Re-colonisation des surfaces après chloration des biofilms en réseau d'eau potable - Université de Lorraine Access content directly
Conference Papers Year : 2014

Re-colonisation des surfaces après chloration des biofilms en réseau d'eau potable

Abstract

La chloration des réseaux d'eau potable en continu à faible dose (0,1 à 0,4 mg/L) ou en traitement choc à forte dose (50 mg/L) a un effet partiel sur les peuplements bactériens organisés sous forme de biofilms à la surfaces des tuyaux de distribution. Bien que généralement peu épais (10 à 1000 μm), ces biofilms d'eau potable résistent à l'action de l'oxydant (en particulier par réaction/consommation de l'oxydant lors de sa diffusion dans le biofilm). A titre d'exemple une chloration de 4 mg/L appliquée sur des biofilms de 2 mois pendant 60 minutes détache 75% de la biomasse fixée, mais laisse en place 5x106 cellules/cm² sous forme de clusters plus ou moins fragiles mais encore solidement adhérents (Mathieu et al., 2014). La question de l'impact de ces biofilms résiduels sur la recolonisation des surfaces par les bactéries lors de la remise en eau du système de distribution n'a jamais été vraiment explorée. La réponse à cette question est d'intérêt car elle pourrait permettre (1) d'apprécier le risque de prolifération de germes inopportuns (du fait d’une moindre compétition) suite à une désinfection/nettoyage par le chlore assurément insuffisante pour éliminer tout le biofilm et (2) de décider de la mise en place de stratégies complémentaires (oxydation, hydrodynamique, action mécanique, …) qui permettraient d’atteindre un état de surface proche de l’initial. Pour tester cette hypothèse nous avons étudié la vitesse de peuplement bactérien de coupons de PEHD (polyéthylène haute densité) neufs et "usagés". Les matériaux « usagés » ont été préalablement colonisés par un biofilm de 2 mois puis chlorés (chloration de ~5 mgCl2/L – 1 heure couplée à un nettoyage hydrodynamique à ~3 m/s – 1,5 heures). Les essais ont été réalisés dans des réacteurs à disque rotatif permettant un contrôle des forces de cisaillement pariétal (Pelleieux et al., 2012). Trois groupes de mesures ont été utilisés pour qualifier la vitesse de repeuplement (entre 0 et 168 heures dans de l'eau du réseau à 20°C) : (1) caractéristiques hydrophiles/hydrophobes des surfaces par AFM; (2) nombre de bactéries à la surface des coupons : nombre total de cellules (BacLight), bactéries avec des membranes endommagées (marquage PI), et bactéries cultivables sur milieu nutritif ; (3) diversité des populations bactériennes (eubacteria, α-, β-, γ-protéobactéries détectées par hybridation in situ-FISH). Après application d’hypochlorite, l’analyse de la biomasse restante (i.e. non détachée) montre une modification des propriétés mécaniques du biofilm restant avec une fragilisation des clusters. La chloration a également endommagée les membranes bactériennes et conduit à un shift de la population de γ-protéobactéries (variation de 1% dans les biofilms non chlorés à 6% dans les biofilms chlorés en accord avec des observations précédentes (Mathieu et al., 2009)). Après chloration, une re-colonisation rapide des surfaces est observée associée majoritairement à un dépôt et une adhésion des cellules bactériennes de la phase eau sur la surface (~105 cellules/cm².h pendant les 3 premières heures, puis ~104 cellules/cm².h jusqu’à 168 heures). Les cinétiques d'accumulation bactérienne sur les surfaces usagées et nettoyées par le chlore, ainsi que les peuplements bactériens analysés sont semblables à ceux mesurés dans les mêmes conditions sur des surfaces neuves n’ayant jamais été utilisées. La dynamique du repeuplement et l’effet des polymères organiques résiduels (équivalents à un film conditionnant) seront discutés lors de la présentation.
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Dates and versions

hal-03749847 , version 1 (22-09-2022)

Identifiers

  • HAL Id : hal-03749847 , version 1

Cite

Laurence Mathieu, Gregory Francius, Edith Angel, F. David, Véronique Lahoussine, et al.. Re-colonisation des surfaces après chloration des biofilms en réseau d'eau potable. Journée Information Eaux, Oct 2014, Poitiers, France. ⟨hal-03749847⟩
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