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Présentation Gérard Pichon - Agriconferences 2011

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Propriétés physiques et photothermiques des plastiques et normalisation …

Propriétés physiques et photothermiques des plastiques et normalisation
Par Gérard Pichon, Responsable R&D du Groupe Barbier et Membre du comité des Plastiques en Agriculture, France

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  • 1. AGRI CONFERENCENouveaux types de serre et techniques de production adaptées au Maroc Agadir , 24 Mars 2011 Caractéristiques des films pour couverture de serre impacts sur la culture Normalisation concernant ce type de film par Gérard Pichon Membre du Comité des Plastiques pour l’Agriculture Responsable R&D du groupe BARBIER G Pichon
  • 2. Plan de la présentation• Présentation du CPA et du groupe Barbier• Propriétés des films plastiques pour couverture de serre et leur influence sur les cultures• Normalisation européenne existante relative aux films pour couverture de serre.• La normalisation comme aide pour établir un cahier des charges fournisseurs G Pichon
  • 3. Le Comité des Plastiques en Agriculture CPALe CPA est une association française crée en 1958Sa mission : oeuvrer dun point de vue technique à la promotion et à la coordination de toutes actions tendant au développement des applications des matières plastiques en agriculture et dassurer la gestion des produits plastiques de lagriculture en fin de vie.Ce comité est organisé autours de 4 commissions : La commission Plastiques et Horticulture La commission Plastiques et Élevage La commission TechniqueCommunication, Normes et Qualité La commission Agriculture Plastiques et Environnement (APE) G Pichon
  • 4. 50 années d’expérience dans la production de film souple en polyoléfine. Chiffre 2010: Production annuelle 120 Ktons Chiffre d’affaire 210 000 K€ (25% à l’export) Effectif 530 - Volume Production Annuelle (tonnes) Chiffre d’affaire (k€uros) 1965 - 2008 1965 - 2008 200000140000 180000 160000120000 140000100000 120000 80000 100000 80000 60000 60000 40000 40000 20000 20000 0 0 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2008 G Pichon 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2008
  • 5. Segments d’Application : Industrie, Sacherie, AgricultureRépartition en CA Film plasticulture 23% Film à usage industriel 52% Sacherie 25% G Pichon
  • 6. Caractéristiques des films pour couverture de serre 5 grands types• Caractéristiques de présentation• Caractéristiques dimensionnelles• Caractéristiques mécaniques• Caractéristiques de transmission lumineuse• Caractéristiques de durabilité G Pichon
  • 7. Caractéristiques des films pour couverture de serre présentation• Il s’agit de définir le pliage des films en bobine• Pour bobines films de largeur >8m pliage type C ou pliage 8 classique (moins pratique)• Pour bobines films de largeur < 8m le pliage type 4 Pour bâches en longueur métrée pour pose en travers noter que la présentation en « bi-enroulée » permet de gagner beaucoup de temps lors du montage sur la structure G Pichon
  • 8. Caractéristiques des films pour couverture de serre Propriétés Dimensionnelles• Longueur : important de préciser une tolérance en cas de livraison en longueur métrée• Largeur : tolérance précise surtout en cas de pose transversale• Épaisseur : épaisseur moyenne tolérance universelle est + -5% vs épaisseur nominale épaisseurs ponctuelles ( point mini surtout ) une tolérance est à fixer Le respect des tolérances dimensionnelles est extrêmement important ( surtout pour l’épaisseur mini ponctuelle) pour garantir la durabilité en usage du film. Elles dépendent essentiellement de la qualité de l’outil d’extrusion et du choix des matières premières (polymère) utilisées . G Pichon
  • 9. Caractéristiques des films pour couverture de serre Propriétés Mécaniques• Résistance à l’impact• Résistance au fluage sous contrainte• Résistance en traction et l’allongement à la rupture• Résistance à la déchirure amorcée G Pichon
  • 10. Caractéristiques des films pour couverture de serre La résistance à l’impact• Caractéristique essentielle pour évaluer la qualité mécanique d’un film en particulier sur les plis formés pour bobiner le film.• Il est recommandé de fixer une valeur mini pour laquelle aucune rupture de pli ne doit se produire.• Cette caractéristique se mesure avec équipement nommé dart test• Dépend essentiellement de paramètres d’extrusion et surtout des matières premières (polymère) entrant dans la composition du film. G Pichon
  • 11. Caractéristiques des films pour couverture de serre La résistance au fluage sous contrainte• Quantifie la capacité du film à se déformer sous l’effet de contrainte mécanique externe ( tension de montage, fluage sous l’effet de la chaleur et du vent…) En pratique le film déformé s’il n’est retendu se met à battre sur la structure métallique sous l’effet du vent ; ce qui entraîne très rapidement sa destruction• Dépend surtout des matières premières (polymère) utilisées• Cette caractéristique se mesure avec le test suivant ( défini dans la Norme EN13206: G Pichon
