WO2023037081A1 - Procede de traitement d'un produit contenant de l'amiante - Google Patents

Procede de traitement d'un produit contenant de l'amiante Download PDF

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WO2023037081A1
WO2023037081A1 PCT/FR2022/051706 FR2022051706W WO2023037081A1 WO 2023037081 A1 WO2023037081 A1 WO 2023037081A1 FR 2022051706 W FR2022051706 W FR 2022051706W WO 2023037081 A1 WO2023037081 A1 WO 2023037081A1
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WO
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whey
asbestos
waste
lactobacillus
lactic acid
Prior art date
Application number
PCT/FR2022/051706
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English (en)
Inventor
Sébastien DAVID
Valérie GEOFFROY
Original Assignee
Centre National De La Recherche Scientifique (Cnrs)
Universite De Strasbourg
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Filing date
Publication date
Application filed by Centre National De La Recherche Scientifique (Cnrs), Universite De Strasbourg filed Critical Centre National De La Recherche Scientifique (Cnrs)
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D3/00—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances
    • A62D3/02—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances by biological methods, i.e. processes using enzymes or microorganisms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • B09B3/30—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless involving mechanical treatment
    • B09B3/35—Shredding, crushing or cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • B09B3/60—Biochemical treatment, e.g. by using enzymes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D2101/00—Harmful chemical substances made harmless, or less harmful, by effecting chemical change
    • A62D2101/40—Inorganic substances
    • A62D2101/41—Inorganic fibres, e.g. asbestos

Definitions

  • the present invention falls within the field of biological processes for the treatment of products containing asbestos and in particular, asbestos waste.
  • Asbestos are fibrous minerals of the magnesium silicate phyllo type which have been widely used for their many properties, in particular insulating properties, and their chemical and mechanical resistance. Their use has been banned in France since 1997 because of the harmful consequences on human health.
  • the asbestos removal of many sites generates waste which constitutes significant tonnages with which society must deal.
  • Chrysotile (Mg6Si40io(OH)s) the only asbestiform mineral species of the serpentine group, represents 95% of the industrial use of asbestos.
  • the main asbestos-based products come mainly from the construction industry (buildings and public works) and include, in particular, asbestos-cement, which represents approximately 80% of global asbestos production, and raw bulk asbestos used in flocking processes. There is currently no satisfactory treatment for asbestos.
  • the most widely used means of asbestos removal in France today is landfill storage in specialized centres. Although it is economical, it requires large storage areas to store waste. In addition, it does not treat the dangerousness of asbestos (Damien, 2016). Plasma fusion vitrification is also used to process products containing asbestos (Spasiano and Pirozzi, 2017). However, although effective, this method of asbestos removal is extremely expensive, in particular due to its energy-intensive nature.
  • Chemical or thermochemical treatments are also considered, generating for some a recoverable treatment product with high added values. Nevertheless, limiting points persist.
  • chemical treatments are based on the acid attack of chrysotile and require the use of strong acids (for example, hydrochloric, nitric, sulfuric or hydrofluoric acids), which poses problems related to the dangerousness of these acids.
  • application WO 2015/166359 describes a process for treating asbestos comprising the preparation of an acid solution by subjecting food industry waste to mixed fungal and bacterial proliferation and/or fermentation (Saccharomyces cerevisiae and Acinetobacter acetii), and treating an asbestos-containing material with the acid solution/suspension obtained from the mixed fermentation at a temperature of 120-170°C and a pressure of 2-10 bar.
  • a process using whey from the dairy industry has, for example, been developed to treat fiber cement waste.
  • whey is an acid waste, composed in particular of lactic acid, which makes it possible to release the asbestos fibers from this waste by dissolving the cementitious matrix.
  • the fibers are then treated by a hydrothermal attack making it possible to obtain an inert waste (EP2428254B1).
  • these biological processes have the advantage of being more ecological and less dangerous than the treatments mentioned above, their effectiveness must be improved in terms of asbestos removal and in terms of cost.
  • the process described in EP2428254B1 is based on a strong extraction of iron and magnesium reflecting the alteration of asbestos. This extraction is linked to the acid pH of the whey; gold this one increases gradually during the reaction because of the dissolution of magnesium oxide, which involves a fast limitation of the effectiveness of the process.
  • the present inventors have surprisingly found that the inoculation (or inoculation) of whey with lactic acid bacteria, and in particular, with lactic acid bacteria chosen from the group comprising Lactobacillus plantarum, Lactobacillus pentosus, Lactobacillus plantarum subsp argentoratensis, Lactococcus lactis, Lactobacillus sakei subsp sakei 484, Lactobacillus paraplantarum, Lactobacillus salivarius, Lactobacillus casei, Lactobacillus fermentum, Pediococcus pentosaceus, Lactobacillus brevis, , Pediococcus parvulus, Lactobacillus paracasei, Lactobacillus rhamnosus
  • the present inventors have also surprisingly discovered that the rate of alteration of asbestos is increased by a step of prior grinding of the product comprising asbestos.
  • the authors have thus shown that the extraction of iron and/or magnesium is greater in ground fiber cement waste than in unground flocking waste (see Figure 7 of the present application).
  • the subject of the present application is thus a method for treating a product containing asbestos, said method comprising the following steps: a) the grinding of the product containing asbestos, b) the incubation of the said ground product with step a) with whey inoculated with lactic acid bacteria.
  • asbestos as it is understood here designates the varieties of hydrated, magnesium or calcium silicates, formed naturally during the metamorphism of rocks, which can be transformed into mineral fibres.
  • serpentines which are hydrated magnesium phyllosilicates with a lamellar structure, the most common fibrous form of which is “chrysotile” or “white asbestos”
  • - amphiboles double chain silicates which can include five distinct fibrous varieties, namely: anthophyllites, actinolites, tremolites, amosites called “brown asbestos”, and crocidolite called “blue asbestos", each differing from another by its chemical composition.
  • the product comprising asbestos is a waste containing asbestos.
  • asbestos waste There are several types of asbestos waste:
  • the flocking or thermal insulation waste is preferably chrysotile of formula [Mg3(Si2Os)(OH)4].
  • Chrysotile does not contain internalized iron in its theoretical chemical composition, however iron may be present following substitutions of magnesium and silicon on the sheets.
  • chrysotile contains magnesium in its crystalline structure which can be extracted to alter this asbestos waste.
  • fiber cement waste is amphibole-type asbestos waste, preferably amosite of formula [(Fe 2+ Mg)? SisO22(OH)2] or crocidolite of formula [Na2Fe 2+ 3(Fe 2+ Mg)3 SisO22(OH)2].
  • amphiboles both contain both magnesium and iron in their crystal structure.
  • This asbestos waste can be of "native" or “heterogeneous” compositions.
  • “native” asbestos waste means “homogeneous” waste containing pure asbestos, i.e. the pure mineral that does not include any additional material in its structure. “Homogeneous” asbestos waste contains crystallized natural asbestos fibres.
  • heterogeneous asbestos waste means waste containing asbestos and other compounds, such as metals, gypsum, carbonates, in particular calcium carbonates present in particular in cement.
  • gypsum compounds, such as metals, gypsum, carbonates, in particular calcium carbonates present in particular in cement.
  • flocking materials that are particularly friable and dangerous, asbestos is mixed with gypsum.
  • the product containing asbestos is chosen from the group comprising waste from flocking or insulation or fiber cement waste.
  • the product comprising the asbestos can be a homogeneous asbestos waste or a heterogeneous asbestos waste. More particularly, the asbestos waste can be flocking waste, vinyl tiles, fiber cement mainly containing chrysotile and possibly containing amphiboles.
  • the product containing asbestos treated by the method described here is a waste containing asbestos preferably chosen from the group consisting of waste from flocking or thermal insulation or fiber cement, having a composition homogeneous or heterogeneous.
  • solid weathered waste can subsequently be used as a base material for the manufacture of zeolite.
  • liquid altered waste can be recovered in particular by recovering the iron and/or magnesium.
  • solid altered waste means asbestos waste whose crystalline structure is modified and destructured because it is depleted or free of iron and/or magnesium following total or partial extraction by bringing the ground product into contact asbestos, preferably asbestos waste with whey seeded with lactic acid bacteria.
  • liquid altered waste is understood to mean the liquid phase comprising the whey, obtained after step b) of incubation in which the iron and/or magnesium which have been extracted from the asbestos waste is found.
  • the altered waste obtained will contain a lower quantity of asbestos fiber, or even zero, compared to the quantity initially present in the asbestos waste before the implementation of this process.
  • the alteration of the product containing asbestos and preferably of the waste containing asbestos is obtained thanks to the grinding of the latter and to the incubation of the ground product with whey inoculated by lactic acid bacteria.
  • grinding refers to a mechanical treatment capable of transmitting mechanical energy to the shredded product containing asbestos.
  • the grinding in step a) of the process could be carried out in any type of grinder having the dimensions and the mechanical characteristics allowing the product containing asbestos to be ground in complete safety by reducing the length of the fibers increasing the surface specific.
  • the grinding is carried out in a planetary ball mill (FRITSCH PULVERISETTE 6) or in a Retsch PM100 planetary mill.
  • the mill is a Retsch PM100 planetary mill.
  • the grinding in step a) of the process is carried out in a planetary grinder which grinds the product containing asbestos for 10 minutes at 500 rpm.
  • a person skilled in the art is capable of adapting the grinding time and speed according to the type of product containing ground asbestos, its size and its other physical characteristics.
  • the grinding preferably takes place in a liquid medium in order to prevent the dissemination of asbestos fibers and dust.
  • Any liquid medium which is suitable for this use can be used.
  • this liquid medium can be water or a liquid waste from the agri-food industry allowing the growth of lactic acid bacteria, such as sauerkraut juice or whey.
  • the liquid medium is whey.
  • the grinding in step a) is carried out in a liquid medium, preferably in whey.
  • Whey (or also called “whey”) is understood here to mean the residual liquid part of the coagulation of the milk. Whey is a greenish-yellow liquid, composed of approximately 94% water, sugar (lactose), protein and very little fat. At the beginning of the processing of milk for the manufacture of cheese, it is coagulated by adding rennet or by the acidifying action of lactic acid bacteria or by chemical acidification. This results in an aggregation of the milk casein micelles, which gives a gel (or curd or coagulum). A watery liquid, called “whey” or "whey”, separates from the curd.
  • This curdling step consists of separating the total dairy proteins into two protein phases: the aqueous phase containing the serum or water-soluble milk proteins (B-lactoglobulin, ⁇ -lactalbumin, serum albumin, lactoferrin, caseinomacropeptide) and the solid phase in which was retained the hydrophobic casein (a-casein, B-casein, para-K-casein).
  • the whey used in the process described here is an acid whey having a pH generally between 3.5 and 4.5. In particular, the inventors used whey supplied by the company Alsace Lait.
  • lactic acid bacteria refers to unicellular prokaryotic, heterotrophic and chemo-organotrophic microorganisms. Lactic acid bacteria tolerate acid pH and have a strict anaerobic or aerotolerant metabolism. Lactic acid bacteria as understood here possess a fermentative metabolism. In particular, they produce lactic acid as the main product of metabolism by fermenting sugars (glucose, fructose, mannose, galactose, sucrose and lactose) in homofermentative bacteria, in addition to ethanol and CO2 in heterofermentative bacteria.
  • lactic acid bacteria in particular means bacteria of the families Aerococcaceae, Carnobacteriaceae, Lactobacillaceae, Streptoccaceae, Enterococcaceae, Leuconostocaceae and Bifidobacteriaceae.
  • lactic acid bacteria belonging to the genera Lactobacillus, Lactococcus, Streptococcus and Bifidobacterium are used herein, which are indigenous lactic acid bacteria found in the human digestive tract. More preferably, the lactic acid bacteria used in the present method belong to the genera Lactobacillus, Pediococcus or Lactococcus.
  • these bacteria belong to the genera Lactobacillus or Pediococcus.
  • the lactic acid bacteria used in the present process are Lactobacillus casei, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus helveticus, Lactobacillus paraplantarum, Lactobacillus pentosus, Lactobacillus plantarum.
  • Lactobacillus plantarum subsp argentoratensis Lactococcus lactis, Lactobacillus sakei subsp sakei 484, Lactobacillus salivarius, Lactobacillus fermentum, Pediococcus pentosaceus, Lactobacillus brevis, Lactococcus lactis, Pediococcus parvulus, Lactobacillus paracasei, Lactobacillus casei and L paracasei subsp paracasei.
  • the lactic acid bacteria used in the present method are bacteria with a fermentative metabolism, in particular lactobacilli of lactococci or Pediococcus, preferably chosen from Lactobacillus brevis, Lactococcus lactis, Pediococcus parvulus, Lactobacillus paracasei, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus paracasei subsp paracasei, Lactobacillus pentosus, Lactobacillus casei and Lactobacillus plantarum.
  • lactobacilli of lactococci or Pediococcus preferably chosen from Lactobacillus brevis, Lactococcus lactis, Pediococcus parvulus, Lactobacillus paracasei, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus paracasei subsp paracasei, Lactobacillus pentosus, Lactobacillus casei and Lactobacillus plantarum.
