Résistance au nettoyage et à la désinfection des biofilms de réseaux d'eau potable - Université de Lorraine Accéder directement au contenu
Communication Dans Un Congrès Année : 2014

Résistance au nettoyage et à la désinfection des biofilms de réseaux d'eau potable

Résumé

Les systèmes de distribution d’eau sont constamment colonisés par des microorganismes (bactéries, champignons, etc) organisés sous forme de cellules isolées et d’agrégats adhérant à la surface des tuyaux et des parois des réservoirs. Ils sont composés de communautés microbiennes diversifiées et denses avec 106 à 107 cellules/cm². La présence de biofilms est souvent perçue comme négative (prolifération et détachement de germes saprophytes, réservoir de pathogènes, relargage de molécules organiques, amplification de la corrosion, …). Leur élimination (par voie chimique ou/et action mécanique) reste généralement difficile. En effet, des exopolymères (EPS) structurent ces biofilms et leur confèrent une forte cohésion et des propriétés viscoélastiques, qui expliquent les échecs des procédures de nettoyage/désinfection. Définir de nouvelles stratégies de nettoyage efficace des surfaces nécessite une meilleure compréhension de la structure de ces biofilms d’eau potable, de leur cohésion, et de leur résistance via la combinaison d’outils empruntés à la physico‐chimie, la mécanique des fluides, et la microbiologie. Les observations de biofilms d’eau potable en particulier par microscopie à force atomique (AFM) (imagerie et cartographie de forces) montrent un ensemble d’agrégats poly‐dispersés sur la surface, dont la structure est stratifiée et extrêmement cohésive. Les EPS forment un réseau maillé de polymères ayant un taux d’enchevêtrement voisin de 106 points de contact/μm3. La cohésion de l’ensemble résulte en particulier d’interactions hydrophobes entre ces EPS. Les deux procédures de nettoyage/désinfection que nous avons étudiées (nettoyage hydrodynamique et chloration) montrent des effets relativement différents. Ces deux procédures éliminent une fraction de la biomasse du biofilm (75 %), mais laissent en place au moins 105 à 106 bactéries/cm2 et des polymères organiques. Par contre, l’application d’une contrainte hydrodynamique de cisaillement sur la surface du matériau génère notamment l’étalement des amas par déformations élastiques et renforce les contacts entre les exopolymères par diminution de la taille des mailles (doublement du taux d’enchevêtrement). Ce mécanisme contribue à un accroissement de la cohésion des amas du biofilm résiduel. Au contraire, après chloration, les bactéries du biofilm résiduel apparaissent endommagées par le chlore et le réseau d’exopolymères fragilisé (diminution de ~40% des points de contact entre EPS). En conclusion, ces procédures de nettoyage/désinfection en place (CIP/DIP) doivent être adaptées et optimisées en fonction des caractéristiques des biofilms à éliminer qui peuvent varier d’un système de distribution à l’autre. Cette caractérisation amont est indispensable pour s’assurer de l’efficacité des procédures et optimiser les temps de nettoyage, la concentration des réactifs et de fait le coût des interventions.
Fichier non déposé

Dates et versions

hal-03749842 , version 1 (22-09-2022)

Identifiants

  • HAL Id : hal-03749842 , version 1

Citer

Laurence Mathieu. Résistance au nettoyage et à la désinfection des biofilms de réseaux d'eau potable. JT HYDREOS, Sep 2014, Nancy, France. ⟨hal-03749842⟩
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