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  1. 1. Fondements et Principes des cultures hors sols FONDEMENTS ET PRINCIPES DES CULTURES HORS SOLTable des matièresHISTORIQUE ......................................................................................................................................... 2 Première apparition de cultures hors-sol ........................................................................................ 2 Premières recherches sur les cultures hors-sol ............................................................................... 2LES DIFFERENTS SUBSTRATS ................................................................................................................ 3 La perlite .......................................................................................................................................... 4 La vermiculite ................................................................................................................................... 4 Billes d’argile .................................................................................................................................... 5 Laine de roche .................................................................................................................................. 5 Fibres de coco .................................................................................................................................. 5LES NOUVELLES TECHNIQUES .............................................................................................................. 6 Le Nutrient Film Technique (NFT) .................................................................................................... 6 L’aéroponie ...................................................................................................................................... 6 L’ultraponie ou "airoponie" ............................................................................................................. 7 L’hydroponie .................................................................................................................................... 8 Système à marée .............................................................................................................................. 9 Système goutte à goutte ................................................................................................................ 10 Système à flux continu ................................................................................................................... 10FERTILISATION .................................................................................................................................... 11SYSTEME DE CULTURES SANS SUBSTRAT .......................................................................................... 15 L’aquiculture .................................................................................................................................. 15 Conclusion...................................................................................................................................... 16Les végétaux ont besoin de lumière (naturelle ou artificielle), d’une température stable ettempérée, d’une hygrométrie de l’air suffisante, d’une oxygénation satisfaisante des racines, d’unenourriture adéquate en suffisance composée d’eau, de sels minéraux et d’oligo-éléments pourpousser de manière optimale.Êtres vivants immobiles, les plantes possèdent un métabolisme capable d’assimiler des aliments etde les éliminer sous forme de déchets, comme la plupart des êtres vivants. Elles assimilent leurnourriture sous forme d’eau minéralisée absorbée par leurs racines, et l’énergie nécessaire pour lamétaboliser par la lumière (photosynthèse). Dans la nature, c’est le sol qui joue le rôle de réservoirde sels nutritifs. Il est cependant très rare d’avoir un sol de qualité qui possède tous les élémentsnécessaires à la vie des végétaux dans des proportions optimales ; de plus, l’acidité adéquate estpropre à chaque plante, chaque végétal, et peut grandement varier en fonction du terrain, de lamétéo ou encore des saisons. Les cultures potagères et les cultures de fleurs, par exemple,nécessitent un pH se situant entre 5.5 et 6.5 (acide). Le sol possède de l’humus contenant desagents chélates, appelés aussi substances tampons, substances qui ont le pouvoir de garder l’aciditédu sol à l’équilibre en absorbant des substances qui y sont en excédent, pour les libéreréventuellement lorsque les conditions varient. Dans le cas des cultures hors-sol, les cultures sedéroulent sans terre, se libérant ainsi des contraintes liées aux cultures terriennes classiques.La culture hors-sol est une nouvelle technique alternative de culture des végétaux qui peut êtremise en place, dans des exploitations horticoles de toutes tailles. Elle peut constituer, une réponseaux problèmes d’eau et de pollution que connaît notre planète. 1 Abou DIOP Formateur CFPH abuujoob@yahoo.fr 77 554 94 29
