FR2873311A1 - Produit pour biotraitement environnemental - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un produit biodégradable pour le biotraitement environnemental se composant d'une enveloppe de conditionnement perméable à l'oxygène, réalisée au moyen d'une composition biodégradable extrudable, comprenant au moins un matériau végétal broyé fibreux, au moins un agent végétal non fibreux intervenant comme liant de ce matériau, et au moins un agent plastifiant, d'un revêtement interne formulé, déposé sur la surface de l'enveloppe de conditionnement, réalisée avec au moins un acide aminé, ce revêtement agissant comme membrane osmotique et comme milieu nourricier, d'un volume aqueux d'une culture contenant bactéries, fongi et/ou levures aérobies placés à l'intérieur de ladite enveloppe de conditionnement.L'invention concerne également le procédé de réalisation du produit et ses applications au biotraitement de sols, d'eaux polluées, de compostage et des milieux ambiants en général.

Description

PRODUIT POUR BIOTRAITEMENT ENVIRONNEMENTAL DOMAINE DE L'INVENTION

L'invention concerne un produit biodégradable pour le biotraitement environnemental.

Il est bien connu qu'en terme de traitement environnemental, les moyens physico-chimiques ne sont pas toujours suffisants. La sélection, la culture, la mise en condition et l'utilisation ciblée de souches bactériennes dont l'exploitation est organisée en vue de traiter des pollutions environnementales difficilement gérables par des moyens physico-chimiques se sont depuis longtemps mises en place. Ces situations d'applications peuvent être très diverses et elles impliquent, de plus en plus, d'intégrer les contraintes de la conservation et la réactivation de bactéries stockées dans des conditions adéquates, afin de permettre à ces bactéries de retrouver toute leur efficacité d'action le moment venu.

Les pollutions et les nuisances environnementales pour lesquelles des traitements biologiques s'imposent sont fort variées: il peut s'agir de la destruction de polluants organiques tels que des hydrocarbures, de la destruction de composants inorganiques associés, de la suppression de nuisances olfactives et autres dans le cas du compostage accéléré de déchets organiques issues des ordures ménagères ou des déchets verts, ou encore du traitement des pollutions contenues dans les eaux résiduaires, ou du traitement de composés lipidiques, glucidiques ou protéiques.

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ETAT DE LA TECHNIQUE

Différentes techniques de conditionnement et de mise en oeuvre de colonies bactériennes sélectionnées, pouvant être utilisées au mieux des impératifs de traitement de pollution de l'environnement, ont été envisagées et pratiquées: ces techniques déjà envisagées peuvent recouvrir des concepts de production in situ de milieux liquides contenant des souches bactériennes suivi de leur mise en oeuvre par aspersion de l'environnement pollué ou encore recouvrir des concepts de cartouches contenant les bactéries, véritable réservoir de conditionnement et de conservation des souches bactériennes en attente de leur utilisation.

D'autres moyens ont été utilisés pour le conditionnement et la conservation de souches bactériennes tels que par exemple des supports solides inertes ou des supports organiques actifs imprégnés des dites souches bactériennes, ou encore des techniques d'encapsulation permettant le conditionnement dans des espaces clos des colonies bactériennes.

Toutes ces techniques de conditionnement et de mise en oeuvre de souches ou colonies bactériennes ont été effectivement pratiquées. Toutefois ces différentes techniques trouvent leurs limites, soit par rapport aux conditions d'imprégnation des supports actifs, soit par rapport aux conditions de conditionnement optimisées, soit par rapport aux conditions d'utilisation suivant les stratégies d'attaque bactériennes à considérer selon le type de pollution à traiter.

Différents documents antérieurs traitent de compositions chimiques se présentant sous forme solide qui sont destinées à 2873311 3 relarguer des substances organiques et des substances inorganiques dans un milieu à traiter, en général un sol. Ces compositions solides peuvent se présenter sous la forme de granulés, de briquettes, de capsules, de poudres, ou toute autre forme capable d'être stockée puis dispersée facilement dans le milieu à traiter.

Un premier document (US 6,620,611) décrit un substrat imprégné d'une composition active destinée à diffuser dans le temps des composés organiques et des phosphates inorganiques complexes en vue d'un biotraitement d'un sol.

Un autre document (US 6,617,150) décrit une composition bio dégradable comprenant un matériau incorporant des fibres végétales et des enzymes destiné au bio-traitement d'un sol pollué.

Un autre document (US 6,423,531) est plus spécifiquement descriptif d'une composition comportant des souches bactériennes anaérobie utilisée pour de traitement des sols en vue de la restauration de leur état biologique.

Un autre document (US 6,403,364) concerne une méthode de traitement de sols pollués par des contaminants, mettant en uvre des bactéries anaérobies, cette méthode s'appliquant en particulier dans des sédiments contenant de l'eau ou dans tous autres environnements difficiles.

Une demande de brevet (US 20020090697) décrit une composition chimique solide à effet de dégradation et diffusion lente, ainsi qu'une méthode de biotraitement de sols en vue de leur restauration par des techniques mettant en uvre des bactéries anaérobies.

2873311 4 Tous ces documents décrivent des compositions biodégradables, contenant des colonies bactériennes, permettant à ces bactéries de survivre et de se développer ensuite dans le milieu à traiter, mais toutes ces compositions utilisent des bactéries anaérobies.

Enfin, un document récent (US 6,251,826) décrit une composition destinée à une application de traitement de sol, avec ajout de compost afin de promouvoir une bonne croissance végétale sans avoir recours à des pesticides. La composition met en oeuvre une luzerne broyée, un agent mouillant, une source de calcium, et un humus sous forme de granulé. Mais cette composition ne contient pas de souches bactériennes. Il n'y a pas de sélection bactérienne, et la finalité de cette composition est l'enrichissement de sols et non le traitement d'une pollution environnementale spécifique.

OBJET DE L'INVENTION Ainsi l'état de la technique le plus proche traite de l'utilisation de bactéries anaérobies pour des situations particulières de pollution ou d'enrichissement bactérien du sol. Or il existe des situations où des traitements biologiques par des bactéries aérobies s'imposent. Dès lors, les produits de traitement biologique se doivent d'intégrer des conditionnements capables d'assumer toutes les contraintes propres au stockage et à la reviviscence de ces bactéries aérobies, tout en assurant leur dispersion dans le milieu à traiter, pour y assurer, le moment venu, une biodégradation contrôlée.

2873311 5 Dès lors, l'objet de l'invention, pour répondre à des besoins non satisfaits, est de créer un produit biodégradable pour le biotraitement environnemental ayant les fonctions: (i) de contenir ou / et de servir de support à une colonie de bactéries aérobies choisies de manière très spécifique par rapport à l'utilisation finale qu'il en sera fait, (ii) de protéger ces bactéries durant le conditionnement, (iii) de maintenir une présence d'oxygène dans l'espace de conditionnement afin de préserver l'activité bactérienne et ce, grâce à une perméabilité à l'oxygène suffisante, (iv) d'offrir les nutriments nécessaires à la croissance bactérienne le moment venu, (v) de se biodégrader de manière contrôlée lorsque les conditions d'utilisation sont réunies, en particulier, d'humidité suffisante, de libérer la colonie bactérienne aérobie tout en assurant sa croissance sur le lieu de son action de biotraitement programmé, (vi) et de s'hydrolyser dans le milieu récepteur.

Plus particulièrement, l'objet de l'invention est un produit biodégradable pour le biotraitement environnemental, à biodégradabilité contrôlée, se présentant sous toute forme physique commode, telle que par exemple une enveloppe ou ses équivalent, une capsule, une gélule, dans lequel les bactéries inoculées sont des bactéries aérobies choisies très spécifiquement pour une action donnée par rapport à un environnement connu à dégrader par cette colonie bactérienne. Le produit de biotraitement environnemental combine les fonctions de conditionnement, de support et de nutriment pour la colonie bactérienne aérobie, et intègre sa propre destruction contrôlée, en libérant, dans l'environnement à traiter, la colonie bactérienne au moyen d'un comportement de biodégradabilité spécifiquement conçu.

