Cours de Microbiologie de

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Cours de Microbiologie de l’environnement II. Microbiologie de l’eau Licence 3 Microbiologie K. SAIDANI 2019/2020

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Cours de Microbiologie de

l’environnement

II. Microbiologie de l’eau

Licence 3 Microbiologie

K. SAIDANI 2019/2020

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Chapitre II : Microbiologie des eaux

Page 3: Cours de Microbiologie de

I. Milieux aquatiques

I.1. Eaux naturelles

I.2. Eaux usées

II. Traitements des eaux

II.1. Traitement des eaux potables

II.2. Traitement des eaux usées

III. Microorganismes des eaux

IV. Analyses microbiologiques des eaux potables

Chapitre II : Microbiologie des eaux

Page 4: Cours de Microbiologie de

L'eau est un composé chimique simple (H2O). Elle est présente sur Terre sous toutes ses formes physiques :

– Liquide à température et pression ambiantes.

– Gazeuse au-dessus de 100°C (212°F)

– Solide en dessous de 0°C (32°F).

Introduction

Page 5: Cours de Microbiologie de

• L’eau est répartie entre quatre grands réservoirs :

Introduction

Page 6: Cours de Microbiologie de

• L’eau est répartie entre quatre grands réservoirs :

• les eaux de mers et océans,

• les eaux continentales (superficielles et souterraines),

• l’atmosphère,

• la matière vivante.

Introduction

Page 7: Cours de Microbiologie de

• L’eau est répartie entre quatre grands réservoirs :

• les eaux de mers et océans,

• les eaux continentales (superficielles et souterraines),

• l’atmosphère,

• la matière vivante.

• Les échanges d’eau entre ces réservoirs sont permanents

et forment ce que l’on appelle le cycle externe de l’eau.

Introduction

Page 8: Cours de Microbiologie de

• L’eau est répartie entre quatre grands réservoirs :

• les eaux de mers et océans,

• les eaux continentales (superficielles et souterraines),

• l’atmosphère,

• la matière vivante.

• Les échanges d’eau entre ces réservoirs sont permanents

et forment ce que l’on appelle le cycle externe de l’eau.

Introduction

• Le cycle de l’eau est stationnaire

Page 9: Cours de Microbiologie de

• L’eau est répartie entre quatre grands réservoirs :

• les eaux de mers et océans,

• les eaux continentales (superficielles et souterraines),

• l’atmosphère,

• la matière vivante.

• Les échanges d’eau entre ces réservoirs sont permanents

et forment ce que l’on appelle le cycle externe de l’eau.

Introduction

• Le cycle de l’eau est stationnaire : toute perte d’eau par l’une ou

l’autre de ses parties, atmosphérique ou terrestre, est compensée par un gain

d’eau par l’autre partie.

Page 10: Cours de Microbiologie de

Introduction

Cycle de l’eau dans la nature

Page 11: Cours de Microbiologie de

•Eau potable

• Production

d’énergie électrique

•Traitement du papier

• …etc

Introduction

Usages de l’eau dans le monde

• irrigation

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I. Milieux aquatiques

Page 13: Cours de Microbiologie de

• Sont constitués d’un ensemble d’êtres vivants et d’éléments non

vivants, dans des conditions climatiques et géologiques

spécifiques.

• Dépendent étroitement les uns des autres, via le cycle de l’eau.

I. Milieux aquatiques

Page 14: Cours de Microbiologie de

• Sont constitués d’un ensemble d’êtres vivants et d’éléments non

vivants, dans des conditions climatiques et géologiques

spécifiques.

• Dépendent étroitement les uns des autres, via le cycle de l’eau.

I. Milieux aquatiques

On distingue:

1. Les eaux naturelles

2. Les eaux usées

Page 15: Cours de Microbiologie de

1. Eaux naturelles

I. Milieux aquatiques

Les eaux naturelles sont composées d’eau (H2O) et de sels minéraux présents

sous forme d’ions (dépend de la nature des roches qu’elles ont infiltré).