  • the method described here may comprise, prior to step b), a step of inoculating (or inoculating) the whey with lactic acid bacteria.
  • This seeding step (inoculation) can be carried out before, in parallel with or after step a) of grinding the product comprising asbestos.
  • the seeding (or inoculation) step is carried out by culturing lactic acid bacteria in a culture medium suitable for bacterial growth, in particular a culture medium which promotes the growth of lactic acid bacteria.
  • a culture medium suitable for bacterial growth, in particular a culture medium which promotes the growth of lactic acid bacteria.
  • the culture medium is chosen from an MRS medium (Agar of Man, Rogosa, Sharpe), a rich medium of the LB type (Luria Broth), a minimal medium (MOPS) supplemented or not with glucose or a medium consisting of whey.
  • MRS medium Alignitridium, agar
  • MOPS minimal medium
  • the culture medium is an MRS medium (Man, Rogosa, Sharpe agar) or a medium consisting of whey.
  • the culturing of the lactic acid bacteria in the culture medium is carried out for a period which may range from 20 to 30 hours, preferably from 22 to 28 hours, more preferably from 24 to 26 hours and even more preferably, this duration is 24 hours.
  • the culture temperature of the lactic acid bacteria in the culture medium is a favorable temperature for bacterial growth.
  • this temperature is between 20°C and 40°C, more preferably between 25°C and 37°C, more preferably between 30°C and 35°C and even more preferably, the cultivation temperature is 30°C.
  • the culturing of the lactic acid bacteria is carried out in an MRS medium or a medium consisting of whey, for 24 to 26 hours, preferably, for 24 hours at a temperature between 30° C. and 35° C. ° C, preferably at 30° C.
  • the culture medium may or may not be subjected to agitation.
  • the culture medium is not subjected to agitation so that bacterial growth takes place in the absence of agitation.
  • the bacterial culture is centrifuged for a period ranging from 3 to 10 minutes, preferably from 5 to 7 minutes and more preferably for a period of 5 minutes.
  • the centrifugation speed can be between 1000 and 20000 g, preferably between 5000 and 10000 g and more preferably between 8000 and 10000 g.
  • the lactic acid bacteria are cultured in an MRS culture medium or a medium consisting of whey for 24 hours at 30° C. and the culture is then centrifuged for 5 minutes. After centrifugation, the pellet is washed, preferably in whey and resuspended in whey.
  • the washing, preferably the washing in whey can be carried out at least once, preferably 2 to 10 times, more preferably 2 to 8 times and even more preferably 2 to 4 times.
  • the concentration of lactic acid bacteria in the whey inoculated with these bacteria is then adjusted by diluting the bacterial culture in whey and the optical density (OD) of the bacteria at a wavelength of 600 nm (OD600) was measured.
  • optical density at 600 nm refers to the measurement of bacterial growth by optical density at 600 nm. This measurement is based on the absorbance detection mode and essentially determines how much light passes through a sample of bacteria. Particles in solution scatter light and the more particles (bacteria) in a suspension, the more light they scatter. Therefore, a replicating population of bacteria increases light scatter and measured absorbance values. At the same time, this means that the absorbance mode is only exploited to determine the extent of light scattering instead of measuring the physical absorbance of light energy by absorbing molecules. Thus the light scattering and the OD600 value can be directly related to the number of bacteria.
  • the optical density at 600 nm (OD600) of the lactic acid bacteria in the whey at the end of the seeding (inoculation) step is between 0.5 and 2, preferably between 1 and 1.5 and more preferably is 1.
  • the whey thus seeded is brought into contact with the product containing asbestos.
  • the contacting takes place in whey so as to obtain a mixture containing the whey inoculated with lactic acid bacteria, the whey and the ground product containing asbestos.
  • the ratio between the whey inoculated with lactic acid bacteria and the whey can be between 1 and 1000, preferably between 2 and 1000 and the amount of asbestos waste can be between 0.1% and 10% of the total quantity of said mixture, preferably between 1% and 8% of the total quantity of said mixture.
  • one part of inoculated whey is mixed with nine parts of whey and 1% of the ground product containing asbestos.
  • the concentration of lactic acid bacteria in the whey inoculated with lactic acid bacteria containing the ground product containing asbestos before the incubation in step b) is between 1x10 5 and 1x10 9 CFU/ml, preferably between 1x10 6 and 1x10 8 CFU/ml and more preferably is 1x10 8 CFU/ml.
  • the optical density of the bacteria before step b) of incubation at OD600 is between 0.0001 and 1, preferably between 0.001 and 0.5, more preferably between 0.01 and 0.3, of even more preferably between 0.05 and 0.1 and is more preferably 0.1.
  • step b) of the process described here The whey inoculated with lactic acid bacteria and comprising the ground product containing asbestos is then incubated in step b) of the process described here.
  • the incubation in step b) is carried out for a period of 24 to 96 hours, preferably 30 to 80 hours and more preferably 72 hours.
  • this incubation is carried out at a temperature between 20° C. and 40°C, preferably between 25°C and 37°C, more preferably between 30°C and 35°C and even more preferably the incubation temperature is 30°C.
  • step b) of incubation is carried out for a period of 30 to 80 hours at a temperature between 30° C. and 35° C., preferably, step b) of incubation is carried out for 72 hours at 30°C.
  • the incubation in step b) is carried out with stirring at a speed of between 10 and 600 rpm and preferably between 100 and 400 rpm.
  • Step b) of incubation can be carried out in a bioreactor, preferably in a bioreactor of the Global Process Concept, Laval Lab or ⁇ D Biotec type.
  • the present inventors have demonstrated that the products of the metabolism of lactic acid bacteria make it possible to reduce and stabilize the pH of whey which is increased following the dissolution of magnesium oxides during the alteration of asbestos, which decreases the alteration. Consequently, maintaining a strongly acidic pH during incubation step b) makes it possible to improve the efficiency of the alteration of asbestos in the product containing it.
  • the pH of the whey containing the lactic bacteria and the ground product containing asbestos in step b) is between 2.5 and 4.5, preferably between 3 and 4 , more particularly between 3.7 and 4 and even more preferably, the pH is 3.7.
  • the concentration of the bacteria is at least 1 ⁇ 10 9 CFU/ml.
  • Step b) incubation can be repeated in order to improve the asbestos weathering efficiency.
  • step b) is repeated at least once, at least twice, at least three times, at least four times, at least five times, at least six times, at least seven times, at least eight times, at least nine times, at least ten times, more preferably the incubation step b) is repeated between 2 and 10 times, and more preferably between 4 to 6 times.
  • this whey includes lactic acid bacteria in a higher concentration of bacteria than that in the whey before incubation, dissolved iron and magnesium due to asbestos weathering and may also include traces of product containing asbestos not yet altered.
  • This dilution is necessary because it prevents the saturation of the whey inoculated by lactic bacteria at the end of the incubation step b) and the reduction of its capacity to alter the asbestos not yet altered.
  • This dilution aims in particular to reduce the concentration of lactic acid bacteria and thus avoid a lysis phase of the bacteria which will lead to the reduction of the products synthesized during bacterial metabolism, in particular organic acids, and from there, to the increased whey pH.
  • Dilution before the new incubation step is carried out by gentle centrifugation for approximately 3 to 10 minutes, preferably for 5 minutes, of the whey obtained at the end of incubation step b).
  • the purpose of this centrifugation is to separate the asbestos from the lactic acid bacteria and thus release them for a new growth cycle during the new incubation stage. After this centrifugation, part of the supernatant is recovered and whey is added to the remaining fraction.
  • the step of separating the bacteria from the asbestos by centrifugation can be repeated at least once more, preferably between 1 and 4 times under the same centrifugation conditions. Each time, part of the supernatant is recovered and whey is added to the remaining fraction.
  • the remaining fraction (containing whey, lactic acid bacteria and unaltered asbestos residues) and the recently added whey, is subjected to a new centrifugation step which lasts between 20 and 40 minutes, more preferably between 25 and 35 minutes and which lasts even more preferably 30 minutes.
  • a new centrifugation step which lasts between 20 and 40 minutes, more preferably between 25 and 35 minutes and which lasts even more preferably 30 minutes.
  • the supernatant is completely removed and whey is added to the pellet to obtain a mixture of whey seeded with lactic acid bacteria and unaltered asbestos residues ( Figure 2).
  • the concentration of lactic acid bacteria in this mixture is the same as that described above for the bacteria in the whey inoculated with lactic acid bacteria comprising the ground product containing asbestos before being subjected to the first incubation at step b).
  • step b) of the method is repeated at least once, preferably between 2 and 10 times, and more preferably between 4 and 6 times, said method also possibly comprising one or several stages of dilution of the whey containing lactic acid bacteria and the product containing ground asbestos.
  • the process for treating the product comprising asbestos results in the reduction of iron and/or magnesium contained in the asbestos.
  • This reduction consists in extracting at least part of the iron and/or magnesium which are present on the surface of the asbestos product or which are internalized in its crystalline structure.
  • all of the iron and/or magnesium is extracted from said asbestos product.
  • the amount of iron and / or magnesium in the product containing asbestos can be measured before the implementation of this process by different methods (ICP-AES, atomic absorption spectrometry) . This assay gives the "initial quantity" of iron and/or magnesium present in the asbestos product before the implementation of the process described here.
  • the quantity of iron and/or magnesium possibly remaining in the product containing asbestos may be determined by determining the amount of iron and/or magnesium in the whey. This quantity is generally measured in the supernatant obtained after centrifugation of the whey at the end of incubation step b).
  • the amounts of iron and/or magnesium can be measured after a single incubation step, after each incubation step if incubation step b) is repeated more than once or after two or more incubation steps successive.
  • the concentration (amount) of iron and/or magnesium is measured in real time.
  • "measure in real time” means that several measurements of the same sample are carried out during a predetermined period of time (measurement period) in order to provide a record of the evolution of the concentration as a function of time with temporal resolution.
  • This measurement period can last from 20 min to 180 min, preferably from 20 min to 60 min and more preferably from 15 min to 40 min.
  • each sample may be measured 20 to 200 times, more preferably 20 to 75 times, and more preferably 15 to 50 times.
  • the method may further comprise a step c) of real-time metering of the concentration of iron and/or magnesium released by the product containing asbestos in the whey of the step b).
  • the difference in the concentration of iron and / or magnesium measured before the implementation of the process and after step b) incubation will reflect the amount of iron / and or magnesium, reduced in the product containing asbestos during the implementation of the process.
  • the process described in this application is a process for treating a product containing asbestos comprising the following steps: a) the grinding of the product containing asbestos, b) the incubation said ground product in step a) with whey inoculated with lactic acid bacteria, in which process:
  • step a) the grinding in step a) is carried out in a liquid medium, preferably in whey;
  • step b a step of seeding the whey with lactic acid bacteria is carried out;
  • the concentration of lactic acid bacteria in the whey containing the ground product containing asbestos before the incubation in step b) is between 1x10 5 and 1x10 9 CFU/ml, preferably between 1x10 6 and 1x10 8 UFC/ml and more preferably, is 1 ⁇ 10 8 UFC/ml;
  • the pH of the whey containing the lactic acid bacteria and the ground product containing asbestos in step b) is between 2.5 and 4.5, preferably between 3 and 4 and even more preferably, the pH is 3.7;
  • step b) the incubation period in step b) is 24 to 96 hours, preferably 30 to 80 hours and more preferably 72 hours;
  • step b) is repeated at least once, preferably between 2 and 10 times, and more preferably between 4 and 6 times, said method also possibly comprising one or more steps of diluting the whey containing lactic acid bacteria and shredded product containing asbestos;
  • step c) of real-time metering of the concentration of iron and/or magnesium released by the ground product containing asbestos in the whey of step b) is carried out;
  • the shredded product containing asbestos is waste containing asbestos chosen preferably from the group consisting of waste from flocking or thermal insulation or fiber cement, having a homogeneous or heterogeneous composition, and
  • lactic acid bacteria are bacteria with fermentation metabolism, in particular lactobacilli, Pediococcus or lactococci, preferably chosen from the group comprising Lactobacillus brevis, Lactococcus lactis, Pediococcus parvulus, Lactobacillus paracasei, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus paracasei subsp paracasei, Lactobacillus pentosus, Lactobacillus casei and Lactobacillus plantarum and more preferably Lactobacillus plantarum.
  • the process described here makes it possible to transform asbestos waste, in particular by reducing the concentration of magnesium and/or iron contained in asbestos.
  • an additional step of reducing the concentration of magnesium and/or iron contained in the asbestos can be added.
  • Such a step is particularly advantageous in that it makes it possible to substantially increase the extraction of iron and/or magnesium contained in the asbestos.
  • This additional step is preferably a bacterial biological treatment step, and more preferably, a step of treatment with bacteria producing siderophores, and even more preferably, a step of treatment with bacteria of the genus Pseudomonas.
  • the method of the present invention comprises a step d) of contacting an altered waste still containing iron and/or magnesium after incubation with whey inoculated with lactic acid bacteria , with a siderophore-producing bacterium.