  2. 2. Fondements et Principes des cultures hors solsHISTORIQUEPremière apparition de cultures hors-solCette technique existe depuis la nuit des temps. Entre autres exemples parmi les plus illustres et lesplus anciens, on peut citer : • les jardins suspendus de Babylone ; • certains peuples qui vivaient au bord de lacs de hautes montagnes du Pérou comme le Titicaca, où ils cultivaient leurs potagers à la surface de l’eau : • les Aztèques qui conçurent des sortes de radeaux faits de joncs et de roseaux recouverts d’une couche de limon sur lesquelles les agriculteurs jardinaient dans les marécages proches de la future ville de Mexico, et qu’il est toujours possible de voir de nos jours. Les racines des plantes plongeaient dans l’eau des lacs : sans le savoir, ils étaient les précurseurs d’une espèce d’aquaculture primitive. • les Chinois emploient encore des techniques millénaires de culture sur gravier.La culture hors-sol que l’on connaît de nos jours est née au XIXe siècle en Allemagne. Elle futdécouverte dans le cadre de recherches réalisées afin de découvrir de quoi se nourrissaient lesplantes. Ce n’est qu’en 1930 que Gericke produisit le premier système hydroponique commercialaux USA. Pendant la Seconde Guerre Mondiale, des Américains cultivèrent des légumeshydroponiques dans les îles volcaniques du Pacifique pour assurer l’apport en vitamine nécessaire àla bonne santé de leurs troupes qui y étaient en garnison.Depuis, des essais ont prouvé la viabilité de la technique, ainsi que son potentiel économique etenvironnemental.Aujourd’hui, la culture hors-sol est pratiquée en agriculture sur des millions d’hectares dans lemonde. Un grand nombre des légumes frais comme la tomate, le concombre, la courgette, la laitue,le poivron, les piments, les épinards, les brocolis, les haricots, les carottes, les betteraves, lespommes de terre, les herbes aromatiques (menthe, basilic), qui sont cultivés en serre sont issus decultures hors-sol. C’est également le cas de la majorité des fleurs coupées que l’on retrouve chez lesfleuristes.Premières recherches sur les cultures hors-solLes débuts de la culture hors-sol remontent au XVIIe siècle. A cette période, on pensait encore queles plantes se formaient à partir de l’eau. Au début du XVIIIe siècle, John Woodward pensait quec’était la terre et non l’eau qui créait la plante, ceci suite à ses expériences de culture sans sol. Photo 1 : Un chercheur de la NASA vérifie les oignons hydroponiques : à sa gauche se trouve de la laitue Bibb et à sa droite des radis. Ce n’est qu’en 1758 que Duhamel du Monceau eut l’idée de reprendre les études de la culture sans sol. Il fit germer des graines dans des éponges, pour plonger ensuite les racines des plantes dans une solution d’engrais. Il déduisit de ses expériences que la plante n’absorbait pas que de l’eau, mais aussi les minéraux qui y étaient dissous. Toutes ces nouvelles découvertes amenèrent à faire de 2 Abou DIOP Formateur CFPH abuujoob@yahoo.fr 77 554 94 29
  3. 3. Fondements et Principes des cultures hors solsnouvelles recherches. Les premières recherches sur la culture hors-sol dite moderne, s’effectuerontsuite aux découvertes sur la nutrition minérale des végétaux, effectuées par Justus Von Liebig. Cespremières ébauches seront appelées hydroponique, ou hydroculture, mot qui vient du motallemand Hydrokultur. Cette technique remplace désormais le sol traditionnel par une solutionnutritive renouvelée régulièrement, et permet la culture d’un grand nombre de légumes ainsi quede certains fruits. Photo 2 : Photo dun plant de bananier sur le potager hydroponique HydroTown. Suite à ces découvertes, les scientifiques ont réellement commencé à s’intéresser à ce sujet. Cependant, pour être exact, la découverte de cette technique doit être attribuée à deux chercheurs allemands Knop et Sachs, qui, en travaillant sur la fertilisation des plantes, ont mis en évidence le rôle de l’eau, de l’air, et du sol. Et c’est précisément en cherchant le rôle de chacun des éléments constituants le sol, qu’ils se sont aperçus que celui-ci pouvait être totalement reconstitué de façon artificielle. Simultanément et de manières indépendante, ils ont réussi à faire pousser des plantes sur des milieux entièrement liquides constitués d’eau et de sels minéraux. Les cultures