2873311 6 Selon l'invention, le produit biodégradable pour le biotraitement environnemental se caractérise en ce qu'il se compose a) d'une enveloppe de conditionnement perméable à l'oxygène, réalisée au moyen d'une composition biodégradable extrudable, comprenant au moins un matériau végétal fibreux broyé, au moins un agent végétal non fibreux intervenant comme liant de ce matériau, et au moins un agent plastifiant, b) d'un revêtement interne formulé, déposé sur la surface de l'enveloppe de conditionnement, réalisé avec au moins un acide aminé, ce revêtement agissant comme membrane osmotique et comme milieu nourricier, c) d'un volume aqueux d'une culture contenant bactéries, fongi et/ou levures aérobies placé à l'intérieur de ladite enveloppe de conditionnement.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION

Dès lors, le produit biodégradable pour le biotraitement environnemental comprend une enveloppe de conditionnement réalisée au moyen d'une composition comprenant au moins un matériau végétal broyé, au moins un agent liant de ce matériau et au moins un agent plastifiant et pouvant contenir d'autres adjuvants et additifs, un revêtement interne de l'enveloppe de conditionnement dont la formulation comporte au moins un acide aminé, et un volume aqueux d'une culture bactérienne.

Dans le contexte de l'application de biotraitement en particulier de biotraitement à vocation environnementale, faisant appel à des bactéries, fongi et ou levures aérobies, il est indispensable d'assurer la présence d'oxygène pour les 7 2873311 bactéries aérobies contenues dans l'enveloppe de conditionnement biodégradable. C'est la raison pour laquelle ce conditionnement a été choisi préférentiellement sous la forme d'une enveloppe dont les parois revêtues sont suffisamment poreuses à l'oxygène, tout en restant imperméable aux liquides.

La composition biodégradable pour la réalisation d'une enveloppe de conditionnement, à base de végétaux fibreux broyés lui permettant d'être mise en oeuvre sous forme de feuille ultérieurement transformée en enveloppe, comporte des agents liants, des agents plastifiants, et peut aussi comporter des adjuvants et additifs, ainsi que d'autres composants servant de nutriments, et dont aucun ne doit pour autant restreindre la performance de biodégradabilité contrôlée de l'enveloppe.

Selon l'invention, la composition biodégradable permettant de réaliser l'enveloppe de conditionnement comprend d'abord au moins un matériau végétal fibreux.

Si de nombreux matériaux biodégradables existent, ils sont dans la plupart des cas obtenus à partir essentiellement d'amidon, avec incorporation éventuelle de différents liants, aussi bien naturels que synthétiques, mais leurs propriétés de porosité à l'oxygène ne sont pas suffisantes pour assurer la pérennité des bactéries aérobies lors de leur stockage.

Toute enveloppe de conditionnement destinée à recevoir une colonie bactérienne aérobie, doit en effet présenter différentes caractéristiques, en particulier, une bonne perméabilité à l'oxygène, une bonne biodégradabilité activée en présence d'humidité, une capacité à présenter une pression osmotique faible lorsque ce conditionnement se présente sous la 2873311 8 forme d'une enveloppe séparant le milieu externe du milieu interne contenant les bactéries à protéger.

Ce conditionnement peut se présenter sous différentes formes physiques spécifiques, suivant les utilisations qu'il en sera fait: il peut être en forme de feuilles appelées à être façonnées en forme d'enveloppe, de capsule ou de gélule, ou en forme de tube fermé aux extrémités dans lesquels la colonie de bactéries aérobies sera contenue.

L'emploi de matériau végétal fibreux, comme élément principal de la composition biodégradable est apparu comme indispensable. Ce matériau végétal fibreux est associé à des agents liants et des agents plastifiants, afin d'obtenir un matériau présentant une certaine plasticité qui permet la formation d'une enveloppe de conditionnement pour la colonie bactérienne aérobie. Ce matériau végétal fibreux apporte renfort mécanique, supplément de porosité et nutriment.

Le matériau végétal fibreux utilisé comme élément principal de la composition biodégradable est choisi dans le groupe des végétaux comprenant la luzerne, le chanvre, les résidus de lin, les collets de betteraves et des légumineuses de type féveroles. Selon une composition biodégradable préférentielle, de la luzerne est utilisée comme composant principal. La luzerne est préférentiellement choisie dans la mesure où elle possède certaines caractéristiques particulières par rapport à d'autres composés végétaux, à savoir celui de ne pas contenir d'amidon et celui de contenir de l'hémicellulose facilement assimilable par les bactéries aérobies et non de la seule cellulose plus difficilement assimilable. Ceci est une raison supplémentaire pour ce choix.

2873311 9 Le matériau végétal fibreux est à la fois un élément structurant de la composition comme peut l'être toute fibre de renfort, mais aussi un élément nutritif pour les bactéries aérobies ainsi qu'un élément pour partie liant, grâce à sa partie protéinique, toutefois insuffisante à elle seule.

Ainsi l'enveloppe de conditionnement protectrice de la colonie bactérienne aérobies sert également de nutriment à ces bactéries, avant et au moment où elles vont être libérées pour pouvoir agir sur le milieu à traiter.

Le matériau végétal fibreux est traité par voie physique tel que séchage, déshydratation, broyage, compactage. Il est introduit à raison de 10 à 90 % et préférentiellement de 20 à 45 % en poids par rapport au poids total de ladite composition biodégradable.

Selon l'invention, la composition biodégradable permettant de réaliser l'enveloppe de conditionnement comprend aussi au moins un agent liant du ou des matériaux végétaux fibreux.

Le rôle de l'agent liant, au sein de la composition biodégradable, est de permettre une cohésion des constituants végétaux fibreux entre eux. Toutefois cet agent liant peut avoir un pouvoir de cohésion tel que le matériau perd toute capacité à se comporter de manière plastique, par exemple, lorsque soumis à une élévation de température ou lorsque mis en présence d'eau.

L'agent liant mis en oeuvre peut être d'origine naturelle ou synthétique, et doit être, dans tous les cas, rapidement biodégradable.

2873311 10 Quand il est d'origine naturelle, et dans une réalisation préférentielle, l'agent liant est principalement constitué par un mélange comprenant de l'amidon et des protéines. Les proportions entre amidon et protéines sont de 5 à 25 % en poids de protéines et de 75 à 95 % en poids d'amidon.

Les végétaux donnant des composés amylacés et intervenant comme agent liant sont choisis dans le groupe des végétaux tels que riz, pommes de terres, maïs, manioc, blé, houblon, avoine, orge, tapioca.

Dans une composition préférentielle, l'agent liant d'origine naturelle est une farine issue de céréales, telles que par exemple le blé. Cet agent liant comprend de l'amidon et des protéines provenant du gluten dans le cas d'une farine de blé. Cet agent liant végétal s'est avéré être possible dans la mesure où une telle farine apporte cohésion pour la composition, sans pour autant restreindre, si l'ajout reste modeste, les propriétés de perméabilité à l'oxygène de l'enveloppe de conditionnement constituée à partir de la composition.

L'agent liant d'origine végétale comprenant amidon et protéines est ajouté dans la composition à raison de 25 à 47 % exprimé en poids de la composition finale.

Un autre agent liant carboné hydrosoluble, également d'origine végétale, peut être associé au premier précédemment décrit. Il est choisi parmi les jus verts tels que produits de luzerne ou autres végétaux y compris les graminées, les polysaccharides issus de produits tels que la mélasse, le sucre de canne et/ou de betteraves, les produits issus de fractionnements de jus verts tels que hydrolysats et sérums.

2873311 11 L'utilisation de cet autre agent liant végétal associé avec le premier constitué d'amidon et de protéines est intéressant dans la mesure où il apporte, au-delà de sa fonction première de liaison, une certaine plasticité à la composition. De plus, cet autre agent liant apporte du carbone organique additionnel qui est avantageux comme nutriment présent dans l'enveloppe de conditionnement car ce nutriment est facilement assimilable par la colonie bactérienne, ou / et de fongi ou / et de levures, puisqu'il s'agit de sucres.

Cet autre agent liant carboné hydrosoluble est ajouté en proportion de 0 à 5 % exprimé en poids de la composition finale.

D'autres agents liants d'origine synthétique, en substitution pour tout ou partie des agents liants végétaux, tels que les polymères hydrosolubles, peuvent être éventuellement utilisés et plus particulièrement les alcools polyvinyliques. Ils sont alors ajoutés dans des proportions allant de 5 à 40 % exprimé en poids de la composition finale.