  • the siderophore-producing bacterium is a bacterium from the fluorescent Pseudomonas group capable of producing siderophores preferably consisting of pyoverdin.
  • the fluorescent Pseudomonas which produce siderophores, are mostly non-pathogenic, in particular they are chosen from: Pseudomonas uni, Pseudomonas putida, Pseudomonas monteilii, Pseudomonas syringae, Pseudomonas aeruginosa PAO1, Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas mosselii.
  • the extraction of iron and/or magnesium is carried out by bringing said asbestos waste into contact with a strain of Pseudomonas putida.
  • This strain is a strain of wild-type Pseudomonas putida (strain KT2440 described in Nelson, K.E., 2002) or a mutant that overproduces pyoverdin, such as for example a mutant deficient in the synthesis of the FUR regulator (Ferrie uptake regulator) (Lemare et al., 2022).
  • strain KT2440 described in Nelson, K.E., 2002
  • a mutant that overproduces pyoverdin such as for example a mutant deficient in the synthesis of the FUR regulator (Ferrie uptake regulator) (Lemare et al., 2022).
  • step d) of the method is repeated at least once, preferably between 2 and 10 times, and more preferably between 4 and 8 times.
  • FIG. 1 Diagram of the experimental protocol used for the preparation of the bacterial inoculum.
  • FIG. 2 Diagram of the treatment of the sample including the lactic acid bacteria, the whey and the product containing asbestos, after a bacterial growth cycle of 72 hours.
  • FIG. 3 Kinetics of iron and magnesium extraction from flocking waste for 96 h in the presence of whey with or without the addition of Lactobacillus plantarum. Error bars are standard errors on the mean of 3 replicates.
  • FIG. 4 Extraction of iron and magnesium from flocking waste after 72-hour cycles in the presence of whey with the addition of Lactobacillus plantarum. Error bars are standard errors on the mean of 3 replicates.
  • FIG. 5 Kinetics of iron and magnesium extraction from shredded fiber cement roof tile waste for 96 h in the presence of whey with or without the addition of Lactobacillus plantarum. Error bars are standard errors on the mean of 3 replicates.
  • FIG. 6 Extraction of iron and magnesium from waste ground fiber cement roof tiles after 72-hour cycles in the presence of whey with the addition of Lactobacillus plantarum. Error bars are standard errors on the mean of 3 replicates.
  • FIG. 7 Percentage of iron and magnesium extracted in waste from flocking (A) and fiber cement roof tiles (B) ground after 4 cycles of 72 h in the presence of whey incubated in the presence of Lactobacillus plantarum.
  • FIG. 8 Mapping by transmission electron microscopy (MET-EDX) of chrysotile fibers present in untreated fiber cement waste (A) or altered after 4 cycles of 72 h in the presence of whey inoculated with Lactobacillus plantarum (B). Mg/Si ratio of the different zones (entire zone and zones 1, 2 and 3 (chosen to allow a better representation of the sample analyzed) of the sample) of the map (C).
  • MET-EDX transmission electron microscopy
  • FIG. 9 Lactic bacteria growth curve (Lactobacillus pentosus (NCDO 363), Lactobacillus plantarum subsp argentoratensis (NCDO 365), Lactococcus lactis (DSM 16365 T ), Lactobacillus sakei subsp sakei 484 (ATCC 15521 ), Lactobacillus plantarum (ATCC 14917) , Lactobacillus paraplantarum (CIP 104452), Lactobacillus salivarius (DSM 20555), Lactobacillus casei b135 (ATCC 334), Lactobacillus fermentum (DSM-20052), Pediococcus pentosaceus (ATCC 25744)) in whey medium with stirring at 30°C
  • FIG. 10 Growth curve of the 7 strains of lactic acid bacteria (Lactobacillus brevis (ATCC 20054), Lactococcus lactis 99, Lactobacillus rhamnosus (ATCC 7469), Pediococcus parvulus (ATCC19371), Lactobacillus paracasei (ATCC SD5275), Lactobacillus casei b69 (ATCC 393 ), Lactobacillus paracasei subsp paracasei (CIP 103918)) in a whey medium with stirring at 30°C.
  • lactic acid bacteria Lactobacillus brevis (ATCC 20054), Lactococcus lactis 99, Lactobacillus rhamnosus (ATCC 7469), Pediococcus parvulus (ATCC19371), Lactobacillus paracasei (ATCC SD5275), Lactobacillus casei b69 (ATCC 393 ), Lactobacillus paracasei subsp paracasei (
  • FIG. 11 Growth curve of lactic acid bacteria (Lactobacillus pentosus (NCDO 363), Lactobacillus plantarum subsp argentoratensis (NCDO 365), Lactococcus lactis (DSM 16365 T ), Lactobacillus sakei subsp sakei 484 (ATCC 15521 ), Lactobacillus plantarum (ATCC 14917) , Lactobacillus paraplantarum (CIP 104452), Lactobacillus salivarius (DSM 20555), Lactobacillus casei b135 (ATCC 334), Lactobacillus fermentum (DSM-20052), Pediococcus pentosaceus (ATCC 25744)) in a whey medium under non-shaken conditions at 30° VS
  • FIG. 12 Growth curve of 7 lactic acid bacteria (Lactobacillus brevis (ATCC 20054), Lactococcus lactis 99, Lactobacillus rhamnosus (ATCC 7469), Pediococcus parvulus (ATCC19371), Lactobacillus paracasei (ATCC SD5275), Lactobacillus casei b69 (ATCC 393), Lactobacillus paracasei subsp paracasei (CIP 103918)) in a whey medium in non-shaken condition at 30°C
  • FIG. 13 Cumulative quantity of iron extracted from chrysotile-gypsum waste (CHR-Gy) during 6 cycles of 72 hours of treatment in the medium of whey inoculated with different lactic acid bacteria.
  • the iron present in the supernatant is presented by the dotted histogram and the iron present in the pellet by the hatched histogram.
  • FIG. 14 Cumulative quantity of magnesium extracted from chrysotile-gypsum waste (CHR-Gy) during 6 cycles of 72 hours of treatment in the medium of whey inoculated with different lactic bacteria. The supernatant is dotted and the pellet hatched.
  • FIG. 15 Quantity of iron extracted from chrysotile-gypsum waste (CHR-Gy) in the presence of whey medium inoculated with Lactobacillus plantarum (4 cycles of 72 hours) followed by treatment with Pseudomonas putida KT2440, or the pyoverdin overproducing mutant of Pseudomonas putida Dfur (5 cycles of 24 hours) or CA ⁇ medium without magnesium (Control).
  • FIG. 16 Quantity of magnesium extracted from chrysotile-gypsum waste (CHR-Gy) in the presence of whey medium inoculated with Lactobacillus plantarum (4 cycles of 72 hours) followed by treatment with Pseudomonas putida KT2440, or the pyoverdin overproducing mutant of Pseudomonas putida ur (5 cycles of 24 hours). or CA ⁇ medium without magnesium (Control).
  • the asbestos waste was crushed (with the exception of the flocking waste) and sterilized.
  • the grinding of the fiber cement samples was carried out for 10 min at 500 rpm in a Retsch PM 100 planetary ball mill (grinding carried out at the Charles Gerhardt Institute in Montpellier). Then, 0.2 g of asbestos sample: crushed fiber cement or flocking waste, is taken. The samples were subjected to autoclave treatment for 20 min at 121°C and then incubated for 14 days at 70°C in order to sterilize them.
  • Lactobacillus plantarum lactic acid bacteria accession number in the National Collection of Microorganism Cultures (CNCM) No. ATCC 14917
  • bovine whey provided free of charge by Alsace Lait
  • the lactic acid bacteria were cultured in an MRS medium (Man, Rogosa, Sharpe agar) for 24 hours at 30° C. Then, the bacterial culture was centrifuged (5 min/9871 g) and washed twice. in 5 ml of whey. After washing, the pellet was resuspended in 10 ml of whey, then diluted 1/10 in whey to measure the optical density (OD) of the bacteria at a wavelength of 600 nm. After this measurement, the D0600 was adjusted to 1.
  • MRS medium Man, Rogosa, Sharpe agar
  • FIG. 1 schematizes the steps described above.
  • This mixture is left to stand for 30 seconds before depositing it on a reading microplate.
  • the reading is carried out at 500 nm in a Tecan Infinite M200 microplate reader.
  • the pH of the samples containing lactic acid bacteria, asbestos waste and whey was measured after incubation for 72 hours in order to determine whether the bacterial metabolism makes it possible to maintain or even increase the acidity of the sample.
  • the pH was measured with a phenomenal® IS 2100L pH meter.
  • the inventors carried out several assays of the iron and magnesium concentrations by repeating the bacterial growth cycles approximately 4 times. At each growth cycle, a dosage of iron and magnesium was carried out and the pH of the sample was measured.
  • the whey obtained at the end of the incubation step was centrifuged (30 min/9871 g). The entire supernatant is used for the determination of iron and magnesium, 40 ml of whey were added to the remaining pellet which is subjected to new incubation (growth cycle). Before starting the incubation step, the mixture was subjected to gentle centrifugation (5 min/67g) in order to separate the asbestos and the lactic acid bacteria and thus release them for a new growth cycle. After this centrifugation, 30 ml of the supernatant was collected and discarded, then 30 ml of the whey was added to the rest of the mixture. This step of separation of bacteria from asbestos was repeated once again under the same centrifugation conditions.
  • the inventors followed the kinetics of alteration of asbestos waste in the presence of whey with Lactobacillus plantarum. For this, the same operational scheme as that presented in Figure 1 was continued to obtain a sample comprising a mixture of whey, bacteria inoculating the whey and asbestos waste.
  • a second sample containing only whey and asbestos waste was also prepared.
  • the optimum duration of whey extraction in the presence of L. plantarum is about 96 h.
  • the inventors carried out four cycles of bacterial growth of 72 h with renewal of the whey, in order to allow the development of L. plantarum at each cycle.
  • the results in Figure 4 show a high extraction of iron (9.22 to 1.17 mg/L) and magnesium (91 to 19 mg/L) which decreases from T72-1 to T72-4.
  • the reduction in dissolution is progressive during the cycles of alteration in the presence of L. plantarum, linked to the acid and stable pH during the experiment, altering the asbestos fibers homogeneously and progressively.
  • Table 1 below shows the pH measurements after each growth cycle of Lactobacillus plantarum in whey in the presence or absence of asbestos waste.
  • the fibrocements were altered by whey in the presence of L. plantarum in order to verify whether the strong increase in pH could be compensated by the addition of this bacterium. This approach was therefore tested on samples of fiber cement roof tiles composed of chrysotile fibers and a cementitious matrix.
  • the concentration of lactate and succinate is however higher in the presence of asbestos with differences depending on the type of waste.
  • 199.8 mM of lactate and 1.11 mM of succinate are measured, while in the presence of fiber cement the concentrations are respectively 261.9 and 2.20 mM of lactate and succinate.
  • the presence of asbestos therefore stimulates the production of organic acids by L. plantarum, but in different ways depending on the type of waste. This can be explained by the release of the magnesium present in this waste. Since a greater quantity of magnesium is released in the presence of fiber cement, the production of organic acids is therefore stimulated more significantly than in the presence of flocking waste.
  • Treatment with the KT2440 WT strain made it possible to extract 1.7% of magnesium, while the overproduction mutant extracted 2 to 5% of magnesium from the waste already altered by the treatment with whey + L. plantarum.

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Abstract

La présente invention concerne un procédé de traitement d'un produit contenant de l'amiante comprenant le broyage du produit qui est de préférence un déchet d'amiante et l'incubation du produit broyé avec du petit lait ensemencé avec des bactéries lactiques.

Description

DESCRIPTION
PROCEDE DE TRAITEMENT D’UN PRODUIT CONTENANT DE L’AMIANTE
INTRODUCTION
La présente invention entre dans le domaine des procédés biologiques de traitement des produits contenant de l’amiante et en particulier, des déchets d’amiante.
Les amiantes sont des minéraux fibreux de type phyllo silicates magnésiens qui ont été largement utilisés pour leurs nombreuses propriétés, notamment isolantes, et leurs résistances chimiques et mécaniques. Leur utilisation est interdite en France depuis 1997 à cause des conséquences néfastes sur la santé humaine. Actuellement, le désamiantage de nombreux sites génère des déchets qui constituent des tonnages importants auxquels la société doit faire face. Une des préoccupations majeures consiste à trouver une solution écologique, économique, rapide et applicable à échelle industrielle pour éliminer ou valoriser les différents types de déchets d’amiantes. Le chrysotile (Mg6Si40io(OH)s) seule espèce minérale asbestiforme du groupe des serpentines, représente 95 % de l’utilisation industrielle de l’amiante. Les principaux produits à base d’amiante proviennent principalement du secteur du BTP (bâtiments et travaux publics) et comprennent notamment, l’amiante-ciment représentant environ 80 % de la production mondiale d’amiante et l’amiante brut en vrac utilisé dans les procédés de flocage. Il n’existe pas à ce jour de traitement satisfaisant de l’amiante. Le moyen de désamiantage le plus utilisé actuellement en France est le stockage par enfouissement dans des centres spécialisés. Bien qu’il soit économique, il nécessite d’importantes surfaces de stockage pour entreposer les déchets. En outre, il ne permet pas de traiter la dangerosité de l’amiante (Damien, 2016). On a aussi recours à la vitrification par fusion plasma pour traiter des produits contenant de l’amiante (Spasiano and Pirozzi, 2017). Cependant, bien qu’efficace, ce moyen de désamiantage est extrêmement coûteux, notamment de par son caractère énergivore.