hors-sol se sont développées rapidement au détriment de lenvironnement, car les rendements obtenus étaient supérieurs aux rendements des cultures normales,et les coûts et la peine au travail s’en voyaient fortement diminués. Photo 3 : Culture hydroponique de tomates (hybrides de Black Macigno), Sardaigne, Italie La culture hors sol est la culture de plantes réalisée sur substrat liquide ou solide, organique, neutre ou inerte. Ce substrat est régulièrement irrigué dun courant de solution qui apporte les sels minéraux et nutriments essentiels à la plante. Elle est très présente en horticulture et dans la culture forcée de certains légumes sous serre. Cette technique de culture sest développée pour aboutir aujourdhui àlaéroponie et sa variante lultraponie. Elle permet daccélérer le processus de maturation des fruitsgrâce à un rythme nycthéméral plus rapide et permet plusieurs récoltes par an.Létat sanitaire de ces cultures est contrôlé par des pesticides ou produits phytosanitaires.LES DIFFERENTS SUBSTRATSOn entend par substrat une substance pour remplacer la terre et utilisée comme support de culturepour les plantes. Elle peut être organique (coques d’arachide, balles de riz), minéral (gravier, sable,argile) ou inerte chimiquement (incapable de réagir avec d’autres substances). Il doit protéger lesracines de la lumière et leur permettre de respirer. Mais le substrat véhicule aussi la solutionnutritive jusqu’aux racines des plantes.Il existe plusieurs substrats, ainsi que plusieurs variantes d’utilisation. Il peut : 3 Abou DIOP Formateur CFPH abuujoob@yahoo.fr 77 554 94 29
  4. 4. Fondements et Principes des cultures hors sols • se placer en vrac dans des bacs. • se trouver dans des enveloppes disposées horizontalement (souvent remplies de coco). • Etre sous forme de pains entourés de film plastique opaque, et disposé horizontalement, soit sur des tables, soit sur le sol (pains de laines de roches). • Etre suspendu dans des sacs verticalement sous les serres (souvent remplis de perlite). La perlite Ce matériau a l’aspect de granulés de litière pour chat, de couleur blanche. C’est un sable siliceux d’origine volcanique contenant de l’eau qui est expansé industriellement par un traitement à la chaleur (1 200 °C). Il est composé de silice, d’alumine, d’oxyde de fer, d’oxyde de titane, de chaux, de magnésie, d’oxyde de sodium et de potasse. Il a une très grande capacité de rétention d’eau (4 à 5 fois son poids) son pH est de 7 à 7,2, et il s’utilise pour la culture sur substrat, pure ou mixte. La vermiculite Ce matériau a l’aspect de granulés. C’est un silicate d’alumine (mica) qui est expansé par un traitement à la chaleur. Il est composé de magnésie et d’alumine. Il est très léger et a une grande capacité de rétention d’eau (environ 350 L au m³), tout en assurant un bon drainage. Son pH est de 7 à 7,2.Il est souvent utilisé dans des bacs ou des pots, pour la réalisation de semis, ou lors del’enracinement des boutures.Il a l’avantage d’être très léger, avec une très bonne capacité de rétention d’eau. En plus il estchimiquement inerte et un bon isolant.Cependant il l’inconvénient d’être parfois très polluant, d’un prix est très élevé. Il se dégradefacilement en poussière et se tasse, s’envole facilement car il est très léger et difficile à désinfecter 4 Abou DIOP Formateur CFPH abuujoob@yahoo.fr 77 554 94 29
  5. 5. Fondements et Principes des cultures hors solsBilles d’argileCe matériau ressemble à de petites boules brunes que l’on utilise pour recouvrir les pots de fleur,les granulés sont obtenus par un traitement de forte chaleur de l’argile. L’argile expansée possèdeun bon pouvoir isolant, ce qui est nécessaire pour protéger les racines des changements detempérature.Il est composé de silice, d’alumine, d’oxydes de fer, et de soufre. Sa capacité de rétention en eau estde 15% en masse. Il est utilisé pour la culture en container, sur des systèmes de tables à marées, ouà une plus petite échelle dans des systèmes hydroponiques à flux continu. Contrairement à la lainede roche, les billes d’argile sont un substrat durable, sain, biologique et écologique.Laine de rocheCe matériau se trouve sous forme de pains ou de flocons, ressemblant à l’isolant que l’on utilisepour isoler les toits des maisons. La laine de roche est fabriquée industriellement à partir de rochesvolcaniques fondues et extrudées à plus de 1 500 °C, elle est ensuite rendue hydrophile par l’ajoutd’une huile spéciale. Elle est composée de silice, d’alumine, d’oxyde de titane, de chaux, demagnésie, d’oxyde de manganèse, de potasse, d’oxyde de fer, et d’oxyde de sodium. La laine deroche n’est pas chimiquement inerte, elle peut libérer du