Les paillages (bio)dégradables Expérimentations, performances et limites Ctifl Patricia Érard, Ctifl

Des expérimentations les matériaux… Depuis une dizaine d'années, le Ctifl, les stations régionales, les chambres d'agriculture ont expérimenté des matériaux : à base de cellulose (papier, cellophane) à base de polyamide amidon à base de PCL + amidon (Mater-Bi 1ère génération) à base de co-polyester seul (Ecoflex®) ou en association avec des amidons (Mater-Bi®, Biolice®) et plus récemment à base de co-polyester + PLA (BioFlex®) Également : PE + Péroxydant = envirocare®

…De formulations et d' épaisseurs différentes Cellulose + additifs : - Papiers Séquana® noir 50 et 75 g/m², - Papier non tissé 9713, 210 g/m²(Ahlstrom), - Papier Biocell beige/noir 70 g/m²(La Turdine), - Papier Azcos blanc, - Papiers Arjo Wiggins 46, 50 et 70 g/m², biface rose/noir 60 g/m² et 72 g/m², - Papier Extra Pac écru 140 g/m² (Matussière et Forest). Cellulose pure - Cellophane blanc (UCB Films).

…De formulations et d'épaisseurs différentes Ecoflex noir 20 et 28 µm (Autobar et Barbier). Polyamide amidon : Walocomp 40 µm (Bayer). Mater-Bi : - Materbi 20 et 30 µm, Bioplastique noir mat (Novamont), - Barbier vert et noir, Bioplastique vert (Barbier), Biofilm marron, noir et vert 18 µm, Bionov B noir 15 µm (Barbier), - Bioplastique laiteux (Autobar), - Hytimulch transparent (Hyplast), - Bioplastique noir brillant (Prosyn Polyane),

…De formulations et d'épaisseurs différentes - Biolène C marron, noir et incolore 17 à 28 µm, Biolène B marron et noir 17 µm (Deltalène), - Biopolyane noir et transparent 12, 15 et 25 µm (Prosyn Polyane), - BioTelo (Azcos). Biolice : Ulice et Fiberplast 20 µm (Barbier). PE + additifs (SMS) : incolore B, Actimelon, Actisalad (SMS), Envirolène 10 µm (Deltalène), Dégradyl M100 transparent (Lin-Pac) 12 µm, Biosol transparent 10 µm (Visqueen)

Des expérimentations des cultures légumières variées Cultures de plein champ : courges, courgette, melon, salades,épinard, échalote, asperge, fraisier. Cultures sous abri : salades, tomate, poivron, aubergine, courgette, mâche, oignon, persil.

Un protocole commun De mise en place et d'observation de ces matériaux - Pour évaluer leur biodégradation et comparer les résultats d'un site à un autre, - Pour faire une synthèse du comportement agronomique des paillages biodégradables, élaboré par tous les expérimentateurs de films de paillage (bio)dégradables.

Deux exemples : le paillage de la laitue et du melon

Les propriétés du paillage laitue Objectifs du paillage sur salade - Limiter les adventices - Lutter contre les maladies du collet - Augmenter la température du sol  précocité - Éviter les salissures - Économiser d’eau

Caractéristiques d’un paillage dégradable sur salade en PC Durée de vie courte adaptée au cycle de la culture : 5 semaines en été – 8 semaines printemps et automne 12 semaines en serre Opaque (pour éviter le développement des adventices) Pose du produit mécanisable Produit non abrasif (cas de certains papiers) Produit qui se dégrade rapidement après enfouissement avec les déchets de culture (3 semaines) exclus les PE additivés Éventuellement effet thermique (selon créneau)

Caractéristiques des matériaux biodégradables expérimentés Les papiers Les + Les - Amélioration de l'homogénéité de l'humidité du sol Rendement = ou > PE 20 µm Décomposition rapide après enfouissement Thermicité < au PE Efficacité limitée contre les pourritures du collet Résistance et élasticité + faible que PE pose délicate Poids des bobines Coût Matériau intéressant pour cultures courtes

