Modification de la surface des filets d'exclusion utilisés dans la production biologique de pommes dans l'est du Canada

Les filets d'exclusion sont utilisés dans la production de pommes organiques et sont une alternative aux insecticides. Malgré leurs nombreux avantages, l'utilisation de fongicides est encore nécessaire pour obtenir des pommes commercialement acceptables. En effet, certaines maladies se développent sur le feuillage et les fruits en raison de la diminution du temps d'évaporation de l'eau sous les filets. L'objectif de cette étude est de développer un filet superhydrophobe qui empêchera l'eau de pluie de traverser le maillage et ainsi causer des maladies aux pommiers. En premier lieu, la preuve de concept a été faite sur les filets d'exclusion en polyéthylène haute densité (HDPE) à l'aide d'un simulateur de pluie et un produit liquide commercial pour obtenir l'effet superhydrophobe. Puis, parmi toutes les options pour obtenir une surface superhydrophobe, la déposition en phase gazeuse initiée par les rayons UV (PICVD) a été choisi. Un plan expérimental a été développé afin d'arriver à une équation reliant les cinq facteurs indépendants (temps, pression, ratio H2/CO, position des échantillons et ajout de peroxyde d'hydrogène) en fonction de l'angle de contact. Une première approche cinétique a été faite reliant le temps et l'angle de contact selon la position de l'échantillon dans le réacteur. Les résultats démontrent une allure quadratique dans la majorité des cas. La spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) ainsi que les images du microscope à force atomique (AFM) ont permis de conclure qu'il y a bel et bien une modification chimique de la surface. En raison de sa faible tolérance pour les rayons UV dans le cas du HDPE, le polyéthylène téréphtalate (PET) a été étudié pour un possible alternatif. Finalement, une mise à l'échelle du procédé PICVD a été faite pour une production annuelle de 140 hectares de filets d'exclusion modifiés.

Abstract

Exclusion nets are used in the production of organic apples in eastern Canada and are an alternative to insecticides. Despite their many advantages, fungicides are still necessary. Indeed, many diseases can occur on the leaves and fruits due to the decrease of the evaporation time caused by net. The objective of this study is to develop a superhydrophobic coating on the net that will prevent rainwater to pass through the mesh and thus caused diseases to trees. First, the proof of concept was done on high-density polyethylene (HDPE) exclusion nets with a rain simulator. A commercial liquid treatment was used for the superhydrophobic effect. Then, of all the options to obtain a superhydrophobic surface, the vapour deposition initiated by UV (PICVD) was chosen. An experimental plan (DOE) was developed to reach an equation relating the five independent factors (time, pressure, ratio H2/CO, position of the samples and addition of hydrogen peroxide) as a function of contact angle. A first kinetic approach was made between time and contact angle according with the sample position in the reactor. The results show a quadratic shape in most cases. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) as well as pictures from atomic force microscope have concluded that there is a chemical modification of the surface after PICVD treatment. Due to HDPE low tolerance to UV, polyethylene terephthalate (PET) has been studied for a possible alternative. Finally, a scale up of PICVD process was made for an annual production of 140 hectares of modified exclusions nets.