calcium.Fibres de cocoCe matériau se trouve sous forme de pains ou sous forme brut à placer dans des bacs, ou des pots.La fibre de coco est fabriquée à partir de l’écorce de noix de coco râpée, puis traitée. Elle est de pHneutre, c’est un substrat inerte. • Avantages : o Le coco en sac sutilise seul dans des pots comme la terre. o Il est réutilisable à condition dêtre désinfecté entre chaque utilisation. o Il est très aéré et augmente la formation de micro-racines. o Sec, il est très léger. o Il a une forte capacité de rétention deau (10 fois son poids). o Il est assez bon marché compte-tenu du fait quil peut se réutiliser plusieurs fois. o Il est dénué de parasites au départ ou de maladie du sol. o Il a une faible inertie thermique. o Il est biodégradable en ce qui concerne le substrat. o Sécuritaire et sans danger pour la santé. o Augmente les rendements. • Inconvénients : o Utilise beaucoup d’énergie pour la production et le transport. o Il perd de sa porosité au cours de son utilisation. o Il demande des engrais adaptés beaucoup plus chers. 5 Abou DIOP Formateur CFPH abuujoob@yahoo.fr 77 554 94 29
  6. 6. Fondements et Principes des cultures hors solsLES NOUVELLES TECHNIQUESLe Nutrient Film Technique (NFT)Conçue par l’Anglais Cooper en 1979, c’est une des techniques sans substrat les plus utilisées enhorticulture. Comme il est très difficile d’aérer un liquide stagnant, le milieu nutritif circule sur unefaible épaisseur (une fine pellicule d’eau) sous les racines, ce qui apporte une forte oxygénation duliquide nutritif, d’où le nom de «Nutrient film technique ».La solution nutritive qui est envoyée dans les rigoles par une pompe située dans un réservoirs’enrichit en oxygène au niveau de la surface du film liquide grâce à son déplacement continu.L’arrosage s’effectue par ruissellement sous les racines des plantes, qui sont disposées dans unesorte de buse ou gouttière légèrement inclinée, de façon à ce que le liquide retourne dans leréservoir après avoir été en contact avec les racines.Ce système fonctionne en circuit fermé, ce qui signifie une évaporation limitée, et donc une grandeéconomie en eau. La solution doit cependant être réajustée en permanence aussi bien en volumequ’en concentration en éléments minéraux, la solution étant absorbée par les plantes. Cetteméthode présente un inconvénient : les plantes qui sont situées en bout du circuit reçoivent unealimentation appauvrie en oxygène, et parfois en éléments nutritifs.On retrouve ce système de culture surtout en France et en Bretagne pour la culture de tomates, enBelgique, plutôt pour la culture de laitues. • Avantages : o Apporte une bonne oxygénation. o Permet un arrosage homogène. o Est économique car il n’utilise qu’un fin film d’eau. o Permet d’obtenir un rendement élevé o Ne pose aucun problème pour la rotation des cultures car n’utilisant aucun substrat ; • Inconvénients o Est polluant par les engrais versés dans l’environnement. o Augmente les possibilités de propagation des maladies, d’où de pesticides parce que fonctionnant en circuit fermé ; o Emploi massif de matière plastique. o Possibilités pour les plantes se situant en fin de ligne de recevoir une alimentation appauvrie en oxygène et en éléments nutritifs.L’aéroponieL’aéroponie représente l’une des plus récentes évolutions des techniques de cultures hors-sol etaussi une des plus sophistiquées. En effet, les racines des plantes ne sont en contact ni avec unmilieu solide, ni même avec un milieu liquide : elles sont alimentées par un brouillard nutritifobtenu par brumisation (via un brumisateur) de la solution nutritive dans milieu fermé.L’aéroponie est un système qui optimise la croissance des plantes en créant l’équilibre idéal entre lacirculation de la solution nutritive et la quantité d’oxygène qui y est dissoute. La solution estrécupérée puis réutilisée : le système fonctionne en circuit fermé, ce qui limite l’évaporation del’eau. L’atmosphère du milieu de culture où se trouvent les racines est saturée par un brouillard 6 Abou DIOP Formateur CFPH abuujoob@yahoo.fr 77 554 94 29