Caractéristiques des matériaux biodégradables expérimentés Rendement > sol nu (+ 30% créneau PC fin d'été) Thermicité intermédiaire entre papier et PE (= en début de culture puis en baisse) Pose mécanisable Vitesse de dégradation des paillages variable Efficacité limitée contre les pourritures du collet Arrosage délicat en été Coût Les biopolymères

Photo SERAIL

Photo SERAIL

Les propriétés du paillage melon Objectifs Élever la température du sol Isoler le fruit du sol Éviter le développement des adventices Maintenir l’humidité Protéger la structure du sol de l’action des pluies Limiter le lessivage des nitrates Impératifs Épaisseur : 20 à 30 µm Largeur : 1,20 à 1,40 m Couleur : transparent, opaque, noir Durée de vie : 85 à 125 jours entre la plantation et la fin de récolte En plantation précoce : pose du paillage 10 à 15 jours avant recommandée

Caractéristiques des matériaux biodégradables expérimentés Comportement de la culture identique sur biodégradables colorés et film PE Rendement = rendement PE Pose mécanisable possible Vitesse de dégradation des paillages variable, pas toujours adaptée à la culture : trop rapide mauvaise isolation du fruit du sol ou trop lente Biodégradables transparents à réserver pour le créneau précoce et en parcelle propre

Rendements melon Déchets Catégorie II Catégorie I

La protection du feuillage et des fruits dépend de la vitesse de dégradation du film. Si la dégradation est trop rapide risques sanitaires accrus, incrustation de paillettes et formation d'intumescences sur les fruits

Dégradation trop rapide sur le sol de certains films

Dégradation trop lente dans le sol de certains films

Principaux films biodégradables commercialisés en 2007 Composition Société Nom du produit Couleurs et grades Épaisseur Alliage d'amidons compléxés + co-polyester (Mater-Bi®) SPFP (Deltatex + Polyane) Biopolyane Biolène   Noir, marron Grade A et B 15 µm Protema /Europlastic BioTelo Agri 10 A BioTelo Agri12 A BioTelo Agri15 B Vert et marron – Grade A Noir – Grade A Noir - Grade B 10 µm 12 µm Guérin Biomulch Noir – Grade B 17 µm 20 µm Barbier Bionov Grades A et B Co-polyester + farine de maïs (Biolice®) Biofilm Noir ou vert Co-polyester + PLA (Bio-Flex®) Oerlemans Plastics bv BI-OPL Noir 12 µm 15 µm 18 et 20 µm

Principaux films oxo-photo dégradables commercialisés en 2007 Catégorie Composition Société Nom du produit Couleurs et grades Épaisseur Films à dégradation accélérée Polyéthylène + péroxydants   Trioplast SMS Actimelon Transparent – Grade B Possibilité micro-perforé 10 µm SPFP Envirolène Transparent 12 µm Guérin Dégradyl 14 µm

Conclusions Conclusions Niveau agronomique : En culture sous abri : ils sont tous utilisables en salades et cultures palissées. Les résultats sont globalement équivalents au PE. En plein champ : les résultats sont plus aléatoires (effet du vent, des précipitations, du soleil). Dans les 2 situations, leur utilisation est risquée sur melon sous abri ou en plein champ. En attente de nouvelles matières premières plus performantes.

Conclusions Niveau économique : principal frein au développement de ces matériaux : 2 à 3 fois plus chers que le PE (0,14 à 0,16 €/m² contre 0,08 à 0,09 €/m²),mais deviennent compétitifs quand on intègre les coûts de récupération et/ou de recyclage du PE. Environnement et santé humaine : interrogations sur leur totale dégradation dans le sol (accumulation possible) et sur le passage éventuel de fibres dans l'alimentation.

Conclusions En plus des labels qui garantissent biodégradabilité et absence d'écotoxicité, il existe depuis janvier 2005 une norme : NF U52-001 qui explique la notion de biodégradation et permet de clarifier ce nouveau marché de films de paillage. Le choix du film pour la culture concernée se fait en fonction du grade défini dans cette norme. Grade Durée de vie au sol A 1 à 4 mois B 3 à 6 mois C 5 à 12 mois D 12 à 24 mois E > 24 mois