Selon l'invention, la composition biodégradable permettant de réaliser l'enveloppe de conditionnement comprend également au moins un agent plastifiant.

Afin de créer une composition biodégradable thermoplastique qui puisse être facile à transformer, par exemple en feuille puis en enveloppe de conditionnement, par les techniques empruntées à la transformation des matériaux plastiques ou à la transformation des produits alimentaires qualifiés d'extrudés, puis mise en oeuvre par des techniques disponibles telles que 2873311 12 découpe, formage, soudure, et qui puisse être suffisamment résistant une fois mise en forme, cette composition biodégradable doit être formulée avec différents agents plastifiants organiques naturels ou / et synthétiques, préférentiellement de poids moléculaire restreint, capables d'être solubles dans l'eau, et d'être également eux-même biodégradés, sans écotoxicité résiduelle lorsque dispersés dans le milieu à traiter.

En fait, la composition biodégradable constituée par les fibres végétales et les agents liants doit présenter une certaine plasticité par rapport aux contraintes de formage. Le rôle de l'agent plastifiant est de créer des volumes de liberté au niveau macromoléculaire afin que, sous l'effet en particulier de la chaleur, les macromolécules constituantes de la composition puissent bouger plus facilement les unes par rapport aux autres.

L'agent plastifiant opère également à température ambiante. Il apporte la souplesse nécessaire à, par exemple une feuille issue de la composition mis en oeuvre qui, sans la présence de l'agent plastifiant, serait trop rigide et éventuellement cassante.

Les agents plastifiants hydrosolubles, sont choisis dans le groupe des polyols, dont en particulier le glycérol, le sorbitol, l'éthylène glycol, le diéthylène glycol, le propylène glycol. D'autres polyols sont également possibles tels que l'adonitol, le dithioérythritol, le dithiothréitol, le galactitol, l'inositol, le mannitol, le xylitol. Tous ces polyols peuvent être mis en oeuvre seuls ou en mélange.

2873311 13 L'agent plastifiant de type polyol est ajouté dans des proportions de 1 à 30 et préférentiellement de 3 à 20 % exprimé en poids de la composition biodégradable.

Selon l'invention, la composition biodégradable permettant de réaliser l'enveloppe de conditionnement peut comprendre également divers additifs tels que des sels, des lubrifiants, des charges minérales, des colorants.

Des sels peuvent être ajoutés à la composition biodégradable, en particulier lorsque ces sels ont un comportement hygroscopique permettant de maintenir au sein de la composition biodégradable un taux d'humidité suffisant favorisant la plasticité de la dite composition.

Ces sels sont choisis dans le groupe constitué par les sels de l'acide lactique en particulier le lactate de sodium ou le lactate de potassium. L'ajout de sels se fait dans des proportions de 0 à 10 % exprimé en poids de la composition biodégradable.

Des lubrifiants peuvent être également ajoutés à la composition biodégradable dans le but de la rendre plus facilement extrudable, et qu'elle se prête mieux au malaxage dans les vis de l'extrudeuse. De tels lubrifiants sont bien connus de l'état de la technique et sont choisis dans le groupe constitué par les sels métalliques de l'acide stéarique, principalement les sels de sodium, de magnésium et de potassium, mais également d'aluminium, de calcium, de zinc ou d'autres métaux remplaçant le sodium ou le potassium. Le stéarate de magnésium est préférentiellement sélectionné.

14 2873311 Ces lubrifiants sont ajoutés dans des proportions de 0,5 à 5 % et préférentiellement de 1 à 3,5 % exprimé en poids de la composition biodégradable.

Une charge minérale peut aussi être ajoutée afin de contrôler la viscosité de la composition. Cette charge minérale peut être de l'argile, de la silice, du talc, du carbonate de calcium, de l'oxyde de titane, ou toute autre charge neutre au regard de l'écosystème.

Toutefois une argile est préférentiellement choisie dans la mesure où elle contient de l'eau de constitution et a, en outre, capacité à en absorber et qu'elle agit également comme modificateur de rhéologie, et comme un possible support de la colonie bactérienne une fois l'enveloppe de conditionnement biodégradée.

L'argile est préférentiellement un phyllosilicate, plus particulièrement une kaolinite dont la structure est composée de feuillets de silicate associés à des couches d'oxyde/hydroxyde d'aluminium; ou encore une montmorillonite.

La proportion de charge minérale introduite dans la composition biodégradable varie entre 0 et 15 et préférentiellement entre 2 et 10 % en poids de la composition biodégradable, la taille des particules étant simplement micrométrique.

Un pigment de coloration peut éventuellement être ajouté sous réserve de sa non-toxicité environnementale lorsque libéré, lors de la biodégradation de la composition dans l'environnement: l'oxyde de titane est préférentiellement retenu.

2873311 15 D'autres additifs peuvent être ajoutés à la composition biodégradable tels que des nutriments, des additifs de croissance bactérienne, des enzymes, des acides aminés, des sels minéraux.

Les nutriments et additifs de croissance spécifiques peuvent être choisis parmi les pectines, les extraits de levure, les polysaccharides issus de l'industrie vinicole, de l'hémicellulose, éventuellement de la cellulose.

Des enzymes, des acides aminés, des vitamines peuvent être ajoutés à la composition biodégradable.

Des sels minéraux peuvent être ajoutés à la composition biodégradable. Leur nature et les quantités sont soigneusement étudiées. Ces sels minéraux sont des composés nitriques et / ou de phosphates et/ou de sulfates d'ammonium, de potassium, de magnésium, de calcium, de sodium, de manganèse, de molybdène, de fer, de cuivre, de zinc.

Enfin, selon l'invention, la composition biodégradable permettant de réaliser l'enveloppe de conditionnement comporte une teneur en eau qui varie entre 5 à 15 de la composition.

L'enveloppe de conditionnement de la colonie bactérienne aérobie, selon l'invention, se présente préférentiellement sous la forme d'une capsule fabriquée à partir de deux feuilles issues de la composition précédemment décrite, collées à chaud sur leur périphérie, préalablement revêtues, sur leur face interne, d'un revêtement formulé comprenant en particulier des acides aminés, et recevant la colonie de bactéries aérobies, et / ou de fongi et / ou de levures présentes en milieu aqueux.

2873311 16 Le produit biodégradable pour le biotraitement environnemental est ainsi une capsule de dimension variable, qui est stable, et qui peut être facilement stockée et manipulée, pour être ensuite utilisée, le moment venu, dans des conditions d'humidité permettant sa délitescence et sa biodégradation contrôlée, la reviviscence des bactéries aérobies et donc leur libération et leur utilisation efficace dans le milieu à traiter.

Le revêtement de la surface interne de l'enveloppe de conditionnement est réalisé au moyen d'une phase aqueuse formulée, dans laquelle certains composants sont solubles et comprenant en particulier des acides aminés. Un ou plusieurs des 21 acides aminés peuvent être utilisés. Les quantités d'acides aminés déposés sous cette forme de revêtement sont de 100 à 5000 g/m2.

Des sels minéraux peuvent être ajoutés à la formulation du revêtement. Leur nature et les quantités ont été soigneusement étudiées. Ces sels minéraux sont des composés nitriques et / ou de phosphates et/ou de sulfates d'ammonium, de potassium, de magnésium, de calcium, de sodium, de manganèse, de molybdène, de fer, de cuivre, de zinc.

Des nutriments et additifs de croissance bactérienne peuvent être ajoutés à la formulation du revêtement. Ces nutriments peuvent être choisis parmi les pectines, les extraits de levure, les polysaccharides, des vitamines, de l'hémicellulose, éventuellement de la cellulose.

Des enzymes peuvent être également ajoutées à la formulation du revêtement.

Le revêtement comptabilisé hors argile de modification de viscosité représente entre 5 et 25 % et préférentiellement entre 10 et 25 % du poids du produit biodégradable de biotraitement environnemental constituée par l'enveloppe de conditionnement, la solution de bactéries, fungi et levures, le revêtement d'acides aminés et l'argile de modification de viscosité.

