etude des interactions de la surface bactérienne avec les surfaces des différents matériaux inertes pour rationaliser l’ingénierie du processus de méthanisation

Abstract

L’adhésion bactérienne aux surfaces inertes représente le paramètre déterminant qui gouverne à la fois la vitesse de démarrage et les performances finales des digesteurs de méthanisation de la matière organique. Ce travail constitue une étude des mécanismes impliqués dans l’adhésion initiale d’une bactérie isolée du digesteur de méthanisation aux matériaux plastiques couramment utilisés dans les digesteurs. Dans cette optique, nous avons caractérisé les surfaces bactériennes et celles des supports et étudié le phénomène d’adhésion de la bactérie sur ces supports avant et après conditionnement par la matière organique. Nous avons montré que la bactérie anaérobique facultative, a un caractère hydrophile, un caractère donneur d’électron très important et un caractère accepteur d’électron peu marqué. Les supports étudiés PET, PP et PVC, présentent tous un caractère hydrophobe, un caractère donneur d’électron faible et un caractère accepteur d’électron très faible. Le traitement des supports par les margines âgées de 2 ans a inversé le caractère hydrophobe en hydrophile et a augmenté significativement le caractère donneur d’électron des 3 supports. Le traitement par les margines fraiches et les déchets du lait, n’ont pas modifié le caractère hydrophobe des supports, tandis qu’il a augmenté le caractère donneur d’électron. Le caractère accepteur d’électron des 3 supports est peu influencé par le traitement. L’énergie totale d’adhésion de la surface bactérienne aux différents supports testés est évaluée sur la base de l’approche prédictive développée XDLVO. Théoriquement, l’adhésion de la bactérie est favorable sur les 3 supports non traités avec le classement suivant : PP˃PVC˃PET. La bactérie ne se comporte pas de la même manière vis-à-vis des supports traités. La bactérie manifeste une adhésion expérimentale importante de l’ordre de 105 UFC/cm² aux PET, PP et PVC non traités. Le traitement de ces supports par les margines et les déchets du lait a augmenté considérablement le taux d’adhésion de l’ordre de 1011 UFC/cm². Une bonne corrélation entre la théorie et l’expérience est observée pour les supports non traités, par contre la théorie XDVLO ne suffise pas pour expliquer la forte adhésion de la bactérie sur les supports traités par les margines et les déchets du lait. La modification des propriétés physicochimiques des trois supports traités et le taux de l’adhésion bactérienne sur ces supports est la conséquence des caractéristiques de la matière organique. L’interaction entre la bactérie et les margines a montré que dans les conditions aérobies, la bactérie a la capacité de réduire la teneur en polyphénols totaux des margines.