  7. 7. Fondements et Principes des cultures hors solsnutritif qui se dépose sur les racines puis ruisselle sur ces dernières en assurant leur alimentationminérale.Ce système assure un excellent rendement, qui est dû au fait que les plantes qui poussent enaéroponie créent une masse de racines beaucoup plus importante que les autres. La pulvérisation,qui peut être continue, est en général discontinue, par cycles de 15 à 20 minutes, avec des arrêts dequelques minutes pendant la journée, et de quelques heures durant la nuit. • Avantages : o Augmentation du nombre de plantes cultivées par m² o Réduction des traitements contre les parasites, le milieu étant stérile o Comme ce système fonctionne en cycle fermé, il évite, en principe, la contamination des nappes phréatiques et de l’environnement. o Économie d’eau d’environ 90 % par rapport à une culture normale. o Ne nécessitant pas de substrat, il y a un peu moins de problèmes de déchets. o Il est possible de cultiver toutes les espèces de plantes avec ce système. • Inconvénients : o Emploi massif de matière plastique. o La saveur et la teneur saturée en eau dans les végétaux nest pas maîtrisée. o Risque de propagation de maladies augmenté et par conséquent dutilisation de pesticides du fait que le système fonctionne en cycle fermé. o Étant dénué de substrat, ce système est très sensible aux variations de température. o Nécessite de la maintenance du fait des systèmes de brumisation qui se bouchent facilement. o Il est coûteux à l’achat (pompe, et filtre pour l’arrosage).L’ultraponie ou "airoponie"Cette technique est la plus récente technologie sortie des laboratoires de chercheurs.C’est un nouveau système aéroponique amélioré, basé sur un fin brouillard produit par unbrumisateur à ultrasons.Le brumisateur à ultrasons est un appareil électrique possédant des membranes de céramique quivibrent à une certaine fréquence (1,65 MHz) soit plus de 1 600 000 vibrations à la seconde ; lorsquel’eau passe dessus, elle est littéralement transformée en brouillard fait de gouttelettesextrêmement fines (moins de 5 microns). L’appareil qui est placé dans le réservoir est sur une sortede bouée qui le maintient entre 3 et 4 cm de la surface. Les racines des plantes poussent dans despaniers à treillis eux-mêmes posés sur d’énormes tubes. Toutes sortes de substrats peuvent êtreutilisées.Les racines sont alimentées par le dessous par le brouillard fait de ces très fines gouttelettesformant ainsi un milieu composé d’eau et d’oxygène directement assimilable par les pores desracines. Le brouillard est en mouvement continu dans les buses grâce à une sorte de petitventilateur incorporé sur le brumisateur à ultrasons, ce qui fait circuler le brouillard et accélèreénormément le processus d’absorption des racines. Le "chevelu" est plus dense, augmentantexponentiellement les échanges.Comme le circuit est totalement fermé, cela limite l’évaporation de l’eau réduisant ainsi laconsommation en eau. Dans les systèmes les plus récents, le circuit est ouvert, les eaux usées sontfiltrées et stérilisées améliorant ainsi la gestion de la nutrition, les sels minéraux sont fournis par des 7 Abou DIOP Formateur CFPH abuujoob@yahoo.fr 77 554 94 29
  8. 8. Fondements et Principes des cultures hors solsbrumisateurs traditionnels pour protéger les appareils à ultrasons de la corrosion. Ce systèmepermet la germination ainsi que l’enracinement des boutures avec succès, mais aussi la culture de laplupart des végétaux et champignons. Les plantes cultivées avec ce système verront leur croissancefortement accélérée, et leur production sera maximisée.Ce système est utilisé avec succès dans les recherches spatiales, pour l’enracinement duchrysanthème, pour faire des boutures de haricot, pour la production de chrysanthèmes, de laitues,pour la croissance et la floraison des tomates, pour la germination et la croissance des haricots etdes pousses de radis.De plus, il est récemment adapté pour le conditionnement des fruits et légumes tout le long de lachaîne de distribution jusquà lachalandage.Dans certaines grandes villes, il est utilisé pour la brumisation de places publiques. • Avantages : o Augmente la productivité des plantes jusquà 800 %. o Est simple d’utilisation car il est entièrement contrôlé. o Dispense l’installation des pompes et des filtres habituels. o Ne consomme pas beaucoup d’eau et d’électricité car c’est un cycle fermé. o Permet de réaliser des économies d’engrais de synthèse et autres pesticides (jusquà -80 %). o Limite toutes chances d’infestation d’insectes ou de maladies. o Améliore la vitalité des plantes. o Est totalement silencieux comparé à nimporte quel autre système. • Inconvénients : o Emploi très souvent des engrais de synthèse et autres pesticides o Engendre un gros investissement selon la taille de l’installation. o Est sujet aux variations de température, et peut causer des dommages aux racines si celles-ci sont trop hautes ou trop basses. o Nécessite des connaissances en informatique pour les installations professionnelles.L’hydroponieL’hydroponie est un terme qui regroupe les différentes techniques de cultures hors-sol, mais c’estaussi un système de culture assez simple, qui ne nécessite pas beaucoup de matériel et quin’engendre pas de gros frais. L’hydroponie est