Page 16: Cours de Microbiologie de

1. Eaux naturelles

I. Milieux aquatiques

Les eaux naturelles sont composées d’eau (H2O) et de sels minéraux présents

sous forme d’ions (dépend de la nature des roches qu’elles ont infiltré).

Proviennent des eaux souterraines (nappes…) ; des eaux de surface (fleuves,

rivières, lacs…)

Page 17: Cours de Microbiologie de

1. Eaux naturelles

I. Milieux aquatiques

Les eaux naturelles sont composées d’eau (H2O) et de sels minéraux présents

sous forme d’ions (dépend de la nature des roches qu’elles ont infiltré).

Proviennent des eaux souterraines (nappes…) ; des eaux de surface (fleuves,

rivières, lacs…)

Elles ne sont pas directement consommables: il faut les traiter afin de les rendre

potables.

Page 18: Cours de Microbiologie de

- Eaux atmosphériques

- Eaux souterraines

- Eaux de surfaces

1. Eaux naturelles

I. Milieux aquatiques

Page 19: Cours de Microbiologie de

- Eaux atmosphériques

1. Eaux naturelles

I. Milieux aquatiques

Page 20: Cours de Microbiologie de

- Eaux atmosphériques

- C’est l’eau présente dans l’atmosphère sous forme solide , liquide ou gazeuse.

1. Eaux naturelles

I. Milieux aquatiques

Page 21: Cours de Microbiologie de

- Eaux atmosphériques

- C’est l’eau présente dans l’atmosphère sous forme solide , liquide ou gazeuse. - C’est une eau distillée « théoriquement »

1. Eaux naturelles

I. Milieux aquatiques

Page 22: Cours de Microbiologie de

- Eaux atmosphériques

- C’est l’eau présente dans l’atmosphère sous forme solide , liquide ou gazeuse. - C’est une eau distillée « théoriquement », elle contient néanmoins:

1. Eaux naturelles

I. Milieux aquatiques

Page 23: Cours de Microbiologie de

- Eaux atmosphériques

- C’est l’eau présente dans l’atmosphère sous forme solide , liquide ou gazeuse. - C’est une eau distillée « théoriquement », elle contient néanmoins: • Gaz dissous (N2, O2 et CO2); • Dérivés azotés (HNO3, HNO2 et NH3); • Polluants divers (gazeux, minéraux, organiques et radioactifs).

1. Eaux naturelles

I. Milieux aquatiques

Page 24: Cours de Microbiologie de

- Eaux souterraines:

1. Eaux naturelles

I. Milieux aquatiques

Page 25: Cours de Microbiologie de

- Eaux souterraines:

- Elles se trouvent sous sol, ce sont des réservoirs appelés nappes ou aquifères.

1. Eaux naturelles

I. Milieux aquatiques

Page 26: Cours de Microbiologie de

- Eaux souterraines:

- Elles se trouvent sous sol, ce sont des réservoirs appelés nappes ou aquifères. - Les couches aquifères se divisent en : - Nappes libres (phréatiques ou alluviales ); - Nappes captives.

1. Eaux naturelles

I. Milieux aquatiques

Page 27: Cours de Microbiologie de

- Eaux de surfaces

Ce sont les eaux qui se trouvent à la surface du sol.

Elles ont deux origines: Les eaux de pluies et les eaux souterraines.

1. Eaux naturelles

I. Milieux aquatiques

Cours d'eau Océan Lac Eaux de ruissèlement

Page 28: Cours de Microbiologie de

I. Milieux aquatiques

Remarque : une relation étroite existe entre les eaux de surfaces et les eaux

souterraines; les eaux de surface rechargent les réserves souterraines en période

de crue, alors qu’en période sèche, l’eau souterraine contribue au maintient du

niveau des lacs.

Page 29: Cours de Microbiologie de

• Eaux de surfaces

Eau de mer et océan: c’est l'eau salée des mers et des océans de la Terre.

- Elle contient des substances dissoutes, les sels, constitués des ions halogénures comme l'ion chlorure et des ions alcalins comme l'ion sodium.

- Sa teneur en sels dissous se situe entre 30 à 40 grammes pour un kilogramme d'eau de mer.