De l'argile est ajoutée pour modifier la viscosité de la phase aqueuse destinée au revêtement en vue d'en faciliter le dépôt. Cette argile est de type kaolinite ou montmorillonite. La taille des particules d'argile est micrométrique. La nature de ces argiles facilite l'adsorption des colonies de bactéries et de levures L'argile ajoutée dans la phase aqueuse de revêtement représente entre 0 et 10 % du poids total du produit biodégradable de biotraitement environnemental.

Les familles de colonies bactériennes mises en oeuvre selon l'invention sont des souches aérobies, telles que des bactéries, des levures, des fungi du cycle de l'azote et du carbone. Les quantités de souches introduites dans l'enveloppe de conditionnement sont de 0,0001 % à 2 % en poids par rapport au milieu aqueux. Ainsi la quantité de culture bactérienne représente entre 2 et 20% en poids du produit biodégradable de biotraitement environnemental.

Le procédé de fabrication de produits biodégradables destinés au traitement biologique, en particulier biotraitement 2873311 18 environnemental, est caractérisé en ce qu'il comporte les étapes successives (a) de séchage, éventuellement déshydratation et broyage, éventuellement compactage d'un matériau végétal fibreux, (b) de mélangeage du matériau végétal fibreux avec au moins un agent liant, au moins un agent plastifiant et éventuellement d'autres additifs, (c) de compoundage, plastification, formage de la composition au moyen de techniques en particulier l'extrusion compoundage, l'extrusion et / ou le calandrage en feuille, en film, en tube, en profilé, le moulage par injection, (d) de formage de la partie inférieure de l'enveloppe de conditionnement, (e) de préparation d'une formulation comprenant au moins un acide aminé, destinée à constituer un revêtement, (f) de revêtement sur l'une au moins des faces de l'enveloppe de conditionnement, par ladite formulation comprenant au moins un acide aminé, (g) de préparation et d'introduction de colonies bactériennes, levures ou fungi aérobie à conditionner dans l'enveloppe de conditionnement, dans un milieu liquide nutritif, (h) de fermeture étanchede l'enveloppe par une feuille éventuellement revêtue d'au moins un acide aminé et découpe des enveloppes ainsi formées.

Le procédé de fabrication du produit biodégradable de biotraitement environnemental comporte une première étape a) de préparation du matériau végétal fibreux, séchage, éventuelle déshydratation, broyage aux dimensions permettant de fabriquer 10 15 20 25 2873311 19 une pâte de viscosité satisfaisante pour pouvoir être extrudée en feuille d'épaisseur de l'ordre de quelques dixièmes de millimètres à quelques millimètres.

Les fibres du matériau végétal fibreux ne doivent pas être trop longues car la feuille ainsi formée perdrait en homogénéité, et il y aurait risque de formation et présence de micro trous dans l'enveloppe de conditionnement préparée à partir de la composition, ne permettant plus ainsi de préserver la colonie bactérienne, puisqu'il y aurait perte d'étanchéité. Il importe véritablement de pouvoir produire une feuille souple, continue et homogène. Les fibres de matériau végétal ont une dimension qui varie de quelques microns à quelques dizaine de millimètres, mais la distribution de taille est essentiellement entre 0,5 et 15 mm, et préférentiellement entre 1 et 10 mm. Le rôle du matériau végétal fibreux est également de renforcer, les propriétés mécaniques de la composition biodégradable, indépendamment des autres fonctions assurées.

L'apport de ce matériau végétal fibreux à la composition biodégradable peut se faire sous la forme de matériau séché, broyé, éventuellement déshydraté et également sous une forme compactée.

Le taux d'humidité relative des matériaux végétaux fibreux est un élément important de la maîtrise de la performance de la composition tout au long du processus de fabrication de l'enveloppe de conditionnement et de sa mise en oeuvre, une fois celle ci transformée en feuille. Une humidité relative trop faible engendrera un comportement plus cassant et fragile pour la feuille ainsi formée. Un taux d'humidité relative de 5 % à 20 % et préférentiellement de 5 % à 15 % exprimé en poids de la composition est souhaité.

2873311 20 Le procédé de fabrication du produit biodégradable de biotraitement environnemental comporte une étape b) qui est celle de la préparation de la composition, sous forme d'un mélange homogène. Sont ajoutés en vue de leur mélangeage le ou les agents liants organiques biodégradables et le ou les agents plastifiants. Le contrôle de la teneur en humidité de la composition permet de réaliser une pâte relativement plastique, de viscosité adaptée aux procédés de mise en uvre tels qu'extrusion et formage dans une filière, puis passage sur des rouleaux.

Une charge minérale peut être également ajoutée sous forme pulvérulente, afin de mieux contrôler la viscosité du produit en cours d'extrusion. Comme précédemment évoqué, l'argile est préférablement retenue dans la mesure où un tel matériau a capacité à fixer les bactéries, levures, fungi, lors de l'utilisation de la composition biodégradable.

L'adjonction de sels minéraux peut se faire à ce stade de la fabrication de la pâte, ainsi que l'adjonction de tous les autres composants de la composition. Toutefois, certains des adjuvants précités peuvent également être introduits au moment du compoundage ou de l'extrusion par des techniques d'injection latérales dans le corps de l'extrudeuse.

L'étape de préparation de la composition biodégradable peut se faire dans tout mélangeur tels que disponibles dans l'industrie de la transformation des matières plastiques. L'homogénéisation optimale se fait dans un mélangeur à turbine, ou les différents ingrédients organiques et inorganiques vont être ajoutés. Il n'y a pas d'élévation incidente de température lors du mélangeage.

2873311 21 Le procédé de fabrication du produit biodégradable de biotraitement environnemental comporte une étape c) de compoundage, plastification et de formage de la composition biodégradable; les technologies de l'extrusion mono vis, bi vis, d'injection ainsi que les technologies de calandrage, sont possibles. Dans le cas de l'injection et du calandrage, une extrusion compoundage préalable est nécessaire. Toutefois, la composition étant sensible à l'humidité, il n'est pas possible de refroidir sous eau en vue de préparer des granulés intermédiaires qui seront ensuite à nouveau chauffés et plastifiés en vue de fabriquer l'enveloppe de conditionnement. Le refroidissement se fait alors sous air refroidi. Le procédé d'extrusion compoundage ainsi que les procédés de mise en forme s'effectuent à température et pression contrôlée. Toute technique de fabrication par calandrage, moulage, extrusion telles que disponibles pour la mise en uvre des matériaux polymères ou des produits alimentaires dit extrudés est adaptée pour mettre en uvre la composition biodégradable en vue de fabriquer une telle feuille.

La composition biodégradable peut passer d'un état pâteux, visco élastique à un état solide, sans pour autant être cassant. Il y a changement de module d'élasticité en fonction de taux d'humidité tout en gardant une aptitude au ramollissement à certaines températures propres à tout comportement thermoplastique. Il y a lieu d'éviter tout risque de dégradation thermique des matériaux organiques de la composition biodégradable, telles que par exemple des réactions de Maillard ou des carbonisations engendrées par une oxydation prématurée.

2873311 22 Dans le cas d'une extrusion compoundage, le profil de vis retenu doit permettre une bonne homogénéisation de la composition, sans pour autant induire un taux de cisaillement trop élevé qui aurait pour conséquence une augmentation excessive de la température de la composition. L'extrudeuse peut être une machine bi vis co-rotative ou contra-rotative, ou une machine mono vis. Les meilleurs résultats de compoundage seront obtenus avec une bi-vis co-rotative. L'utilisation d'une compoundeuse de type BUSS avec deux extrudeuses perpendiculaires est également possible.

Dans le cas de l'utilisation d'une technologie d'extrusion compoundage, la température d'extrusion est comprise entre 80 C et 130 C. Une température trop élevée a pour conséquence la perte des propriétés spécifiques obtenues grâce à l'apport des matériaux végétaux, et engendre éventuellement la création de réactions de Maillard, résultant de l'éventuelle présence de sucre.

Un dégazage est éventuellement utilisé, en vue de contrôler la vapeur d'eau générée lors de l'extrusion des composants de la composition biodégradable dont la teneur en humidité serait trop élevée, en particulier pour ce qui concerne les produits végétaux. La présence de gaz, tels que la vapeur d'eau, non évacués de la masse plastifiée engendre une feuille présentant des boursouflures.