Des traitements chimiques ou thermochimiques sont aussi envisagés, générant pour certains un produit de traitement valorisable et à fortes valeurs ajoutés. Néanmoins, des points limitatifs persistent. Notamment, les traitements chimiques sont basés sur l’attaque acide du chrysotile et requièrent d’utiliser des acides forts (par exemple, acides chlorhydrique nitrique, sulfurique, ou fluorhydrique), ce qui pose des problèmes liés à la dangerosité de ces acides.
Outre les moyens de traitement évoqués ci-dessus, des traitements biologiques sont également envisagés, utilisant notamment des sous-produits et des déchets de l’industrie agroalimentaire. Par exemple, la demande WO 2015/166359 décrit un procédé de traitement de l’amiante comprenant la préparation d’une solution acide en soumettant des déchets de l'industrie alimentaire à une prolifération et/ou fermentation fongique et bactérienne mixte (Saccharomyces cerevisiae et Acinetobacter acetii), et le traitement d’un matériau contenant de l'amiante avec la solution/suspension acide obtenue de la fermentation mixte à une température de 120 à 170 °C et une pression de 2 à 10 bars. Un procédé utilisant le petit lait issu de l’industrie laitière a par exemple été développé pour traiter des déchets de fibrociment. En effet, le petit lait est un déchet acide, composé notamment d’acide lactique, qui permet de libérer les fibres d’amiantes de ces déchets en dissolvant la matrice cimentaire. Les fibres sont ensuite traitées par une attaque hydrothermale permettant d’obtenir un déchet inerte (EP2428254B1 ). Bien que ces procédés biologiques aient l’avantage d’être plus écologiques et moins dangereux que les traitements mentionnés plus haut, leur efficacité doit être améliorée en termes de désamiantage et en termes de coût. Notamment, le procédé décrit dans EP2428254B1 repose sur une forte extraction de fer et de magnésium traduisant l’altération de l’amiante. Cette extraction est liée au pH acide du petit lait ; or celui-ci augmente progressivement au cours de la réaction à cause de la dissolution de l’oxyde de magnésium, ce qui entraîne une limitation rapide de l’efficacité du procédé. Il est ainsi nécessaire d’ajouter une étape de traitement hydrothermale afin d’obtenir une altération de l’amiante plus efficace. D’autres auteurs décrivent l’utilisation de microorganismes dont le métabolisme permettrait d’altérer l’amiante. Par exemple, Stanik et al (2006) décrivent l’utilisation de Lactobacillus casei et de Lactobacillus plantarum dans la destruction du chrysotile de l’amiante. Cependant, la seule utilisation des métabolites (principalement des acides), produits de l’activité de ces bactéries ne parvient pas à altérer très efficacement l’amiante (seulement 7,5% de Mg et 1 ,3% de Fe sont extraits après 10 jours de culture).
De ce qui précède, il apparait que les moyens biologiques pour altérer l’amiante dans les produits la contenant sont les plus prometteurs au niveau écologique et notamment au niveau du coût car ils permettent de valoriser les déchets issus de l’industrie agroalimentaire. Cependant, l’efficacité de ces procédés doit être améliorée davantage afin que l’amiante contenue dans les produits la contenant, en particulier, les déchets, soit quasi entièrement, voire entièrement altérée par le processus biologique.
Il existe donc toujours un besoin pour un procédé de traitement des déchets amiantés qui soit écologique et efficace.
Alors que l’art antérieur préconise pour améliorer l’altération de l’amiante dans du petit lait d’utiliser un traitement hydrothermal, mais de ne pas utiliser de microorganismes à cause du faible taux d’altération de l’amiante (paragraphe [0016] de EP2428254), les présents inventeurs ont trouvé de manière surprenante que l’ensemencement (ou l’inoculation) du petit lait avec des bactéries lactiques, et en particulier, avec des bactéries lactiques choisies dans le groupe comprenant Lactobacillus plantarum, Lactobacillus pentosus, Lactobacillus plantarum subsp argentoratensis, Lactococcus lactis, Lactobacillus sakei subsp sakei 484, Lactobacillus paraplantarum, Lactobacillus salivarius, Lactobacillus casei, Lactobacillus fermentum, Pediococcus pentosaceus, Lactobacillus brevis, , Pediococcus parvulus, Lactobacillus paracasei, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus casei et L paracasei subsp paracasei, permet de maintenir le pH acide du petit lait, nécessaire à l’altération de l’amiante (cf. le tableau 1 dans la partie expérimentale de la présente demande) grâce à la fermentation lactique induite par ces bactéries lors de l’altération. Cette altération de l’amiante dans du petit lait ensemencé par des bactéries lactiques est confirmée par la forte extraction de fer et de magnésium (cf. les figures 7, 13 et 14 de la présente demande).
Les présents inventeurs ont également découvert de manière surprenante que le taux d’altération de l’amiante est augmenté par une étape de broyage préalable du produit comprenant de l’amiante. Les auteurs ont ainsi montré que l’extraction de fer et/ou de magnésium est plus importante dans les déchets de fibrociment broyés que dans les déchets de flocage non-broyés (cf. la figure 7 de la présente demande).
La présente demande a ainsi pour objet un procédé de traitement d’un produit contenant de l’amiante, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : a) le broyage du produit contenant de l’amiante, b) l’incubation dudit produit broyé à l’étape a) avec du petit lait ensemencé par des bactéries lactiques. Le terme « amiante » tel qu’on l’entend ici désigne les variétés de silicates hydratés, magnésiens ou calciques, formés naturellement au cours du métamorphisme des roches, pouvant être transformés en fibres minérales. Il existe diverses catégories d’amiante correspondant à plusieurs variétés minérales : les serpentines qui sont des phyllosilicates de magnésium hydratés de structure lamellaire dont la forme fibreuse la plus courante est le « chrysotile » ou «amiante blanche » ; - les amphiboles, silicates en chaîne double qui peuvent comprendre cinq variétés fibreuses distinctes, à savoir : les anthophyllites, les actinolites, les trémolites, les amosites dit « amiantes brunes », et les crocidolites dit « amiantes bleues », chacune différant de l’autre par sa composition chimique.
Selon un mode de réalisation du procédé, le produit comprenant de l’amiante est un déchet contenant de l’amiante. On distingue plusieurs types de déchets d’amiante :
- les déchets d’amiante libre, sous forme friable, provenant des déchets de flocage ou de calorifugeage,
- les déchets d ’amiante liée, sous forme non friable, également nommés « amiante-ciment ou fibrociment ».
De manière générale, les déchets de flocage ou de calorifugeage sont de préférence du chrysotile de formule [Mg3(Si2Os)(OH)4].
Le chrysotile ne contient pas de fer internalisé dans sa composition chimique théorique, cependant le fer peut être présent suite à des substitutions du magnésium et du silicium sur les feuillets. En outre, le chrysotile contient du magnésium dans sa structure cristalline qu’il est possible d’extraire pour altérer ce déchet d’amiante.
De manière générale, les déchets de fibrociment sont des déchets d’amiante de type amphibole, de préférence de l’amosite de formule [(Fe2+Mg)? SisO22(OH)2] ou du crocidolite de formule [Na2Fe2+3(Fe2+Mg)3 SisO22(OH)2]. Ces deux types d’amphiboles contiennent tous les deux à la fois du magnésium et du fer dans leur structure cristalline.
Ces déchets d’amiante peuvent être de compositions « natives » ou « hétérogènes ».
On entend ici par déchet d’amiante « natif », un déchet « homogène » contenant de l’amiante pure, c’est-à-dire le minéral pur ne comprenant pas de matériau supplémentaire dans sa structure. Un déchet d’amiante « homogène » contient des fibres d’amiante naturelles cristallisées.
On entend ici par déchet d’amiante « hétérogène », un déchet contenant de l’amiante et d’autres composés, comme par exemple des métaux, du gypse, des carbonates, notamment des carbonates de calcium présents en particulier dans le ciment. Dans les matériaux de flocage qui sont particulièrement friables et dangereux, l’amiante est mélangée à du gypse.
Selon un mode de réalisation particulier, le produit contenant de l’amiante est choisi dans le groupe comprenant un déchet de flocage ou de calorifugeage ou un déchet de fibrociment.
Selon un autre mode de réalisation particulier, le produit comprenant l’amiante peut être un déchet d’amiante homogène ou un déchet d’amiante hétérogène. Plus particulièrement, les déchets d’amiante peuvent être des déchets de flocage, les dalles vinyles, du fibrociment contenant majoritairement du chrysotile et pouvant contenir éventuellement des amphiboles.
Selon un mode de réalisation préféré, le produit contenant de l’amiante traité par le procédé décrit ici est un déchet contenant de l’amiante choisi de préférence dans le groupe consistant en déchet de flocage ou de calorifugeage ou en du fibrociment, présentant une composition homogène ou hétérogène.
Le procédé décrit ici permet de transformer les déchets d’amiante, notamment par la réduction de la concentration du magnésium et/ou de fer jusqu’à obtention d’un déchet altéré constitué d’une phase solide et d’une phase liquide. Ces deux phases peuvent être séparées par toutes techniques connues de l’homme de l’art, en vue notamment de la valorisation de chacune d’elles.
La phase solide du déchet altéré, dite « déchet altéré solide » pourra par la suite servir de matériau de base à la fabrication de zéolithe. De la même manière, ladite phase liquide du déchet altéré, dite « déchet altéré liquide » pourra être valorisée notamment par une récupération du fer et/ou magnésium.
On entend ici par « déchet altéré solide » un déchet d’amiante dont la structure cristalline est modifiée et déstructurée car elle est appauvrie ou exempte de fer et/ou magnésium suite à une extraction totale ou partielle par mise en contact du produit broyé comprenant l’amiante, de préférence du déchet d’amiante avec du petit lait ensemencé avec des bactéries lactiques.
On entend ici par « déchet altéré liquide », la phase liquide comprenant le petit lait, obtenu après l’étape b) d’incubation dans laquelle se retrouve le fer et/ou magnésium qui ont été extraits du déchet d’amiante.
En d’autres termes, le déchet altéré obtenu contiendra une quantité en fibre d’amiante inférieure, voire nulle, par rapport à la quantité présente initialement dans le déchet d’amiante avant la mise en œuvre du présent procédé.
Comme mentionné plus haut, l’altération du produit contenant de l’amiante et de préférence, du déchet contenant de l’amiante est obtenue grâce au broyage de celui-ci et à l’incubation du produit broyé avec du petit lait ensemencé par des bactéries lactiques.
Le terme « broyage » tel qu’utilisé ici se réfère à un traitement mécanique capable de transmettre de l’énergie mécanique au produit broyé contenant de l’amiante. Le broyage à l’étape a) du procédé pourrait être réalisé dans n’importe quel type de broyeur ayant les dimensions et les caractéristiques mécaniques permettant de broyer en toute sécurité le produit contenant de l’amiante en diminuant la longueur des fibres augmentant la surface spécifique. Particulièrement, le broyage est réalisé dans un broyeur planétaire à billes (FRITSCH PULVERISETTE 6) ou dans un broyeur planétaire Retsch PM100. De préférence, le broyeur est un broyeur planétaire Retsch PM100.
De manière préférée le broyage à l’étape a) du procédé est réalisé dans un broyeur planétaire qui broie le produit contenant de l’amiante pendant 10 minutes à 500 rpm. L’homme du métier est capable d’adapter le temps et la vitesse de broyage en fonction du type de produit contenant de l’amiante broyé, de sa taille et de ses autres caractéristiques physiques. Lorsqu’un produit contenant de l’amiante est broyé, notamment lorsque ce produit est un fibrociment, le broyage a lieu de préférence dans un milieu liquide afin de prévenir la dissémination des fibres et de poussières d’amiante. Tout milieu liquide qui convient à cette utilisation peut être utilisé. Par exemple, ce milieu liquide peut être de l’eau ou un déchet liquide de l’industrie agroalimentaire permettant la croissance des bactéries lactiques, tel que le jus de choucroute ou le petit lait. De préférence, le milieu liquide est de petit lait.
Ainsi, selon un mode de réalisation particulier, le broyage à l’étape a) est réalisé en milieu liquide, de préférence dans du petit lait.