I. Milieux aquatiques

1. Eaux naturelles

Page 30: Cours de Microbiologie de

• Eaux de surfaces

Eau de mer et océan: c’est l'eau salée des mers et des océans de la Terre.

- Elle contient des substances dissoutes, les sels, constitués des ions halogénures comme l'ion chlorure et des ions alcalins comme l'ion sodium.

- Sa teneur en sels dissous se situe entre 30 à 40 grammes pour un kilogramme d'eau de mer.

I. Milieux aquatiques

1. Eaux naturelles

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• Eaux de surfaces

Eau saumâtre: c’est une eau légèrement à moyennement salée. Sa teneur en sel est comprise entre 1 et 10 g/l, contre 35 g/l en moyenne pour l'eau de mer. Il s’agit donc d’eaux oligohalines à mésohalines.

I. Milieux aquatiques

1. Eaux naturelles

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• Eaux de surfaces

Eau douce

I. Milieux aquatiques

1. Eaux naturelles

Page 33: Cours de Microbiologie de

• Eaux de surfaces

Eau douce

- Non utilisables: composées des glaciers, des eaux de profondeur et de l’humidité

atmosphérique.

I. Milieux aquatiques

1. Eaux naturelles

Page 34: Cours de Microbiologie de

• Eaux de surfaces

Eau douce

- Non utilisables: composées des glaciers, des eaux de profondeur et de l’humidité

atmosphérique.

- Utilisables: Composées des eaux souterraines jusqu’à 800m de profondeur, humidité du sol dans les zones saturées et eaux de surface.

I. Milieux aquatiques

1. Eaux naturelles

Page 35: Cours de Microbiologie de

• Eaux de surfaces

Eau douce

- Non utilisables: composées des glaciers, des eaux de profondeur et de l’humidité

atmosphérique.

- Utilisables: Composées des eaux souterraines jusqu’à 800m de profondeur, humidité du sol dans les zones saturées et eaux de surface.

I. Milieux aquatiques

1. Eaux naturelles

Nous pouvons répertorier différentes sortes d’eaux parmi celles que nous buvons : - l’eau du robinet - les eaux de table - les eaux de sources - les eaux minérales naturelles

Prélevées dans le milieu naturel

et transformées en eau potable

Naturellement potables

Page 36: Cours de Microbiologie de

Eau potable: - une eau dont on considère qu’elle peut être bue, cuite ou utilisée à des fins domestiques et industrielles sans danger pour la santé. Elle peut être distribuée à partir de bouteilles, du robinet et dans l’industrie, à partir de citernes.

I. Milieux aquatiques

1. Eaux naturelles

Eaux de surfaces Eau douce

Page 37: Cours de Microbiologie de

Eau potable: - une eau dont on considère qu’elle peut être bue, cuite ou utilisée à des fins domestiques et industrielles sans danger pour la santé. Elle peut être distribuée à partir de bouteilles, du robinet et dans l’industrie, à partir de citernes.

Eau de source:

- Une eau d'origine souterraine, protégée, microbiologiquement saine.

I. Milieux aquatiques

1. Eaux naturelles

Eaux de surfaces Eau douce

- Elle doit respecter dans son état naturel les caractéristiques de qualité microbiologique des Eaux Minérales Naturelles ainsi que les caractéristiques de qualité physico-chimique des eaux destinées à la consommation humaine.

Page 38: Cours de Microbiologie de

Une eau potable est destinée à la consommation humaine quand elle satisfait un certain nombre de paramètres, à savoir :

• Paramètres de la qualité organoleptique: couleur (incolore), turbidité (limpide), odeur (inodore), saveur (pas de goût);

• Paramètres physico-chimiques naturels: température (20°C), pH (neutre), conductivité électrique, chlorures (200 mg/l), sulfates (250 mg/l) ;

• Paramètres concernant les substances « indésirables »: nitrates : 50 mg/l, nitrites, pesticides, etc.;

• Paramètres concernant les substances toxiques : arsenic, cadmium, plomb, hydrocarbures, etc;

• Paramètres microbiologiques: absence de parasites, de bactéries dont coliformes fécaux et de virus pathogènes.