la première culture de plantes hors-sol qui futdéveloppée à échelle industrielle. Le mot vient du grec « hydro=eau » et « ponos = déposer ».Cette technique consiste à nourrir les racines des plantes qui se trouvent dans du substrat (parexemple, dans des pains de laines de roche) avec une solution nutritive ; ce principe permet à laplante d’avoir un meilleur accès à l’oxygène, à l’eau, ainsi qu’à la nourriture. Le contrôle du pH de lasolution ainsi que sa conductivité électrique permettent de gérer le milieu par rapport aux besoinsde chaque plante, et à chacun des stades de leur vie. Grâce à ce principe, la plante est poussée aumaximum de son potentiel génétique et elle produira de plus grosses fleurs, de plus gros fruits et,dans le cas des plantes médicinales, celles-ci verront une forte augmentation de la production deleur concentration en principe actif.Ce système permet de servir de support à la plante tout au long du cycle de sa vie. La simplicité dusystème permet un entretien assez simple et rapide. 8 Abou DIOP Formateur CFPH abuujoob@yahoo.fr 77 554 94 29
  9. 9. Fondements et Principes des cultures hors sols • Avantages : ce système permet : o Une augmentation de la production au m² o Une économie en eau et en énergie. o Un raccourcissement de la période de culture (d’au moins une semaine sur un cycle par rapport à une culture traditionnelle sur terre). • Inconvénients : o Ce système n’est pas écologique, car, après avoir arrosé les substrats, la solution nutritive n’est pas réutilisable. o Une accumulation importante de déchets de plus souvent non recyclables est provoquée par lutilisation de substrats. o Il provoque une augmentation de l’humidité dans le milieu de culture.Système à maréeCette technique consiste à faire pousser des végétaux sur du substrat placé dans des containersétanches de matière plastique appelés tables à marée. Ils sont appelés ainsi car ils ressemblent à degrandes tables possédant un rebord d’une hauteur pouvant varier de dix à une vingtaine decentimètres. Il existe plusieurs possibilités de cultures avec ce système : soit on peut placer desbilles d’argiles, soit des enveloppes ou différents substrats directement dans la table, ou dans despots pour l’enracinement des plantes en horticulture.Les plus couramment utilisés sont le coco, les billes d’argile ou les pains de laines de roche. Lessubstrats sont alimentés en solution nutritive par leur partie inférieure pendant un laps de tempsassez court mais fréquemment l’eau y demeure un certain temps selon le substrat, puis la gravité lafait évacuer dans le réservoir. En règle générale, l’eau arrive par le dessous de la table, grâce à unepompe qui est placée dans un réservoir situé sous celle-ci. Pour éviter que l’eau ne stagne aprèsl’arrosage, un système de drainage est placé sur le fond de la table pour que l’eau s’écoule par untuyau qui retourne dans le réservoir après récupération, le cycle recommence. Ce qui permet auxracines de se ré oxygéner après chaque cycle d’arrosage.Grâce à ce système, les racines ont facilement accès à la nourriture ainsi qu’à l’oxygène.Ce système permet une densité de plantation supérieure aux autres systèmes. De plus, il est assezsimple de régler le pH ainsi que l’EC de la solution. Grâce à ce système, toutes les plantes serontarrosées en même temps et avec la même quantité de solution nutritive, ce qui diminue lesdifférences de tailles des plantes et garantit une homogénéité des récoltes. Ce système permet ungrand gain de temps et d’argent. Ce système à solution recyclée est surtout utilisé pour les culturesde plantes vertes sous serre. • Avantages : o Assez simple à mettre en place o N’engendre pas de gros frais o Offre une alimentation homogène des plantes o Maintenance facile et rapide o Recyclage de la solution nutritive • Inconvénients : o Grandes pertes d’eau par évaporation o Le recyclage de la solution nutritive peut faire fortement varier le pH et l’EC. o Le circuit fermé agrandit les risques de propagations des maladies. 9 Abou DIOP Formateur CFPH abuujoob@yahoo.fr 77 554 94 29