On entend ici par « petit lait » (ou encore appelé « lactosérum ») la partie liquide résiduelle de la coagulation du lait. Le petit lait est un liquide jaune- verdâtre, composé d'environ 94 % d'eau, de sucre (lactose), de protéines et de très peu de matières grasses. Au début de la transformation du lait pour la fabrication du fromage, celui-ci est coagulé par ajout de présure ou par l'action acidifiante des bactéries lactiques ou par acidification chimique. Il en résulte une agrégation des micelles de caséine du lait, qui donne un gel (ou caillé ou coagulum). Un liquide aqueux, appelé « lactosérum » ou «petit lait», se sépare du caillé. Cette étape de caillage consiste en une séparation des protéines totales laitières en deux phases protéiques : la phase aqueuse contenant les protéines sériques ou hydrosolubles du lait (B-lactoglobuline, a- lactalbumine, sérum albumine, lactoferrine, caséinomacropeptide) et la phase solide dans laquelle a été retenue la caséine hydrophobe (caséine a, caséine B, para-K-caséine). Le petit lait utilisé dans le procédé décrit ici est un petit lait acide ayant un pH compris généralement entre 3,5 et 4,5. En particulier, les inventeurs ont utilisé du petit lait fourni par la société Alsace lait.
Le terme « bactéries lactiques » tel qu’il est utilisé ici se réfère à des microorganismes unicellulaires procaryotes, hétérotrophes et chimio-organotrophes. Les bactéries lactiques tolèrent des pH acides et possèdent un métabolisme anaérobie strict ou aérotolérant. Les bactéries lactiques telles qu’on les entend ici possèdent un métabolisme fermentaire. Elles produisent notamment de l’acide lactique comme produit principal du métabolisme en fermentant les sucres (glucose, fructose, mannose, galactose, saccharose et lactose) chez les bactéries homofermentaires, en plus de l’éthanol et CO2 chez les bactéries hétérofermentaires. On entend notamment par « bactéries lactiques » des bactéries des familles des Aerococcaceae, Carnobacteriaceae, Lactobacillaceae, Streptoccaceae, Enterococcaceae, Leuconostocaceae et Bifidobacteriaceae. Préférablement, on utilise principalement ici les bactéries lactiques appartenant aux genres Lactobacillus, Lactococcus, Streptococcus et Bifidobacterium, qui sont des bactéries lactiques indigènes trouvées dans le tube digestif humain. Plus préférablement, les bactéries lactiques utilisées dans le présent procédé appartiennent aux genres Lactobacillus, Pediococcus ou Lactococcus. De manière encore plus préférée, ces bactéries appartiennent aux genres Lactobacillus ou Pediococcus. De façon encore plus préférée, les bactéries lactiques utilisées dans le présent procédé sont Lactobacillus casei, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus helveticus, Lactobacillus paraplantarum, Lactobacillus pentosus, Lactobacillus plantarum. Lactobacillus plantarum subsp argentoratensis, Lactococcus lactis, Lactobacillus sakei subsp sakei 484, Lactobacillus salivarius, Lactobacillus fermentum, Pediococcus pentosaceus, Lactobacillus brevis, Lactococcus lactis, Pediococcus parvulus, Lactobacillus paracasei, Lactobacillus casei et L paracasei subsp paracasei. Ainsi, selon un mode de réalisation préféré, les bactéries lactiques utilisées dans le présent procédé sont des bactéries à métabolisme fermentaire, en particulier des lactobacilles des lactocoques ou des Pediococcus, de préférence choisies parmi Lactobacillus brevis, Lactococcus lactis, Pediococcus parvulus, Lactobacillus paracasei, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus paracasei subsp paracasei, Lactobacillus pentosus, Lactobacillus casei et Lactobacillus plantarum..
Selon un autre mode de réalisation, le procédé décrit ici peut comprendre, préalablement à l’étape b), une étape d’ensemencement (ou inoculation) du petit lait par des bactéries lactiques.
Cette étape d’ensemencement (inoculation) peut être réalisée avant, en parallèle ou après l’étape a) de broyage du produit comprenant de l’amiante.
L’étape d’ensemencement (ou d’inoculation) est réalisée par la mise en culture des bactéries lactiques dans un milieu de culture appropriée à la croissance bactérienne, en particulier un milieu de culture qui favorise la croissance des bactéries lactiques. L’homme du métier sera capable de sélectionner tout milieu approprié pour la croissance des bactéries lactiques. De préférence, le milieu de culture est choisi parmi un milieu MRS (Gélose de Man, Rogosa, Sharpe), un milieu riche de type LB (Luria Broth), un milieu minimal (MOPS) complété ou non avec de glucose ou un milieu constitué du petit lait. De manière plus préférée, le milieu de culture est un milieu MRS (Gélose de Man, Rogosa, Sharpe) ou un milieu constitué du petit lait.
La mise en culture des bactéries lactiques dans le milieu de culture est réalisée pour une durée pouvant aller de 20 à 30 heures, de préférence, de 22 à 28 heures, de manière plus préférée de 24 à 26 heures et de manière encore plus préférée, cette durée est de 24 heures.
La température de culture des bactéries lactiques dans le milieu de culture est une température favorable à la croissance bactérienne. De préférence, cette température est comprise entre 20 °C et 40 °C, de manière préférée, entre 25° C et 37° C, de manière plus préférée, entre 30 °C et 35 °C et de manière encore plus préférée, la température de mise en culture est de 30° C.
Selon un mode de réalisation préféré, la mise en culture des bactéries lactiques est réalisée dans un milieu MRS ou un milieu constitué du petit lait, pendent 24 à 26 heures, de préférence, pendent 24 heures à une température comprise entre 30° C et 35° C, de préférence à 30° C.
Durant la phase de culture des bactéries lactiques, le milieu de culture peut être soumis ou non à une agitation. De manière préférée, le milieu de culture n’est pas soumis à agitation de sorte que la croissance bactérienne ait lieu en l’absence d’agitation.
A la fin de la période de culture, la culture bactérienne est centrifugée pendant une durée allant de 3 à 10 minutes, de préférence, de 5 à 7 minutes et de manière plus préférée, pendant une durée de 5 minutes.
La vitesse de centrifugation peut être comprise entre 1000 et 20000 g, de préférence entre 5000 et 10000 g et de manière plus préférée, entre 8000 et 10000 g.
Selon un mode de réalisation particulièrement préféré, les bactéries lactiques sont cultivées dans un milieu de culture MRS ou un milieu constitué du petit lait pendant 24 heures à 30 °C et la culture est ensuite centrifugée pendant 5 minutes. Après la centrifugation, le culot est lavé, de préférence dans du petit lait et remis en suspension dans du petit lait. Le lavage, de préférence le lavage dans du petit lait peut être réalisée au moins une fois, de préférence 2 à 10 fois, de manière plus préférée de 2 à 8 fois et de manière encore plus préférée, de 2 à 4 fois.
La concentration des bactéries lactiques dans le petit lait ensemencé par ces bactéries est ensuite ajustée par la dilution de la culture bactérienne dans du petit lait et la densité optique (DO) des bactéries à une longueur d’onde de 600 nm (DO600) a été mesurée.
Le terme « densité optique à 600 nm (D0600) » tel qu’on l’utilise ici se réfère à la mesure de la croissance bactérienne par densité optique à 600 nm. Cette mesure est basée sur le mode de détection d'absorbance et détermine essentiellement quelle partie de la lumière traverse un échantillon de bactéries. Les particules en solution dispersent la lumière et plus il y a de particules (bactéries) dans une suspension, plus elles dispersent la lumière. Par conséquent, une population de bactéries en réplication augmente la dispersion de la lumière et les valeurs d'absorbance mesurées. Dans le même temps, cela signifie que le mode d'absorbance n'est exploité que pour déterminer l'étendue de la dispersion de la lumière au lieu de mesurer l'absorbance physique de l'énergie lumineuse en absorbant des molécules. Ainsi la dispersion de la lumière et la valeur OD600 peut être directement liée au nombre des bactéries.
Selon un mode de réalisation du procédé décrit ici, la densité optique à 600 nm (D0600) des bactéries lactiques dans le petit lait à la fin de l’étape d’ensemencement (d’inoculation) est comprise entre 0,5 et 2, de préférence entre 1 et 1 ,5 et de manière préférée est de 1 .
Après l’étape d’ensemencement du petit lait avec les bactéries lactiques, le petit lait ainsi ensemencé est mis en contact avec le produit contenant de l’amiante. De préférence, la mise en contact se fait dans du petit lait de manière à obtenir un mélange contenant le petit lait ensemencé par des bactéries lactiques, le petit lait et le produit broyé contenant de l’amiante. Dans ce mélange, le rapport entre le petit lait ensemencé par des bactéries lactiques et le petit lait peut être compris entre 1 et 1000, de préférence entre 2 et 1000 et la quantité du déchet d’amiante peut être comprise entre 0.1% et 10% de la quantité totale dudit mélange, de préférence, entre 1% et 8% du quantité totale dudit mélange. Selon un mode de réalisation particulier, une part de petit lait ensemencé est mélangé à neuf parts de petit lait et 1% du produit broyé contenant de l’amiante.
Selon un mode de réalisation préféré, la concentration des bactéries lactiques dans le petit lait ensemencé par des bactéries lactiques contentant le produit broyé contenant de l’amiante avant l’incubation à l’étape b) (c’est-à-dire, à un moment T0 comme présenté à la figure 1 ) est comprise entre 1x105 et 1x109 UFC/ml, de préférence, entre 1x106 et 1x108 UFC/ml et de manière plus préférée, est de 1x108 UFC/ml. Ainsi, la densité optique des bactéries avant l’étape b) d’incubation à DO600 est comprise entre 0,0001 et 1 , de préférence entre 0,001 et 0,5, de manière plus préférée entre 0,01 et 0,3, de manière encore plus préférée entre 0,05 et 0,1 et est plus préférablement de 0,1 .
Le petit lait ensemencé par des bactéries lactiques et comprenant le produit broyé contenant de l’amiante est ensuite incubé à l’étape b) du procédé décrit ici.
Selon un mode de réalisation particulier, l’incubation à l’étape b) est réalisée pendant une période de 24 à 96 heures, de préférence de 30 à 80 heures et de manière plus préférée, de 72 heures. De préférence, cette incubation est réalisée à une température comprise entre 20° C et 40°C, de manière préférée, entre 25°C et 37°C, de manière plus préférée, entre 30°C et 35°C et de manière encore plus préférée, la température d’incubation est de 30°C.
Selon un mode de réalisation préféré, l’étape b) d’incubation est réalisée pendant une durée de 30 à 80 heures à une température comprise entre 30° C et 35° C, de manière préférée, l’étape b) d’incubation est réalisé pendant une durée de 72 heures à 30° C.
Selon un mode de réalisation, l’incubation à l’étape b) est réalisée sous agitation à une vitesse comprise entre 10 et 600 rpm et de préférence entre 100 et 400 rpm.
L’étape b) d’incubation peut être réalisée dans un bioréacteur, de préférence dans un bioréacteur de type Global Process Concept, Laval Lab ou ÀD Biotec.
Comme indiqué plus haut, les présents inventeurs ont démontré que les produits du métabolisme des bactéries lactiques permettent de diminuer et stabiliser le pH du petit lait qui se trouve augmenté suite à la dissolution des oxydes de magnésium lors de l’altération de l’amiante, ce qui diminue l’altération. En conséquence, le maintien d’un pH fortement acide pendant l’étape b) d’incubation permet d’améliorer l’efficacité de l’altération de l’amiante dans le produit la contenant.
Ainsi, selon un mode de réalisation particulier, le pH du petit lait contentant les bactéries lactiques et le produit broyé contenant de l’amiante à l’étape b) est compris entre 2,5 et 4,5, de préférence entre 3 et 4, plus particulièrement entre 3,7 et 4 et de manière encore plus préférée, le pH est de 3,7.
A la fin de l’étape b) d’incubation qui est notamment une étape de croissance bactérienne, la concentration des bactéries est d’au moins 1x109 UFC/ml.
L’étape b) d’incubation peut être répétée afin d’améliorer l’efficacité d’altération de l’amiante. De préférence, l’étape b) est répétée au moins une fois, au moins deux fois, au moins trois fois, au moins quatre fois, au moins cinq fois, au moins six fois, au moins sept fois, au moins huit fois, au moins neuf fois, au moins dix fois, de manière plus préférée, l’étape b) d’incubation est répétée entre 2 et 10 fois, et de façon plus préférée entre 4 à 6 fois.