Caractéristiques des eaux potables

I. Milieux aquatiques

Page 39: Cours de Microbiologie de

2. Eaux usées

I. Milieux aquatiques

Page 40: Cours de Microbiologie de

2. Eaux usées

I. Milieux aquatiques

Les eaux usées: Ce sont des eaux générées par l’activité domestique et

industrielle.

Page 41: Cours de Microbiologie de

2. Eaux usées

I. Milieux aquatiques

Les eaux usées: Ce sont des eaux générées par l’activité domestique et

industrielle.

Eaux résiduaires urbaines (ERU): Eaux ménagères, composées à 99.9% d’eau et 0.1% de matière solide.

Page 42: Cours de Microbiologie de

2. Eaux usées

I. Milieux aquatiques

Les eaux usées: Ce sont des eaux générées par l’activité domestique et

industrielle.

Eaux résiduaires urbaines (ERU): Eaux ménagères, composées à 99.9% d’eau et 0.1% de matière solide.

Eaux usées industrielles (EUI): Plus polluées : métaux lourds, colorants, sels, huiles et graisses.

Page 43: Cours de Microbiologie de

II. Traitement des eaux

Page 44: Cours de Microbiologie de

II. Traitement des eaux

II.1. Traitement des eaux usées

II.2. Traitement des eaux potables

Page 45: Cours de Microbiologie de

II. Traitement des eaux

II.1. Traitement des eaux usées

Page 46: Cours de Microbiologie de

II. Traitement des eaux

II.1. Traitement des eaux usées

1. Prétraitement

2. Traitement primaire

3. Traitement secondaire (biologique)

4. Traitement tertiaire

Page 47: Cours de Microbiologie de

II. Traitement des eaux

II.1. Traitement des eaux usées

II.1.1 Prétraitement

Etapes de séparation physiques, ont pour objectif l’élimination des éléments

grossiers.

• Dégrillage –Tamisage

Les eaux usées passent au travers d’une grille dont les barreaux

retiennent les matières les plus volumineuses.

• Dessablage

Débarrasse les eaux usées des sables et des gravier par sédimentation,

dans un bassin appelé dessableur.

• Déshuilage – dégraissage

Elimine la présence de graisse par flottation.

Page 48: Cours de Microbiologie de

II. Traitement des eaux

II.1. Traitement des eaux usées

II.1.2 Traitement primaire

Procédés physiques ou physico-chimiques qui éliminent une forte proportion de

matières minérales ou organiques en suspension.

• Décantation primaire

Séparation des éléments liquides et solides sous l’effet de la pesanteur dans

un décanteur ce qui forme les boues primaires.

• Décantation lamellaire

• Floculation-coagulation / décantation

Réalisée par l’adjonction d’un réactif chimique (sulfate d’alumine, chlorure

ferrique…) qui provoque l’agglomération des particules en suspension.

Page 49: Cours de Microbiologie de

II. Traitement des eaux

II.1. Traitement des eaux usées

II.1.3 Traitement secondaire (biologique)

Dégradation de la matière organique par l’activité bactérienne (épuration

biologique).

Page 50: Cours de Microbiologie de

II. Traitement des eaux

II.1. Traitement des eaux usées

II.1.3 Traitement secondaire (biologique)

A- Traitement aérobie

Page 51: Cours de Microbiologie de

II. Traitement des eaux

II.2. Traitement des eaux usées

II.2.3 Traitement secondaire (biologique)

A- Traitement aérobie

A-1 Procédés à cultures libres

Boues activées

Lagunage

Procédés membranaires

Page 52: Cours de Microbiologie de

II. Traitement des eaux

II.1. Traitement des eaux usées

II.1.3 Traitement secondaire (biologique)

A- Traitement aérobie

A-1 Procédés à cultures libres

Boues activées

Lagunage

Procédés membranaires

A-2 Procédés à culture fixées

Lits bactériens

Disques Biologiques

Biofiltration

Page 53: Cours de Microbiologie de

II. Traitement des eaux

II.1. Traitement des eaux usées

II.1.3 Traitement secondaire (biologique)