La composition biodégradable thermoplastique extrudée à relativement basse température est formée dans une filière plate en une feuille de quelques dixièmes de millimètres à quelques millimètres appelée à devenir un des composants de l'enveloppe de conditionnement. Cette feuille est refroidie entre deux cylindres tracteurs. Ce formage peut se faire soit 2873311 23 directement en sortie de l'extrudeuse compoundeuse, soit en reprise dans une extrudeuse, alimentée à partir de granulés préfabriqués dans l'extrudeuse compoundeuse.

La température de la feuille à la sortie des lèvres de la filière plate est inférieure à 100 C. L'épaisseur de la feuille varie entre 0,15 et 5 mm, mais est préférentiellement comprise entre 0,5 et 3 mm, afin d'assurer une relative résistance mécanique. Le débit est essentiellement fonction de la taille de l'extrudeuse et des capacités de refroidissement des cylindres et de l'épaisseur de la feuille.

Le résultat final, lorsque les conditions d'extrusion sont effectivement maîtrisées, est une feuille qui reste souple, afin de pouvoir être manipulée sans risque de rupture et sans présenter des performances trop faibles à l'abrasion. Il est également possible d'extruder un tube, ou un profilé. L'utilisation d'une calandre pour la production d'une telle feuille est tout à fait possible.

Une fois cette feuille fabriquée, elle va constituer, après un formage supplémentaire, le support réceptacle de la colonie bactérienne, c'est à dire l'enveloppe de conditionnement.

L'étape de compoundage plastification formage c) peut être une seule étape continue ou être discontinue, suivant la machine disponible, extrudeuse compoundeuse bi vis ou simple extrudeuse mono vis qui implique la fabrication préalable de granulés de la composition qui devront être plastifiés et mis à l'état pâteux à nouveau.

2873311 24 Tout au long de ces étapes de compoundage, plastification formage, la teneur en eau est contrôlée dans une plage de 5 à 30 % exprimé en poids de la composition biodégradable. L'injection d'eau est un moyen de modifier la teneur en eau de la composition qui doit garder une plasticité jusqu'à l'étape de thermoformage de la feuille et de soudage.

Le procédé de fabrication de produits destinés au biotraitement environnemental comporte une étape d) de formage d'une feuille constituant la partie inférieure de l'enveloppe de conditionnement. Cette feuille issue de la composition est thermo-formée, de préférence juste après son extrusion, avant la phase d'enduction par un revêtement formulé comprenant en particulier des acides aminée. Le formage est effectivement facilité lorsque la feuille a encore une certaine plasticité. Si non, il y a lieu de procéder à un réchauffement de cette feuille, pour pouvoir effectuer ce thermoformage.

Le thermoformage est effectué sur une profondeur allant de 5 mm à 3 cm pour des dimensions d'alvéoles allant de 1 cm de coté à quelques centimètres de coté, voire quelques dizaines de centimètres suivant les applications finales considérées. Toute forme d'alvéole est possible. Toutefois les contraintes propres au thermoformage de feuilles thermoplastiques dont le module de rigidité est variable avec la température font que des formes arrondies et relativement peu profondes au regard de la dimension de l'alvéole seront préférées.

Le procédé de fabrication des produits biodégradables de biotraitement environnemental comporte une étape e) de préparation d'une formulation à base d'acides aminés et éventuellement de sels minéraux, d'additifs de croissance et de 2873311 nutriments tels que des poly-saccharides et d'argile, destinée à constituer un revêtement.

Les acides aminés et éventuellement les autres additifs tels que des polysaccharides ont comme fonction première d'assurer un surcroît de nutriment à la colonie bactérienne aérobie. Une autre fonction de ce revêtement est de modifier la pression osmotique par rapport à la masse aqueuse de la solution contenant la colonie bactérienne, et aussi de procurer une certaine imperméabilisation de la composition biodégradable afin de mieux contrôler ses capacités à se biodégrader et de favoriser, grâce aux polysaccharides, la conservation des bactéries de par les sucres présents facilement assimilables.

Les 21 acides aminés peuvent être utilisés, seuls ou en mélange. Les concentrations majeures sont représentées par l'arginine, la méthionine, l'isoleucine, le tryptophane, qui peuvent représenter entre 70 et 80% de l'ensemble des acides aminés. Le revêtement interne formulé représente entre 10 et 25% en poids du produit biodégradable de biotraitement environnemental selon l'invention.

La viscosité de ce revêtement constitué par la phase aqueuse d'acides aminés et éventuellement de polysaccharides et d'autres additifs peut être éventuellement modifiée par l'adjonction d'argile.

Le procédé de fabrication des produits biodégradables de biotraitement environnemental comporte une étape f) de revêtement d'une des faces de la feuille thermoformée issue de la composition par une préparation à base d'acides aminés et éventuellement de poly-saccharides et d'autres additifs et éventuellement d'argile.

2873311 26 La feuille thermoformée issue de la composition est enduite sur au moins une des faces qui deviendra la face intérieure de l'enveloppe. Toute technique de revêtement par aspersion, rouleaux, jet, trempage est possible.

La quantité de revêtement au m2 est comprise entre 100 à 5000 g/m2 et préférentiellement entre 1000 à 4000g/m2. Une au moins des deux feuilles est enduite de cette manière, aussi bien la feuille appelée à devenir la feuille dite inférieure, constituant la partie inférieure de l'enveloppe de conditionnement, par un formage approprié, que la feuille dite supérieure appelée à devenir le couvercle de l'enveloppe de conditionnement.

Le procédé de fabrication comporte une dernière étape g) de préparation et d'introduction d'une colonie bactérienne aérobie à conditionner dans l'enveloppe sous la forme d'une dispersion dans un milieu liquide nutritif.

Les conditions d'introduction de la colonie bactérienne implique une préparation du milieu aqueux de la colonie bactérienne, une préintroduction des souches bactériennes sélectionnées dans ce milieu aqueux et une introduction dans l'enveloppe de conditionnement avant fermeture, des souches et du milieu de croissance avant fermeture.

Ainsi, une fois ce formage d'alvéole effectué, chacune est remplie d'une solution aqueuse dans laquelle se trouve la colonie bactérienne. La colonie bactérienne est sélectionnée en fonction des types d'usage considérés, que ce soit par exemple pour une dégradation contrôlée d'hydrocarbures, pour 2873311 27 une action sur des milieux plus complexes ou autres. La viscosité de la solution bactérienne est choisie de manière à ce que l'introduction soit facile, et qu'elle puisse être réalisée sans discontinuité, et que les quantités de liquide chargé en souches bactériennes soient les plus appropriées au regard des volumes de l'enveloppe de conditionnement, des quantités nutritives disponibles, des caractéristiques de cinétique de dégradation et donc de mise à disponibilité des bactéries requises pour l'application finale considérée.

La quantité de la colonie bactérienne est de 109 à 1010 unités formant colonie (ufc)/ml et la masse est variable suivant l'application.

La concentration en bactéries au moment de l'introduction est de 109 à 1010 ufc par millilitre, mais peut varier. Cependant une concentration élevée est souhaitée pour maximiser la performance du produit de biotraitement environnemental lors de son utilisation.

En fonction des utilisations liées au traitement des glucides, lipides, protides, les bactéries, levures et fungi produites séquentiellement en fermenteurs stériles sont préalablement mélangées et conditionnées avec les sels minéraux et oligo-éléments constituant le milieu de croissance.

Parmi les populations bactériennes, on retrouve de nombreux genres et familles parmi lesquels ceux cités dans le tableau 1.

Les levures appartiennent à la famille des saccharomycètes, myxomycètes, candida. Les fungi sont utilisés pour la dégradation de certains composés lipidiques.

28 2873311 La concentration en germes totaux hétérotrophes est de 109 à 1010 ufc/ml; la masse varie selon l'usage.

La masse constituée par la colonie bactérienne aérobie, fongi et levures en milieu aqueux varie entre 5 et 15 % de la masse totale du produit biodégradable de biotraitement environnemental, constituée par l'enveloppe de conditionnement, et son revêtement associé à l'argile présente dans le revêtement et sa colonie bactérienne.