Dans le cas où l’étape d’incubation sera répétée au moins une fois, il est préférable avant la nouvelle étape d’incubation, de diluer le petit lait obtenu à la fin de la première étape d’incubation. En fait, ce petit lait comprend les bactéries lactiques en une concentration plus élevée des bactéries que celle dans le petit lait avant l’incubation, du fer et de magnésium dissout suite à l’altération de l’amiante et peut également comprendre des traces du produit contenant de l’amiante non encore altérée. Afin d’éviter une saturation du petit lait due à l’augmentation de la concentration des bactéries pendant l’étape b) d’incubation et de la concentration du fer et du magnésium dissouts dans le petit lait, il est nécessaire de diluer le petit lait obtenu à la fin de l’étape b) d’incubation avant de le soumettre à une nouvelle étape éventuelle d’incubation. Cette dilution est nécessaire car elle prévient la saturation du petit lait ensemencé par des bactéries lactiques à la fin de l’étape d’incubation b) et la diminution de sa capacité d’altérer l’amiante non encore altérée. Cette dilution a notamment pour objectif de diminuer la concentration des bactéries lactiques et d’éviter ainsi une phase de lyse des bactéries qui conduira à la diminution des produits synthétisés lors du métabolisme bactérien, en particulier des acides organiques, et de là, à l’augmentation du pH du petit lait. La dilution avant la nouvelle étape d’incubation est réalisée par centrifugation douce pendant environ 3 à 10 minutes, de préférence, pendant 5 minutes du petit lait obtenu à la fin de l’étape d’incubation b). Cette centrifugation a pour objectif de séparer l’amiante des bactéries lactiques et de les libérer ainsi pour un nouveau cycle de croissance pendant la nouvelle étape d’incubation. Après cette centrifugation, une partie du surnageant est récupéré et du petit lait est ajouté à la fraction restante. L’étape de séparation des bactéries de l’amiante par centrifugation peut être répétée au moins encore une fois, de préférence entre 1 et 4 fois dans les mêmes conditions de centrifugation. A chaque fois, une partie du surnageant est récupérée et du petit lait est ajouté à la fraction restante. Après cette (ces) centrifugation(s), la fraction restante (contenant le petit lait, les bactéries lactiques et des résidus d’amiante non altérée) et le petit lait dernièrement ajouté, est soumis à une nouvelle étape de centrifugation qui dure entre 20 et 40 minutes, de manière plus préférée entre 25 et 35 minutes et qui dure de manière encore plus préférée 30 minutes. A la fin de cette nouvelle étape de centrifugation, le surnageant est complètement éliminé et du petit lait est ajouté au culot pour obtenir un mélange du petit lait ensemencés des bactéries lactiques et de résidus d’amiante non altérées (Figure 2). La concentration en bactéries lactiques dans ce mélange est la même que celle décrite ci-dessus pour les bactéries dans le petit lait ensemencé par des bactéries lactiques comprenant le produit broyé contenant de l’amiante avant d’être soumis à la première incubation à l’étape b).
Ainsi, selon un mode de réalisation, l’étape b) du procédé est répétée au moins une fois, de préférence entre 2 et 10 fois, et de façon plus préférée entre 4 et 6 fois, ledit procédé pouvant en outre comporter optionnellement une ou plusieurs étapes de dilution du petit lait contenant des bactéries lactiques et le produit contenant de l’amiante broyé.
Selon un mode de réalisation particulier, le procédé de traitement du produit comprenant de l’amiante résulte en la réduction de fer et/ou magnésium contenus dans l’amiante. Cette réduction consiste à extraire au moins une partie du fer et/ou du magnésium qui sont présents à la surface du produit d’amiante ou qui sont internalisés dans sa structure cristalline. Avantageusement, l’intégralité du fer et/ou magnésium est extraite dudit produit d’amiante. Selon un autre mode de réalisation du procédé, la quantité du fer et /ou magnésium dans le produit contenant de l’amiante peut être dosée avant la mise en œuvre de ce procédé par différentes méthodes (ICP-AES, spectrométrie d’absorption atomique). Ce dosage donne la « quantité initiale » du fer et /ou magnésium présente dans le produit d’amiante avant la mise en œuvre du procédé décrit ici.
Après l’achèvement de l’étape b) d’incubation du petit lait ensemencé avec des bactéries lactiques et du produit broyé contenant de l’amiante, la quantité de fer et /ou magnésium restant éventuellement dans le produit contenant de l’amiante peut être déterminée par la détermination de la quantité de fer et /ou magnésium dans le petit lait. La mesure de cette quantité s’effectue généralement dans le surnageant obtenu après la centrifugation du petit lait à la fin de l’étape d’incubation b).
Les quantités de fer et/ou magnésium peut être mesurée après une seule étape d’incubation, après chaque étape d’incubation si l’étape d’incubation b) est répétée plus d’une fois ou après deux ou plusieurs étapes d’incubation successives.
De préférence, la concentration (la quantité) de fer et/ou magnésium est mesuré en temps réel. Tel qu’entendu ici, "mesurer en temps réel" signifie que plusieurs mesures du même échantillon sont effectuées pendant une période de temps prédéterminée (période de mesure) afin de fournir un enregistrement de l'évolution de la concentration en fonction du temps avec une résolution temporelle. Cette période de mesure peut durer de 20 min à 180 min, de préférence de 20 min à 60 min et plus préférentiellement de 15 min à 40 min. En fonction de la durée de la période de mesure, chaque échantillon peut être mesuré 20 à 200 fois, plus préférablement 20 à 75 fois et plus préférablement 15 à 50 fois.
Ainsi, selon un mode de réalisation particulier, le procédé peut comprendre en outre une étape c) de dosage en temps-réel de la concentration de fer et/ou magnésium libérés par le produit contenant de l’amiante dans le petit lait de l’étape b).
La différence dans la concentration du fer et/ou magnésium mesurée avant la mise en œuvre du procédé et après l’étape b) d’incubation rendra compte de la quantité de fer/et ou magnésium, réduite dans le produit contenant de l’amiante au cours de la mise en œuvre du procédé.
Selon un mode de réalisation particulièrement préféré, le procédé décrit dans cette demande est un procédé de traitement d’un produit contenant de l’amiante comprenant les étapes suivantes : a) le broyage du produit contenant de l’amiante, b) l’incubation dudit produit broyé à l’étape a) avec du petit lait ensemencé par des bactéries lactiques, dans lequel procédé:
- le broyage à l’étape a) est réalisé en milieu liquide, de préférence dans du petit lait ;
- préalablement à l’étape b), une étape d’ensemencement du petit lait par des bactéries lactiques est réalisée ;
- la concentration des bactéries lactiques dans le petit lait contentant le produit broyé contenant de l’amiante avant l’incubation à l’étape b) est comprise entre 1x105 et 1x109 UFC/ml, de préférence, entre 1x106 et 1x108 UFC/ml et de manière plus préférée, est de 1x108 UFC/ml ;
- le pH du petit lait contentant les bactéries lactiques et le produit broyé contenant de l’amiante à l’étape b) est compris entre 2,5 et 4,5, de préférence entre 3 et 4 et de manière encore plus préférée, le pH est de 3,7 ;
- la durée d’incubation à l’étape b) est de 24 à 96 heures, de préférence de 30 à 80 heures et de manière plus préférée, de 72 heures ;
- l’étape b) est répétée au moins une fois, de préférence entre 2 et 10 fois, et de façon plus préférée entre 4 et 6 fois, ledit procédé pouvant en outre comporter optionnellement une ou plusieurs étapes de dilution du petit lait contenant des bactéries lactiques et du produit broyé contenant de l’amiante ;
- une étape c) de dosage en temps-réel de la concentration de fer et/ou magnésium libérés par le produit broyé contenant de l’amiante dans le petit lait de l’étape b) est réalisée ;
- le produit broyé contenant de l’amiante est un déchet contenant de l’amiante choisi de préférence dans le groupe consistant en déchet de flocage ou de calorifugeage ou en du fibrociment, présentant une composition homogène ou hétérogène, et
- les bactéries lactiques sont des bactéries à métabolisme fermentaire, en particulier des lactobacilles, des Pediococcus ou des lactocoques, de préférence choisies dans le groupe comprenant Lactobacillus brevis, Lactococcus lactis, Pediococcus parvulus, Lactobacillus paracasei, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus paracasei subsp paracasei, Lactobacillus pentosus, Lactobacillus casei et Lactobacillus plantarum et de manière plus préférée Lactobacillus plantarum.
Comme mentionné ci-dessus, le procédé décrit ici permet de transformer les déchets d’amiante, notamment par la réduction de la concentration du magnésium et/ou de fer contenus dans l’amiante. Afin d’améliorer l’efficacité de ce procédé, une étape supplémentaire de réduction de la concentration du magnésium et/ou du fer contenus dans l’amiante peut être ajoutée. Une telle étape est particulièrement avantageuse en ce qu’elle permet d’augmenter sensiblement l’extraction du fer et/ou du magnésium contenus dans l’amiante.
Cette étape supplémentaire est de préférence une étape de traitement biologique bactérien, et de manière plus préférée, une étape de traitement par des bactéries productrices des sidérophores, et de manière encore plus préférée, une étape de traitement par de bactéries du genre Pseudomonas.
Ainsi, selon un mode de réalisation, le procédé de la présente invention comprend une étape d) de mise en contact d’un déchet altéré contenant encore du fer et/ou de magnésium après l’incubation avec du petit lait ensemencé par des bactéries lactiques, avec une bactérie productrice de sidérophores.
De préférence, la bactérie productrice de sidérophores est une bactérie du groupe des Pseudomonas fluorescents capables de produire des sidérophores consistent de préférence de la pyoverdine.
Selon un mode de réalisation, les Pseudomonas fluorescents, productrices de sidérophores, sont en majorité non pathogène, en particulier elles sont choisies parmi : Pseudomonas Uni, Pseudomonas putida, Pseudomonas monteilii, Pseudomonas syringae, Pseudomonas 20 aeruginosa PAO1 , Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas mosselii. De préférence, l’extraction du fer et/ou du magnésium est réalisée en mettant en contact ledit déchet d’amiante avec une souche de Pseudomonas putida. Cette souche est une souche de Pseudomonas putida sauvage (souche KT2440 décrite dans Nelson, K.E., 2002) ou un mutant surproducteur de pyoverdine, comme par exemple un mutant déficient dans la synthèse du régulateur FUR (Ferrie uptake regulator) (Lemare et al., 2022).
Selon un mode de réalisation, l’étape d) du procédé est répétée au moins une fois, de préférence entre 2 et 10 fois, et de façon plus préférée entre 4 et 8 fois.
Le présent procédé sera décrit plus précisément au moyen des exemples et des figures ci- dessous. Lesdits exemples sont fournis ici à titre d'illustration et ne sont pas, sauf indication contraire, destinés à être limitatifs.
LÉGENDES DES FIGURES
[Fig. 1]: Schéma du protocole expérimental utilisé pour la préparation de l’inoculum bactérien.
[Fig. 2]: Schéma du traitement de l’échantillon comprenant les bactéries lactiques, le petit lait et le produit contenant de l’amiante, après un cycle de croissance bactérienne de 72 heures.
[Fig. 3]: Cinétique d'extraction de fer et de magnésium de déchets de flocage durant 96 h en présence de petit lait avec ou sans ajout de Lactobacillus plantarum. Les barres d’erreur sont des erreurs standards sur la moyenne de 3 réplicats.
[Fig. 4]: Extraction de fer et de magnésium de déchets de flocage après des cycles de 72 heures en présence de petit lait avec ajout de Lactobacillus plantarum. Les barres d’erreur sont des erreurs standards sur la moyenne de 3 réplicats. [Fig. 5]: Cinétique d'extraction de fer et de magnésium de déchets de tuiles de toit en fibrociment broyées durant 96 h en présence de petit lait avec ou sans ajout de Lactobacillus plantarum. Les barres d’erreur sont des erreurs standards sur la moyenne de 3 réplicats.
[Fig. 6]: Extraction de fer et de magnésium de déchets de tuiles de toit en fibrociment broyées après des cycles de 72 heures en présence de petit lait avec ajout de Lactobacillus plantarum. Les barres d’erreur sont des erreurs standards sur la moyenne de 3 réplicats.
[Fig. 7]: Pourcentage de fer et de magnésium extrait dans des déchets de flocage (A) et de tuiles de toit en fibrociment (B) broyées après 4 cycles de 72 h en présence de petit lait incubé en présence de Lactobacillus plantarum.
[Fig. 8]: Cartographie par microscopie électronique à transmission (MET-EDX) de fibres de chrysotile présentes dans des déchets de fibrociment non traité (A) ou altérés après 4 cycles de 72 h en présence de petit lait inoculé par Lactobacillus plantarum (B). Ratio Mg/Si des différentes zones (zone entière et zones 1 , 2 et 3 (choisies pour permettre une meilleure représentation de l’échantillon analysé) de l’échantillon) de la cartographie (C).
[Fig. 9]: Courbe de croissance de bactéries lactiques (Lactobacillus pentosus (NCDO 363), Lactobacillus plantarum subsp argentoratensis (NCDO 365), Lactococcus lactis (DSM 16365T), Lactobacillus sakei subsp sakei 484 (ATCC 15521 ), Lactobacillus plantarum (ATCC 14917), Lactobacillus paraplantarum (CIP 104452), Lactobacillus salivarius (DSM 20555), Lactobacillus casei b135 (ATCC 334), Lactobacillus fermentum (DSM-20052), Pediococcus pentosaceus (ATCC 25744)) dans un milieu petit lait sous agitation à 30° C
[Fig. 10]: Courbe de croissance des 7 souches de bactéries lactiques (Lactobacillus brevis (ATCC 20054), Lactococcus lactis 99, Lactobacillus rhamnosus (ATCC 7469), Pediococcus parvulus (ATCC19371 ), Lactobacillus paracasei (ATCC SD5275), Lactobacillus casei b69 (ATCC 393), Lactobacillus paracasei subsp paracasei (CIP 103918)) dans un milieu petit lait sous agitation à 30°C.