  10. 10. Fondements et Principes des cultures hors sols o N’est pas adapté à tous les types de culturesSystème goutte à goutteCe système de culture est un système sur substrat qui nécessite des goutteurs oucapillaires, ainsi qu’un tuyau de distribution et une pompe. En culture hors-sol sur substrat,on utilise au moins un goutteur par plante. Mais, pour plus de fiabilité, on en utilise deux parplante. La solution nutritive est distribuée aux plantes par irrigation discontinue sur lasurface supérieure de l’enveloppe ou du pot puis ruisselle par gravité vers le dessous dusubstrat. Les pots et les enveloppes sont percés dans le fond pour permettre à l’eau des’écouler.Grâce à ce système, on peut arroser les plantes directement aux racines. Ce système estl’un des plus répandus actuellement.(les systèmes de plus en plus sont munis derécupérateur de solution nutritive, un bac contenant la ou les plante(s) et un autre quicontient la solution en dessous qui lui même est percé pour y laissé passer le sur plus.) Deplus si les solutions sont récupérées, il ne peut, en principe, y avoir contamination des sols.De par ce fait, ce sont des systèmes peu polluantsSystème à flux continuCe système est généralement de petite taille et constitué de plusieurs petites unités. Cesystème a des applications multiples. Il est surtout utilisé pour la culture de plantes mères(plantes sur lesquelles on prélève des boutures), pour des plantes culinaires ouaromatiques.Cette technique permet aux plantes de s’épanouir pleinement. Les plantes poussent dansdes bacs opaques remplis le plus souvent de billes d’argile, car ce substrat n’engendre pasde déchets et donc n’encrasse pas le réservoir qui est placé au-dessous. Pour éviter queles racines ne soient abîmées par la pompe, ici, c’est une autre technique qui est utilisée.Une pompe à air envoie la solution dans une colonne de pompage, puis la répartit par unanneau de distribution. L’eau ruisselle à travers les billes d’argiles puis retombe dans leréservoir (système de type Aquafarm ou Waterfarm qui sont de marque GHE). Lemouvement continu du flux de la solution fait se gorger d’oxygène et humidifie constammentles racines ; celles-ci y puisent la nourriture plus facilement. • Avantages : o Simple d’installation o Autonomie du système o Diminue l’évaporation car l’arrosage se fait directement aux racines o Engendre de très grosses récoltes à petites échelles. o Permet d’obtenir très rapidement de très grosses plantes et de les garder en pleine forme très longtemps. o Nécessite un système de relais le liant à un grand réservoir. • Inconvénients : o Contamination des sols possible o Différence entre le débit des capillaires o Maintenance régulière o Frais important : Remplacement du matériel o Nécessite l’achat de pompes à air. o Ne permet pas de faire de grosses cultures harmonieuses. 10 Abou DIOP Formateur CFPH abuujoob@yahoo.fr 77 554 94 29
  11. 11. Fondements et Principes des cultures hors sols o Engendre une forte augmentation de l’humidité. o N’est pas économique en eau car ce système subit fort l’évaporation de sa solution.FERTILISATIONLa fertilisation de ces systèmes nécessite l’utilisation d’engrais chimiques dont le mélangese fait par le producteur, ce qui impose une technicité de ce dernier. Or, pour l’essentiel, le paysan 11 Abou DIOP Formateur CFPH abuujoob@yahoo.fr 77 554 94 29
  12. 12. Fondements et Principes des cultures hors solssénégalais n’est pas outillé techniquement pour le calcul, le mélange de ces différentsengrais et leur application. Un accent particulier doit être fait pour la formation desproductrices et producteurs dans ce domaine 12 Abou DIOP Formateur CFPH abuujoob@yahoo.fr 77 554 94 29
  13. 13. Fondements et Principes des cultures hors sols13 Abou DIOP Formateur CFPH abuujoob@yahoo.fr 77 554 94 29
  14. 14. Fondements et Principes des cultures hors sols14 Abou DIOP Formateur CFPH abuujoob@yahoo.fr 77 554 94 29
  15. 15. Fondements et Principes des cultures hors solsSYSTEME DE CULTURES SANS SUBSTRATL’aquicultureOu culture en eau profonde. C’est historiquement la méthode la plus ancienne qui correspond àl’utilisation des premières solutions nutritives, mise au point vers 1860 par Knop et Sachs.Les racines sont plongées dans un milieu liquide, la solution nutritive étant contenue dans un bac deculture de taille variable (en général de matière plastique opaque). Le bac doit être peint en blanc àl’extérieur pour éviter l’échauffement du liquide à l’intérieur. Comme la solution nutritive eststagnante, la quantité d’oxygène est faible et généralement insuffisante pour le bonfonctionnement des racines. Pour éviter une asphyxie partielle (hypoxie), il est nécessaire d’enrichirrégulièrement le milieu en oxygène en lui insufflant de l’air (à partir d’un compresseur, d’uneturbine ou plus simplement d’une pompe à air pour aquarium) ou en rajoutant de l’H2O2 (eauoxygénée). Cette aération peut être continue, mais elle est le plus souvent discontinue, à intervallerégulier durant tout le cycle. Ce bullage d’air favorise également le brassage de la solution qui évitela précipitation des engrais ainsi que leur concentration autour des racines (ce qui peut provoquerle dessèchement des racines et provoquer la mort des racines).La quantité d’eau est variable selon l’âge