EP4308524A1 - Procede de traitement de l'urine humaine ou animale par basification et utilisations de l'urine obtenue en particulier comme matiere fertilisante - Google Patents

Procede de traitement de l'urine humaine ou animale par basification et utilisations de l'urine obtenue en particulier comme matiere fertilisante

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Publication number
EP4308524A1
EP4308524A1 EP22715608.0A EP22715608A EP4308524A1 EP 4308524 A1 EP4308524 A1 EP 4308524A1 EP 22715608 A EP22715608 A EP 22715608A EP 4308524 A1 EP4308524 A1 EP 4308524A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
urine
fermentation
bacteria
basification
equal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22715608.0A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Pierre HUGUIER
Michael Roes
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toopi Organics SAS
Original Assignee
Toopi Organics SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toopi Organics SAS filed Critical Toopi Organics SAS
Publication of EP4308524A1 publication Critical patent/EP4308524A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F17/00—Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation
    • C05F17/40—Treatment of liquids or slurries
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F17/00—Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation
    • C05F17/20—Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation using specific microorganisms or substances, e.g. enzymes, for activating or stimulating the treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F3/00—Fertilisers from human or animal excrements, e.g. manure
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/141—Feedstock
    • Y02P20/145—Feedstock the feedstock being materials of biological origin

Definitions

  • the invention relates to the treatment and recovery of human or animal urine.
  • the subject of the invention is a process for treating urine and the use of the transformed urine obtained, as well as co-products of the process, in particular as raw materials used for the manufacture of fertilizers.
  • Urine is considered waste that must be disposed of. Its current mode of disposal, mostly via mains drainage, is problematic for wastewater treatment plants and more generally concerns the sustainable management of water resources.
  • the nitrogen and micro-pollutant content of urine poses problems for the development of algae and the feminization of fish.
  • the prior art describes several black water treatment methods comprising a mixture of urine and excrement to obtain fertilizing materials or fertilizer.
  • the document FR2371399 describes a process for treating waste of animal origin, in particular for their use in animal feed or on the ground.
  • Document KR20040062918 describes a manure composting method.
  • urine is not stable when collected. It quickly loses its characteristics and its NPK content, in particular via the hydrolysis of urea into ammonia, which makes its industrial use unsuitable and currently impossible. There is therefore a need for a stable urine, meeting the safety criteria of the regulations in force, in particular on the content of metallic trace elements and pathogenic organisms, and which has characteristics allowing it to be used as a fertilizing material suitable for agricultural use.
  • the fertilizer obtained by the implementation of this method preferably has a pH greater than 9 and a concentration of microorganisms, preferably of bacteria, of at least 10 6 CFU.mL 1 .
  • the subject of the invention is therefore a method for treating human or animal urine, preferably fresh urine, comprising:
  • the method comprises other steps and in particular an optional step before the basification step which consists in recovering in the urine at least one mineral in the form of a precipitate, in particular at least one mineral chosen from nitrogen, potassium or phosphorus.
  • the invention also relates to transformed urine: basified, filtered and transformed by fermentation, capable of being obtained by implementing the method, and which has at least one of the following characteristics: a pH greater than or equal to to 9, preferably greater than or equal to 10, and a concentration of microorganisms, preferably of bacteria, of at least 10 6 CFU.mL 1 .
  • the transformed urine would not include microorganisms, in particular bacteria, and the fermentation could not be implemented because the urine would become loaded with ammonia, which would be at toxic concentrations for microorganisms, especially bacteria.
  • the invention also relates to the use of such transformed urine, in particular as a fertilizing material based on inoculum of microorganisms, preferably bacterial inoculum, in particular for crops in open fields, market gardening and horticulture. .
  • the invention therefore also relates to a fertilizer.
  • the invention also relates to the use of the co-products possibly obtained during the urine fermentation step (in particular the biofilm formed during this step), in particular as a fertilizing material, as a phytosanitary product or as a biocontrol product for agricultural use.
  • FIG. 1 represents, in the form of a curve, the results obtained for the basification of fresh urine (collected for less than 2 hours) with NaOH.
  • FIG. 2 represents, in the form of a curve, the results obtained for the basification of stored urine (collected for approximately 5 days) with NaOH.
  • Figure 3 represents, in the form of a histogram, the concentrations of P. chlororaphis (CFU/mL) observed after 24 and 48 hours of growth on urine at pH 7 or at pH 9.
  • the * represent the significant differences obtained by the t test of Student.
  • urine within the meaning of the invention, is meant urine free of fecal matter, and very preferably collected separately.
  • basified urine within the meaning of the invention, is meant a urine whose pH value has been increased relative to the pH value of the initial urine.
  • the pH of basified urine is a basic pH.
  • fresh urine within the meaning of the invention, is meant urine which has been collected for less than 12 hours, preferably for less than 6 hours, even more preferably for less than 1 hour.
  • transformed urine within the meaning of the invention, is meant urine which has undergone a process which has transformed at least one characteristic of natural urine, so that it is no longer a natural product but of a processed product obtained from a natural product.
  • the transformed urine is a urine transformed according to the invention at least by basification, filtration and fermentation.
  • the subject of the invention is a method for treating human or animal urine, preferably fresh urine, comprising at least the implementation of the following steps:
  • Human or animal urine is collected by any method suitable for implementing the method according to the invention.
  • human urine it can in particular be collected from different sources such as toilet rental companies, festivals, medical analysis laboratories, and communities.
  • animal urine it can in particular be collected from different sources such as breeders and veterinary analysis laboratories.
  • Human or animal urine is collected in containers such as cans, drums or tanks for example.
  • the containers can contain one or more bases for carrying out the basification step.
  • the method according to the invention may optionally comprise a preliminary step before the basification step, which consists in precipitating co-products generated during the storage step before basification.
  • co-products are preferentially minerals, in particular minerals chosen from nitrogen, potassium and phosphorus (struvite).
  • the process consists in adding magnesium salts in solution in order to precipitate the phosphorus present, preferentially at a volumetric ratio of 1: 1 (Mg: P) .
  • Mg: P volumetric ratio of 1: 1
  • This precipitate can be recovered by filtration on a mesh filter whose mesh size is between 10 and 30 ⁇ m.
  • the precipitate can subsequently undergo various treatments, such as washing, dissolving, pressing and/or drying in the open air in order to obtain a material in liquid or solid form.
  • the basification step is preferentially carried out on fresh urine which was collected less than 12 hours before the basification, preferentially less than 6 hours, even more preferentially less than 1 hour.
  • the urine basification step is carried out so that the urine has a pH greater than or equal to 9, preferably between 9 and 12, preferably greater than or equal to 10 and according to one embodiment between 10 and 12.
  • Basification of urine at a pH greater than 10 is necessary because it inhibits the growth of pathogens and prevents the spontaneous hydrolysis reaction of urea to ammonia, therefore the urine retains its concentration in nitrogen.
  • the basification can also allow the urine to have the pH necessary for the fermentation of the urine by certain microorganisms, in particular by certain bacteria.
  • the pH of the urine is also to be adapted to the fermentation conditions of the microorganisms used for the fermentation. During fermentation, it may also be necessary to stabilize the pH of the urine, either by adding a new base in particular to compensate for a reduction in pH during fermentation, preferably chosen from calcium hydroxide, potassium hydroxide, sodium and mixtures thereof; either by adding an acid in order in particular to compensate for a rise in pH during fermentation, preferably chosen from sulfuric acid, acetic acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, nitric acid, lactic acid and mixtures thereof.
  • the basification step can be carried out by any means making it possible to obtain urine with the desired basic pH.
  • the basification step can be carried out by adding to the urine at least one basic pH adjuster, preferably at least one base, and even more preferably at least one base chosen from calcium hydroxide, hydroxide potassium, sodium hydroxide and their mixtures, as well as their equivalents in the form of oxides (for example, calcium oxide more commonly known as lime).
  • the base (or bases) used to basify the urine is added to the urine at a concentration of between 0.1 and 10% by weight of the total weight of the mixture consisting of urine and the base, preferably between 0.5 and 2.5%.
  • the basification step is carried out by adding at least calcium hydroxide to the urine
  • the basification step is carried out by adding to the urine between 1 and 5% of calcium hydroxide by weight of the total weight of the urine and calcium hydroxide mixture, even more preferably between 2 and 3%.
  • the basification step is carried out by adding at least potassium hydroxide to the urine
  • the basification step is carried out by adding to the urine between 1 and 5% of potassium hydroxide by weight of the total weight of the urine and potassium hydroxide mixture, even more preferably between 1.5 and 2%.
  • the basification step is carried out by adding at least sodium hydroxide to the urine
  • the basification step is carried out by adding to the urine between 0.5 and 5% sodium hydroxide in weight of the total weight of the urine and sodium hydroxide mixture, even more preferably between 0.5 and 1%.
  • the basification step is preferably carried out at the time of collection of the urine to avoid the hydrolysis reaction of urea to ammonia.
  • the basification step according to the invention is carried out by adding at least one base to the container in which the urine is received or poured, upstream of the reception of the urine, preferably at the bottom of the container before the urine is poured into it.
  • the container once filled is preferably hermetically sealed for the transport in order to limit gaseous exchanges in the open air, and the container is preferably made of plastic or metal resistant to corrosion by the base.
  • the base(s) can be replaced by a mixture of bacteria in a basic medium, such that the basification is associated with an inoculation of bacteria.
  • the basification step of the method according to the invention is carried out by adding to the urine at least one mixture of bacteria in a basic medium, such that the basification is associated with an inoculation of bacteria .
  • the basification step is carried out by adding at least bacteria in a basic medium, preferably the basification step is carried out by adding to the urine between 1 and 10% of a mixture of bacteria in a basic medium by weight of the weight total of the mixture of urine and mixture of bacteria in basic medium, even more preferably between 2.5 and 5%.
  • the NEU/N-total ratio of the urine is less than or equal to 30%, and/or
  • the N-ureic/N-total ratio of the urine is greater than or equal to 50%, and/or
  • the C/N ratio is greater than or equal to 1.
  • the basification step lasts less than 12 days, even more preferably less than 7 days, and in particular between 12 hours and 7 days.
  • the urine After being basified, the urine can be stored.
  • the method according to the invention may comprise an additional step of storing the urine after basification.
  • the urine can be stored after the basification step and before the filtration step, or after the filtration step and before the transformation step by fermentation.
  • the urine can be stored for an indefinite period, preferably for a period less than or equal to 6 months. In fact, beyond 6 months, urea degrades strongly into ammonia, which makes the environment unfavorable to microbial growth.
  • Storage can be carried out in any suitable container.
  • This can be the container in which the urine was collected or any other plastic or metal container that is resistant to corrosion by a base.
  • the storage is carried out away from light in order to avoid the effect of UV on the composition of the urine and at ambient temperature (approximately 20° C.). Extreme temperatures, either below 0°C or above 40°C, are unfavorable to storage because they can modify the composition of urine.
  • the method according to the invention before or after possible storage, preferably just before the stage of transformation by fermentation, comprises a stage of filtration.
  • This filtration step must make it possible to remove the undesirable particles contained in the urine, such as in particular hair, hair, pollutants in chelated form, residual salts and any other particles that may be present (dead leaves, gravel, etc. ).
  • the filtration step is preferably carried out at least by filtration on a mesh filter of between 0.1 and 80 ⁇ m. Specifically, filtration is performed at 25pm. This removes unwanted particles, depending on the quality of the stored urine.
  • the filtration can be carried out on a filter that absorbs organic compounds, such as an activated carbon, chabazite, zeolite filter, or any other filtration system.
  • organic compounds such as an activated carbon, chabazite, zeolite filter, or any other filtration system.
  • the method according to the invention comprises a fermentation step, that is to say transformation under the influence of microorganisms.
  • the microorganisms used for the fermentation step can be chosen from bacteria and fungi, in particular yeasts and molds.
  • microorganisms used for the fermentation step are fungi, they are preferably chosen from fungi of the order Eurotiales, Hypocreales, Saccharomycetales, Glomerales and mixtures thereof.
  • the microorganisms used for the fermentation step are bacteria.
  • These bacteria are preferably chosen from bacteria belonging to at least one of the following orders: Rhizobiales (in particular the families of Bradyrhizobiaceae, Rhizobiaceae, and Phyllobacteriaceae), Bacillales (in particular the families of Bacillaceae and Paenibacillaceae), Rhodospirillales (in particular the family Rhodospirillaceae), Actinomycetales (particularly the family Corynebacteriaceae), Frankiales (particularly the family Frankiaceae), Burkholderiales (particularly the family Burkholderiaceae), Flavobacteriales (particularly the family Flavobactericeae), Pseudomonadales (particularly the family Pseudomonadaceae), Eubacteriales (in particular the Micrococcaceae family), Xanthomonadales (in particular the Xanthomonadaceae family), Hyphomicrobiales, Cytophagales, Chro
  • the bacteria used for the fermentation are preferably chosen from bacteria of the family Bradyrhizobiaceae, Rhizobiaceae, Phyllobacteriaceae, Bacillaceae, Paenibacillaceae, Rhodospirillaceae, Corynebacteriaceae, Frankiaceae, Burkholderiaceae, Flavobactericeae, Pseudomonaceae, Micrococcaceae, Xanthomonadaceae, Lactobacillaceae, Streptococcaceae, Enterococcaceae, Leuconostocaceae, Bifidobacteriaceae, and mixtures thereof.