B- Traitement anaérobie

La dégradation en milieu anaérobie de la pollution organique (appelée

fermentation méthanique) s’effectue en deux étapes principales :

B-1 Phase acide de liquéfaction

B-2 Phase acide de gazéification ou méthanogènes

Page 54: Cours de Microbiologie de

II. Traitement des eaux

II.1. Traitement des eaux usées

II.1.3 Traitement secondaire (biologique)

B- Traitement anaérobie

B-1 Phase acide de liquéfaction (première étape d’hydrolyse et

d’acidogénèse):

- Hydrolyse des composés organiques aboutissant à la formation d’acides gras

volatils (AGV); molécules plus petites qui serviront de substrats aux bactéries

méthaniques.

Page 55: Cours de Microbiologie de

II. Traitement des eaux

II.1. Traitement des eaux usées

II.1.3 Traitement secondaire (biologique)

B- Traitement anaérobie

B-1 Phase acide de gazéification ou méthanogènes

-Dans cette seconde phase, l’acétogénèse permet d’abord la transformation

des acides volatils à longues chaînes en acide acétique et hydrogène.

-La méthanogénèse assure ensuite par des bactéries anaérobies strictes, la

transformation des acétates en CH4 et CO2.

Page 56: Cours de Microbiologie de

II. Traitement des eaux

II.1. Traitement des eaux usées

II.1.4 Traitement tertiaire

Etape de décantation permettant de séparer l’eau épurée et les boues

secondaires issues du traitement biologiques, dans des bassins spéciaux,

clarificateurs.

Page 57: Cours de Microbiologie de

II. Traitement des eaux

II.2. Traitement des eaux usées

II.2.4 Traitement tertiaire

Etape de décantation permettant de séparer l’eau épurée et les boues

secondaires issues du traitement biologiques, dans des bassins spéciaux,

clarificateurs.

L’eau épurée peut être alors rejetée dans le milieux naturel ( rivière, mer…).

Page 58: Cours de Microbiologie de

Traitement des eaux usées

Page 59: Cours de Microbiologie de
Page 60: Cours de Microbiologie de

II. Traitement des eaux

II.2. Traitement des eaux potables

Page 61: Cours de Microbiologie de

II. Traitement des eaux

II.2. Traitement des eaux potables

1. Prétraitement

Dégrillage et tamisage

Pré-oxydation

2. Clarification

Floculation-coagulation et décantation ou flottation

Filtration

3. Affinage

4. Désinfection

Page 62: Cours de Microbiologie de

II. Traitement des eaux

II.2. Traitement des eaux potables

II.2.1 Prétraitement

A. Dégrillage et tamisage

- L’eau passe au travers d’une grille dont les barreaux retiennent les matières les

plus volumineuses.

B. Pré-oxydation

- Elimination du fer et du manganèse, de la couleur et des algues par utilisation

du chlore, l’ozone, le dioxyde de chlore ou le permanganate de potassium.

Page 63: Cours de Microbiologie de

II. Traitement des eaux

II.2. Traitement des eaux potables

II.2.2 Clarification

Page 64: Cours de Microbiologie de

II. Traitement des eaux

II.2. Traitement des eaux potables

II.2.2 Clarification

- Ensemble d’étapes qui permettent d'éliminer les MES (minérales et organiques)

et une partie des matières organiques dissoutes (fraction "floculable").

- Permet d’obtenir une eau limpide.

A. Floculation/coagulation et décantation ou Floculation/coagulation et

flottation

B. Filtration

Page 65: Cours de Microbiologie de

II. Traitement des eaux

II.2. Traitement des eaux potables

II.2.3 Affinage

Page 66: Cours de Microbiologie de

II. Traitement des eaux

II.2. Traitement des eaux potables

II.2.3 Affinage

-Elimination des matières organiques et l’absorption de certains micropolluants.