Tableau 1

Mobilité Caractéristiques Genres Familles Bactéries Immobiles en Sporulées Sporosarcina Micrococcaceae Gram + permanence: Cocci Aérobies non Sarcina Micrococcaceae sporulées Cellules Micrococcus Micrococcaceae irrégulièrement arrangées Cellules en Leuconostoc Streptococcaceae chaînettes et tétraèdre Mobiles à Formation Bacillus Bacillaceae cils d'endospores péritriches Bactéries Cocci Immobiles Neisseria Nesseriaceae Gram - aérobies Batonnets Immobiles Azotobacter Azotobacteriacea aérobies Fermentation Serratia Enterobacteriaceae butylène-glycole e Aérobies Rhizobium Rhizobiaceae symbiotiques (fixateurs d'azote) Mobiles Aérobies oxydant Pseudomonas Nitrobacteriaceae flagellées les minéraux Aérobies oxydant Acetobacter Thiobacteriaceae la matière organique Anaérobies Aeromonas Pseudomonadaceae facultatives 29 2873311 Le procédé de fabrication de produits biodégradable de biotraitement environnemental comporte une dernière étape h) de fermeture de l'enveloppe par une feuille revêtue et de découpe des enveloppes ainsi formées.

La ou les deux feuilles enduites du revêtement comprenant en particulier des acides aminés, formée en forme d'alvéole, pour la feuille inférieure, alvéole remplie d'une colonie bactérienne aérobie en solution aqueuse, formée en forme d'alvéole ou laissée plane pour la feuille supérieure formant couvercle, sont ensuite soudées sur leur pourtour pour former une enveloppe de conditionnement étanche, par exemple une capsule, laissant libres les parties internes. Le soudage sur le pourtour se fait sur quelques millimètres de largeur, par pression à chaud. Les enveloppes de conditionnement ainsi produites sont découpées et deviennent ainsi manipulables facilement. Elles peuvent être stockées sur de longues périodes, sans biodégradation, la biodégradation contrôlée ne démarrant que lorsque le taux d'humidité du milieu extérieur à traiter est approprié.

Toute autre technique de fabrication empruntée au monde de l'emballageconditionnement est possible, en particulier les techniques dites de form fill seal , c'est à dire des technologies qui, en une seule opération, assurent le formage d'un conteneur, son remplissage et sa fermeture par scellage, sous réserve de la présence du revêtement interne.

La technique de mise en oeuvre de la composition et l'utilisation de cette composition spécifique ainsi que l'architecture du produit de biotraitement environnemental selon l'invention permettent de parfaitement maîtriser la cinétique de relargage des bactéries aérobies dans le milieu à 2873311 traiter. L'apport d'éléments nutritifs et les conditions paramétriques telles que pH, salinité, oxygène dissous contribuent à l'augmentation de la cinétique de reviviscence des bactéries, des levures, des fungi.

Les applications pour le produit biodégradable de biotraitement environnemental, selon l'invention, sont par exemple le traitement de bioaugmentation des eaux résiduaires en milieu industriel, dans des situations de surcharge, de toxicité accidentelle, le traitement de bioaugmentation des eaux résiduaires urbaines, lorsque des stations d'épuration ont été sous dimensionnées, ou dans le cas du traitement de sols contaminés par des hydrocarbures, du traitement des graisses, du traitement des composés organiques volatils ou du traitement de milieux ambiants en général, ainsi que du compostage.

La reviviscence bactérienne est fonction de l'humidité relative du milieu ambiant, du pH, de la température, de la 20 concentration en oxygène dissous, de la salinité.

L'optimum de conservation est obtenu à 4 C pour l'ensemble des souches bactéries, levures et fungi.

Les souches hétérotrophes ont une demie-vie garantie de 6 mois à la température maximum de 14 C. Cependant, les souches sporulentes ont une conservation de plusieurs années à la température maximum de 25 C.

Les fungi, selon les espèces, peuvent tolérer des conditions de température jusqu'à 45 C.

L'humidité relative pour la conservation ne doit pas dépasser 75% au risque de produire des actinomycètes.

31 2873311 L'hydrolyse du produit biodégradable de biotraitement environnemental s'effectue en quelques minutes en milieu aqueux et en conditions aérobies à une température comprise entre 1 C et 35 C. La vitesse d'hydrolyse est fonction de l'épaisseur de l'enveloppe de conditionnement et constitue une garantie de maîtrise du temps pour la mise en conditions opérationnelle des souches.

La biodégradabilité optimale de l'enveloppe de conditionnement est obtenue dans les conditions paramétriques suivantes: pH=6,5, oxygène dissous 6-8 ppm, température 33 C. La minéralisation de l'enveloppe est effective, selon les conditions paramétriques précitées, à partir de 4 heures de fermentation.

Pour une application liée au compostage, on pourra retrouver par exemple les microorganismes suivants: Bactéries: o Pseudomonadales: Pseudomonas, Nitrosomonas, Nitrobacter, Thiobacillus, Vibrio, Acetobacter,....

o Azotobacteriacées: Azotobacter, Beijerinckia o Achromobactériacées: Achromobacter, Flavobacterium o Entérobactériacées: Aerobacter, Serratia o Lactobacillacées: Lactobacillus, o Corynébactériacées: Arthrobacter o Bacillacées: Bacillus - Actinomycètes: o Actinomycétacées: Nocardia, Pseudonocardia 30 Champignons: o Mucorales: Rhizopus o Protoascomycètes (levures) : Candida, Torula, Rhodotorula, Cryptococcus, Torulopsis, o Euascomycètes (moisissures) : Aspergillus 25 2873311 32

EXEMPLES

Différentes compositions (tableau 2) ont été réalisées à partir de luzerne déshydratée avec des teneurs en luzerne variant de à 40 du poids total de la composition. Le liant choisi est une farine de blé turbo-séparée pour laquelle on a conservé la fraction riche en amidon et pauvre en protéines.

Tableau 2

Composition Composition Composition Composition Composition Composition 1 2 3 4 5 6 20% luzerne 25% luzerne 30% luzerne 35% luzerne 40% luzerne 40% luzerne Luzerne 20% 25% 30% 35% 40% 40% Farine de 45,2% 42,4% 39,6% 36,7% 33, 9% 36% blé Glycérol 3,5% 3,3% 3,0% 2,8% 2,6% 13% Sorbitol 4,9% 4,6% 4, 3% 4,0% 3,7% 0% Argile 5,5% 5,2% 4,9% 4,5% 4,2% 2% Stéarate 3,5% 3,3% 3, 0% 2,8% 2,6% 1% de Magnésium Lactate de 7,0% 6,5% 6,1% 5,7% 5,2% 0% Sodium Eau 10,4% 9,8% 9,1% 8,5% 7,8% 8% Total 100% 100 % 100% 100% 100% 100% La mise en oeuvre de la composition biodégradable s'est fait dans les conditions suivantes: L'extrusion s'est effectuée en deux phases, au moyen d'une extrudeuse mono-vis, une première phase consistant en la réalisation du compound granulé de 3 mm de diamètre; une seconde phase consistant en l'extrusion à partir de ces 33 2873311 granulés, d'une feuille au moyen d'une extrudeuse mono-vis équipée d'une filière plate; la bande ainsi réalisée avait une épaisseur allant de 0,5 à 3 mm; la largeur des bandes réalisées était de 10 cm.

Les conditions d'extrusion ont été ajustées en fonction des compositions. Les pressions en tête d'extrusion variaient entre 100 et 130 bars, alors que les températures ont été modulées entre 90 C et 120 C pour une vitesse de rotation de la vis maintenue à 50 tours/min.

La feuille ainsi obtenue était suffisamment souple pour pouvoir être enroulée et transformée en une enveloppe de conditionnement. A composition inchangée, plus le taux d'incorporation de luzerne est élevé, plus la feuille extrudée perd de sa souplesse.

Cette enveloppe de conditionnement a été revêtue d'une solution d'acides aminés puis remplie d'une colonie bactérienne de type pseudomonale. L'application était destinée au compostage. La minéralisation de l'enveloppe était totale, pour un pH de 6,5 à une température de 30 C et une humidité relative de 75 %, à partir de 6 heures de fermentation.