  • the fermentation is carried out with one or more lactic acid bacteria, preferably with at least one bacterium chosen from bacteria of the order Lactobacillales, in particular with at least one bacterium whose family is chosen from Lactobacillaceae, Streptococcaceae, Enterococcaceae, Leuconostocaceae, Bifidobacteriaceae.
  • the microorganisms, preferably bacteria, used for the fermentation are chosen from species whose fermentation requires a basic pH, preferably greater than 9.
  • the pH for the fermentation of microorganisms, in particular bacteria, of the same family varies according to the species.
  • certain species of the aforementioned families may require an acid pH, others a basic pH or yet another a neutral pH.
  • the method according to the invention is used with species of bacteria of the aforementioned families requiring a basic pH and in particular of which the pH of the urine for the fermentation of these bacteria is preferably the following:
  • the urine is preferentially adjusted to 9 ⁇ pH ⁇ 12 when the bacteria used for the fermentation step are bacteria from the Paenibacillaceae family,
  • the urine is preferentially adjusted to 9 ⁇ pH ⁇ 11 when the bacteria used for the fermentation step are bacteria from the Bacillaceae family,
  • the urine is preferentially adjusted to 9 ⁇ pH ⁇ 10 when the bacteria used for the fermentation step are bacteria from the Pseudomonadaceae family,
  • the urine is preferentially adjusted to 9 ⁇ pH ⁇ 10 when the bacteria used for the fermentation step are bacteria from the Burkholderiaceae family,
  • the urine is preferentially adjusted to 9 ⁇ pH ⁇ 11 when the bacteria used for the fermentation step are bacteria from the Micrococcacea family.
  • the step of transforming urine by fermentation consists in adding to the urine at least one carbon source and at least one inoculum of microorganisms, preferentially at least one inoculum of bacteria.
  • the carbon source is preferably added at a rate of 1 to 40 gL 1 relative to the volume of basified and filtered urine to be transformed by fermentation.
  • the carbon source can be diverse. It is preferably chosen from fructose, glucose, lactose, maltose, sucrose, glucose syrup, malt syrup as well as polyols such as mannitol or sorbitol and mixtures thereof.
  • the inoculum of microorganisms preferably the bacterial inoculum, is preferably added at a rate of 0.1 to 10% by volume relative to the volume of the mixture of basified and filtered urine and of the carbon source.
  • the inoculum of microorganisms is a bacterial inoculum
  • the inoculum can be obtained from a stock solution comprising at least one carbon source, one bacterium or a mixture of at least two bacteria, and basified urine or acidified having a pH adapted to the fermentation of said bacterium or said mixture of bacteria.
  • the inoculum can be obtained in particular from a stock solution consisting at least of:
  • - basified urine having a pH greater than or equal to 9, preferably greater than or equal to 10, and in particular preferably a pH identical to or close to that of the basified urine that is to be transformed by fermentation,
  • the fermentation step can be carried out in particular at a temperature between 25 and 35°C. It is preferably carried out at a temperature corresponding to the optimum growth temperature of the microorganism(s) used for the fermentation.
  • the temperature can be for example:
  • the fermentation step is carried out for a period of at least 12 hours, preferably for a period of between 3 and 12 days. This duration varies according to the microorganisms and the conditions used for the fermentation.
  • One or more microorganisms can be used for the fermentation, preferably one or more bacteria.
  • the fermentation can therefore be carried out with at least two different microorganisms.
  • the fermentation is carried out with at least two different bacteria.
  • Different variants of implementation of the fermentation step of the process according to the invention can be for example:
  • the fermentation is carried out with at least one bacterium from the Pseudomonadaceae family.
  • the fermentation step is carried out with at least one bacterium from the Pseudomonadaceae family at a temperature of between 30 and 35° C., for between 3 and 5 days, on basified urine at a pH of between 9 and 11, with added sugar, preferably sucrose, between 25 and 30 gL 1 .
  • the method according to the invention may also comprise one or more additional steps.
  • the method according to the invention may comprise one or more step(s) which consist(s) in adding additional constituents to the urine, such as in particular nitrogen sources (in urea, nitrate/nitrite or ammonium), phosphorus and/or potassium, secondary elements (calcium and/or magnesium) or trace elements (cobalt, copper, iron, manganese and/or zinc).
  • additional constituents such as in particular nitrogen sources (in urea, nitrate/nitrite or ammonium), phosphorus and/or potassium, secondary elements (calcium and/or magnesium) or trace elements (cobalt, copper, iron, manganese and/or zinc).
  • additional constituents such as in particular nitrogen sources (in urea, nitrate/nitrite or ammonium), phosphorus and/or potassium, secondary elements (calcium and/or magnesium) or trace elements (cobalt, copper, iron, manganese and/or zinc).
  • it may comprise an additional step of adding at least one acid to the basified urine, with the aim of obtaining an optimum pH for the growth of microorganisms, preferably bacteria , used during the fermentation step.
  • the method according to the invention can therefore comprise a step of adding at least one acid to the basified urine.
  • the addition of the acid is carried out so that the urine has a lower pH than that obtained after the basification step.
  • the pH is adjusted so that the urine has a pH suitable for the growth of micro-organisms, preferably bacteria, used for the fermentation of urine.
  • the adjustment of the pH to the desired value is achieved by modifying the concentration of the acid in the urine according to the pH of the basified urine, the desired pH, and the acid used.
  • the acid used for the step of adding an acid to the basified urine can be chosen in particular from sulfuric acid, acetic acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, nitric acid, lactic acid and mixtures thereof.
  • This variant of the process comprising a step of adding an acid, instead of reaching the desired pH only by basification of the urine, makes it possible to reach the desired pH in several stages (at least two steps): basification of urine according to the invention then addition of at least one acid.
  • the method according to the invention allows the pH of the urine before transformation by fermentation to have a pH adapted to the growth of microorganisms, preferentially bacteria, used for urine fermentation.
  • a variant of the process according to the invention is characterized in that the pH of the urine before and/or during transformation by fermentation is adapted to the growth of microorganisms, preferably bacteria, used for the fermentation of urine .
  • the step of adding an acid to the basified urine can be carried out at any time in the process after the basification step and before the step of transforming the urine by fermentation.
  • the method according to the invention may comprise a step of stabilizing the pH, by adding at least one base or at least one acid during the step of transforming the urine by fermentation.
  • the method according to the invention may comprise the succession of at least the following steps:
  • the pH being lower it can always be greater than or equal to 9 or 10, but it can be lower than these values, in particular it can be lower to 6),
  • stage of transformation of the urine by fermentation optionally comprising a stage of stabilization of the pH, by adding at least one base or one acid.
  • the method according to the invention may comprise the succession of at least the following steps:
  • the pH being lower it can always be greater than or equal to 9 or 10, but it can be lower than these values, in particular it can be lower to 6),
  • stage of transformation of the urine by fermentation optionally comprising a stage of stabilization of the pH, by adding at least one base or one acid.
  • the fermentation can optionally be carried out by lactic acid bacteria (lacto-fermentation), such as for example at least one bacterium whose family is chosen from Lactobacillaceae, Streptococcaceae, Enterococcaceae, Leuconostocaceae, Bifidiobacteriaceae.
  • lacto-fermentation such as for example at least one bacterium whose family is chosen from Lactobacillaceae, Streptococcaceae, Enterococcaceae, Leuconostocaceae, Bifidiobacteriaceae.
  • lacto-fermentation such as for example at least one bacterium whose family is chosen from Lactobacillaceae, Streptococcaceae, Enterococcaceae, Leuconostocaceae, Bifidiobacteriaceae.
  • the basified urine is then preferentially acidified to 4 ⁇ pH ⁇ 5 when the bacteria used for the lacto-fermentation step are bacteria from the Lactobacillaceae family, - the basified urine is then preferentially acidified to 4.5 ⁇ pH ⁇ 5.5 when the bacteria used for the lacto-fermentation step are bacteria from the family of
  • the basified urine is then preferentially acidified to 4.5 ⁇ pH ⁇ 5.5 when the bacteria used for the lacto-fermentation step are bacteria from the family of
  • the basified urine is then preferentially acidified to 4 ⁇ pH ⁇ 5 when the bacteria used for the lacto-fermentation step are bacteria from the family of
  • the basified urine is then preferentially acidified to 3.5 ⁇ pH ⁇ 4.5 when the bacteria used for the lacto-fermentation step are bacteria from the family of
  • the basified urine is then preferentially acidified to 5 ⁇ pH ⁇ 6 when the bacteria used for the lacto-fermentation step are bacteria from the family of
  • the method according to the invention may optionally comprise one or more additional steps before the basification step, between basification and fermentation or after fermentation.
  • the urine obtained after the fermentation step is in liquid form.
  • the method according to the invention may also comprise an additional step of concentration of microorganisms, in particular bacteria (by any suitable means, in particular centrifugation, dehydration and/or freeze-drying) so as to obtain a product in solid form.
  • the process according to the invention can be implemented on an industrial scale, and makes it possible to obtain a product in a few days.
  • the method according to the invention advantageously makes it possible to recover a natural raw material currently considered as waste, which today requires significant, costly and unsatisfactory treatment.
  • the invention also relates to a transformed urine, capable of being obtained by implementing the process according to the invention, that is to say transformed by implementing a process comprising at least one step basification at a pH greater than or equal to 8, at least one filtration step and at least one fermentation step.
  • a pH greater than or equal to 9, preferably greater than or equal to 10 if the method does not include a step of adjusting the pH to a lower pH by adding an acid.
  • the transformed urine also has at least one of the following characteristics, preferably at least two, even more preferably at least three or all:
  • the urine transformed according to the invention is a complex matrix which notably comprises nitrogen, phosphorus and potassium. It also contains secondary elements, such as calcium and magnesium, as well as trace elements, such as cobalt, copper, manganese and zinc.
  • the urine transformed according to the invention can be in liquid form. It is then stored in any suitable container such as bottles, cans, drums or vats, preferably made of opaque plastic or metal resistant to corrosion of the basic product.
  • Processed urine can also be in solid form, especially as granules, peels or powders.
  • the granules and/or peels can be obtained from mineral substrates, such as zeolite and perlite, as well as from organic substrates, such as guano from bats or birds.
  • the urine transformed according to the invention is preferably in compliance with the regulations in force concerning harmlessness, in particular on the content of metallic trace elements and of pathogenic organisms.
  • a subject of the invention is also the use of the urine transformed according to the invention, in particular the transformed urine obtained by implementing the process according to the invention, as a fertilizing material.
  • an object of the invention is a fertilizer comprising at least the product obtained by implementing the process according to the invention, that is to say a fertilizer comprising at least urine transformed according to the invention.
  • the urine transformed according to the invention can be used as a fertilizing material for any type of plant, including in fields, and regardless of the growing media (compost, potting soil, coco, etc.) in particular:
  • the use according to the invention is preferably carried out before sowing or in the first weeks of growth of the plants.
  • fertilizing material such as mineral and/or organic fertilizers as well as amendments such as compost, in order to improve the absorption of minerals and/or to improve the final quality of the fertilizing material.
  • the transformed urine is used to stimulate the growth of plants, in particular by stimulating growth in the vegetative phase via growth factors (“Plant Growth Promoting Factors”) produced by micro-organisms present in processed urine, in particular by bacteria.
  • Plant Growth Promoting Factors produced by micro-organisms present in processed urine, in particular by bacteria.
  • the transformed urine when the transformed urine is liquid, it is preferentially diluted in water.
  • the dose of use of liquid product is recommended between 5 to 100L/ha diluted in 100 to 1000L of water.
  • the liquid product is used at the rate of 5 to 50mL per liter of water,
  • the transformed urine when the transformed urine is solid, it is preferentially applied directly to the ground.
  • the dose of use of solid product is recommended between 0.5 to 5 kg/ha.
  • the solid product is used at the rate of 0.5 to 5g per plant.
  • the product according to the invention can be used in small quantities to obtain a significant effect on the growth of plants.
  • the fertilizing material according to the invention comes from a natural product. Its process does not involve any solvent. It is in no way dangerous for humans or the environment.
  • a subject of the invention is also the use of co-products obtained during the implementation of a process according to the invention.
  • co-products are generated during the storage step before basification and during the fermentation step, and in particular:
  • minerals in particular minerals chosen from nitrogen, potassium and phosphorus (struvite),
  • the biofilm of microorganisms preferably the surface bacterial biofilm.
  • Microorganism biofilm is produced by microorganisms during fermentation.
  • the surface bacterial biofilm is produced by the bacteria during fermentation. It is composed of exopolysaccharides in particular.
  • This surface film can be recovered using a scraper equipped with a mesh filter between 1 and 1 Opm. The biofilm can subsequently undergo various treatments, such as washing, dissolving, pressing and/or drying in the open air in order to obtain a material in liquid or solid form.
  • co-products have characteristics which advantageously allow their use as fertilizing material, phytosanitary product, biocontrol or any other agricultural use.
  • Example 1 Process for transforming a urine according to the invention with NaOH and Bacillus ⁇ Jh.
