Processus du traitement de pierre par biominéralisation


A partir de 1990, tout un programme d’études visant à optimiser et à industrialiser le procédé a été mis en place. En effet, si le pouvoir calcifiant de certaines bactéries avait été clairement établi en laboratoire, il restait à démontrer la viabilité de celles-ci et le maintien de leurs performances, en situation réelle, extérieure mais également leur adaptation à une utilisation industrielle.

  • Dans un premier temps, les souches calcifiantes, issues d’environnement naturel, ont été sélectionnées en fonction de leur taux de production de carbonate. Ce qui a permis de constituer une souchothèque comprenant une centaine de bactéries
    Pour finir, c’est Bacillus cereus qui a été retenue comme la bactérie la plus performante et la plus apte à être utilisée de manière industrielle. Cette bactérie identifiée par un spécialiste de l'Institut Pasteur de Paris, provient de la flore tellurique et ne présente aucun danger, ni pour l'homme, ni pour l'environnement.
  • Dans un second temps, les études ont été axées sur la composition du milieu d'alimentation de ces bactéries et sur la fréquence de leur nourrissage. Ainsi si le liquide doit apporter les éléments indispensables au développement des bactéries calcifiantes, il doit également contenir un antifongique dont le rôle est de bloquer le développement parallèle et perturbateur de moisissures présentes à l'état latent, sur tout support, même minéral.

Culture bactérienne et milieux nutritifs utilisés
Cliché LRMH
  1. Globalement le traitement optimisé se déroule sur une période de cinq jours et se décompose en une phase d’ensemencement de la surface de la pierre, par pulvérisation d’un bouillon bactérien suivi de nourrissages journaliers successifs, consistant également en une pulvérisation d’un liquide nutritif, en surface.
    Le premier jour du traitement, le bouillon bactérien (mélange de bactéries et de solution nutritive en phase aqueuse) est pulvérisé à la surface de la pierre à traiter. Les bactéries doivent être dans leur phase exponentielle de croissance et la concentration du bouillon est évaluée à environ 1010 à 1012 bactéries par litre.
  2. Le liquide nutritif en phase aqueuse, composé d’un mélange de matières organiques, de sels minéraux et d’un activateur de carbonatogenèse, est ensuite pulvérisé, quotidiennement, pendant les quatre jours qui suivent l’ensemencement. C’est cette phase de nourrissage qui va permettre la multiplication bactérienne.
  3. Au fur et à mesure du nourrissage, les bactéries installées dans les micro niches de la surface de la pierre, se multiplient, s’accrochent les unes aux autres, s’entourent peu à peu d’un cocon de carbonate de calcium jusqu’à former un édifice cristallin et s’accumulent en couches superposées. Au début de cette période, les bactéries restent identifiables à l’observation en microscopie électronique à balayage (MEB).
  4. En une semaine, un voile de carbonate de calcium, appelé biocalcin, de quelques microns d’épaisseur (4 à 5 µm) occupe la surface du matériau. Les corps bactériens fossilisés ne sont plus différenciés à l’examen MEB. A ce stade, le carbonate néoformé est encore très hydraté. Il sèche et durcit dans les semaines qui suivent.
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