innovation, expositions, sur les réseaux sociaux, et des dépliants promotionnels seront préparés ».

Recherche menée dans le cadre du projet « EKOPIÓRO », cofinancé par l'UE au titre du Fonds européen de développement régional n° POIR.04.01.04-00-0059 / 17

Consortium du projet : Ł-IBWCh-Łódź, UR- Kraków, CEDROB- Niepołomice, Poltops- Żagań.