  • An example of a method according to the invention comprises the following steps:
  • the mixture has a pH greater than or equal to 9, it can be stored under these conditions for up to 6 months in an airtight plastic container, at room temperature and away from light;
  • basified and filtered urine 10g. L 1 of glucose, and add 1% by volume of an inoculum of Bacillus sp (IL for 100L of basified urine), at 30° C. for 5 days with continuous stirring (approximately 150 revolutions per minute); - recover the basified and transformed urine after recovery of the co-products and in particular of the biofilm formed.
  • IL Bacillus sp
  • the inoculum used was previously obtained as follows:
  • the transformed urine obtained has the following characteristics:
  • Example 2 Process for transforming a urine according to the invention with NaOH and Pseudomonas sp.
  • An example of a method according to the invention comprises the following steps:
  • the mixture has a pH greater than 9, it can be stored under these conditions for up to 6 months in an airtight plastic container, at room temperature and away from light;
  • the transformed urine obtained has the following characteristics:
  • Example 3 Process for transforming a urine according to the invention with Ca(OH)2 and Paenibacillus sp.
  • An example of a method according to the invention comprises the following steps:
  • the mixture has a pH greater than 10, it can be stored under these conditions for up to 6 months in an airtight plastic container, at room temperature and protected from light;
  • basified and filtered urine 20g. L 1 of glucose, and add 1% by volume of an inoculum of Paenibacillus sp. (IL for 100 L of basified urine), at 32° C. for 4 days with continuous stirring (approximately 100 revolutions per minute);
  • the transformed urine obtained has the following characteristics:
  • Example 4 Process for transforming urine according to the invention with Ca(OH)2 and Micrococcus sp., with adjustment of the pH with lactic acid during fermentation
  • An example of a method according to the invention comprises the following steps:
  • the mixture has a pH greater than 9, it can be stored under these conditions for up to 6 months in an airtight plastic container, at room temperature and protected from light;
  • the inoculum used was previously obtained as follows: - basify 10 L of urine to reach a pH greater than or equal to 9, by adding 0.5% by weight of Ca(OH) 2 (50g of calcium hydroxide for 10L);
  • the transformed urine obtained has the following characteristics:
  • Example 5 Process for transforming urine according to the invention with basification with NaOH, then a step of adjusting the pH to acidic pH with lactic acid and fermentation with Lactobacillus sp
  • An example of a method according to the invention comprises the following steps:
  • the mixture has a pH greater than 9.0, it can be stored under these conditions for up to 6 months in an airtight plastic container, at room temperature and protected from light;
  • the inoculum used was previously obtained as follows:
  • the final concentration of bacteria obtained is of the order of 10 6 CFU.mL 1 .
  • Example 6 Process for transforming a urine according to the invention with basification with
  • An example of a method according to the invention comprises the following steps:
  • the mixture has a pH greater than 8.0, it can be stored under these conditions for up to 6 months in an airtight plastic container, at room temperature and away from light;
  • the inoculum used was previously obtained as follows:
  • the final concentration of bacteria obtained is of the order of 10 6 CFU.mL 1 .
  • Example 7 Process for transforming urine according to the invention with recovery of struvite, NaOH and Bacillus sp.
  • An example of a method according to the invention comprises the following steps:
  • MgSC magnesium sulphate
  • the mixture has a pH equal to 9.5, it can be stored under these conditions for up to 6 months in an airtight plastic container, at room temperature and protected from light;
  • the inoculum used was previously obtained as follows:
  • the basified and transformed urine obtained has the following characteristics:
  • the aim of this test is to evaluate the effect of a base, sodium hydroxide (NaOH at 30.5%), on the pH of fresh urine.
  • the test was carried out on fresh urine IL having less than 2 hours of storage.
  • a range of NaOH concentrations were tested by weight relative to the weight of urine, between 0.05% and 2.5%.
  • the purpose of this test is to evaluate the effect of sodium hydroxide (30.5% NaOH) on the pH of stored urine.
  • the test was carried out on urine IL having been stored for 15 days in an airtight container.
  • a range of NaOH concentrations were tested by weight relative to the weight of urine, between 0.05% and 2.5%.
  • the stored urine has a higher pH than the fresh urine but that it is however necessary to bring a higher concentration of NaOH to obtain a pH higher than 10, namely at least 0.7% and for a pH greater than 11, more than 1%. It is thus preferred according to the invention to basify the fresh urine and not to store it before, especially since the storage of urine without basification according to the invention leads to a loss of its characteristics and its NPK content. , in particular via the hydrolysis of urea to ammonia.
  • Example 8 Measurement of the growth capacity of the species Pseudomonas chlororaphis on basified urine
  • the objective of this example is to evaluate the ability of a microorganism to grow on a medium based on basified urine.
  • the microorganism tested in this assay is the native strain of Pseudomonas chlororaphis CNCM 1-5793. This species of bacteria was chosen because of its ability to grow at basic pH demonstrated by previous studies (Fillon et al., 1999). Material and methods
  • the strain of P. chlororaphis used during this analysis is the indigenous strain CNCM I-5793 isolated from a sample of Gironde soil. This bacterial strain belongs to the Pseudomonadaceae family and the Pseudomonadales order.
  • liquid NA medium 5 g/L yeast extract, 10 g/L peptones and 5 g/L of NaCl
  • P. chlororaphis in pre-culture was inoculated on urine at 2 different pHs: a neutral pH (7) and a basic pH (9).
  • Fresh urine was used to prepare the pH 7 and pH 9 urine solutions.
  • the pH of the fresh urine is adjusted to 7 or 9 by adding 0.04% (w/w) or 0 .15% (w/w) of a sodium hydroxide solution (NaOH 30%) respectively.
  • NaOH 30% sodium hydroxide solution
  • the bacteria were added and the urine incubated in 250 mL Erlenmeyer flasks at 28° C. with shaking (150 rpm) for a period of 3 days under aerobic conditions by filling the Erlenmeyer flasks to half volume (100 mL).
  • Counts of P. chlororaphis populations were carried out at T0 at the time of inoculation and after 24, 48 and 72 h of growth. For this, decimal dilutions of the culture to be analyzed are made and deposited (in 10 pL drops) on a box of "Nutrient Agar” agar medium. The dishes are then incubated at 28° C. for 1 day until colonies are obtained.
  • the results obtained are presented in FIG. 3.
  • the counts were carried out by counting the colonies on a Petri dish and the results are expressed in Colony-Forming Units per mL (CFU/mL).
  • CFU/mL Colony-Forming Units per mL
  • the results show that, whatever the pH (7 or 9), the indigenous strain of P. chlororaphis is capable of developing on urine medium since the populations observed reach a level >1 c 10 8 CFU/ mL with an initial inoculation rate of 5 x 10 5 CFU/mL.
  • After 24 and 48h the results show significant differences between the 2 modalities with a higher population on urine at pH 9 (7.83 x 107 CFU/mL at 48h) compared with urine at pH 7 (2.95 x 107 CFU/mL at 48h). This result therefore tells us that the growth of P. chlororaphis is favored at a basic pH, which shows the benefit of using basified urine.

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Abstract

L'invention a pour objet un procédé de traitement de l'urine humaine ou animale comprenant la mise en œuvre des étapes suivantes :- une étape de basification de l'urine de façon à ce que l'urine présente un pH supérieur ou égal à 9,- une étape de filtration de l'urine,- une étape de transformation de l'urine par fermentation.L'invention concerne également l'urine transformée obtenue et les coproduits de ce procédé, ainsi que leurs utilisations notamment comme matière fertilisante.

Description

PROCEDE DE TRAITEMENT DE L'URINE HUMAINE OU ANIMALE PAR BASIFICATION ET UTILISATIONS DE L'URINE OBTENUE EN PARTICULIER
COMME MATIERE FERTILISANTE
Domaine technique
L'invention concerne le traitement et la valorisation de l'urine humaine ou animale. En particulier l'invention a pour objet un procédé de traitement de l'urine et l'utilisation de l'urine transformée obtenue, ainsi que des coproduits du procédé, en particulier comme matières premières utilisées pour la fabrication de fertilisants. Art antérieur
L'urine est considérée comme un déchet qu'il faut éliminer. Son mode d'élimination actuel, en majorité via le tout-à-l'égout, est problématique pour les stations d'épuration et concerne plus généralement la gestion durable de la ressource en eau. La teneur en azote et micro polluants de l'urine pose en effet des problèmes de développement d'algues et de féminisation des poissons.
L'art antérieur décrit plusieurs procédés de traitement des eaux noires comprenant un mélange d'urines et d'excréments pour obtenir des matières fertilisantes ou de l'engrais. On retrouve notamment le document CN101125767 décrivant un procédé de traitement d'excréments de bétails en particulier à des fins de recyclage en engrais. Le document FR2371399 décrit un procédé de traitement de déchets d'origine animale, en particulier pour leurs utilisations dans l'alimentation animale ou sur les sols.
Le document KR20040062918 décrit une méthode de compostage de fumier.
Les procédés décrit dans l'art antérieur ne sont pas adaptés au traitement de l'urine seule. L'utilisation d'eaux noires ne permet pas d'obtenir une matière fertilisante stable présentant un pH basique, riche en microorganismes, riche en NPK et répondant aux critères d'innocuité des réglementations en vigueur.
L'urine humaine est connue pour avoir un potentiel de fertilisation avéré en agriculture, au même titre que les urines animales qui sont déjà utilisées par les exploitants. En effet, l'urine est riche en azote (N), phosphore (P) et potassium(K), qui sont les éléments essentiels pour la fertilisation des sols et des cultures.
Toutefois, l'urine n'est pas stable lorsqu'elle est collectée. Elle perd rapidement ses caractéristiques et sa teneur en NPK, notamment via l'hydrolyse de l'urée en ammoniaque, ce qui rend son utilisation industrielle inadaptée et impossible actuellement. Il existe donc un besoin en une urine stable, répondant aux critères d'innocuité des règlementations en vigueur, en particulier sur la teneur en éléments-traces métalliques et en organismes pathogènes, et qui présente des caractéristiques lui permettant une utilisation comme matière fertilisante adaptée à un usage agricole.
Résumé de l'invention
En travaillant sur le traitement de l'urine, les inventeurs ont mis au point un procédé biologique qui permet de stabiliser, dépolluer et enrichir en micro-organismes l'urine humaine ou animale. Le fertilisant obtenu par la mise en oeuvre de ce procédé présente préférentiellement un pH supérieur à 9 et une concentration en micro-organismes, préférentiellement en bactéries, d'au moins 106 UFC.mL 1.
L'invention a donc pour objet un procédé de traitement de l'urine humaine ou animale, préférentiellement de l'urine fraîche, comprenant :
- une étape de basification de l'urine de façon à ce que l'urine présente un pH supérieur ou égal à 9, préférentiellement supérieur ou égal à 10,
- une étape de filtration de l'urine,
- une étape de transformation de l'urine par fermentation.
Le procédé comprend d'autres étapes et notamment une étape optionnelle avant l'étape de basification qui consiste à récupérer dans l'urine au moins un minéral sous forme de précipité, notamment au moins un minéral choisi parmi l'azote, le potassium ou le phosphore.
L'invention a également pour objet l'urine transformée : basifiée, filtrée et transformée par fermentation, susceptible d'être obtenue par la mise en oeuvre du procédé, et qui présente au moins l'une des caractéristiques suivantes : un pH supérieur ou égal à 9, préférentiellement supérieur ou égal à 10, et une concentration en micro-organismes, préférentiellement en bactéries, d'au moins 106 UFC.mL 1. Sans la mise en oeuvre de la basification selon l'invention, l'urine transformée ne comprendrait pas de micro-organismes en particulier des bactéries et on ne pourrait pas mettre en oeuvre la fermentation car l'urine se chargerait en ammoniaque, qui serait à des concentrations toxiques pour les micro organismes notamment pour les bactéries.
L'invention concerne aussi l'utilisation d'une telle urine transformée, en particulier comme matière fertilisante à base d'inoculum de micro-organismes, préférentiellement d'inoculum bactérien, notamment pour les cultures en plein champs, le maraîchage et l'horticulture. L'invention a donc pour objet également un fertilisant.
L'invention vise aussi l'utilisation des coproduits obtenus éventuellement lors de l'étape de fermentation de l'urine (en particulier le biofilm formé lors de cette étape), notamment comme matière fertilisante, comme produit phytosanitaire ou comme produit de biocontrôle à usage agricole.
Brève description des Figures
Figure 1 : représente, sous forme de courbe, les résultats obtenus pour la basification d'une urine fraîche (récoltée depuis moins de 2 heures) avec du NaOH.
Figure 2 représente, sous forme de courbe, les résultats obtenus pour la basification d'une urine stockée (récoltée depuis environ 5 jours) avec du NaOH.
Figure 3 : représente, sous forme d'histogramme, les concentrations de P. chlororaphis (UFC/mL) observées après 24 et 48h de croissance sur urine à pH 7 ou à pH 9. Les * représentent les différences significatives obtenues par le test t de Student.
Description détaillée de l'invention
Définitions
Par « urine » au sens de l'invention, on entend de l'urine exempte de matière fécale, et très préférentiellement récoltée de manière séparée.
Par « urine basifiée » au sens de l'invention, on entend une urine dont la valeur de pH a été augmentée par rapport à la valeur de pH de l'urine initiale. Le pH de l'urine basifiée est un pH basique.