- Utilisation des procédés d’ozonation, de filtration sur charbon actif ou de

filtration sur membranes (ultrafiltration ou nanofiltration).

- Améliore les qualités organoleptiques de l’eau (saveur, odeur, limpidité).

Page 67: Cours de Microbiologie de

II. Traitement des eaux

II.2. Traitement des eaux potables

II.2.4 Désinfection

Page 68: Cours de Microbiologie de

II. Traitement des eaux

II.2. Traitement des eaux potables

II.2.4 Désinfection

- Procédés chimiques: oxydation chimique avec des agents chlorés (chlore gazeux,

eau de Javel, bioxyde de chlore) et ozone;

- Procédés physiques: la filtration sur membranes, ou rayonnements ultraviolets.

Page 69: Cours de Microbiologie de

III. Microorganismes des eaux

Page 70: Cours de Microbiologie de

III. Microorganismes des eaux

I. Colone de Winogradsky

II. Facteurs influençant la distribution des microorganismes

dans l’eau

III. Répartition des microorganismes dans l’eau

Page 71: Cours de Microbiologie de

III. Microorganismes des eaux

I. Colonne de Winogradsky

Page 72: Cours de Microbiologie de

III. Microorganismes des eaux

I. Colonne de Winogradsky

Page 73: Cours de Microbiologie de

III. Microorganismes des eaux

I. Colonne de Winogradsky

C’est un microsome dans lequel les

microorganismes et les éléments nutritifs

interagissent dans un gradient vertical : les

produits de fermentations et le sulfure diffusent

verticalement en quittant la zone inférieure réduite et

l’oxygène diffuse vers le bas à partir de la surface.

Ceci créé des conditions semblables à celles d’un

lac contenant des sédiments riches en éléments

nutritifs.

La lumière fournie stimule la pénétration de la

lumière solaire dans la région inférieure anaérobie et

permet le développement de microorganismes

photosynthétiques

Page 74: Cours de Microbiologie de

III. Microorganismes des eaux

I. Colonne de Winogradsky

C’est un microsome dans lequel les

microorganismes et les éléments nutritifs

interagissent dans un gradient vertical : les

produits de fermentations et le sulfure diffusent

verticalement en quittant la zone inférieure réduite et

l’oxygène diffuse vers le bas à partir de la surface.

Ceci créé des conditions semblables à celles d’un

lac contenant des sédiments riches en éléments

nutritifs.

La lumière fournie stimule la pénétration de la

lumière solaire dans la région inférieure anaérobie et

permet le développement de microorganismes

photosynthétiques

Page 75: Cours de Microbiologie de

III. Microorganismes des eaux

Tableau 1: Principales bactéries trouvées dans la colonne en relation avec leur

type nutritionnel.

Page 76: Cours de Microbiologie de

III. Microorganismes des eaux

II. Facteurs influençant la distribution des microorganismes dans l’eau

Page 77: Cours de Microbiologie de

III. Microorganismes des eaux

II. Facteurs influençant la distribution des microorganismes dans l’eau

1- Température

2- Pression hydrostatique

3- Lumière

4- Turbidité

5- pH

Page 78: Cours de Microbiologie de

III. Microorganismes des eaux

II. Facteurs influençant la distribution des microorganismes dans l’eau

1- Température

Page 79: Cours de Microbiologie de

III. Microorganismes des eaux

II. Facteurs influençant la distribution des microorganismes dans l’eau

1- Température

Page 80: Cours de Microbiologie de

III. Microorganismes des eaux

II. Facteurs influençant la distribution des microorganismes dans l’eau

1- Température

Pyrolobus fumarri

Thermus aquaticus

Page 81: Cours de Microbiologie de

III. Microorganismes des eaux

II. Facteurs influençant la distribution des microorganismes dans l’eau

2- Pression hydrostatique

Page 82: Cours de Microbiologie de

III. Microorganismes des eaux

II. Facteurs influençant la distribution des microorganismes dans l’eau

2- Pression hydrostatique

La pression dans les milieux aquatiques augmente d’environ 1 atm chaque 10 m.

Elle atteint des valeurs proches de 1000 atm dans les plus grandes profondeurs.