Quelques exemples de capacité de reviviscence et de conservation mesurées sur des bactéries conservées dans une enveloppe de conditionnement selon l'invention sont donnés ci-dessous. L'aptitude à la reviviscence bactérienne a été testée sur une enveloppe de conditionnement réalisée selon la composition 6 décrite dans le tableau 2 avec 40 % de luzerne, remplie de bactéries à une concentration de 3,6 108 ufc/ml de Pseudomonas aeruginosa. La capsule a été stockée à température ambiante et dans des conditions d'hygrométrie naturelles. Au terme d'une période de 8 semaines, il a été effectué une série 34 2873311 de contrôles de la numération totale à l'intérieur de la capsule. La concentration est restée identique à la concentration initiale.

Pour des tests à partir de Bacillus cereus trois essais ont confirmé la stabilité de la concentration de Bacillus cereus dans des enveloppes de conditionnement entreposées en milieu ambiant au laboratoire, pendant une période de 6 mois, à la concentration de 3 10' ufc/ml.

Toutes les souches sporulentes sont conservées par le revêtement intérieur à l'enveloppe de conditionnement selon l'invention.

Les souches non sporulentes présentent des durées de conservation qui diffèrent selon les espèces.

Les levures (Candida lipolytica) conservent une numération identique pendant une période de 90 jours par rapport au taux d'ensemencement initial.

Une comparaison entre l'évolution de la numération des bactéries stockées en bidon et celles conservées en capsule a été effectuée.

Le fait d'assurer un transfert d'oxygène dans un faible volume permet d'obtenir le maintien du mécanisme des fonctions enzymatiques dans les enveloppes de conditionnement. Ainsi, un taux de lipases pour les bactéries responsables de la dégradation des graisses passe de 420 unités au temps t=0 en milieu liquide, à 360 unités au terme de 90 jours de stockage en bidon sous forme liquide. Les enveloppes de conditionnement 2873311 ont permis de conserver le même taux de lipase sur une même période.

Il est ainsi démontré que les enveloppes de conditionnement, permettent, par rapport au stockage en bidon, une meilleure conservation de la vitalité initiale et de la préservation de la conservation des endo- et exo-enzymes adaptées aux traitements envisagés.

Un tel produit biodégradable de biotraitement environnemental offre une facilité de mise en oeuvre pour le dosage puisque le même apport sous forme liquide nécessiterait la mise en place de trois équipements de dosage et de régulation de débit.

Il offre également une meilleure garantie de reviviscence bactérienne, le maintien de la disponibilité en oxygène pour les bactéries, un apport par la conception et la nature des constituants de l'enveloppe de conditionnement de l'ensemble des éléments nécessaires au développement des bactéries et levures.

A conditions paramétriques égales, la cinétique de dégradation de la matière organique est supérieure pour le produit biodégradable de biotraitement environnemental par rapport à la même masse d'apport de bactéries liquides, et ce en raison des facilités de conservation offertes par le mode de conditionnement selon l'invention, en particulier transfert d'oxygène et donc garantie d'un traitement optimal et supérieur au traitement par les simples bactéries gardées sous une forme liquide en bidon.

Enfin l'équilibre en sels minéraux du milieu récepteur est réajusté par l'enveloppe de conditionnement contenant le milieu de croissance des souches bactériennes.

Claims (5)

1. 36 2873311 REVENDICATIONS

   1. Produit biodégradable pour le biotraitement environnemental caractérisé en ce qu'il se compose a) d'une enveloppe de conditionnement perméable à l'oxygène, réalisée au moyen d'une composition biodégradable extrudable, comprenant au moins un matériau végétal broyé fibreux, au moins un agent liant d'origine végétale ou d'origine synthétique, et au moins un agent plastifiant, b) d'un revêtement interne formulé, réalisée avec au moins un acide aminé, déposé sur la surface de l'enveloppe de conditionnement, ce revêtement agissant comme membrane 15 osmotique et comme milieu nourricier, c) d'un volume aqueux d'une culture contenant bactéries, fongi et/ou levures aérobies placés à l'intérieur de ladite enveloppe de conditionnement.

   2. Produit pour le biotraitement environnemental selon la revendication 1 caractérisé en ce que le(s) matériau(x) végétal(aux) fibreux de la composition est choisi dans le groupe comprenant la luzerne, le chanvre, les résidus de lin, les collets de betteraves, les légumineuses de type féverole.

   3. Produit pour le biotraitement environnemental selon la revendications 2 caractérisé en ce que le matériau végétal fibreux est préférentiellement de la luzerne.

   4. Produit pour le biotraitement environnemental selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le matériau végétal fibreux est ajouté à concurrence de 37 2873311 % à 90 % et préférentiellement de 20 % à 45 % en poids de la composition.

   5. Produit pour le biotraitement environnemental selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que l'agent liant est d'origine végétale.

   6. Produit pour le biotraitement environnemental selon la revendication 5 caractérisé en ce que l'agent liant d'origine végétale est un mélange d'amidon et de protéines.

   7. Produit pour le biotraitement environnemental selon les revendications 5 à 6 caractérisé en ce que l'agent liant végétal est choisi dans le groupe des végétaux donnant des composés amylacés en particulier riz, pommes de terres, manioc, maïs, blé, orge, avoine, houblon, tapioca.

   8. Produit pour le biotraitement environnemental selon la revendication 7 caractérisé en ce que l'agent liant végétal de la composition est préférentiellement une farine de céréale.

   9. Produit pour le biotraitement environnemental selon l'une quelconque des revendication 1 à 8 caractérisé en ce que l'agent liant végétal est ajouté à un taux de 25 % à 47 % en poids de la composition.

   10. Produit pour le biotraitement environnemental selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 caractérisé en ce que la composition comporte un second agent liant carboné d'origine végétale.
2. 38 2873311 11. Produit pour le biotraitement environnemental selon la revendication 10 caractérisé en ce que l'autre agent liant carboné est un polymère hydrosoluble naturel choisi parmi les jus verts en particulier produits de luzerne ou autres végétaux y compris les graminées, les polysaccharides issus de produits en particulier la mélasse, le sucre de canne et/ou de betteraves, les produits issus de fractionnements de jus verts en particulier hydrolysats et sérums.

   12. Produit pour le biotraitement environnemental selon l'une au moins des revendications 10 ou 11 caractérisé en ce que cet autre agent liant carboné est ajouté en proportion de 0 % à 5 de la composition finale.

   13. Produit pour le biotraitement environnemental selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que l'agent liant est d'origine synthétique.

   14. Produit pour le biotraitement environnemental selon l'une quelconque des revendications 1, 5 et 13 caractérisé en ce que l'agent liant d'origine synthétique est substitué en partie à l'agent liant d'origine végétale.

   15. Produit pour le biotraitement environnemental selon l'une ou l'autre des revendications 13 ou 14 caractérisé en ce que l'agent liant d'origine synthétique est préférentiellement un alcool polyvinylique.

   16. Produit pour le biotraitement environnemental selon la revendication 15 caractérisé en ce que l'alcool polyvinylique est ajouté dans une proportion variant de 5% à 40 39 2873311 17. Produit pour le biotraitement environnemental selon l'une quelconque des revendications 1 à 16 caractérisé en ce que l'agent plastifiant est un composé organique hydrosoluble biodégradable d'origine naturelle ou synthétique.

   18. Produit pour le biotraitement environnemental selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'agent plastifiant hydrosoluble est choisi parmi les polyols, et en particulier le glycérol, le sorbitol, l'éthylène glycol, le diéthylène glycol, le propylène glycol, l'adonitol, le dithioérythritol, le dithiothréitol, le galactitol, l'inositol, le mannitol, le xylitol, pris seuls ou en mélange.

   19. Produit pour le biotraitement environnemental selon l'une ou l'autre des revendications 17 ou 18 caractérisé en ce que l'agent plastifiant est introduit à raison de 1 % à 30 % et préférentiellement de 3 à 20 en poids de la composition.

   20. Produit pour le biotraitement environnemental selon l'une quelconque des revendications 1 à 19 caractérisé en ce que des charges minérales sont ajoutées à la composition.

   21. Produit pour le biotraitement environnemental selon la revendication 20 caractérisé en ce que la charge minérale est choisie dans le groupe des argiles, des talcs, des silices, des carbonates de calcium, des oxydes de titane.