Par « urine fraîche » au sens de l'invention, on entend une urine qui a été récoltée depuis moins de 12 heures, préférentiellement depuis moins de 6 heures, encore plus préférentiellement depuis moins de 1 heure.
Par « urine transformée » au sens de l'invention, on entend une urine qui a subi un procédé qui a transformé au moins une caractéristique de l'urine naturelle, si bien qu'il ne s'agit plus d'un produit naturel mais d'un produit transformé obtenu à partir d'un produit naturel. Préférentiellement l'urine transformée est une urine transformée selon l'invention au moins par basification, filtration et fermentation.
Procédé de traitement de l'urine humaine ou animale
L'invention a pour objet un procédé de traitement de l'urine humaine ou animale, préférentiellement de l'urine fraîche, comprenant au moins la mise en oeuvre des étapes suivantes :
- une étape de basification de l'urine de façon à ce que l'urine présente un pH supérieur ou égal à 9, préférentiellement supérieur ou égal à 10,
- une étape de filtration de l'urine, - une étape de transformation de l'urine par fermentation.
L'urine humaine ou animale est collectée par tout procédé adapté pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention.
Pour l'urine humaine, elle peut en particulier être collectée auprès de différentes sources comme les loueurs de toilettes, les festivals, les laboratoires d'analyses médicales, et les collectivités.
Pour l'urine animale, elle peut en particulier être collectée auprès de différentes sources comme les éleveurs et les laboratoires d'analyses vétérinaires.
L'urine humaine ou animale est collectée dans des contenants comme des bidons, des fûts ou des cuves par exemple. Selon un mode de réalisation, les contenants peuvent contenir une ou plusieurs bases pour la mise en oeuvre de l'étape de basification.
De façon optionnelle, le procédé selon l'invention peut éventuellement comprendre une étape préliminaire avant l'étape de basification, qui consiste à précipiter des co-produits générés lors de l'étape de stockage avant basification. Ces co-produits sont préférentiellement des minéraux, en particulier des minéraux choisis parmi l'azote, le potassium et le phosphore (struvite). Dans le cas particulier de la récupération de la struvite présente dans l'urine avant basification, le procédé consiste à ajouter des sels de magnésium en solution afin de précipiter le phosphore présent, préférentiellement à un ratio volumétrique de 1 : 1 (Mg : P). Ce précipité peut être récupéré par filtration sur un filtre de mailles dont la taille des mailles est comprise entre 10 et 30pm. Le précipité peut par la suite subir différents traitements, comme un lavement, une mise en solution, un pressage et/ou un séchage à l'air libre afin d'obtenir un matériau sous forme liquide ou solide.
L'étape de basification est préférentiellement réalisée sur une urine fraîche qui a été récoltée moins de 12 heures avant la basification, préférentiellement moins de 6 heures, encore plus préférentiellement moins de 1 heure.
L'étape de basification de l'urine est réalisée de façon à ce que l'urine présente un pH supérieur ou égal à 9, préférentiellement compris entre 9 et 12, préférentiellement supérieur ou égal à 10 et selon un mode de réalisation compris entre 10 et 12. La basification de l'urine à un pH supérieur à 10 est nécessaire car elle permet d'inhiber la croissance des pathogènes et empêche la réaction spontanée d'hydrolyse de l'urée en ammoniaque, donc l'urine conserve sa concentration en azote. La basification peut permettre également à l'urine de présenter le pH nécessaire à la fermentation de l'urine par certains micro-organismes notamment par certaines bactéries.
Le pH de l'urine est en outre à adapter aux conditions de fermentation des micro-organismes utilisés pour la fermentation. Lors de la fermentation, il peut également être nécessaire de stabiliser le pH de l'urine, soit par l'ajout d'une nouvelle base afin notamment de compenser une réduction de pH lors de la fermentation, préférentiellement choisie parmi l'hydroxyde de calcium, l'hydroxyde de potassium, l'hydroxyde de sodium et leurs mélanges ; soit par l'ajout d'un acide afin notamment de compenser une hausse de pH lors de la fermentation, préférentiellement choisi parmi l'acide sulfurique, l'acide acétique, l'acide chlorhydrique, l'acide phosphorique, l'acide nitrique, l'acide lactique et leurs mélanges.
L'étape de basification peut être réalisée partout moyen permettant d'obtenir une urine avec le pH basique désiré. En particulier, l'étape de basification peut être réalisée en ajoutant à l'urine au moins un ajusteur de pH basique, préférentiellement au moins une base, et encore plus préférentiellement au moins une base choisie parmi l'hydroxyde de calcium, l'hydroxyde de potassium, l'hydroxyde de sodium et leurs mélanges, ainsi que leurs équivalents sous forme d'oxydes (par exemple, l'oxyde de calcium plus communément appelé chaux).
Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, la base (ou les bases) utilisée pour basifier l'urine est ajoutée à l'urine à une concentration comprise entre 0,1 et 10% en poids du poids total du mélange constitué par l'urine et la base, préférentiellement entre 0,5 et 2,5%.
Lorsque l'étape de basification est réalisée en ajoutant au moins de l'hydroxyde de calcium à l'urine, préférentiellement l'étape de basification est réalisée en ajoutant à l'urine entre 1 et 5 % d'hydroxyde de calcium en poids du poids total du mélange urine et hydroxyde de calcium, encore plus préférentiellement entre 2 et 3 %.
Lorsque l'étape de basification est réalisée en ajoutant au moins de l'hydroxyde de potassium à l'urine, préférentiellement l'étape de basification est réalisée en ajoutant à l'urine entre 1 et 5% d'hydroxyde de potassium en poids du poids total du mélange urine et hydroxyde de potassium, encore plus préférentiellement entre 1,5 et 2%.
Lorsque l'étape de basification est réalisée en ajoutant au moins de l'hydroxyde de sodium à l'urine, préférentiellement l'étape de basification est réalisée en ajoutant à l'urine entre 0,5 et 5 % d'hydroxyde de sodium en poids du poids total du mélange urine et hydroxyde de sodium, encore plus préférentiellement entre 0,5 et 1 %.
L'étape de basification est préférentiellement réalisée au moment de la collecte de l'urine pour éviter la réaction d'hydrolyse de l'urée en ammoniaque. Afin de limiter au maximum la perte d'azote, l'étape de basification selon l'invention est réalisée par ajout d'au moins une base dans le contenant dans lequel les urines sont réceptionnées ou versées, en amont de la réception des urines, préférentiellement en fond de contenant avant que les urines n'y soient versées. Le contenant une fois rempli est préférentiellement fermé hermétiquement pour le transport afin de limiter les échanges gazeux à l'air libre, et le contenant est préférentiellement en matière plastique ou métal résistant à la corrosion par la base.
Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, la ou les bases peuvent être remplacées par un mélange de bactéries en milieu basique, de telle sorte que la basification est associée à une inoculation de bactéries. Ainsi, dans ce mode de réalisation, l'étape de basification du procédé selon l'invention est réalisée en ajoutant à l'urine au moins un mélange de bactéries en milieu basique, de telle sorte que la basification est associée à une inoculation de bactéries. Lorsque l'étape de basification est réalisée en ajoutant au moins des bactéries en milieu basique, préférentiellement l'étape de basification est réalisée en ajoutant à l'urine entre 1 et 10 % d'un mélange de bactéries en milieu basique en poids du poids total du mélange urine et mélange de bactéries en milieu basique, encore plus préférentiellement entre 2,5 et 5%.
Préférentiellement, en fin d'étape de basification :
- le ratio NEU/N-total de l'urine est inférieur ou égal à 30%, et/ou
- le ratio N-uréique/N-total de l'urine est supérieur ou égal à 50%, et/ou
- le ratio C/N est supérieur ou égal à 1.
Dans un mode de réalisation de l'invention, l'étape de basification a une durée inférieure à 12 jours, encore plus préférentiellement inférieure à 7 jours, et en particulier entre 12 heures et 7 jours.
Après avoir été basifiée, l'urine peut être stockée. Ainsi, le procédé selon l'invention peut comprendre une étape supplémentaire de stockage de l'urine après basification.
L'urine peut être stockée après l'étape de basification et avant l'étape de filtration, ou après l'étape de filtration et avant l'étape de transformation par fermentation.
L'urine peut être stockée pendant une durée indéterminée, préférentiellement pendant une durée inférieure ou égale à 6 mois. En effet, au-delà de 6 mois l'urée se dégrade fortement en ammoniaque ce qui rend le milieu défavorable à la croissance microbienne.
Le stockage peut être réalisé dans tout contenant adapté. Il peut s'agir du contenant dans lequel a été collecté l'urine ou de tout autre contenant en plastique ou en métal résistant à la corrosion par une base. Préférentiellement, le stockage est effectué à l'abri de la lumière afin d'éviter l'effet des UV sur la composition des urines et à température ambiante (environ 20°C). Les températures extrêmes, soit inférieures à 0°C ou soit supérieures à 40°C sont défavorables au stockage car pouvant modifier la composition de l'urine.
Le procédé selon l'invention, avant ou après stockage éventuel, préférentiellement juste avant l'étape de transformation par fermentation, comprend une étape de filtration. Cette étape de filtration doit permettre d'enlever les particules indésirables contenues dans l'urine, telles que notamment des poils, des cheveux, des polluants sous forme chélatée, des sels résiduels et toutes autres particules pouvant être présentes (feuilles mortes, gravier, etc...).
L'étape de filtration est préférentiellement réalisée au moins par filtration sur un filtre de mailles comprises entre 0,1 et 80pm. Particulièrement, la filtration est effectuée à 25pm. Ceci permet d'éliminer les particules indésirables, en fonction de la qualité de l'urine stockée.
La filtration peut être effectuée sur un filtre absorbant des composés organiques, tel qu'un filtre à charbon actif, à chabazite, à zéolithe, ou tout autre système de filtration.
Après filtration, le procédé selon l'invention comprend une étape de fermentation, c'est-à- dire de transformation sous l'influence de micro-organismes. Les microorganismes utilisés pour l'étape de fermentation peuvent être choisis parmi les bactéries et les champignons notamment les levures et les moisissures.
Lorsque que les micro-organismes utilisés pour l'étape de fermentation sont des champignons, ils sont préférentiellement choisis parmi les champignons de l'ordre des Eurotiales, les Hypocreales, les Saccharomycetales, les Glomerales et leurs mélanges.
Préférentiellement les micro-organismes utilisés pour l'étape de fermentation sont des bactéries. Ces bactéries sont préférentiellement choisies parmi les bactéries appartenant à au moins un des ordres suivants : Rhizobiales (en particulier les familles des Bradyrhizobiaceae, Rhizobiaceae, et Phyllobacteriaceae), Bacillales (en particulier les familles des Bacillaceae et Paenibacillaceae), Rhodospirillales (en particulier la famille des Rhodospirillaceae), Actinomycetales (en particulier la famille des Corynebacteriaceae), Frankiales (en particulier la famille des Frankiaceae), Burkholderiales (en particulier la famille des Burkholderiaceae), Flavobacteriales (en particulier la famille des Flavobactericeae), Pseudomonadales (en particulier la famille des Pseudomonadaceae), Eubacteriales (en particulier la famille des Micrococcaceae), Xanthomonadales (en particulier la famille des Xanthomonadaceae), Hyphomicrobiales, Cytophagales, Chroococcales, Gloeobacterales, des Nostocales, Oscillatoriales, Pleurocapsales, Stigonematales.
Les bactéries utilisées pour la fermentation sont préférentiellement choisies parmi les bactéries de la famille des Bradyrhizobiaceae, Rhizobiaceae, Phyllobacteriaceae, Bacillaceae, Paenibacillaceae, Rhodospirillaceae, Corynebacteriaceae, Frankiaceae, Burkholderiaceae, Flavobactericeae, Pseudomonaceae, Micrococcaceae, Xanthomonadaceae, Lactobacillaceae, Streptococcaceae, Enterococcaceae, Leuconostocaceae, Bifidobacteriaceae, et leurs mélanges. Selon un mode de réalisation, la fermentation est réalisée avec une ou plusieurs bactéries lactiques, préférentiellement avec au moins une bactérie choisie parmi les bactéries de l'ordre des Lactobacillales, en particulier avec au moins une bactérie dont la famille est choisie parmi les Lactobacillaceae, Streptococcaceae, Enterococcaceae, Leuconostocaceae, Bifidobacteriaceae.
Selon l'invention, les micro-organismes, préférentiellement les bactéries, utilisés pour la fermentation sont choisies parmi des espèces dont la fermentation nécessite un pH basique, préférentiellement supérieur à 9.
Le pH pour la fermentation de micro-organismes, notamment de bactéries, d'une même famille varie en fonction de l'espèce. Ainsi certaines espèces des familles précitées peuvent nécessiter un pH acide, d'autres un pH basique ou d'autre encore un pH neutre.
