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

1. AGRI CONFERENCE
Nouveaux 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
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3. Le Comité des Plastiques en Agriculture CPA
Le CPA est une association française crée en 1958
Sa mission : oeuvrer d'un 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
d'assurer la gestion des produits plastiques de l'agriculture en fin
de vie.
Ce comité est organisé autours de 4 commissions :
La commission 'Plastiques et Horticulture'
La commission 'Plastiques et Élevage'
La commission Technique'Communication, 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
200000
140000 180000
160000
120000
140000
100000
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, Agriculture
Répartition en CA
Film plasticulture 23%
Film à usage industriel 52%
Sacherie 25%
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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
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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
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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 .
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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
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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.
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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:
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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.
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13. Caractéristiques des films pour couverture de serre
Transmission Lumineuse Généralités
1400 3000
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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)
L'intensité des UV varie avec
la latitude, l'heure, la saison, l'altitude, la couverture nuageuse……..
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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
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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
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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 végétaux
La synthèse des anthocyanes (salade rouge) est augmentée par la présence
d’ UV-B
Sur roses, la présence d’UV (-B en particulier) favorise
le Petal blackening
L’absence d’UV contribue au développement
d'intumescences
(tomates..)
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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 d'insectes bio agresseurs
(mouches blanches)
Mais aussi des effets défavorables
- Limitation de la synthèse des anthocyanes (salades
rouges)
- Risques d'intumescences (tomates)
- Perturbation des insectes pollinisateurs
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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
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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 .
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21. Caractéristiques des films pour couverture de serre
Propriétés 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
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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
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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%
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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
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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.
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26. Films pour couverture de serre
Normalisation Européenne et Française
2 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 l'agriculture et l'horticulture -
Conditions de mise en oeuvre et d'utilisation
+ 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).
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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 serre
NFT 54192 Film plastique pour l'agriculture et l'horticulture
Conditions de mise en oeuvre et d'utilisation
• 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 d'utilisation 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 d'élevage.
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 .
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29. Films pour couverture de serre
La 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