de la plante, cela peut varier entre 1,5 à 15 litres. Pourcompenser l’évapotranspiration et la faible évaporation, cette solution doit être régulièrementcomplétée avec de l’eau pure, car avec ce système, la plante ayant ses racines complètementplongées dans la solution, elle absorbe plus d’eau que de sels minéraux, ce qui peut faire varier lepH et l’EC. Il est néanmoins nécessaire de remplacer la solution par une nouvelle au moins une foispar mois.Cette technique de culture est de loin celle qui aura un meilleur rendement au niveau de la quantitéde production de fruits ou de légumes ; grâce à cette technique, on peut arriver à obtenir des fruitsénormes, les racines étant directement plongées dans la solution, elles ont accès à toute lanourriture, ce plus qu’en suffisance.L’aquiculture est très peu utilisée en agriculture industrielle, mais elle est plus fréquemment utiliséepour la recherche, car elle permet de calculer avec une grande précision les quantités exactes d’eauet de sels minéraux que les plantes utilisent pour pousser.Cependant, des productions horticoles se rapprochent de cette technique de culture : la productionde salades (surtout en Chine), le forçage de l’endive, et dans de plus rares cas la culture de fraises. • Avantages : o Obtient de très gros rendements et profits. o Ne nécessite pas beaucoup de maintenance pour son bon fonctionnement. o Ne cause pas de problème de gestion des déchets autres que ses plastiques du fait qu’il n’utilise aucun substrat. o permet de calculer avec une grande précision les quantités exactes d’eau et de sels minéraux que les plantes utilisent pour subvenir à leurs besoins. • Inconvénients : o N’est pas dans une logique durable écologiquement car il engendre une grande quantité dengrais de synthèse rejetés dans l’environnement et nécessite une grande quantité d’eau. 15 Abou DIOP Formateur CFPH abuujoob@yahoo.fr 77 554 94 29
  16. 16. Fondements et Principes des cultures hors sols o La culture sur de grandes surfaces est difficilement envisageable. o Nécessite l’achat de matériel coûteux pour régler les diverses variations de pH et dEC. o Nécessite l’apport de tuteur pour maintenir les plantes.ConclusionDepuis son état initial, la culture hors-sol a connu une évolution et un perfectionnement techniqueimportants. Une multitude de variantes de cette technologie a vu le jour, et des applications leursont été trouvées. Il lui reste à démontrer sa supériorité et son intérêt à tout point de vue. Force estde constater que, depuis lavènement des agricultures dites « modernes », aucune ne sest montréevertueuse et adaptée aux multiples impératifs lié à lenvironnement et au développement durable.AvantagesCe procédé est présenté par certains comme ayant de nombreux avantages : moindreconsommation deau, croissance contrôlée et rapide, moins dattaque de nuisibles du sol, meilleuremaîtrise de la précocité, une automatisation de la culture par le contrôle de la température,l’éclairage, du pH, de la concentration en éléments nutritifs, la ventilation.Aujourd’hui, son potentiel de productivité n’est plus à prouver, à condition qu’elle soit bienmaîtrisée, elle permet d’obtenir des résultats intéressants. Grâce à cette technique on peut fairepousser une multitude de végétaux tout en leur permettant de fournir 100% de leur potentielgénétique.Elle sol serait dès lors l’une des solutions à mettre en place massivement pour résoudre lesproblèmes actuels et à venir du manque d’eau, de malnutrition sur notre planète.C’est aussi la solution que les chercheurs envisagent pour les voyages spatiaux de longue durée, etla colonisation future de nouvelles planètes comme Mars ou la Lune.D’autre part, le rapport qualité prix amène peu à peu une évolution des mentalités. La demande dumarché est grandissante et pour pouvoir y répondre, le développement de ce type de cultures estassurément en forte augmentation.InconvénientsL’adoption et le développement de ces techniques en agriculture industrielle, malgré leur grandpotentiel de productivité, sont limités du fait de l’importance des capitaux qu’il faut investir pourqu’elles soient mises en place ce qui dissuade de nombreux paysans à les installer.Ce type dagriculture fait largement appel à : • lutilisation dénergies fossiles participant encore plus au réchauffement climatique : • l’emploi massif de matières plastiques pour les bâches des tunnels, de paillage, de poches à substrat... • la fertilisation majoritairement à base dengrais minéraux chimiques • l’emploi de chauffages de serres pour les productions de contre-saison. 16 Abou DIOP Formateur CFPH abuujoob@yahoo.fr 77 554 94 29

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