[Fig. 11 ]: Courbe de croissance de bactéries lactiques (Lactobacillus pentosus (NCDO 363), Lactobacillus plantarum subsp argentoratensis (NCDO 365), Lactococcus lactis (DSM 16365T), Lactobacillus sakei subsp sakei 484 (ATCC 15521 ), Lactobacillus plantarum (ATCC 14917), Lactobacillus paraplantarum (CIP 104452), Lactobacillus salivarius (DSM 20555), Lactobacillus casei b135 (ATCC 334), Lactobacillus fermentum (DSM-20052), Pediococcus pentosaceus (ATCC 25744)) dans un milieu petit lait en condition non agité à 30° C
[Fig. 12]: Courbe de croissance des 7 bactéries lactiques (Lactobacillus brevis (ATCC 20054), Lactococcus lactis 99, Lactobacillus rhamnosus (ATCC 7469), Pediococcus parvulus (ATCC19371 ), Lactobacillus paracasei (ATCC SD5275), Lactobacillus casei b69 (ATCC 393), Lactobacillus paracasei subsp paracasei (CIP 103918)) dans un milieu petit lait en condition non agité à 30°C
[Fig. 13]: Quantité cumulée de fer extrait de déchets de chrysotile-gypse (CHR-Gy) durant 6 cycles de 72h de traitement en milieu de petit lait ensemencé par différentes bactéries lactiques. Le fer présent dans le surnageant est présenté par l’histogramme pointillé et le fer présent dans le culot par l’histogramme hachuré.
[Fig. 14]: Quantité cumulée de magnésium extrait de déchets de chrysotile-gypse (CHR-Gy) durant 6 cycles de 72h de traitement en milieu de petit lait ensemencé par différentes bactéries lactiques. Le surnageant est en pointillé et le culot en hachuré. [Fig. 15]: Quantité de fer extraite des déchets de chrysotile-gypse (CHR-Gy) en présence de milieu de petit lait ensemencé par Lactobacillus plantarum (4 cycles de 72h) suivi du traitement par Pseudomonas putida KT2440, ou le mutant surproducteur de pyoverdine de Pseudomonas putida Dfur ( 5 cycles de 24h) ou le milieu CAÀ sans magnésium (Témoin). Légende : blanc : surnageant de traitement (petit lait + Lactobacillus plantarum); pointillés : surnageant d’altération bactérienne : respectivement WT / °fur/ témoin abiotique CAA-Mg ; hachuré : culots bactériens : respectivement WT / °fur
[Fig. 16]: Quantité de magnésium extraite des déchets de chrysotile-gypse (CHR-Gy) en présence de milieu de petit lait ensemencé par Lactobacillus plantarum (4 cycles de 72h) suivi du traitement par Pseudomonas putida KT2440, ou le mutant surproducteur de pyoverdine de Pseudomonas putida ur ( 5 cycles de 24h).ou le milieu CAÀ sans magnésium (Témoin). Légende : blanc : surnageant de traitement (petit lait + Lactobacillus plantarum); pointillés : surnageant d’altération bactérienne : respectivement WT / °fur / témoin abiotique CAÀ-Mg ; hachuré : culots bactériens : respectivement WT / °fur).
EXEMPLES
I. Matériels et méthodes
1.1. Préparation des déchets d’amiante
Pour la mise en œuvre du procédé, les déchets d’amiante suivants ont été utilisés : déchets de flocage et déchets de tuyau en fibrociment : obtenus d’un chantier de désamiantage de l’université Paris-Jussieu et fourni par la société SOMEZ, et déchets de tuile de toit en fibrociment : fourni par la société CEFASC Environnement.
Les déchets d’amiante ont été broyés (à l’exception des déchets de flocage) et stérilisés.
Le broyage des échantillons de fibrociment a été réalisé pendant 10 min à 500 rpm dans un broyeur planétaire à billes Retsch PM 100 (broyage réalisé à l’institut Charles Gerhardt de Montpellier). Ensuite, 0,2 g d’échantillon d’amiante : du fibrociment broyé ou de déchets de flocage, est prélevé. Les échantillons ont été soumis à un traitement autoclave pendant 20 min à 121 °C et puis incubés 14 jours à 70° C afin de les stériliser.
1.2. Préparation de (’inoculum bactérien de départ et de l’échantillon à tester
Des bactéries lactiques Lactobacillus plantarum (numéro d’accession dans le Collection nationale des cultures de microorganismes (CNCM) n°ATCC 14917) et du petit lait bovin (fourni gracieusement par la société Alsace lait) ont été utilisés.
D’abord les bactéries lactiques ont été mis en culture dans un milieu MRS (Gélose de Man, Rogosa, Sharpe) pendant 24 heures à 30° C. Ensuite, la culture bactérienne a été centrifugée (5 min/9871g) et lavée deux fois dans 5 ml du petit lait. Après le lavage, le culot a été remis en suspension dans 10 ml du petit lait, puis diluer à 1 /10 dans du petit lait afin de mesurer la densité optique (DO) des bactéries à une longueur d’onde de 600 nm. Après cette mesure, la D0600 a été ajusté à 1 .
Une fois la culture bactérienne ainsi obtenue, 2 ml de celle-ci ont été mélangés avec 18 ml de petit lait et 0,2 g d’amiante. La concentration des bactéries dans ce mélange est D0600 de 0,1 (ou environ 1x108 UFC/ml). Ce mélange (comprenant le petit lait ensemencé par des bactéries lactiques + le petit lait ajouté et le déchet d’amiante) est incubé à 30° C sous agitation (220 rpm).
La Figure 1 schématise les étapes décrits ci-dessus.
1.3. Dosage du fer
Après 72 heures d’incubation (temps nécessaire aux cycles de croissance de la bactérie lactique Lactobacillus plantarum ) du mélange contenant les bactéries lactiques, le petit lait et le déchet d’amiante, un dosage colorimétrique du fer a été réalisé à partir de ce mélange (échantillon).
Pour ce faire, à 20 pl échantillon (3 réplicats par échantillon), ont été ajoutés 40 pL d'acétate de Na (Sigma) saturé (5,5 Molaire), puis à froid : 80 pL d’eau bi-distillée et 10 pL d'acide thioglycolique dilué 10 fois dans de l’eau distillée ont été ajoutés. Le mélange ainsi obtenu a été ensuite agité et 10 pL de bathophénantroline à 0.5 % dans de l’eau bi-distillée ont été ajoutés suivi d’une nouvelle agitation. Le mélange final a été laissé reposer durant une nuit à 4°C, à l’abri de la lumière puis déposé dans une microplaque de lecture. La lecture est réalisée 535 nm dans un lecteur de microplaques Tecan Infinite M200.
1.4. Dosage de magnésium
De même que pour le dosage de fer, après 72 heures d’incubation du mélange contenant les bactéries lactiques, le petit lait et le déchet d’amiante, un dosage colorimétrique du magnésium a été réalisé à partir de ce mélange (échantillon).
Pour ce faire, à 3 pl d’échantillon (3 réplicats par échantillon), ont été ajoutés 300 pL d’un mélange constitué de :
1 volume de réactif 1 (1 mol/L 2-methyl-2-Amino-1 -Propanol et 215 pmol/L EGTA), et
1 volume de réactif 2 (300 pmol/L calmagite).
Ce mélange est laissé au repos pendant 30 secondes avant de le déposer sur une microplaque de lecture. La lecture est réalisée 500 nm dans un lecteur de microplaques Tecan Infinite M200.
1.5. Mesure de pH
Outre les concentrations de fer et de magnésium, le pH des échantillons contenant les bactéries lactiques, les déchets d’amiante et le petit lait a été mesuré après l’incubation durant 72 heures afin de déterminer si le métabolisme bactérien permet de maintenir, voire augmenter l’acidité de l’échantillon. Le pH a été mesuré avec un pH-mètre phenomenal® IS 2100L.
1.6. Cycle de croissance bactérienne et d’altération de l’amiante
Les inventeurs ont réalisé plusieurs dosages des concentrations du fer et de magnésium en répétant les cycles de croissance bactérien environ 4 fois. A chaque cycle de croissance, un dosage du fer et du magnésium a été effectué et le pH de l’échantillon a été mesuré.
Avant la répétition d’un cycle de croissance, le petit lait obtenu à la fin de l’étape d’incubation a été centrifugé (30 min/9871g). La totalité du surnageant est utilisé pour le dosage du fer et de magnésium, 40 ml de petit lait ont été ajoutés au culot restant qui est soumise à nouvelle incubation (cycle de croissance). Avant de débuter l’étape d’incubation, le mélange a été soumis à une centrifugation douce (5 min/67g) afin de séparer l’amiante et les bactéries lactiques et les libérer ainsi pour un nouveau cycle de croissance. Après cette centrifugation, 30 ml du surnageant a été récupéré et jeté, puis, 30 ml du petit lait a été ajouté au reste du mélange. Cette étape de séparation des bactéries de l’amiante a été répété encore une fois dans les mêmes conditions de centrifugation. Ensuite 30 ml du surnageant ont de nouveau été récupérés et jetés et le mélange restant a été soumis à une nouvelle étape de centrifugation mais plus rapide et plus longue (30 min/9871 g) que l’étape de centrifugation précédente. A la fin de cette centrifugation, le surnageant a été complètement éliminé et 20 ml du petit lait ont été ajoutés pour obtenir un mélange qui a été soumis à un nouveau cycle de croissance bactérien.
Après un cycle de croissance de 72 h, les acides organiques produits lors de l’altération des déchets amiantés ont été quantifiés par le centre de ressources technologiques AERIAL en utilisant la technique de Résonance Magnétique Nucléaire (RMN).
Le traitement de l’échantillon après un cycle de croissance est illustré schématiquement dans la Figure 2.
I.7. Cinétiques d’altération des déchets d’amiantes en présence de petit lait avec ou sans ajout des bactéries lactiques
Les inventeurs ont suivi la cinétique d’altération de déchets d’amiante en présence de petit lait avec Lactobacillus plantarum. Pour cela, le même schéma opérationnel que celui présenté sur la figure 1 a été poursuivi pour obtenir un échantillon comprenant un mélange de petit lait, des bactéries ensemençant le petit lait et de déchets d’amiante.
Un second échantillon contenant uniquement du petit lait et des déchets d’amiante a été également préparé.
400 pl de chacun de ces deux échantillons ont été prélevés toutes les 24, 48, 72 et 96 heures. Les échantillons prélevés ont été ensuite filtrés avec un filtre Millex (0,22 pm) et le fer et le magnésium ont été dosés. Le pH est mesuré à la fin de la cinétique.
II. Résultats
11.1. Altération des déchets de flocage par du petit lait ensemencé avec Lactobacillus plantarum
Une cinétique d’extraction comparant l’efficacité d’altération des déchets de flocage en présence de petit lait avec ou sans L. plantarum a été réalisée (Figure 3). Les résultats montrent une forte augmentation de l’extraction de fer et de magnésium entre 24 et 96 h en présence de L. plantarum (3,48 à 8,93 mg/L pour le fer et 68 à 132 mg/L pour le magnésium) comparé à l’essai sans bactéries (1 ,78 à 2,64 mg/L pour le fer et 32 à 52 mg/L pour le magnésium). Après 96 h d’incubation en présence de L. plantarum, l’extraction de fer et de magnésium est environ 3 fois plus importante qu’avec le petit lait sans bactérie. Cette forte extraction mesurée durant la cinétique est liée à une forte diminution du pH en présence de L. plantarum (pH=3,85) alors qu’en présence de petit lait sans bactérie le pH augmente (pH=5,28).
La durée optimale d’extraction du petit lait en présence de L. plantarum est d’environ 96 h. Pour confirmer l’efficacité du mélange petit lait-bactérie lactique, les inventeurs ont effectué quatre cycles de croissance bactérienne de 72 h avec renouvellement du petit lait, afin de permettre le développement de L. plantarum à chaque cycle. Les résultats de la Figure 4 montrent une forte extraction de fer (9,22 à 1 ,17 mg/L) et de magnésium (91 à 19 mg/L) qui diminue de T72-1 à T72-4. La diminution de la dissolution est progressive au cours des cycles d’altération en présence de L. plantarum, lié au pH acide et stable durant l’expérience, altérant de façon homogène et progressive les fibres d’amiante. Le tableau 1 ci-dessous présente les mesures du pH après chaque cycle de croissance de Lactobacillus plantarum dans du petit lait en présence ou en absence de déchets amiantés.
[Table 1]
Figure imgf000018_0001
Bien que les quatre cycles de croissance bactérienne réalisés permettent l’extraction des quantités importantes de fer et de magnésium, des cycles supplémentaires peuvent être réalisés pour obtenir une extraction complète de ces éléments et ainsi une altération optimale des déchets de flocage.
