Interactions à l'interface Thiobacillus Ferrooxidans - Pyrite : inhibition et adhésion

par Fabienne Méline

Thèse de doctorat en Sciences biologiques et fondamentales appliquées

Sous la direction de Jacques Berthelin.

Soutenue en 1996

à Nancy 1 .


  • Résumé

    Thiobacillusferrooxidans est une bactérie chimiolithotrophe acidophile capable d'oxyder les composés réduits du fer et du soufre, comme les sulfures au centre de nombreuses préoccupations industrielles (extraction de métaux, acidification des eaux de mines. . . ). En associant des méthodes microbiologiques et physicochimiques, ce travail contribue à une meilleure compréhension des processus à l'interface Thiobacille-pyrite. L'étude microbiologique préliminaire d'un dépôt minier en cours d'oxydation a permis de vérifier l'implication de bactéries oxydatrices et acidifiantes du genre Thiobacillus, libres ou fixées à la phase minérale, dans la production d'eaux de ruisselernents acides. Les résultats montrent aussi qu'une inactivation de ces dépôts pourrait être envisagée par l'utilisation d'un agent bactéricide naturel comme le thymol. Les modalités d'action du thymol sont ensuite précisées dans un système simple pyrite-thiobacille où les processus d'interaction et d'inhibition à l'interface minérale sont plus particulièrement étudiés. L'action du thymol sur les bactéries a été déterminée sur un substrat soluble : le fer(II) et un substrat solide : la pyrite. Pour les deux substrats le thymol a un effet bactéricide au delà de 80 mg. L⁻¹. En revanche, en deçà de cette valeur, il n'affecte pas l'activité bactérienne sur fer(II) tandis qu'en présence de pyrite, le thymol a un effet bactériostatique (inhibition réversible) pour des concentrations comprises entre 2 mg. L-¹ et 80 mg. L⁻¹. L'adsorption du thymol à la surface de la pyrite est caractérisée par spectroscopie infrarouge de réflexion diffuse (SIRTF). Par ailleurs, la réalisation d'isothermes d'adsorption en chromatographie liquide montre une fixation du thymol à la surface de la pyrite e relation avec la distribution des phases oxydées (soufre) présentes à la surface du minéral. En complément, des expériences de voltamétrie cyclique en présence ou en absence de thymol montrent l'effet dépresseur du bactéricide sur l'activité électrochimique pyrite. La suite du travail est consacrée à l'élude du contact bactérie-minéral, par la réalisation des isothermes bactérie-pyrite selon une méthode originale couplant la Chromatographie Liquide Haute Pression et la détection U. V. Cette technique permet de meure en évidence une fixation quasi-irréversible des bactéries sur la pyrite, dont l'intensité dépend à la fois de la distribution nature des phases superficielles du support d'adsorption et de l'état physiologique des bactéries. D'une façon générale, les bactéries ont par ordre, plus d'affinité pour les pyrites que pour tout autre support hydrophobe (porapak) ou hydrophile (quartz). Une identification des fonctionnalités chimiques des parois bactériennes par titration potentiométrique et spectroscopie I. R ont permis d'étayer ces résultats en montrant que les liaisons mises en jeu lors de l'adsorption sont plutôt de nature hydrophobe. Les résultats conduisent à proposer des modèles d'interactions entre bactéries, molécules organiques et phases superficielles d'un minéral, dont les effets combinés régulent l'activité solubilisatrice de Thiobacillus ferrooxidans.


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  • Détails : 1 vol. (226 p.)
  • Annexes : Bibliogr. (135 réf.)

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