Préférentiellement, le procédé selon l'invention est utilisé avec des espèces de bactéries des familles précitées nécessitant un pH basique et en particulier dont le pH de l'urine pour la fermentation de ces bactéries est préférentiellement le suivant :
- l'urine est préférentiellement ajustée à 9 < pH < 12 lorsque les bactéries utilisées pour l'étape de fermentation sont des bactéries de la famille des Paenibacillaceae,
- l'urine est préférentiellement ajustée à 9 < pH < 11 lorsque les bactéries utilisées pour l'étape de fermentation sont des bactéries de la famille des Bacillaceae,
- l'urine est préférentiellement ajustée à 9 < pH < 10 lorsque les bactéries utilisées pour l'étape de fermentation sont des bactéries de la famille des Pseudomonadaceae,
- l'urine est préférentiellement ajustée à 9 < pH < 10 lorsque les bactéries utilisées pour l'étape de fermentation sont des bactéries de la famille des Burkholderiaceae,
- l'urine est préférentiellement ajustée à 9 < pH < 11 lorsque les bactéries utilisées pour l'étape de fermentation sont des bactéries de la famille des Micrococcacea.
Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, l'étape de transformation de l'urine par fermentation consiste à ajouter dans l'urine au moins une source de carbone et au moins un inoculum de micro-organismes, préférentiellement au moins un inoculum de bactéries.
La source de carbone est préférentiellement ajoutée à raison de 1 à 40 g.L 1 par rapport au volume d'urine basifiée et filtrée à transformer par fermentation. La source de carbone peut être diverse. Elle est préférentiellement choisie parmi le fructose, le glucose, le lactose, le maltose, le saccharose, le sirop de glucose, sirop de malte ainsi que les polyols tels que le mannitol ou le sorbitol et leurs mélanges. L'inoculum de micro-organismes, préférentiellement l'inoculum bactérien est de façon préférée ajouté à raison de 0,1 à 10% en volume par rapport au volume du mélange d'urine basifiée et filtrée et de la source de carbone.
Lorsque l'inoculum de micro-organismes est un inoculum bactérien, l'inoculum peut être obtenu à partir d'une solution mère comprenant au moins une source de carbone, une bactérie ou un mélange d'au moins deux bactéries, et une urine basifiée ou acidifiée présentant un pH adapté à la fermentation de ladite bactérie ou dudit mélange de bactéries. Par exemple, l'inoculum peut être obtenu notamment à partir d'une solution mère constituée au moins par :
- de l'urine basifiée présentant un pH supérieur ou égal à 9, préférentiellement supérieur ou égal à 10, et en particulier de façon préférée un pH identique ou proche de celui de l'urine basifiée que l'on veut transformer par fermentation,
- une source de carbone,
- et au moins une bactérie.
L'étape de fermentation peut être réalisée en particulier à une température comprise entre 25 et 35°C. Elle est préférentiellement réalisée à une température correspondant à la température de croissance optimale du ou des micro-organismes utilisés pour la fermentation.
Notamment, la température peut être par exemple de :
- entre 20 °C et 40°C pour les bactéries de la famille des Bacillaceae ;
- entre 25°C et 40°C pour les bactéries de la famille des Paenibacillaceae ;
- entre 20°C et 35°C pour les bactéries de la famille des Pseudomonadaceae ;
- entre 20°C et 40°C pour les bactéries de la famille des Burkholderiaceae ;
- entre 25°C et 40°C pour les bactéries de la famille des Micrococcaceae.
Dans un mode de réalisation de l'invention, l'étape de fermentation est réalisée pendant une durée d'au moins 12 heures, préférentiellement pendant une durée comprise entre 3 et 12 jours. Cette durée varie en fonction des micro-organismes et des conditions mises en oeuvre pour la fermentation.
Un ou plusieurs micro-organismes peuvent être utilisés pour la fermentation préférentiellement une ou plusieurs bactéries. La fermentation peut donc être réalisée avec au moins deux microorganismes différents. Selon un mode de réalisation la fermentation est réalisée avec au moins deux bactéries différentes. Différentes variantes de mise en œuvre de l'étape de fermentation du procédé selon l'invention peuvent être par exemple :
- l'utilisation d'une ou plusieurs bactéries de la famille des Bacillaceae, à une température comprise entre 20 et 40°C, préférentiellement 35°C, pendant 1 à 4 jours, préférentiellement 2 jours, sur une urine à pH compris entre 9 et 11, préférentiellement 9,5, avec ajout de sucre, préférentiellement de saccharose, entre 5 et 20 g.L 1, préférentiellement à 10 g.L 1,
- l'utilisation d'une ou plusieurs bactéries de la famille des Paenibacillaceae, à une température comprise entre 25 et 40°C, préférentiellement 30°C, pendant 1 à 4 jours, préférentiellement 2 jours, sur une urine à pH compris entre 9 et 12, préférentiellement 10, avec ajout de sucre, préférentiellement de glucose, entre 10 et 50 g.L 1, préférentiellement à 40 g.L 1,
- l'utilisation d'une ou plusieurs bactéries de la famille des Pseudomonadaceae, à une température comprise entre 20 et 40°C, préférentiellement 35°C, pendant 1 à 7 jours, préférentiellement 3 jours, sur une urine à pH compris entre 9 et 10, préférentiellement 9,5, avec ajout de sucre, préférentiellement du glucose, entre 5 et 30 g.L 1, préférentiellement à 15 g.L 1,
- l'utilisation d'une ou plusieurs bactéries de la famille des Burkholderiaceae, à une température comprise entre 20 et 40°C, préférentiellement 30°C, pendant 1 à 5 jours, préférentiellement 4 jours, sur une urine à pH compris entre 9 et 10, préférentiellement 9, avec ajout de sucre, préférentiellement de fructose, entre 5 et 20 g.L 1, préférentiellement à 10 g.L 1,
- l'utilisation d'une ou plusieurs bactéries de la famille des Micrococcacea, à une température comprise entre 25 et 40°C, préférentiellement 30°C, pendant 1 à 7 jours, préférentiellement 4 jours, sur une urine à pH compris entre 20 et 40°C, préférentiellement 25°C, avec ajout de sucre, préférentiellement de maltose, entre 5 et 40 g.L 1, préférentiellement à 15 g.L 1.
Selon un mode de réalisation, la fermentation est réalisée avec au moins une bactérie de la famille des Pseudomonadaceae. Dans une variante adaptée, l'étape de fermentation est réalisée avec au moins une bactérie de la famille des Pseudomonadaceae à une température comprise entre 30 et 35°C, pendant entre 3 et 5 jours, sur une urine basifiée à pH compris entre 9 et 11, avec ajout de sucre, préférentiellement du saccharose, entre 25 et 30 g.L 1.
Le procédé selon l'invention peut comprendre également une ou plusieurs étapes supplémentaires.
En particulier, le procédé selon l'invention peut comprendre une ou plusieurs étape(s) qui consiste(nt) à ajouter à l'urine des constituants supplémentaires, tels que notamment des sources d'azote (sous forme uréique, nitrate/nitrite ou ammonium), de phosphore et/ou de potassium, d'éléments secondaires (calcium et/ou magnésium) ou d'oligo-éléments (cobalt, cuivre, fer, manganèse et/ou zinc). L'ajout de constituants supplémentaires peut être réalisé à tout moment de la mise en oeuvre du procédé. Préférentiellement il est réalisé avant l'étape de fermentation.
Selon une variante du procédé, celui-ci peut comprendre une étape supplémentaire d'ajout d'au moins un acide dans l'urine basifiée, dans l'objectif d'obtenir un pH optimal pour la croissance des micro-organismes, préférentiellement des bactéries, utilisées lors de l'étape de fermentation.
Le procédé selon l'invention peut donc comprendre une étape d'ajout d'au moins un acide dans l'urine basifiée. L'ajout de l'acide est réalisé de façon à ce que l'urine présente un pH moins élevé que celui obtenu après l'étape de basification. Le pH est ajusté de façon à ce que l'urine présente un pH adapté à la croissance des micro-organismes, préférentiellement des bactéries, utilisées pour la fermentation de l'urine. L'ajustement du pH à la valeur désirée est réalisé en modifiant la concentration de l'acide dans l'urine en fonction du pH de l'urine basifiée, du pH désiré, et de l'acide utilisé.
Préférentiellement, l'acide utilisé pour l'étape d'ajout d'un acide dans l'urine basifiée peut être notamment choisie parmi l'acide sulfurique, l'acide acétique, l'acide chlorhydrique, l'acide phosphorique, l'acide nitrique, l'acide lactique et leurs mélanges.
Cette variante du procédé comprenant une étape d'ajout d'un acide, au lieu d'atteindre le pH désiré uniquement par basification de l'urine, permet d'atteindre le pH désiré en plusieurs fois (au moins deux étapes) : basification de l'urine selon l'invention puis ajout d'au moins un acide. Ainsi, quelle que soit la variante, avec ou sans ajout d'acide, le procédé selon l'invention permet que le pH de l'urine avant transformation par fermentation ait un pH adapté à la croissance des micro-organismes, préférentiellement des bactéries, utilisées pour la fermentation de l'urine. Ainsi une variante du procédé selon l'invention est caractérisée en ce que le pH de l'urine avant et/ou pendant transformation par fermentation est adapté à la croissance des micro-organismes, préférentiellement des bactéries, utilisées pour la fermentation de l'urine.
L'étape d'ajout d'un acide dans l'urine basifiée peut être réalisée à tout moment du procédé après l'étape de basification et avant l'étape de transformation de l'urine par fermentation.
Lors de la fermentation, il peut également être nécessaire de stabiliser le pH de l'urine, soit par l'ajout d'une base pour augmenter le pH, préférentiellement choisie parmi l'hydroxyde de calcium, l'hydroxyde de potassium, l'hydroxyde de sodium et leurs mélanges ; soit par l'ajout d'un acide pour diminuer le pH, préférentiellement choisi parmi l'acide sulfurique, l'acide acétique, l'acide chlorhydrique, l'acide phosphorique, l'acide nitrique, l'acide lactique et leurs mélanges. Ainsi le procédé selon l'invention peut comprendre une étape de stabilisation du pH, par ajout d'au moins une base ou d'au moins un acide lors de l'étape de transformation de l'urine par fermentation.
Selon un mode de réalisation, le procédé selon l'invention peut comprendre la succession d'au moins les étapes suivantes :
- une étape de basification de l'urine de façon à ce que l'urine présente un pH supérieur à 9, préférentiellement supérieur à 10,
- une étape d'ajout d'au moins un acide dans l'urine (le pH étant moins élevé : il peut être toujours supérieur ou égal à 9 ou à 10, mais il peut être inférieur à ces valeurs, notamment il peut être inférieur à 6),
- une étape de filtration de l'urine,
- une étape de transformation de l'urine par fermentation, comprenant éventuellement une étape de stabilisation du pH, par ajout d'au moins une base ou d'un acide.
Selon un autre mode de réalisation, le procédé selon l'invention peut comprendre la succession d'au moins les étapes suivantes :
- une étape de basification de l'urine de façon à ce que l'urine présente un pH supérieur à 9, préférentiellement supérieur à 10,
- une étape de filtration de l'urine,
- une étape d'ajout d'au moins une base dans l'urine (le pH étant moins élevé : il peut être toujours supérieur ou égal à 9 ou à 10, mais il peut être inférieur à ces valeurs, notamment il peut être inférieur à 6),
- une étape de transformation de l'urine par fermentation, comprenant éventuellement une étape de stabilisation du pH, par ajout d'au moins une base ou d'un acide.
Si le pH est suffisamment acide après l'étape d'ajustement du pH et/ou lors de l'étape de fermentation, la fermentation peut éventuellement être réalisée par des bactéries lactiques (lacto-fermentation), telles que par exemple au moins une bactérie dont la famille est choisie parmi les Lactobacillaceae, Streptococcaceae, Enterococcaceae, Leuconostocaceae, Bifidiobacteriaceae. Dans ce cas :
- l'urine basifiée est préférentiellement acidifiée ensuite à 4 < pH < 5 lorsque les bactéries utilisées pour l'étape de lacto-fermentation sont des bactéries de la famille des Lactobacillaceae, - l'urine basifiée est préférentiellement acidifiée ensuite à 4,5 < pH < 5,5 lorsque les bactéries utilisées pour l'étape de lacto-fermentation sont des bactéries de la famille des
Streptococcaceae,
- l'urine basifiée est préférentiellement acidifiée ensuite à 4,5 < pH < 5,5 lorsque les bactéries utilisées pour l'étape de lacto-fermentation sont des bactéries de la famille des
Pseudomonadaceae,
- l'urine basifiée est préférentiellement acidifiée ensuite à 4 < pH < 5 lorsque les bactéries utilisées pour l'étape de lacto-fermentation sont des bactéries de la famille des
Enterococcaceae,
- l'urine basifiée est préférentiellement acidifiée ensuite à 3,5 < pH < 4,5 lorsque les bactéries utilisées pour l'étape de lacto-fermentation sont des bactéries de la famille des
Leuconostocaceae,
- l'urine basifiée est préférentiellement acidifiée ensuite à 5 < pH < 6 lorsque les bactéries utilisées pour l'étape de lacto-fermentation sont des bactéries de la famille des
Bifidiobacteriaceae.
