LogoLogo

Auckburally, Muhammad Nabiil. Capteur électrochimique à fer pour la maîtrise de L. pneumophila : application à l'analyse de l'eau dans les tours aéro-réfrigérantes

Auckburally, Muhammad Nabiil (2022). Capteur électrochimique à fer pour la maîtrise de L. pneumophila : application à l'analyse de l'eau dans les tours aéro-réfrigérantes.

[img]
Preview
PDF - nécessite un logiciel de visualisation PDF comme GSview, Xpdf or Adobe Acrobat Reader
5Mb

Résumé en francais

L. pneumophila (Lp) est une bactérie pathogène opportuniste colonisant fréquemment les réseaux d'eau artificiels. Les bactéries présentes dans les microgouttelettes d'eau contaminée sont inhalées par l'être humain et, sous certaines conditions, peuvent conduire à une pneumopathie (maladie du légionnaire) létale dans 10 à 15 % des cas. Les tours aéroréfrigérantes (TAR) sont les systèmes les plus fréquemment incriminés dans la contamination en raison de conditions de croissance microbiologique favorables conduisant à la présence de Lp à des taux élevés, y compris au sein de biofilms. Si des opérations de nettoyage et de désinfection à base de biocides sont réalisées dans le cadre de l'entretien ou lors d'une contamination excessive, elles doivent être proportionnées et justifiées afin de limiter les rejets polluants dans l'environnement. Par ailleurs, il a été montré que la présence de Lp est accrue à partir de concentrations en fer de l'ordre du micromolaire dans l'eau. Si les besoins en fer de la bactérie sont reconnus, l'impact des formes Fe(II) et Fe(III) et des concentrations observées dans les eaux de TAR sur la population bactérienne reste inconnu, surtout lors de la formation du biofilm à Lp. L'objectif principal de ce travail est donc de définir la relation entre les deux formes du fer et la persistance/croissance de Lp afin de proposer le développement d'un procédé original basé sur l'électrochimie pour la maîtrise de Lp dans les TAR. Les travaux présentés dans ce manuscrit se sont focalisés dans un premier temps sur la mise au point d'un capteur électrochimique fonctionnalisé par la résine cationique Nafion®, permettant la détermination des concentrations micromolaires du Fe(II) et Fe(III) par voltammétrie cyclique. Les performances analytiques (répétabilité, reproductibilité, sensibilité, exactitude et sélectivité) du capteur ont ensuite été évaluées dans des solutions synthétiques. Dans un deuxième temps, l'influence du Fe(II) et Fe(III) sur la formation de biofilms mono-espèces à Lp a été étudiée en se basant sur un modèle existant. L'analyse des biofilms formés en présence de Fe(II) et/ou Fe(III) a été effectuée par numération des Unités Formant Colonie (UFC) et par quantification des Unités Génomes (UG ; qPCR). Les modifications majeures observées, notamment en termes de pertes de viabilité/cultivabilité, ont été confirmées par observation en microscopie confocale à balayage laser (MCBL). Cette étude a montré que la présence du Fe(III) avait un impact négatif sur la viabilité et la cultivabilité des bactéries adhérées contribuant à leur mort ou à leur transition vers la phase viable-non cultivable (VBNC). Le capteur électrochimique a ensuite été testé en milieu réel en effectuant des détections dans une eau provenant d'une TAR prototype. La justesse du capteur a été démontrée lors de la détermination des concentrations en Fe(II) et Fe(III). Enfin, un premier lien a pu être établi entre la présence du fer et le statut de Lp dans les eaux de TAR.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Gros, Pierre
Roques, Christine
Ecole doctorale:Mécanique, énergétique, génie civil, procédés (MEGeP)
laboratoire/Unité de recherche :Laboratoire de Génie Chimique (LGC), UMR 5503
Mots-clés libres :Legionella pneumophila - Biofilm - Fer - Capteur électrochimique - Tours aéroréfrigérantes
Sujets :Sciences de l'ingénieur
Déposé le :28 Apr 2022 09:58