Étude des conditions de la formation des biofilms de Pseudomonas aeruginosa et d’Escherichia coli en conditions dynamiques de l’eau et conception de nouvelles stratégies anti-biofilm

Abstract

L’adhésion est la première étape du processus de formation d’un biofilm, la protection des eaux contre la contamination par les biofilms peut être envisagée par deux stratégies distinctes ; une stratégie préventive qui vise à empêcher leur formation qui se réalise généralement par le contrôle et la connaissance des facteurs environnementaux et l’utilisation du chlore, ou une stratégie curative qui consiste à les éradiquer après leur formation ou des agents anti-biofilms sont utilisés. Cependant, ces stratégies n’assurent pas toujours une bonne qualité de l’eau pour les consommateurs. En effet, cela est due à une analyse non complète de tous les facteurs environnementaux et leurs interactions avec les microorganismes de l’eau et/ou une male établissement de l’influence du chlore sur l’adhésion et l’état après adhésion des microorganismes. D’autre part, les stratégies curatives sont couteuses ce qui implique la nécessite de rechercher d’autres alternatives des agents anti-biofilms. Deux souches pathogènes opportunistes ont été sélectionnées pour ce travail de thèse ; Pseudomonas aeruginosa et Escherichia coli. D’une part, P. aeruginosa a été sélectionné car il s’agit d’une bactérie pathogène opportuniste, naturellement insensible aux antibiotiques et qui provoque de nombreuses infections chez les gens et les plantes, en raison de sa présence naturelle dans la flore bactérienne de l'eau potable. En outre, elle est recommandée comme indicateur de traitement pour vérifier à la fois l’efficacité du traitement et celle de l’action désinfectante résiduelle (décret de 7 Avril 1981). D’autre part, E. coli a été sélectionner car c’est le principal indicateur de la contamination fécale de l'eau potable (Abberton et al. 2016). Deux facteurs environnementaux ; la température et la composition chimique de l’eau ont été investigués pour leurs effets sur l’adhésion prédictive et expérimentale sur quelques matériaux utilisés en plomberie et en conditions dynamiques assurées par un dispositif conçu au laboratoire. En outre, ce travail de thèse présente des tests anti-biofilm d’hypochlorite de sodium (NaOCl) et du chlorure de sodium (NaCl) en tant que substance qui pourra être utilisée pour le traitement des canalisations de l'eau potable afin de limiter les risques sanitaires liés à l’hypochlorite de sodium. En comparaison avec l’eau distillé, l’eau du robinet a eu un effet remarquable sur les propriétés de surface des souches bactériennes, notamment l’hydrophobicité et le caractère donneur d’électrons. Par conséquence, l’adhésion prédictive et expérimentale ont été influencé fortement par l’eau de robinet. Par ailleurs, les résultats ont montré que l’augmentation de la température a provoqué des modifications considérables dans les énergies de surfaces des deux souches bactériennes. En effet, à des températures supérieures à 30°C, des niveaux élevés d’adhésion ont été observé. L’hypochlorite de sodium (NaOCl) est connu comme étant la substance la plus célèbre pour le traitement des eaux potables. Les tests ont montré que NaOCl a pu inhiber l’adhésion d’E. coli mieux que P. aeruginosa. Cependant, les cellules adhérées de P. aeruginosa ont été trouver capables de se multiplier sauf que cette faculté a été influencer par les concentrations de NaOCl tandis que les cellules d’E. coli ont carrément perdu se pouvoir. Les biofilms des canalisations d’eau sont des structures difficiles à arracher et à éliminer, surtout que les traitements sont dirigés vers l’inactivation des microorganismes et non pas leurs biofilms. Par ailleurs, Le chlorure de sodium (NaCl) est substance connue depuis longtemps par son contribution au propriétés organoleptiques et à la préservation de plusieurs aliments. Cependant, sont effet sur l’arrachement des biofilms n’est pas encore étudié. En effet, les tests ont montré que NaCl a été merveilleusement efficace contre les biofilms de P. aeruginosa et E. coli alors que NaOCl n’a eu aucun effet sur ces biofilms. Ainsi, l’arrachage des biofilms a été complet après une heure de traitement par NaCl. En revanche, les cellules détachées commencent à ré-adhérer et forment des microcolonies.