Différentes variantes de mise en œuvre de l'étape de fermentation à pH acidifiée après basification selon l'invention peuvent être par exemple :
- l'utilisation d'une ou plusieurs bactéries de la famille des Lactobacillaceae, à une température comprise entre 30 et 35°C, préférentiellement 35°C, pendant 2 à 5 jours, préférentiellement 3 jours, sur une urine à pH compris entre 4,5 et 5,5, préférentiellement 5,0, avec ajout de sucre, préférentiellement de lactose, entre 30 et 45 g.L 1, préférentiellement à 40 g.L 1,
- l'utilisation d'une ou plusieurs bactéries de la famille des Streptococcaceae, à une température comprise entre 20 et 30°C, préférentiellement 25°C, pendant entre 5 et 10 jours, préférentiellement 8 jours, sur une urine à pH compris entre 5,0 et 6,0, préférentiellement 5,5 avec ajout de sucre, préférentiellement de glucose, entre 15 et 30 g.L 1, préférentiellement à 20 g.L 1,
- l'utilisation d'une ou plusieurs bactéries de la famille des Enterococcaceae, à une température comprise entre 25 et 35°C, préférentiellement à 30°C, pendant 3 à 8 jours, préférentiellement 5 jours, sur une urine à pH compris entre 5,0 et 6,0, préférentiellement 6,0, avec ajout de sucre, préférentiellement de fructose, entre 25 et 35 g.L 1, préférentiellement à 30 g.L 1,
- l'utilisation d'une ou plusieurs bactéries de la famille des Leuconostocaceae, à une température comprise entre 20 et 30°C, préférentiellement à 25°C, pendant 8 à 12 jours, préférentiellement 10 jours, sur une urine à pH compris entre 3,5 et 5,0, préférentiellement 4,5, avec ajout de sucre, préférentiellement de maltose, entre 3 et 10 g.L _1, préférentiellement à 5 g.L-1,
- l'utilisation d'une ou plusieurs bactéries de la famille des Bifidiobacteriaceae, à une température comprise entre 30et40°C, préférentiellement à 35°C, pendant entre 2 et 6 jours, préférentiellement 4 jours, sur une urine à pH compris entre 5,0 et 6,0, préférentiellement 6,0, avec ajout de sucre, préférentiellement de saccharose, entre 5 et 15 g.L 1, préférentiellement à 10 g.L 1.
Enfin, le procédé selon l'invention, quel que soit le mode de réalisation, peut éventuellement comprendre une ou plusieurs étapes supplémentaires avant l'étape de basification, entre la basification et la fermentation ou après fermentation.
L'urine obtenue après l'étape de fermentation se présente sous forme liquide. Le procédé selon l'invention peut comprendre également une étape supplémentaire de concentration des micro-organismes, en particulier des bactéries (par tout moyen adapté notamment centrifugation, déshydratation et/ou lyophilisation) de façon à obtenir un produit sous forme solide.
Avantageusement, le procédé selon l'invention peut être mis en oeuvre à l'échelle industrielle, et permet d'obtenir un produit en quelques jours. Le procédé selon l'invention permet de façon avantageuse, de valoriser une matière première naturelle considérée actuellement comme un déchet, qui nécessite aujourd'hui des traitements importants, coûteux et non satisfaisants.
Urine transformée selon l'invention
L'invention a également pour objet une urine transformée, susceptible d'être obtenue par la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, c'est-à-dire transformée par la mise en oeuvre d'un procédé comprenant au moins une étape de basification à un pH supérieur ou égal à 8, au moins une étape de filtration et au moins une étape de fermentation.
L'urine transformée selon l'invention présente préférentiellement au moins l'une des caractéristiques suivantes :
- un pH supérieur ou égal à 9, préférentiellement supérieur ou égal à 10, si le procédé ne comprend pas d'étape d'ajustement du pH à un pH inférieur par ajout d'un acide.
- une concentration en micro-organismes, préférentiellement en bactéries, d'au moins 106 UFC.mL 1, préférentiellement au moins 107 UFC.mL 1. Elle peut être d'au moins 108 UFC.mL 1. Dans un mode de réalisation de l'invention, l'urine transformée présente également au moins l'une des caractéristiques suivantes, préférentiellement au moins deux, encore plus préférentiellement au moins trois ou toutes :
- un taux de matière sèche supérieur ou égal à 1% ; ceci présente l'avantage d'avoir une quantité d'éléments nutritifs particulièrement adaptée ;
- un ratio NEU/N-total inférieur ou égal à 30% ; ceci permet d'avoir une source d'azote optimale assimilable par les micro-organismes, préférentiellement par les bactéries;
- un ratio N-uréique/N-total supérieur ou égal à 50% ; cette caractéristique permet d'avoir une source d'azote non assimilable par les micro-organismes, préférentiellement par les bactéries, mais libérant de l'azote pour les végétaux lorsque l'urine transformée est utilisée sur des végétaux ;
- un ratio C/N supérieur ou égal à 1 ; cette caractéristique permet d'avoir une pousse optimale des micro-organismes, préférentiellement des bactéries.
L'urine transformée selon l'invention est une matrice complexe qui comprend notamment de l'azote, du phosphore et du potassium. Elle contient également des éléments secondaires, comme du calcium et du magnésium, ainsi que des oligo-éléments, comme du cobalt, du cuivre, du manganèse et du zinc.
L'urine transformée selon l'invention peut se présenter sous forme liquide. Elle est alors stockée dans tout contenant adapté tel que des bouteilles, des bidons, des fûts ou des cuves, préférentiellement en matière plastique opaque ou en métal résistant à la corrosion de produit basique.
L'urine transformée peut également se présenter sous forme solide, en particulier sous forme de granulé, de pelé ou de poudre. Les granulés et/ou les pelés peuvent être obtenus à partir de substrats minéraux, comme de la zéolithe et de la perlite, ainsi qu'à partir de substrats organiques, comme du guano de chauves-souris ou d'oiseaux.
En outre, l'urine transformée selon l'invention, est préférentiellement en conformité avec les réglementations en vigueur concernant l'innocuité, notamment sur la teneur en éléments traces métalliques et en organismes pathogènes.
Utilisation d'urine transformée selon l'invention
L'invention a également pour objet l'utilisation de l'urine transformée selon l'invention, en particulier de l'urine transformée obtenue par la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, comme matière fertilisante. Ainsi un objet de l'invention est un fertilisant comprenant au moins le produit obtenu par la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, c'est-à-dire un fertilisant comprenant au moins de l'urine transformée selon l'invention. En effet, du fait de ses caractéristiques avantageuses, l'urine transformée selon l'invention peut être utilisée comme matière fertilisante pour tout type de végétaux, y compris en champs, et quels que soient les supports de culture (compost, terreau, fibre de coco, etc.) en particulier :
- pour les cultures en plein champs, notamment céréales ou vignes,
- en maraîchage, que ce soit pour des fruits ou des légumes,
- en horticulture, pour tout type de plantes, notamment à la période des semis.
L'utilisation selon l'invention est préférentiellement réalisée avant semi ou dans les premières semaines de croissance des plantes.
Elle peut être utilisée également en combinaison avec d'autres matières fertilisantes, comme des engrais minéraux et/ou organiques ainsi que des amendements comme du compost, afin d'améliorer l'absorption des minéraux et/ou d'améliorer la qualité finale de la matière fertilisante.
Dans un mode de réalisation de l'invention, l'urine transformée est utilisée pour stimuler la croissance des végétaux, notamment en stimulant la croissance en phase végétative par l'intermédiaire de facteurs de croissance (« Plant Growth Promoting Factors ») produits par les micro-organismes présents dans l'urine transformée, en particulier par les bactéries.
Pour son utilisation :
- lorsque l'urine transformée est liquide, elle est préférentiellement diluée dans l'eau. Pour les apports au champ, la dose d'utilisation de produit liquide est préconisée entre 5 à 100L/ha dilué dans 100 à 1000L d'eau. Pour les autres apports, comme pour des plantes en pots, le produit liquide est utilisé à raison de 5 à 50mL par litre d'eau,
- lorsque l'urine transformée est solide, elle est préférentiellement appliquée directement au sol. Pour les apports au champ, la dose d'utilisation de produit solide est préconisée entre 0,5 à 5kg/ha. Pour les autres apports, comme pour des plantes en pots, le produit solide est utilisé à raison de 0,5 à 5g par plante.
Ainsi, le produit selon l'invention peut être utilisé en faible quantité pour obtenir un effet sur la croissance des végétaux important.
Avantageusement, la matière fertilisante selon l'invention est issue d'un produit naturel. Son procédé n'implique aucun solvant. Il n'est aucunement dangereux ni pour l'Homme ni pour l'environnement.
Utilisation de co-produits du procédé de transformation de l'urine L'invention a également pour objet l'utilisation de co-produits obtenus au cours de la mise en oeuvre d'un procédé selon l'invention.
En effet, des co-produits sont générés lors de l'étape de stockage avant basification et pendant l'étape de fermentation, et en particulier :
- avant basification : des minéraux, en particulier des minéraux choisis parmi l'azote, le potassium et le phosphore (struvite),
- pendant l'étape de fermentation : le biofilm de micro-organismes, préférentiellement le biofilm bactérien de surface. Le biofilm de micro-organismes est produit pas les micro organismes pendant la fermentation. Préférentiellement, le biofilm bactérien de surface est produit par les bactéries pendant la fermentation. Il est composé d'exopolysaccharides notamment. Ce film de surface peut être récupéré grâce à un racloir muni d'un filtre de maille comprise entre 1 et lOpm. Le biofilm peut par la suite subir différents traitements, comme un lavement, une mise en solution, un pressage et/ou un séchage à l'air libre afin d'obtenir un matériau sous forme liquide ou solide.
Ces co-produits présentent des caractéristiques qui permettent avantageusement leur utilisation comme matière fertilisante, produit phytosanitaire, de biocontrôle ou tout autre usage agricole.
Exemples
L'invention est à présent illustrée par des exemples.
Exemple 1 : Procédé de transformation d'une urine selon l'invention avec du NaOH et Bacillus ëJh.
Un exemple de procédé selon l'invention comprend les étapes suivantes :
- déposer 0,6% en poids de lessive de soude à 30,5%, dans le fond du contenant en plastique (pour 100L de volume total urine + lessive de soude, ajouter 0,6L de lessive de soude à 30,5%) ;
- ajouter l'urine fraîche à pH initial (6,5 à 7) dans le contenant en plastique (pour 0,6L de lessive de soude déjà présente dans le contenant, compléter à 100L avec l'urine) ;
- le mélange a un pH supérieur ou égal à 9, il peut être stocké dans ces conditions jusqu'à 6 mois dans un récipient en plastique hermétique, à température ambiante et à l'abri de la lumière ;
- filtrer l'urine basifiée avec un filtre en nylon ou en matière plastique de maille 25pm ;
- ajouter à l'urine basifiée et filtrée 10g. L 1 de glucose, et ajouter 1 % en volume d'un inoculum de Bacillus sp (IL pour 100L d'urine basifiée), à 30°C pendant 5 jours sous agitation continue (environ 150 tours par minute) ; - récupérer l'urine basifiée et transformée après récupération des coproduits et notamment du biofilm formé.
L'inoculum utilisé a été préalablement obtenu comme suit :
- basifier 10 L d'urine pour atteindre un pH supérieur ou égal à 9, par ajout 0,6% en poids de lessive de soude à 30,5% (60g de lessive de soude pour 10L) ;
- filtrer l'urine basifiée avec un filtre de maille 0,2pm ;
- ajouter 20g. L 1 de glucose ;
- ajouter lOOmg de la souche de Bacillus sp. conservée sous forme liquide concentrée ;
- faire fermenter à 30°C sous agitation continue (environ 150 tours par minute) pendant 2 jours ;
- la concentration finale en bactéries obtenue dans l'inoculum est de l'ordre de 107 UFC.mL 1. L'urine transformée obtenue présente les caractéristiques suivantes :
- un pH supérieur ou égal à 9,
- une concentration en bactéries de 108 UFC.mL ,
- un ratio NFU/N-total égal à 20%,
- un ratio N-uréique/N-total égal à 60%,
- un ratio C/N égal à 3.
Exemple 2 : Procédé de transformation d'une urine selon l'invention avec du NaOH et Pseudomonas sp.
Un exemple de procédé selon l'invention comprend les étapes suivantes :
- déposer 0,6% en poids de lessive de soude à 30,5%, dans le fond du contenant en plastique (pour 100L de volume total urine + lessive de soude, ajouter 0,6L de lessive de soude à 30,5%) ;
- ajouter l'urine fraîche à pH initial (6,5 à 7) dans le contenant en plastique (pour 0,6L de lessive de soude déjà présente dans le contenant, compléter à 100L avec l'urine) ;
- le mélange a un pH supérieur égal à 9, il peut être stocké dans ces conditions jusqu'à 6 mois dans un récipient en plastique hermétique, à température ambiante et à l'abri de la lumière ;
- filtrer l'urine basifiée avec un filtre en nylon ou en matière plastique de maille 25pm ;
- ajouter à l'urine basifiée et filtrée 30g. L 1 de saccharose, et ajouter 1 % en volume d'un inoculum de Pseudomonas sp. (IL pour 100L d'urine basifiée), à 34°C pendant 5 jours sous agitation continue (environ 150 tours par minute). L'inoculum utilisé a été préalablement obtenu comme suit :
- basifier 10 L d'urine pour atteindre un pH supérieur ou égal à 9, par ajout 0,6% en poids de lessive de soude à 30,5% (60g de lessive de soude pour 10L) ;
- filtrer l'urine basifiée avec un filtre de maille 0,2pm ;
- ajouter 30g. L 1 de saccharose ;
- ajouter lOOmg de la souche de Pseudomonadas sp. conservée sous forme liquide concentrée ;
- faire fermenter à 34°C sous agitation continue (environ 150 tours par minute) pendant 3 jours ;
- la concentration finale en bactéries obtenue dans l'inoculum est de l'ordre de 107 UFC.mL 1. L'urine transformée obtenue présente les caractéristiques suivantes :
- un pH supérieur ou égal à 9,
- une concentration en bactéries de 108 UFC.mL ,
- un ratio NFU/N-total égal à 10%,
- un ratio N-uréique/N-total égal à 60%,
- un ratio C/N égal à 3.