   22. Produit pour le biotraitement environnemental selon la revendication 21 caractérisé en ce que la charge minérale est préférentiellement une argile et plus préférentiellement une argile de type kaolinite ou montmorillonite.
3. 2873311 23. Produit pour le biotraitement environnemental selon l'une quelconque des revendications 20 à 22 caractérisé en ce que la charge minérale est ajoutée à la composition dans des proportions variant entre 0 % et 15 % et préférentiellement de 5 2 % à 10 % en poids de la composition.

   24. Produit pour le biotraitement environnemental selon l'une quelconque des revendications 1 à 23 caractérisé en ce qu'un agent lubrifiant est ajouté à la composition.

   25. Produit pour le biotraitement environnemental selon la revendication 24 caractérisé en ce que l'agent lubrifiant est un stéarate de zinc ou de magnésium.

   26. Produit pour le biotraitement environnemental selon l'une ou l'autre des revendication 24 et 25 caractérisé en ce que l'agent lubrifiant est ajouté à un taux de 0,5 % à 5 % en poids de la composition.

   27. Produit pour le biotraitement environnemental selon l'une quelconque des revendications 1 à 26 caractérisé en ce que un des additifs est constitué de sels minéraux.

   28. Produit pour le biotraitement environnemental selon la revendication 27 caractérisé en ce que les sels minéraux sont choisis dans le groupe constitué par les composés nitriques et /ou de phosphates et/ou de sulfates d'ammonium, de potassium, de magnésium, de calcium, de sodium, de manganèse, de molybdène, de fer, de cuivre, de zinc.

   29. Produit pour le biotraitement environnemental selon l'une quelconque des revendications 1 à 28 caractérisé en ce que 41 2873311 des nutriments et des additifs de croissance bactérienne sont ajoutés à la composition.

   30. Produit pour le biotraitement environnemental selon la revendication 29 caractérisé en ce que ces nutriments et additifs de croissance bactérienne sont choisis parmi les pectines, les extraits de levure, la cellulose et hémicellulose, les polysaccharides, les acides aminés, les enzymes.

   31. Produit pour le biotraitement environnemental selon l'une quelconque des revendications 1 à 30 caractérisé en ce que la composition contient entre 5 % et 15 % en poids d'eau.

   32. Produit pour le biotraitement environnemental selon l'une quelconque des revendication 1 à 31 caractérisé en ce que au moins un acide aminé du revêtement interne formulé est choisi dans le groupe des 21 acides aminés.

   33. Produit pour le biotraitement environnemental selon l'une quelconque des revendications 1 à 32 caractérisé en ce que la quantité d'acides aminés déposée sur la surface de l'enveloppe de conditionnement est de 100 à 5000 g/m2.

   34. Produit pour le biotraitement environnemental selon l'une quelconque des revendications 1 à 33 caractérisé en ce que le revêtement interne formulé contient des polysaccharides.

   35. Produit pour le biotraitement environnemental selon l'une quelconque des revendications 1 à 34 caractérisé en ce que le revêtement interne formulé contient des sels minéraux.
4. 42 2873311 36. Produit pour le biotraitement environnemental selon la revendication 35 caractérisé en ce que les sels minéraux du revêtement interne formulé sont choisis dans le groupe constitué par les composés nitriques et / ou de phosphates et/ou de sulfates d'ammonium, de potassium, de magnésium, de calcium, de sodium, de manganèse, de molybdène, de fer, de cuivre, de zinc.

   37. Produit pour le biotraitement environnemental selon l'une quelconque des revendications 1 à 36 caractérisé en ce que le revêtement interne formulé contient des nutriments et des additifs de croissance bactérienne.

   38. Produit pour le biotraitement environnemental selon la revendication 37 caractérisé en ce que ces nutriments et additifs de croissance bactérienne ajouté au revêtement sont choisis parmi les pectines, les extraits de levure, la cellulose et hémicellulose, les polysaccharides, les enzymes.

   39. Produit pour le biotraitement environnemental selon l'une quelconque des revendications 1 à 38 caractérisé en ce que le revêtement interne formulé représente entre 10% et 25% du poids du produit biodégradable.

   40. Produit pour le biotraitement environnemental selon l'une quelconque des revendications 1 à 39 caractérisé en ce que le revêtement interne formulé contient une argile.

   41. Produit pour le biotraitement environnemental selon la revendication 40 caractérisé en ce que l'argile est une kaolinite ou une montmorillonite.
5. 43 2873311 42. Produit pour le biotraitement environnemental selon l'une ou l'autre des revendications 40 et 41 caractérisé en ce que l'argile constitue entre 0 % et 10 % du poids du produit de biotraitement.

   43. Produit pour le biotraitement environnemental selon l'une quelconque des revendications 1 à 42 caractérisé en ce que les familles de colonies bactériennes placés à l'intérieur de l'enveloppe de conditionnement sont des souches aérobies, en particulier des bactéries, des levures, des fungi du cycle de l'azote et du carbone.

   44. Produit pour le biotraitement environnemental selon la revendication 43 caractérisé en ce que la quantité de souches aérobies introduite dans l'enveloppe de conditionnement est de 0,0001 % à 2 % en poids par rapport au milieu aqueux les contenant.

   45. Produit pour le biotraitement environnemental selon l'une quelconque des revendications 1 à 44 caractérisé en ce que le milieu aqueux contenant les bactéries représente de 2 % à 20% en poids du dit produit.

   46. Produit pour le biotraitement environnemental selon l'une quelconque des revendications 1 à 45 caractérisé en ce que les souches aérobies sont choisies notamment dans le groupe constitué par les Micrococcacéae, Lactobacillaceae, Bacillaceae, Nesseriaceae, Enterobacteriaceae, Azotobacteriaceae, Rhizobiaceae, Nitrobacteriaceae, Thiobacteriaceae, Pseudomonadaceae, ainsi que dans les groupes des Bactéries: Pseudomonadales: Pseudomonas, Nitrosomonas, Nitrobacter, Thiobacillus, Vibrio, Acetobacter,....Azotobacteriacées: Azotobacter, Beijerinckia 44 2873311 Achromobactériacées: Achromobacter, Flavobacterium Entérobactériacées: Aerobacter, Serratia Lactobacillacées: Lactobacillus, Corynébactériacées: Arthrobacter Bacillacées: Bacillus, des actinomycètes: Actinomycétacées: Nocardia, Pseudonocardia, des champignons:Mucorales: Rhizopus, Protoascomycètes (levures) : Candida, Torula, Rhodotorula, Cryptococcus, Torulopsis, ... des Euascomycètes (moisissures) : Aspergillus.

   47. Procédé de fabrication de produits destinés au biotraitement environnemental selon l'une quelconque des revendications 1 à 46 caractérisé en ce qu'il comporte les étapes a) de séchage et éventuellement déshydratation, de broyage et éventuellement compactage d'un matériau végétal, b) de mélangeage du matériau végétal fibreux avec au moins un agent liant au moins une agent plastifiants et éventuellement d'autres additifs, c) de compoundage, plastification, formage de la composition au moyen de techniques en particulier l'extrusion compoundage, l'extrusion et le calandrage en feuille, film, tube, profilé, le moulage par injection, d) de formage de la partie inférieure de l'enveloppe de conditionnement, e) de préparation d'une formulation comprenant au moins un acide aminé destiné à constituer un revêtement, f) de revêtement sur l'une au moins des faces de l'enveloppe de conditionnement par ladite 20 25 30 2873311 formulation comprenant au moins un acide aminé, g) de préparation et d'introduction de colonies bactériennes, levures ou fongi aérobies à conditionner dans l'enveloppe de conditionnement dans un milieu liquide nutritif.

   h) de fermeture étanche de l'enveloppe par une feuille éventuellement revêtue d'un acide aminé et découpe des enveloppes ainsi formées.

   48. Utilisation du produit de biotraitement environnemental selon l'une quelconque des revendications 1 à 46 pour le traitement de bioaugmentation des eaux résiduaires en milieu industriel, dans des situations de surcharge, de toxicité accidentelle, le traitement de bioaugmentation des eaux résiduaires urbaines, lorsque des stations d'épuration ont été sous dimensionnées, ou le traitement de sols contaminés par des hydrocarbures, le traitement des graisses, le traitement des composés organiques volatils ou le traitement de milieux ambiants en général, ainsi que le compostage. 10