Biofilm dans le réseau de distribution d'eau potable

Formation de biofilms

Les réseaux de distribution d'eau potable véhiculent un flux de matières organiques et de microorganismes, provenant pour partie de la ressource, mais aussi des réservoirs... La flore microbienne qui y est présente (les bactéries hétérotrophes) peut s'adapter aux conditions dites oligotrophes de l'eau potable (‹ 1mg COD/L) et coloniser les parois du système. Le biofilm désigne la communauté microbienne adhérant sur la surface des parois et généralement enchâssée dans une matrice de polymères extracellulaires. Dans les réseaux de distribution d'eau potable, ces biofilms possèdent une densité bactérienne ne dépassant pas quelques micromètres d'épaisseur et pouvant recouvrir 5 à 95 % de la surface selon leur âge et les conditions environnementales. Ils sont constitués de cellules isolées, d'agrégats, de bactéries filamenteuses et de structures complexes telles que des rubans agrégats.

Cette biomasse se multiplie au sein du réseau qui se comporte comme un réacteur biologique. De ce fait, la présence d'un biofilm augmente le risque de non-respect des limites et références de qualité de l'eau distribuée. On comprend ainsi que la maîtrise de la production de biomasse dans les réseaux, et par voie de conséquence, le contrôle de la croissance des biofilms est un enjeu majeur pour l'obtention d'une eau de qualité.

L'objectif ici est de déterminer dans quelle mesure l'hydrodynamique est un paramètre pertinent pour maîtriser la formation des biofilms. Pour répondre à cette question, nous avons mis en œuvre des réacteurs Couette-Poiseuille (écoulement de Couette superposé à celui d'un Poiseuille Ortho radial) utilisant l'eau potable du réseau et qui offrent la possibilité de faire varier indépendamment le débit et le gradient de vitesse pariétal. Ainsi pour deux flux très différents de bactéries convectées par l'écoulement moyen mais ayant le même gradient pariétal de vitesses sur la paroi fixe, nous avons mis en évidence le rôle prépondérant de ce dernier sur la formation des biofilms. Ceci confirme que la formation de biofilm est contrôlée essentiellement par un mécanisme de diffusion convective.

Collaborations scientifiques nationales

Travail pluridisciplinaire (mécanique des fluides - microbiologie) : une collaboration entre le LEMTA et le LCPME

Jean-Claude Block, Jean-Claude.Block AT pharma.uhp-nancy.fr

Collaborations industrielles

  • Anjou-Recherche VEOLIA EAU
  • Syndicat des Eaux d'Ile de France
  • Agence de l'Eau Seine-Normandie

Contact

Salaheddine Skali-Lami, salaheddine.skali-lami AT ensem.inpl-nancy.fr