Exemple 3 : Procédé de transformation d'une urine selon l'invention avec du Ca(OH)2 et Paenibacillus sp.
Un exemple de procédé selon l'invention comprend les étapes suivantes :
- déposer 1,5% en poids d'hydroxyde de calcium en poudre dans le fond du contenant en plastique (pour 100L de volume total urine, ajouter 1,5kg d'hydroxyde de calcium) ;
- ajouter l'urine fraîche à pH initial (6,5 à 7) dans le contenant en plastique (pour 1,5kg d'hydroxyde de calcium déjà présent dans le contenant, compléter à 100L avec l'urine) ;
- le mélange a un pH supérieur égal à 10, il peut être stocké dans ces conditions jusqu'à 6 mois dans un récipient en plastique hermétique, à température ambiante et à l'abri de la lumière ;
- filtrer l'urine basifiée avec un filtre en nylon ou en matière plastique de maille 25 pm ;
- ajouter à l'urine basifiée et filtrée 20g. L 1 de glucose, et ajouter 1 % en volume d'un inoculum dePaenibacillus sp. (IL pour 100L d'urine basifiée), à 32°C pendant 4 jours sous agitation continue (environ 100 tours par minute) ;
- récupérer l'urine basifiée et transformée après récupération des coproduits et notamment du biofilm formé. L'inoculum utilisé a été préalablement obtenu comme suit :
- basifier 10 L d'urine pour atteindre un pH supérieur ou égal à 10, par ajout de 1,5% en poids de Ca(OH)2 (150g d'hydroxyde de calcium pour 10L) ;
- filtrer l'urine basifiée avec un filtre de maille 0,2 pm ;
- ajouter 30 g.L 1 de glucose ;
- ajouter 100 mg de la souche de Paenibacillus sp. conservée sous forme liquide concentrée ;
- faire fermenter à 32°C sous agitation continue (environ 100 tours par minute) pendant 2 jours ;
- la concentration finale en bactéries obtenue dans l'inoculum est de l'ordre de 106 UFC.mL 1. L'urine transformée obtenue présente les caractéristiques suivantes :
- un pH supérieur ou égal à 10,
- une concentration en bactéries de 108 UFC.mL ,
- un ratio NFU/N-total égal à 10%,
- un ratio N-uréique/N-total égal à 60%,
- un ratio C/N égal à 3.
Exemple 4 : Procédé de transformation d'une urine selon l'invention avec du Ca(OH)2 et Micrococcus sp., avec ajustement du pH à l'acide lactique lors de la fermentation
Un exemple de procédé selon l'invention comprend les étapes suivantes :
- déposer 0,5% en poids d'hydroxyde de calcium en poudre dans le fond du contenant en plastique (pour 100L de volume total urine, ajouter 0,5kg d'hydroxyde de calcium) ;
- ajouter l'urine fraîche à pH initial (6,5 à 7) dans le contenant en plastique (pour 0,5kg de lessive de soude déjà présente dans le contenant, compléter à 100L avec l'urine) ;
- le mélange a un pH supérieur égal à 9, il peut être stocké dans ces conditions jusqu'à 6 mois dans un récipient en plastique hermétique, à température ambiante et à l'abri de la lumière ;
- filtrer l'urine basifiée avec un filtre en nylon ou en matière plastique de maille 25pm ;
- ajouter à l'urine basifiée et filtrée 20 g.L 1 de saccharose, et ajouter 1 % en volume d'un inoculum de Micrococcus sp. (IL pour 100L d'urine basifiée), à 32°C pendant 4 jours sous agitation continue (environ 150 tours par minute) ;
- pendant la fermentation, ajuster le pH au minimum deuxfois par jouravec de l'acide lactique afin de maintenir un pH égal à 9 sur la durée de la fermentation.
L'inoculum utilisé a été préalablement obtenu comme suit : - basifier 10 L d'urine pour atteindre un pH supérieur ou égal à 9, par ajout de 0,5% en poids de Ca (OH)2 (50g d'hydroxyde de calcium pour 10L) ;
- filtrer l'urine basifiée avec un filtre de maille 0,2pm ;
- ajouter 20 g.L 1 de saccharose ;
- ajouter lOOmg de la souche de Micrococcus sp. conservée sous forme liquide concentrée ;
- faire fermenter à 32°C sous agitation continue (environ 150 tours par minute) pendant 2 jours ;
- la concentration finale en bactéries obtenue dans l'inoculum est de l'ordre de 106 UFC.mL 1. L'urine transformée obtenue présente les caractéristiques suivantes :
- un pH supérieur ou égal à 9,
- une concentration en bactéries de 108 UFC.mL ,
- un ratio NFU/N-total égal à 10%,
- un ratio N-uréique/N-total égal à 60%,
- un ratio C/N égal à 3.
Exemple 5 : Procédé de transformation d'une urine selon l'invention avec basification avec du NaOH, puis une étape d'ajustement du pH à pH acide avec l'acide lactique et fermentation avec Lactobacillus sp
Un exemple de procédé selon l'invention comprend les étapes suivantes :
- déposer 0,6% en poids de lessive de soude à 30,5%, dans le fond du contenant en plastique (pour 100L de volume total urine + lessive de soude, ajouter 0,6L de lessive de soude à 30,5%) ;
- ajouter l'urine fraîche à pH initial (6,5 à 7) dans le contenant en plastique (pour 0,6L de lessive de soude déjà présente dans le contenant, compléter à 100L avec l'urine) ;
- le mélange a un pH supérieur égal à 9,0, il peut être stocké dans ces conditions jusqu'à 6 mois dans un récipient en plastique hermétique, à température ambiante et à l'abri de la lumière ;
- ajouter de d'acide lactique à l'urine basifiée de façon à ce que le pH devienne égal à 4 ;
- filtrer l'urine basifiée avec un filtre en nylon ou en matière plastique de maille 25pm ;
- ajouter à l'urine acidifiée et filtrée 1 % en volume d'un inoculum de Lactobacillus sp. (IL pour 100L d'urine acidifiée) et 25 g.L 1 de saccharose (sucre blanc), à 34°C pendant 10 jours sous agitation continue (entre 50 et 100 tours par minute) ; - récupérer l'urine transformée après récupération des coproduits et notamment du biofilm formé.
L'inoculum utilisé a été préalablement obtenu comme suit :
- acidifier 10 L d'urine pour atteindre un pH inférieur ou égal à 4, par ajout d'acide lactique à 1% en poids (100g d'acide pour 10L) ;
- filtrer l'urine acidifiée avec un filtre de maille 25 pm ;
- ajouter 100 mg de la souche de Lactobacillus sp. conservée sous forme liquide concentrée ;
- ajouter 25 g.L 1 de saccharose (sucre blanc) ;
- faire fermenter à 30°C pendant 5 jours ;
- la concentration finale en bactéries obtenue est de l'ordre de 106 UFC.mL 1.
L'urine transformée obtenue présente les caractéristiques suivantes :
- un pH inférieur ou égal à 4,
- une concentration en Lactobacillus sp. de 106 à 107 UFC.mL ,
- un ratio NFU/N-total égal à 10%,
- un ratio N-uréique/N-total égal à 60%,
- un ratio C/N égal à 3.
Exemple 6 : Procédé de transformation d'une urine selon l'invention avec basification avec du
NaOH, puis une étape d'ajustement du pH à pH acide avec acide nitrique, fermentation avec
Bifidobacterium bifidum et maintien du pH acide lors de la fermentation
Un exemple de procédé selon l'invention comprend les étapes suivantes :
- déposer 0,6% en poids de lessive de soude à 30,5%, dans le fond du contenant en plastique (pour 100L de volume total urine + lessive de soude, ajouter 0,6L de lessive de soude à 30,5%) ;
- ajouter l'urine fraîche à pH initial (6,5 à 7) dans le contenant en plastique (pour 0,6L de lessive de soude déjà présente dans le contenant, compléter à 100L avec l'urine) ;
- le mélange a un pH supérieur égal à 8,0, il peut être stocké dans ces conditions jusqu'à 6 mois dans un récipient en plastique hermétique, à température ambiante et à l'abri de la lumière ;
- ajouter de d'acide nitrique à l'urine basifiée de façon à ce que le pH devienne égal à 4 ;
- filtrer l'urine basifiée avec un filtre en nylon ou en matière plastique de maille 25 pm ; - ajouter à l'urine acidifiée filtrée 1 % en volume d'un inoculum de Bifidobacterium bifidum (IL pour 100L d'urine acidifiée) et 20 g.L-1 de glucose, à 34°C pendant 10 jours sous agitation continue (50 à 100 tours par minute) ;
- pendant la fermentation, ajuster le pH au minimum deux fois par jour avec de l'acide nitrique afin de maintenir un pH égal à 4 sur la durée de la fermentation.
L'inoculum utilisé a été préalablement obtenu comme suit :
- acidifier 10 L d'urine pour atteindre un pH inférieur ou égal à 4, par ajout d'acide nitrique à 0,5% en poids (50 g d'acide pour 10L) ;
- filtrer l'urine acidifiée avec un filtre de maille 25pm ;
- ajouter 100 mg de la souche de Bifidobacterium bifidum conservée sous forme liquide concentrée ;
- ajouter 20 g.L 1 de glucose ;
- faire fermenter à 30°C pendant 5 jours ;
- la concentration finale en bactéries obtenue est de l'ordre de 106 UFC.mL 1.
L'urine transformée obtenue présente les caractéristiques suivantes :
- un pH inférieur ou égal à 4,
- une concentration en Bifidobacterium bifidum de 106 à 107 UFC.mL ,
- un ratio NFU/N-total égal à 10%,
- un ratio N-uréique/N-total égal à 60%,
- un ratio C/N égal à 3.
Exemple 7 : Procédé de transformation d'une urine selon l'invention avec récupération de struvite, du NaOH et Bacillus sp.
Un exemple de procédé selon l'invention comprend les étapes suivantes :
• récupérer les urines sans addition de base préalable dans un contenant hermétique en plastique, de façon à ce que les urines présentent un pH supérieur ou égal à 8 ;
• préparer à part une solution de sulfate de magnésium (MgSC ) entre 100 et 150g. L 1 et l'ajouter à l'urine non acidifiée à raison de 1% en volume (IL pour 100L) ;
• agiter à 50-100 tours par minute pendant 30 minutes puis laisser reposer entre 12 et 24h ;
• filtrer les urines additionnées à travers un filtre de maille lOpm afin de séparer les urines de la struvite récupérée dans le filtre ; • ajouter 0,3% en poids de lessive de soude à 30,5% à l'urine filtrée après récupération de la struvite, qui a un pH initial de 8 - 9 (pour 100L d'urine, ajouter 0,3kg de lessive de soude à 30,5%, soit environ 0,2L) ;
- le mélange a un pH égal à 9,5, il peut être stocké dans ces conditions jusqu'à 6 mois dans un récipient en plastique hermétique, à température ambiante et à l'abri de la lumière ;
- filtrer l'urine basifiée avec un filtre en nylon ou en matière plastique de maille 25 pm ;
- ajouter à l'urine basifiée filtrée 1 % en volume d'un inoculum de Bacillus sp. (IL pour 100L d'urine acidifiée) et 10 g.L-1 de glucose, à 30°C pendant 5 jours sous agitation continue (environ 150 tours par minute) ;
- récupérer l'urine acidifiée et transformée après récupération des coproduits et notamment du biofilm formé.
L'inoculum utilisé a été préalablement obtenu comme suit :
- basifier 10 L d'urine pour atteindre un pH inférieur ou égal à 9, par ajout de 0,6% de lessive de soude à 30,5% (60g de lessive de soude pour 10L) ;
- filtrer l'urine acidifiée avec un filtre de maille 25pm ;
- ajouter lOOmg de la souche de Lactobacillus sp. conservée sous forme liquide concentrée ;
- ajouter 20 g.L 1 de glucose ;
- faire fermenter à 30°C sous agitation continue (environ 150 tours par minute) pendant 2 jours ;
- la concentration finale en bactéries obtenue dans l'inoculum est de l'ordre de 106 UFC.mL 1. L'urine basifiée et transformée obtenue présente les caractéristiques suivantes :
- un pH inférieur ou égal à 9,5,
- une concentration en Bacillus sp. de 107 UFC.mL ,
- un ratio NFU/N-total égal à 10%,
- un ratio N-uréique/N-total égal à 60%,
- un ratio C/N égal à 3.
Résultats d'essais
Evaluation de la quantité d'hydroxyde de sodium à ajouter sur des urines fraîches (pH = 6,85)
Le but de cet essai est d'évaluer l'effet d'une base, de l'hydroxyde de sodium (NaOH à 30,5%), sur le pH d'urines fraîches.