  • 12. Caractéristiques des films pour couverture de serre Contrainte et Allongement à la rupture Résistance à la propagation de la déchirure • Ces caractéristiques sont moins critiques du fait que les films de serre sont des films relativement épais(>150µ) • Utile néanmoins de fixer des valeurs mini de contrainte et d’allongement à la rupture à l’état neuf pour quantifier l’évolution des propriétés mécaniques en usage d’un film • L’évolution des caractéristiques mécaniques en usage dépend du système de stabilisation UV choisi , de la zone géographique où est utilisée le film ( ensoleillement) et aussi des contraintes environnementales ( vent par ex.) et culturales (utilisation de produits phytosanitaires) subies par le film. G Pichon
  • 13. Caractéristiques des films pour couverture de serre Transmission Lumineuse Généralités 1400 3000 G Pichon
  • 14. Caractéristiques des films pour couverture de serre Propriétés Transmission Lumineuse dans l’UV• Le rayonnement UV se compose de 3 types: – UV-A (380-315 nm) en partie nécessaire à la vision des insectes (nuisibles ou utiles) A aussi une influence sur la croissance des plantes – UV-B (315-280 nm) fortement dégradant pour le film et les plantes – UV-C (280-100 nm) non présent dans le spectre solaire qui atteint la terre (filtrer par la couche d’ozone)Lintensité des UV varie avecla latitude, lheure, la saison, laltitude, la couverture nuageuse…….. G Pichon
  • 15. Propriétés Transmission Lumineuse dans l’UV Se maîtrise par adjonction d’additifs organiques ou minéraux qui possèdent la capacité d’absorber au moins partiellement le rayonnement UV présent dans la lumière solaire% T Film PE transparent au UV 100 80 60 Film barrière UV jusqu’à 380nm 40 20 Film barrière UV jusqu’à 360nm 10 550 nm 190 250 300 350 400 450 500 550 600 Courbes établies avec un spectrophotomètre UV Visible avec sphère d’intégration G Pichon
  • 16. Caractéristiques des films pour couverture de serre Propriétés Transmission Lumineuse dans l’UV• Elle se mesure à l’aide d’un spectrophotomètre UV Visible équipé d’une sphère d’intégration• La transmission lumineuse dans le domaine UV a une influence significative sur la pollinisation, la non propagation de certains virus , ainsi que la coloration des plantes G Pichon
  • 17. Influence du film de couverture sur la qualité de la Lumière transmise à la Plante Effets directs du rayonnement UV sur le végétal• Coloration des végétauxLa synthèse des anthocyanes (salade rouge) est augmentée par la présenced’ UV-BSur roses, la présence d’UV (-B en particulier) favorisele Petal blackeningL’absence d’UV contribue au développementdintumescences(tomates..) G Pichon
  • 18. Influence du film de couverture sur la qualité de la Lumière transmise à la Plante Effets du rayonnement UV sur le végétal En résumé Les films Opaques aux UV entraînent pour les cultures: Des effets favorables - Réduction du petal blackening (roses) - Réduction de la sporulation des champignons pathogènes (botrytis) - Réduction des populations dinsectes bio agresseurs (mouches blanches) Mais aussi des effets défavorables - Limitation de la synthèse des anthocyanes (salades rouges) - Risques dintumescences (tomates) - Perturbation des insectes pollinisateurs G Pichon
  • 19. Caractéristiques des films pour couverture de serre Propriétés Transmission Lumineuse dans le visible• Le domaine Visible est constitué par les radiations solaires de longueurs d’onde entre 380 et 760 nm• La transmission dans le visible se quantifie par 3 facteurs: La TLG (transmission lumineuse globale) ce facteur est proportionnel à la quantité de photons que reçoit la plante dans le domaine du PAR (radiations actives pour la photosynthèse), il faut donc toujours chercher à le maximiser Le Trouble et La Clarté ces 2 facteurs permettent de quantifier le pouvoir de diffusion de la lumière . Le niveau de trouble et de clarté à utiliser dépendent du type de culture et surtout de la qualité de l’ensoleillement de la zone d’utilisation du film.• Ces propriétés se mesurent avec un équipement Haze Gard Plus G Pichon
  • 20. Caractéristiques des films pour couverture de serre Propriétés Transmission Lumineuse dans le visible• Les propriétés de diffusion dépendent essentiellement des polymères et additifs utilisés pour formuler le film mais aussi des conditions d’extrusion . G Pichon
  • 21. Caractéristiques des films pour couverture de serrePropriétés Transmission Lumineuse dans le proche IR • Le domaine proche IR est constitué par les radiations solaires de longueurs d’onde entre 760 et 2500 nm. • Ces radiations proche IR entraînent le réchauffement de l’atmosphère à l’intérieur de la serre durant le jour. Certains additifs permettent de réfléchir ou d’absorber ces radiations . • Un film formulé avec de tels additifs freine la pénétration de chaleur en milieu de journée , permettant de limiter les risques de stress thermique pour les cultures • Cette caractéristique se mesure avec un spectrophotomètre NIR équipé d’une sphère d’intégration G Pichon
