Survie d'escherichia coli dans les eaux potables : rôle de l'équilibre calco-carbonique et du fer ferrique

par Damien Grandjean

Thèse de doctorat en Biologie santé environnement. Chimie et microbiologie de l'eau

Sous la direction de Jean-Claude Block.


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  • Résumé

    La dynamique des bactéries dans les systèmes de distribution d'eau potable est gouvernée par de nombreux paramètres et leurs interactions (caractéristiques physico-chimique et organique de l'eau incluant les nutriments, produits de corrosion, régime hydraulique, développement de biomasse et compétition entre microorganismes,. . . ). Parmi tous ces paramètres, l'équilibre calco-carbonique de l'eau a surtout été étudié pour les problèmes decorrosion car l'excès de CO2 libre est responsable de l'agressivité de l'eau et de la dissolution des métaux. Peu d'informations sont disponibles quant à l'impact de l'équilibre calco-carbonique (eau agressive versus eau incrustante) et de sa régulation sur les dynamiques bactériennes et en particulier sur celle d'Escherichia coli dans le réseau de distribution d'eau potable. Nous formulons l'hypothèse que l'effet de l'équilibre calco-carbonique peut se faire soit de façon directe sur les bactéries (effet pH, effet ion,. . . ) soit de façon indirecte via des réactions à l'interface eau/paroi ( fonnation de produits de corrosion, dépôts de carbonate de calcium,. . . ). En effet, la présence de produits corrosion, souvent liée à l'agressivité de l'eau, a été rapportée comme un facteur favorisant la survie des bactéries et d'Escherichia coli dans les réseaux de distribution d'eau potable. Les travaux présentés ici ont pour objectif de mettre en évidence l'influence de l'équilibre calco-carbonique sur la flore autochtone de l'eau potable et sur Escherichia coli (nombre total de cellules et de bactéries cultivables) dans différents réacteurs comportant une paroi "non réactive" (réacteurs en verre) ou une paroi "réactive" (réacteurs en PVC ou en fonte corrodée). Nous avons aussi testé l'influence de la lépidocrocite -oxyde de fer synthétisé en laboratoire -afin de montrer l'importance du fer ferrique dans la survie d'Escherichia coli en réseau de distribution. Les expériences ont été réalisées de manière à distinguer les rôles potentiels du fer ferrique (rôle d'accepteur d'électrons ou élément constitutif). Les résultats obtenus ont montré que : la bactérie Escherichia coli peut transitoirement survivre dans un réseau de distribution d'eau potable mais est incapable de le coloniser quelles que soient les conditions testées (pH, balance ionique, nature de la paroi. . . )-l'influence de l'équilibre calco-carbonique de l'eau sur Escherichia coli est sensible mais variable avec la nature de la paroi du réacteur utilisé. En présence d'une paroi "non réactive" (verre), la capacité à cultiver d'Escherichia coli chute plus rapidement lorsque l'eau est agressive alors qu'en présence d'une paroi "réactive" (PVC ou fonte corrodée) elle chute plus rapidement lorsque l'eau est incrustante - l'influence de l'équilibre calco-carbonique sur les bactéries autochtones de l'eau potable est mesurable pour les essais en réacteur avec une paroi "réactive". Dans ces conditions, alors que l'eau incrustante favorise les bactéries en suspension, l'eau agressive favorise les bactéries fixées. - la nature du produit ajouté pour réguler l'équilibre calco-carbonique (eau de chaux ou soude) n'a pas d'influence sur la flore bactérienne autochtone et sur Escherichia coli. Seules les faibles variations de pH résultant de l'ajout de ces produits ont une influence sur Escherichia coli. - la présence d'oxydes de fer ferrique dans l'eau potable permet à Escherichia coli de maintenir sa capacité à cultiver. Le fer n'intervient pas en tant qu'accepteur d'électron même en absence de dioxygène mais joue un rôle constitutif. L'arrêt de son incorporation (mutation de la protéine TonB indispensable à l'incorporation des sidérophores) explique la chute de la capacité à cultiver d'Escherichia coli. Afin de préserver le système de distribution et de garantir la qualité microbiologique des eaux de distribution vouées à la consommation humaine, nos travaux montrent qu'il est préférable de distribuer une eau légèrement incrustante qui limite la cultivabilité des bactéries indicatrices de contamination fécale et la corrosion des matériaux de canalisation.

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Informations

  • Détails : 175 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Références bibliogr.: p. 161-175

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Lorraine (Nancy, Meurthe-et-Moselle). Direction de la Documentation et de l'Edition - BU Santé - Pharmacie-Odontologie.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : T/D/PH/N/2004/8
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