Biotechnologie : Transformation de la matière par voie biologique
Un bioprocédé maîtrisé, innovant et performant pour valoriser vos sous-produits
-
Les procédés de l’industrie utilisent dans leur grande majorité des produits chimiques qui engendrent un impact significatif d’un point de vue environnemental et financier.
Tout l’enjeu des biotechnologies repose sur l’utilisation de micro-organismes comme alternative à ces produits chimiques. Elles pourraient ainsi remplacer les produits chimiques de façon écologique en exploitant les propriétés des micro-organismes, leurs enzymes associées, et leur diversité. Leur mise au point constitue un challenge.
Les biotechnologies peuvent intervenir dans les domaines de l’industrie tels que :
- La lixiviation des métaux
- Le recyclage innovant
- La valorisation de sous-produits
- La biodégradabilité de matières organiques
- La remédiation des sols
- La dépollution des sols et milieux aqueux
Le laboratoire de microbiologie du CIME a pour objectif le développement de bioprocédés permettant de répondre à différentes problématiques d’optimisation de procédés industriels, dépollution d’eaux et de sols, valorisation de produits et sous-produits.
Il dispose de moyens pour répondre aux besoins concernant l’étude d’un panel de métabolismes microbiens sur tous types de matrices.
Ses champs d’investigation comprennent l’étude des micro-organismes :
- en condition aérobie par la mise à disposition de réacteurs aérés/agités fabriqués sur mesure et d’incubateurs agités
- en condition anaérobie par l’utilisation de rampe d’injection de gaz et la mise à disposition d’une boîte à gants
- sur support solide selon différents procédés type lits fluidisés ou fixés totalement immergés
- la culture de souches pures par la mise à disposition d’un poste de sécurité microbiologique et bec bunsen pour les plus petites manipulations et d’un autoclave de stérilisation d’une capacité de 80L.
Les différentes méthodes disponibles au CIME permettent le suivi de la croissance microbienne par :
- analyses physico-chimiques des substrats et produits issus de la culture
- observation et comptage microscopique de la biomasse grâce à un microscope à fluorescence et contraste de phase disponible dans ce laboratoire.
- Méthodes respectueuses de l’environnement (faibles niveaux de température et de pression)
- Peu énergivore
- Émission de gaz à effet de serre limitée.
De la phase laboratoire à la conception de pilotes industriels, les études de recherches et développement menées au CIME permettent de valider la faisabilité et l’efficacité des procédés biologiques mis en jeu dans différents domaines.
Plusieurs projets orientés vers le secteur minier ont été menés au CIME, en collaboration avec le BRGM :
- La bio-oxydation d’effluents uranifères pour la lixiviation de l’uranium a été développée pour les sites miniers KATCO au Kazakhstan et SOMAIR au Niger. Ce procédé consiste à oxyder une partie du flux via l’utilisation de bactéries ferro-oxydantes comme catalyseur biologique de l’oxydation du fer ferreux.
- La dégradation de gangue minérale sulfatée par les bactéries sulfato-réductrices a été développé pour les industries minières de Trekkopje en Namibie et de SOMAIR au Niger. Ces micro-organismes anaérobies catalysent la réduction des sulfates présents dans les effluents ou les minerais en sulfures d’hydrogène ou soufre élémentaire.
Ce bioprocédé permet notamment la réduction de la consommation de réactifs pour la lixiviation alcaline des minerais sulfatés mais aussi la récupération de soufre élémentaire à partir de sulfates contenus dans des effluents industriels désuraniés.
L’expertise actuelle porte principalement sur les bactéries ferro-oxydantes et sulfato-réductrices mais des études portant sur d’autres domaines d’application sont possibles :
- Nitrification/Dénitrification
- Elimination des composés carbonés
- Biolixiviation des métaux…
- Procédé à intérêt environnemental puisqu’il permet la réduction jusqu’à l’élimination des réactifs chimiques de la boucle oxydative des procédés de lixiviation de l’uranium.
- Faible coût opérationnel le rendant économiquement viable en comparaison à un procédé chimique.
- Efficacité et intérêt industriel testés au CIME en le couplant à des procédés de lixiviation de type ISR (in situ recovery) et de type statique.