  • 22. Influence du film de couverture sur la qualité de la Lumière transmise à la Plante Effets du rayonnement proche IR Comment cela fonctionne ? Film non traité Film avec différent % d’absorbeur proche IR Proche IR G Pichon
  • 23. Caractéristiques des films pour couverture de serre Propriétés Transmission Lumineuse dans l’IR lointain• Le domaine IR lointain (FIR) est constitué par les radiations solaires de longueurs d’onde entre 2,5µ et 50µ• Se maîtrise par adjonction d’additifs minéraux ou par l’utilisation de polymères qui possèdent la capacité d’absorber les IR long présent dans la lumière solaire• Se mesure à l’aide d’un spectrophotomètre FTIR Un film est dit thermique si son pouvoir de transmission dans l’IR mesuré entre 1400cm-1 ( λ=7µ) et 800 cm-1 ( λ=14µ) reste inférieur à 25% G Pichon
  • 24. Caractéristiques des films pour couverture de serre Propriétés Transmission Lumineuse dans l’IR lointain• Un film de serre formulé pour absorber l’ IR lointain bloque les radiations réémissent par la terre durant la nuit et donc retient la chaleur à l’intérieur de la serre . Un tel film est qualifié de thermique G Pichon
  • 25. Caractéristiques des films pour couverture de serre Durabilité en Usage• Se maîtrise par adjonction d’additifs appelés stabilisants lumière et/ou chaleur.• Mode d’action inhibe l’action dégradante des radiations UV de la lumière solaire et de l’oxygène de l’air qui entraînent des coupures des chaînes du polymère constituant le film .• MAIS ATTENTION !! Ses additifs réagissent aussi avec les produits phytosanitaires , leur capacité à protéger le polymère est réduite voir totalement annulée ; entrainant une dégradation rapide des propriétés mécaniques du film.• La durabilité d’un film n’est désormais garantie que si les produits phytosanitaires sont utilisés de manière modérée. G Pichon
  • 26. Films pour couverture de serre Normalisation Européenne et Française2 normes de base pour les films pour couverture de serre:• EN 13206 Film thermoplastique de couverture pour usage en agriculture et horticulture• NFT 54192 Film plastique pour lagriculture et lhorticulture - Conditions de mise en oeuvre et dutilisation+ 2 méthodes spécifiques permettant de définir les teneurs résiduelles en Soufre et en Chlore pour déterminer si les taux de pesticides utilisés ne dépassent pas les limites de garantie:• UNE 53087 Plastiques et Caoutchouc - Détermination du Chlore part 2 Méthode par coulombimétrie (méthode CEPLA MA02)• Détermination du Soufre total - Méthode par coulombimétrie (méthode CEPLA MA01). G Pichon
  • 27. Films pour couverture de serre EN 13206 Film thermoplastique de couverture pour usage en agriculture et horticulture• Norme Européenne• Domaine d’application• Cette norme est en cours de révision. La nouvelle version vise à déterminer un test vieillissement accéléré pour garantir la durabilité des films en présence de produits phytosanitaires afin de mieux simuler les conditions réelles d’utilisation . La nouvelle version devrait être publiée courant 2012 G Pichon
  • 28. Films pour couverture de serreNFT 54192 Film plastique pour lagriculture et lhorticulture Conditions de mise en oeuvre et dutilisation• Norme Française . Elle concerne tous les films à usage agricole, et donc les films de couverture• Domaine d’application: Le présent document définit les conditions de mise en oeuvre et dutilisation des films plastiques destinés aux usages agricoles et horticoles. Il définit également la terminologie et établit les usages de la profession. Il est applicable : aux films de couverture conformes à la NF EN 13206:2002 …. aux films d’ensilage pour silos horizontaux conformes à la NF EN 13207:2002….; aux films d’ensilage pour l’enrubannage de balles conformes à la NF EN 14932: 2005…. aux films de paillage conformes à la NF EN 13655:2002 … aux films de couverture de bâtiments délevage. Le présent document spécifie pour chaque application la durée conventionnelle d’utilisation et les règles qui permettent d’évaluer le potentiel d’utilisation restant en cas de défaillance avant le terme prévu.• Cette norme est en cours de révision. Pour les films de couverture la nouvelle version précisera entre autre les limites en teneur en S et Cl résiduel maxi au-delà desquelles il n’y a plus de garanties de durabilité pour le film . G Pichon
  • 29. Films pour couverture de serreLa normalisation support technique à la relation fabricant et utilisateur • Ces 2 normes permettent : soit de servir de référentiels pour élaborer un cahier des charges CDC fonctionnel entre fabricant et utilisateur ou distributeur de film de serre soit en absence d’un CDC et en cas de défaillance prématurée de guide pour instruire le litige et déterminer les responsabilités de chacun. G Pichon
  • 30. Merci pour votre attention G Pichon