L'essai a été réalisé sur IL d'urine fraîche ayant moins de 2 heures de stockage.
Une gamme de concentrations de NaOH a été testée en poids par rapport au poids d'urine, entre 0,05% et 2,5%.
Les résultats sont présentés sur la Figure 1 qui représente la variation du pH de l'urine fraîche en fonction de la concentration en NaOH, et dans le tableau ci-dessous. [Tableau 1]
On constate que l'ajout de 0,1% de NaOH permet de basifier l'urine, et que l'ajout de 0,35% permet d'obtenir un pH inférieur à 10. Un pH supérieur à 11 est obtenu après l'ajout de 0,5% de NaOH. Evaluation de la quantité d'hydroxyde de sodium à ajouter sur des urines stockées (pH = 9,38)
Le but de cet essai est d'évaluer l'effet de l'hydroxyde de sodium (NaOH à 30,5%) sur le pH d'urines stockées.
L'essai a été réalisé sur IL d'urine ayant 15 jours de stockage en récipient hermétique.
Une gamme de concentrations de NaOH a été testée en poids par rapport au poids d'urine, entre 0,05% et 2,5%.
Les résultats sont présentés en Figure 2 qui représente la variation du pH de l'urine stockée en fonction de la concentration en NaOH, et sur le tableau ci-dessous. [Tableau 2]
On constate que l'urine stockée a un pH plus élevé que l'urine fraîche mais qu'il est toutefois nécessaire d'apporter une concentration plus importante en NaOH pour obtenir un pH supérieur à 10, à savoir au moins 0,7% et pour un pH supérieur à 11, plus de 1%. II est ainsi préféré selon l'invention de basifier l'urine fraîche et de ne pas la stocker avant, d'autant que le stockage de l'urine sans basification selon l'invention entraîne une perte de ses caractéristiques et de sa teneur en NPK, notamment via l'hydrolyse de l'urée en ammoniaque.
Exemple 8 : Mesure de la capacité de croissance de l'espèce Pseudomonas chlororaphis sur urine basifiée
L'objectif de cet exemple est d'évaluer la capacité d'un micro-organisme à se développer sur un milieu à base d'urine basifiée. Le micro-organisme testé dans cet essai est la souche indigène de Pseudomonas chlororaphis CNCM 1-5793. Cette espèce de bactérie a été choisie en raison de sa capacité de croissance à pH basique démontrée par des études précédentes (Fillon ét al., 1999). Matériel et méthodes
Souche utilisée
La souche de P. chlororaphis utilisée au cours de cette analyse est la souche indigène CNCM I- 5793 isolée à partir d'un échantillon de sol girondin. Cette souche bactérienne appartient à la famille des Pseudomonadaceae et à l'ordre Pseudomonadales.
Préculture
Avant inoculation des bactéries dans l'urine basifiée, une préculture a été réalisée sur milieu liquide. Cette préculture a été effectuée sur le milieu NA liquide (5g/L extrait de levures, lOg/L peptones et 5g/L de NaCI) et en conditions d'aérobiose. Cette étape permet de revivifier les cellules et d'obtenir des cellules dans un bon état physiologique et une culture liquide très concentrée en bactéries. Après 2-3 jours de culture à 28°C, les cellules sont lavées à l'eau physiologique (NaCI 9g/L) et reprises également dans l'eau physiologique. Ensuite, la densité optique (600 nm) a été mesurée (DOi = 0,05) et le taux d'inoculation est calculé puis ajusté afin de garantir la même concentration de départ dans toutes les cultures (105 UFC/mL).
Urines testées
P. chlororaphis en pré-culture a été inoculée sur des urines à 2 pH différents : un pH neutre (7) et un pH basique (9). De l'urine fraîche a été utilisée pour préparer les solutions d'urine à pH 7 et à pH 9. Le pH de l'urine fraîche est ajusté à 7 ou 9 par ajout de 0,04 % (p/p) ou 0,15 % (p/p) d'une solution de lessive de soude (NaOH 30%) respectivement. Une fois le pH ajusté, l'urine a été additionnée avec une solution de glucose à 40 g/L et ensuite filtrée à 0,2 pm.
Les bactéries ont été ajoutées et l'urine incubées dans des erlenmeyer de 250 mL à 28°C sous agitation (150 rpm) pendant une période de 3 jours en conditions d'aérobie en remplissant les erlenmeyers à moitié volume (100 mL).
Comptage des bactéries
Les dénombrements des populations de P. chlororaphis ont été réalisées à T0 au moment de l'inoculation et après 24, 48 et 72h de croissance. Pour cela, des dilutions décimales de la culture à analyser sont réalisées et déposées (en gouttes de 10 pL) sur boîte de milieu gélosé « Nutrient Agar ». Les boîtes sont ensuite incubées à 28°C, pendant 1 jour jusqu'à obtention des colonies.
Analyse statistique
Afin de savoir si les différences obtenues entre les 2 modalités sont significatives (p-value < 0,1), un test de Student a été appliqué après vérification des conditions d'application (normalité des données et homogénéité des variances) et en utilisant le logiciel XLSTAT Résultats obtenus
Les résultats obtenus sont présentés dans la Figure 3. Les comptages ont été effectués par comptage des colonies sur boite de pétri et les résultats sont exprimés en Unité Formant Colonie par mL (UFC/mL). Dans un premier temps, les résultats montrent que, quel que soit le pH (7 ou 9), la souche indigène de P. chlororaphis est capable de se développer sur milieu urine puisque les populations observées atteignent un niveau >1c 108 UFC/mL avec un taux d'inoculation initial de 5 x 105 UFC/mL. Après 24 et 48h les résultats montrent des différences significatives entre les 2 modalités avec une population plus élevée sur urine à pH 9 (7,83 x 107 UFC/mL à 48h) en comparaison avec l'urine à pH 7 (2,95 x 107 UFC/mL à 48h). Ce résultat nous indique donc que la croissance de P. chlororaphis est avantagée à un pH basique ce qui montre le bénéfice de l'utilisation de l'urine basifiée.
Cet essai permet donc de mettre en évidence un bénéfice de l'utilisation de l'urine basifiée à pH supérieur ou égal à 9 pour certains microorganismes.

Claims

REVENDICATIONS
[Revendication 1] [Procédé de traitement de l'urine humaine ou animale caractérisé en ce qu'il comprend :
- une étape de basification de l'urine de façon à ce que l'urine présente un pH supérieur ou égal à 9, - une étape de filtration de l'urine, et
- une étape de transformation de l'urine par fermentation.
[Revendication 2] Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de basification de l'urine est réalisée de façon à ce que l'urine présente un pH supérieur ou égal à 10. [Revendication B] Procédé selon l'une des précédentes revendications, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre sur de l'urine récoltée depuis moins de 10 heures.
[Revendication 4] Procédé selon l'une des précédentes revendications, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre sur de l'urine récoltée depuis moins de 2 heures.
[Revendication 5] Procédé selon l'une des précédentes revendications, caractérisé en ce que l'étape de basification est réalisée en ajoutant à l'urine au moins une base choisie parmi l'hydroxyde de calcium, l'hydroxyde de potassium, l'hydroxyde de sodium et leurs mélanges.
[Revendication 6] Procédé selon la précédente revendication, caractérisé en ce que la base est ajoutée à une concentration comprise entre 0,1 et 10% en poids du poids total du mélange urine et base.
[Revendication 7] Procédé selon l'une des précédentes revendications, caractérisé en ce que l'étape de basification est réalisée en ajoutant à l'urine entre 0,1 et 1% d'hydroxyde de sodium, en poids du poids total du mélange urine et hydroxyde de sodium. [Revendication 8] Procédé selon l'une des précédentes revendications, caractérisé en ce que l'étape de basification est réalisée par ajout d'au moins une base dans le contenant dans lequel les urines sont réceptionnées, en amont de la réception des urines.
[Revendication 9] Procédé selon l'une des précédentes revendications, caractérisé en ce que l'étape de basification est réalisée en ajoutant à l'urine au moins un mélange de micro-organismes en milieu basique, de telle sorte que la basification est associée à une inoculation de micro-organismes. [Revendication 10] Procédé selon l'une des précédentes revendications, caractérisé en ce que, après l'étape de basification et avant l'étape de transformation de l'urine par fermentation, il comprend une étape d'ajout d'au moins un acide dans l'urine basifiée de façon à ce qu'elle présente un pH moins élevé que celui obtenu après l'étape de basification.
[Revendication 11] Procédé selon la précédente revendication, caractérisé en ce que l'acide est choisi parmi l'acide sulfurique, l'acide acétique, l'acide chlorhydrique, l'acide phosphorique, l'acide nitrique, l'acide lactique et leurs mélanges.
[Revendication 12] Procédé selon l'une des précédentes revendications, caractérisé en ce que le pH de l'urine avant et/ou pendant transformation par fermentation est adapté à la croissance des micro-organismes utilisés pour la fermentation de l'urine.
[Revendication 13] Procédé selon l'une des précédentes revendications, caractérisé en ce que l'urine est stockée après l'étape de basification et avant l'étape de filtration, ou après l'étape de filtration et avant l'étape de transformation par fermentation.
[Revendication 14] Procédé selon la précédente revendication, caractérisé en ce que l'urine est stockée pendant une durée inférieure ou égale à 6 mois.
[Revendication 15] Procédé selon l'une des précédentes revendications, caractérisé que la filtration est réalisée sur un filtre de mailles comprises entre 0,1 et 80pm.
[Revendication 16] Procédé selon l'une des précédentes revendications, caractérisé en ce que la filtration est réalisée sur un filtre absorbant des composés organiques.
[Revendication 17] Procédé selon l'une des précédentes revendications, caractérisé en ce que l'étape de transformation de l'urine par fermentation consiste à ajouter dans l'urine au moins une source de carbone et au moins un inoculum de micro-organismes.
[Revendication 18] Procédé selon la précédente revendication, caractérisé en ce que la source de carbone est ajoutée à raison de 1 à 50 g.L-1 par rapport au volume d'urine à transformer.
[Revendication 19] Procédé selon l'une des revendications 17 ou 18, caractérisé en ce que la source de carbone est choisie parmi le fructose, le glucose, le lactose, le maltose, le saccharose, le sirop de glucose, sirop de malte ainsi que les polyols tels que le mannitol ou le sorbitol et leurs mélanges. [Revendication 20] Procédé selon l'une des revendications 17 à 19, caractérisé en ce que l'inoculum de micro-organismes est ajouté à raison de 0,1 à 10% en volume par rapport au volume du mélange d'urine et de la source de carbone.
[Revendication 21] Procédé selon la précédente revendication, caractérisé en ce que l'inoculum de micro-organismes est obtenu à partir d'une solution mère comprenant au moins une source de carbone, une bactérie ou un mélange d'au moins deux bactéries, et une urine basifiée ou acidifiée présentant un pH adapté à la fermentation de ladite bactérie ou dudit mélange de bactéries.
[Revendication 22] Procédé selon l'une des précédentes revendications, caractérisé en ce que la fermentation est réalisée avec au moins une bactérie choisie parmi les bactéries de la famillle des Paenibacillaceae, des Bacillaceae, des Pseudomonadaceae, des Burkholderiaceae, des Micrococcaceae, et leurs mélanges.
[Revendication 23] Procédé selon l'une des précédentes revendications, caractérisé en ce que l'étape de fermentation comprend une étape de stabilisation du pH, par ajout d'au moins une base ou d'un acide.
[Revendication 24] Urine transformée, susceptible d'être obtenue par la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 23, caractérisée en ce qu'elle présente au moins l'une des caractéristiques suivantes :
- un pH supérieur à 9, et
- une concentration en micro-organismes d'au moins 106UFC.mL-l.
[Revendication 25] Urine transformée selon la précédente revendication, caractérisée en ce qu'elle présente une concentration en bactéries d'au moins 107 UFC.mL-1.
[Revendication 26] Urine transformée selon l'une des revendications 24 ou 25, caractérisée en ce qu'elle présente également au moins l'une des caractéristiques suivantes :
- un taux de matière sèche supérieur ou égal à 1%,
- un ratio NH4/N-total inférieur ou égal à 30%,
- un ratio N-uréique/N-total supérieur ou égal à 50%,
- un ratio C/N supérieur ou égal à 1, préférentiellement supérieur ou égal à 2.
[Revendication 27] Urine transformée selon l'une des revendications 23 à 26, caractérisée en ce qu'elle se présente sous forme liquide ou sous forme solide. [Revendication 28] Fertilisant comprenant au moins une urine transformée selon l'une des revendications 24 à 27.
[Revendication 29] Utilisation d'une urine transformée selon l'une des revendications 24 à 28, comme matière fertilisante. [Revendication 30] Utilisation d'une urine transformée selon l'une des revendications 24 à 29, pour la stimulation de la croissance des plantes.
[Revendication 31] Utilisation selon l'une des revendications 29 à 31, caractérisée en ce que l'urine transformée est diluée dans l'eau à raison de 1 à 50 mL d'urine transformée liquide par litre d'eau. [Revendication 32] Utilisation de co-produits obtenus au cours de l'étape de fermentation lors de la mise en oeuvre d'un procédé selon l'une des revendications 1 à 23, comme matière fertilisante, produit phytosanitaire, produit de biocontrôle.
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