On distingue:

Les barotolérants : entre 0 et 400 atm;

Les barophiles modérés avec un optimum à 400 atm;

Les barophiles extrèmes > 400 atm.

Page 83: Cours de Microbiologie de

III. Microorganismes des eaux

II. Facteurs influençant la distribution des microorganismes dans l’eau

3- Lumière

Page 84: Cours de Microbiologie de

III. Microorganismes des eaux

II. Facteurs influençant la distribution des microorganismes dans l’eau

3- Lumière

Son impact est lié à la photosynthèse.

Jusqu’à 50 m , la flore majoritaire est composée de cyanobactéries.

Au delà de 50 m, cette population est plutôt composée de bactéries pourpres et vertes.

Au delà de 125 m, il n’y a plus de lumière donc plus de photosynthèse.

Page 85: Cours de Microbiologie de

III. Microorganismes des eaux

II. Facteurs influençant la distribution des microorganismes dans l’eau

3- Lumière

Son impact est lié à la photosynthèse.

Jusqu’à 50 m , la flore majoritaire est composée de cyanobactéries.

Au delà de 50 m, cette population est plutôt composée de bactéries pourpres et vertes.

Au delà de 125 m, il n’y a plus de lumière donc plus de photosynthèse.

4- Turbidité

Elle influence le passage de la lumière.

Page 86: Cours de Microbiologie de

III. Microorganismes des eaux

II. Facteurs influençant la distribution des microorganismes dans l’eau

5- pH

Page 87: Cours de Microbiologie de

III. Microorganismes des eaux

II. Facteurs influençant la distribution des microorganismes dans l’eau

5- pH

pH optimal de croissance des microorganismes de l’eau est compris entre 6.5 à 8.5

pH de l’eau de mer : 7.5 à 8.5.

Facteurs qui entrainent le changement de pH: Température, Pression et quantité de

CO2.

Page 88: Cours de Microbiologie de

III. Microorganismes des eaux

II. Facteurs influençant la distribution des microorganismes dans l’eau

5- pH

pH optimal de croissance des microorganismes de l’eau est compris entre 6.5 à 8.5

pH de l’eau de mer : 7.5 à 8.5.

Facteurs qui entrainent le changement de pH: Température, Pression et quantité de

CO2.

La pression change la distribution des microorganismes car elle change la solubilité

des sel et donc le pH.

Page 89: Cours de Microbiologie de

III. Microorganismes des eaux

III. Répartition des microorganismes dans l’eau

Page 90: Cours de Microbiologie de

III. Microorganismes des eaux

III. Répartition des microorganismes dans l’eau

Les microorganismes de l’eau sont très variés.

Ils proviennent du sol, des végétaux bordant le cours d’eau et des plantes

aquatiques.

En général, on trouve deux types de flore: Flore autochtone et Flore de

contamination.

La nature des microorganismes de l’eau dépend du type d’eau.

Page 91: Cours de Microbiologie de

III. Microorganismes des eaux

III. Répartition des microorganismes dans l’eau

1. Microorganismes des milieux marins

Page 92: Cours de Microbiologie de

III. Microorganismes des eaux

III. Répartition des microorganismes dans l’eau

1. Microorganismes des milieux marins

On peut trouver toute sorte de microorganismes dans les milieux marins: bactéries,

champignons, virus et protozoaires.

- Gram- (Flavobacterium, Pseudomonas, Aeromonas, Vibrio, Acinitobacter et

Cytophaga).

- Gram+ (Bacillus, Clostridium et syaphylococcus).

- Champignons (spores, phycomycètes et deutéromycètes).

- Protozoaires (Fumaria et Radiolaria).