II.2. Altération des déchets des tuiles de toit en fibrociment par du petit lait inoculé avec Lactobacillus plantarum
Les fibrociments ont été altérés par du petit lait en présence de L. plantarum afin de vérifier si la forte augmentation du pH pouvait être compensée par l’ajout de cette bactérie. Cette voie a donc été testée sur des échantillons de tuile de toit en fibrociment composé de fibres de chrysotile et d’une matrice cimentaire.
Les inventeurs ont comparé dans un premier temps l’extraction du petit lait avec ou sans L. plantarum (Figure 5). Après 96 h d’incubation, la présence de L. plantarum a permis d’extraire 200 fois plus de fer et 30 fois plus de magnésium qu’en absence de bactéries. Comme précédemment, cette forte extraction est liée à une forte diminution du pH en présence de L. plantarum (pH=3,7) alors qu’en présence de petit lait sans bactérie le pH augmente (pH=5,7).
Entre 24 et 96 h d’incubation, la quantité de fer et de magnésium extraite augmente en présence de L. plantarum (22 à 59 mg/L pour le fer et 57 à 93 mg/L pour le magnésium) tandis qu’en présence de petit lait sans bactérie l’extraction a tendance à diminuer (1 ,37 à 0,26 mg/L pour le fer et 4 à 3 mg/L pour le magnésium) au cours du temps. Cette diminution pourrait être due à une précipitation des éléments lié à l’augmentation du pH durant la cinétique. A partir de 72 h d’incubation, un plateau est atteint, indiquant que la durée optimale d’extraction est de 72 h.
Afin de déterminer la limite d’extraction de cette voie sur les déchets de tuile de toit en fibrociment, quatre cycles de renouvellement de 72 h ont été réalisés en présence de petit lait et de L. plantarum (Figure 6). Après le premier cycle de 72 h, une forte extraction de fer (68 mg/L) et de magnésium (299 mg/L) est observée. Cette extraction chute fortement au cours des cycles pour atteindre à T72-4 une concentration de 2,3 mg/L pour le fer et 14 mg/L pour le magnésium. L’extraction de fer et de magnésium chute brutalement après le premier cycle T72- 1 pour le fibrociment. Avec les déchets de flocage cette extraction choute de manière plus progressive. Les inventeurs ont conclu que ceci est dû au fait que les déchets de fibrociment ont été broyés avant le traitement biologique. Ces résultats montrent ainsi l’importance du broyage dans l’efficacité d’altération des déchets d’amiantes.
Les résultats discutés ci-dessus montrent que l’ensemencement de petit lait par L. plantarum conduit à une forte extraction de fer et de magnésium pour les deux déchets, flocage et fibrociment. Après altération sur le long terme, des rendements d’extraction très élevés ont été obtenus pour les déchets de fibrociment avec 86 % de fer et 100 % de magnésium extrait (Figure 7), ce qui est extrêmement intéressant étant donné que le fibrociment représente 80% des déchets amiantés à gérer.
Pour valider la dégradation, une cartographie par microscopie électronique à transmission (MET- EDX) sur les fibres altérées a montré un ratio magnésium/silice de 0 à 0,5 alors qu’il est de 1 à
I ,5 dans des fibres non traitées (Figure 8). Cette différence importante du rapport Mg/Si est un paramètre primordial qui témoigne de la dissolution des éléments présents dans la fibre du chrysotile. Concernant les déchets de flocage, des rendements d’extraction de 47 % pour le fer et 34 % pour le magnésium ont été obtenus, rendements inférieurs qui pourraient être améliorés par un broyage de ces déchets et/ou une poursuite des cycles d’altération.
II.3. Production d’acides organiques par Lactobacillus plantarum en présence de déchets amiantés
Les résultats présentés précédemment ont montré que le pH du petit lait diminuait et restait stable en présence de L. plantarum et de déchets amiantés. Les solutions après traitement ont été analysées par le centre de ressources technologiques AERIAL qui ont utilisé la technique de Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) afin de déterminer et quantifier les acides organiques produits.
La production d’acides organiques a été vérifiée dans les différentes conditions suivantes : i) le petit lait avant traitement ii) le petit lait en présence de L. plantarum après 72 h d’incubation iii) le petit lait en présence de L. plantarum avec de déchets de flocage ou du fibrociment (tuile de toit) après 72 h d’incubation. Les résultats sont présentés dans le Tableau 2 ci-dessous.
[Table 2]
Figure imgf000019_0001
Figure imgf000020_0001
n.d. : non déterminé ; CHR-GY : chrysotile + gypse ; Fibro : tuile de toit en fibrociment.
Ces résultats montrent qu’une concentration plus importante de lactate (130 mM) et d’acétate (11 ,4 mM) est retrouvée dans le petit lait en présence de L. plantarum, sans amiante, comparé aux concentrations retrouvées dans le petit lait avant traitement (85,5 mM de lactate et 4,9 mM d’acétate). En présence de L. plantarum et d’amiante, le lactate, l’acétate mais également le succinate sont retrouvés en plus grande quantité comparée au petit lait seul. En présence ou en absence d’amiante, les solutions possèdent les mêmes quantités d’acétate (10,9 à 11 ,4 mM).
La concentration en lactate et en succinate est cependant plus importante en présence d’amiante avec des différences selon le type de déchet. En présence des déchets de flocage, 199,8 mM de lactate et 1 ,11 mM de succinate sont mesurés tandis qu’en présence de fibrociment les concentrations sont respectivement de 261 ,9 et 2,20 mM de lactate et de succinate. La présence d’amiante stimule donc la production d’acides organiques par L. plantarum mais de manière différente selon le type de déchet. Ceci peut être expliqué par la libération du magnésium présent dans ces déchets. Etant donné qu’une quantité plus importante de magnésium est libérée en présence de fibrociment, la production d’acides organiques est donc stimulée de façon plus importante qu’en présence de déchets de flocage.
Test de croissance d’autres souches de bactéries lactiques
17 souches des bactéries lactiques (Lactobacillus pentosus (NCDO 363), Lactobacillus plantarum subsp argentoratensis (NCDO 365), Lactococcus lactis (DSM 16365T), Lactobacillus sakei subsp sakei 484 (ÀTCC 15521 ), Lactobacillus plantarum (ÀTCC 14917), Lactobacillus paraplantarum (CIP 104452), Lactobacillus salivarius (DSM 20555), Lactobacillus casei b135 (ÀTCC 334), Lactobacillus fermentum (DSM-20052), Pediococcus pentosaceus (ÀTCC 25744), Lactobacillus brevis (ATCC 20054), Lactococcus lactis 99, Lactobacillus rhamnosus (ATCC 7469), Pediococcus parvulus (ATCC19371 ), Lactobacillus paracasei (ATCC SD5275), Lactobacillus casei b69 (ATCC 393) et Lactobacillus paracasei subsp paracasei (CIP 103918)) ont été cultivées dans du petit lait sous agitation à 30°C. Toutes ont montré une capacité de croissance (Figure 9). Parmi ces 17 souches, 7 (Lactobacillus brevis (ATCC 20054), Lactococcus lactis 99, Lactobacillus rhamnosus (ATCC 7469), Pediococcus parvulus (ATCC19371 ), Lactobacillus paracasei (ATCC SD5275), Lactobacillus casei b69 (ATCC 393), Lactobacillus paracasei subsp paracasei (CIP 103918)) présentent une croissance supérieure aux autres avec un pH final de 3,99 (Figure 10).
Les mêmes souches des bactéries lactiques ont été cultivées à 30°C mais en l’absence d’agitation. Les Figures 11 et 12 montrent que les bactéries lactiques testées présentent une meilleure croissance dans une culture du petit lait en l’absence d’agitation.
Altération des déchets de chrysotile-gypse par Lactobacillus paracasei, Lactobacillus pentosus et Lactobacillus plantarum subsp argentoratensis
Afin de vérifier la capacité de ces souches à dégrader les déchets amiantés, celles-ci ont été mises en contact de déchets amiantés de type chrysotile-gypse pour une durée de 4 cycles de 72 h sous agitation à 30° C. Les dosages en fer et en magnésium extrait ont montré que ces souches sont capables d’altérer ces déchets (Figures 13 et 14), comme la souche L. plantarum. Les quantités de fer extraites par ces 3 souches est de l’ordre de 50% du fer présent dans les déchets altérés. Cependant, en ce qui concerne le magnésium, les quantités extraites sont de l’ordre 100% d’altération.
Altération des déchets de chrysotile-gypse par les Pseudomonas
Sur les échantillons traités par petit lait + L. plantarum, l’altération de chrysotile gypse a été poursuivie via la pyoverdine, sidérophore bactérien produit par les Pseudomonas. Une souche de Pseudomonas putida sauvage (KT2440 WT) ainsi qu’un mutant surproducteur de pyoverdine (PPAfur) que les inventeurs ont construit et optimisé afin que la production de pyoverdine soit continue ont été testés en parallèle sur les déchets de chrysotile gypse durant 5 cycles de 24 h. Cette expérience permettait de vérifier si les déchets pouvaient être encore dégradés par une altération bactérienne lié à la complexation spécifique du fer et la croissance bactérienne utilisant le magnésium issu de l’altération (Figures 15 et 16).
Le traitement par la souche KT2440 WT a permis d’extraire 1 ,7 % de magnésium tandis que le mutant surproduction a extrait 2 à 5 % de magnésium des déchets déjà altérés par le traitement avec de petit lait + L. plantarum.
Ces résultats montrent que l’altération biologique peut se poursuivre après le traitement avec de petit-lait + bactéries lactiques, confirmant ainsi le rôle actif des sidérophores dans la complexation du fer.
En conclusion, il apparait des résultats expérimentaux présentés ci-dessous que le procédé décrit ici permet réellement d’altérer l’amiante dans un produit la contenant, notamment parce que l’action métabolique des bactéries lactiques inoculant le petit lait permet de maintenir son pH acide tout au long du processus d’altération, processus qui se trouve par ailleurs facilité par le broyage du produit comprenant l’amiante.
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WO2015/166359

Claims

REVENDICATIONS
1 . Procédé de traitement d’un produit contenant de l’amiante, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes : a) le broyage du produit contenant de l’amiante, b) l’incubation dudit produit broyé à l’étape a) avec du petit lait ensemencé par des bactéries lactiques.
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le broyage à l’étape a) est réalisé en milieu liquide, de préférence dans du petit lait.
3. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le procédé comprend, préalablement à l’étape b), une étape d’ensemencement du petit lait par des bactéries lactiques.
4. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la concentration des bactéries lactiques dans le petit lait contentant le produit broyé contenant de l’amiante avant l’incubation à l’étape b) est comprise entre 1x105 et 1x109 UFC/ml, de préférence, entre 1x106 et 1x108 UFC/ml et de manière plus préférée, est de 1x108 UFC/ml.
5. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le pH du petit lait contentant les bactéries lactiques et le produit broyé contenant de l’amiante à l’étape b) est compris entre 2,5 et 4,5, de préférence entre 3 et 4 et de manière encore plus préférée, le pH est de 3,7.
6. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la durée d’incubation à l’étape b) est de 24 à 96 heures, de préférence de 30 à 80 heures et de manière plus préférée, de 72 heures.
7. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l’étape b) est répétée au moins une fois, de préférence entre 2 et 10 fois, et de façon plus préférée entre 4 et 6 fois, ledit procédé pouvant en outre comporter optionnellement une ou plusieurs étapes de dilution du petit lait contenant des bactéries lactiques et lu produit broyé contenant de l’amiante.
8. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu’il comprend en outre une étape c) de dosage en temps-réel de la concentration de fer et/ou magnésium libérés par le produit broyé contenant de l’amiante dans le petit lait de l’étape b).
9. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le produit broyé contenant de l’amiante est un déchet contenant de l’amiante choisi de préférence dans le groupe consistant en déchet de flocage ou de calorifugeage ou en du fibrociment, présentant une composition homogène ou hétérogène.
10. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les bactéries lactiques sont des bactéries à métabolisme fermentaire, en particulier des lactobacilles des lactocoques ou des Pediococcus, de préférence choisies parmi Lactobacillus brevis, Lactococcus lactis, Pediococcus parvulus, Lactobacillus paracasei, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus casei, Lactobacillus paracasei subsp paracasei, Lactobacillus pentosus et Lactobacillus plantarum.
11 . Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu’il comprend une étape d) de mise en contact d’un déchet altéré contenant encore du fer et/ou de magnésium après l’incubation avec du petit lait ensemencé par des bactéries lactiques, avec une bactérie productrice de sidérophores.
12. Procédé selon la revendication 11 , caractérisé en ce que la bactérie productrice de sidérophores est une bactérie du genre Pseudomonas fluorescents capables de produire de sidérophores consistant de préférence en de la pyoverdine.
13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que les Pseudomonas fluorescents, sont choisies parmi : Pseudomonas Uni, Pseudomonas putida, Pseudomonas monteilii, Pseudomonas syringae, Pseudomonas 20 aeruginosa PÀO1 , Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas mosselii.
14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que les Pseudomonas fluorescents est une souche de Pseudomonas putida sauvage (souche KT2440WT) ou un mutant surproducteur de pyoverdine.
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