Page 93: Cours de Microbiologie de

III. Microorganismes des eaux

III. Répartition des microorganismes dans l’eau

2. Microorganismes des eaux douces (dulçaquicoles)

Page 94: Cours de Microbiologie de

III. Microorganismes des eaux

III. Répartition des microorganismes dans l’eau

2. Microorganismes des eaux douces (dulçaquicoles)

A. Les lacs

B. Les rivières

Page 95: Cours de Microbiologie de

III. Microorganismes des eaux

III. Répartition des microorganismes dans l’eau

2. Microorganismes des eaux douces (dulçaquicoles)

A. Les lacs

Les lacs varient sur le plan nutritif:

Page 96: Cours de Microbiologie de

III. Microorganismes des eaux

III. Répartition des microorganismes dans l’eau

2. Microorganismes des eaux douces (dulçaquicoles)

A. Les lacs

Les lacs varient sur le plan nutritif:

- Eaux pauvre en matières organiques: On trouve les bactéries autolithotrophes

telles que Flavobacterium, Acinetobacter, Caulobacter et Gallionella. Un nombre

faible de Pseudomonas.

Page 97: Cours de Microbiologie de

III. Microorganismes des eaux

III. Répartition des microorganismes dans l’eau

2. Microorganismes des eaux douces (dulçaquicoles)

A. Les lacs

Les lacs varient sur le plan nutritif:

- Eaux pauvres en matières organiques: On trouve les bactéries autolithotrophes

telles que Flavobacterium, Acinetobacter, Caulobacter et Gallionella. Un nombre

faible de Pseudomonas.

- Eaux riches en matières organiques: On remarque que le nombre de

Pseudomonas est élevée, par contre le nombre de Flavobacterium et

Acinetobacter diminu avec l’apparition de certaines bactéries Hétérotophes

comme les entérobactéries et les bacilliaceae.

Page 98: Cours de Microbiologie de

III. Microorganismes des eaux

III. Répartition des microorganismes dans l’eau

2. Microorganismes des eaux douces (dulçaquicoles)

B. Les rivières

Page 99: Cours de Microbiologie de

III. Microorganismes des eaux

III. Répartition des microorganismes dans l’eau

2. Microorganismes des eaux douces (dulçaquicoles)

B. Les rivières

On trouve beaucoup plus les bactéries du sol, essentiellement, Nitrosomonas,

Nitrobacter, Azotobacter et Nocardia.

Page 100: Cours de Microbiologie de

A- Les Algues

III. Microorganismes des eaux

2. Microorganismes des eaux douces (dulçaquicoles)

Tableau 2: Groupes systématiques de la flore algale

Page 101: Cours de Microbiologie de

III. Microorganismes des eaux

2. Microorganismes des eaux douces (dulçaquicoles)

B- Les bactéries

Page 102: Cours de Microbiologie de

III. Microorganismes des eaux

Il faut prendre des précautions avant de consommer de l'eau dans la nature.

Page 103: Cours de Microbiologie de

III. Microorganismes des eaux

IV. Maladies à transmission hydrique

L'eau est un vecteur de nombreux parasites, bactéries et virus.

Page 104: Cours de Microbiologie de

Tableau 3: Principaux groupes et agents pathogènes responsables de maladies

d’origine hydrique.

Page 105: Cours de Microbiologie de

IV. Analyse microbiologique de l’eau

Page 106: Cours de Microbiologie de

L’objectif de l’analyse bactériologique d’une eau n’est pas d’effectuer

un inventaire de toutes les espèces présentes, mais de rechercher soit

celles qui sont susceptibles d’être pathogènes, soit celles qui sont

indicatrices de contamination fécales.

IV. Analyse microbiologique de l’eau

Page 107: Cours de Microbiologie de

Choix des germes indicateurs de contamination fécale

IV. Analyse microbiologique de l’eau

Page 108: Cours de Microbiologie de

Choix des germes indicateurs de contamination fécale

IV. Analyse microbiologique de l’eau

4:

Page 109: Cours de Microbiologie de

L’analyse débute par l’acte de prélèvement qui doit mettre en œuvre

des méthodes assurant l’absence de contamination et la survie

bactérienne.

IV. Analyse microbiologique de l’eau

Page 110: Cours de Microbiologie de

1. Matériel de prélèvement

Flacons en verre de 250 à 1000 ml.

Flacons en plastique à usage unique stérilisés par le fabriquant.

IV. Analyse microbiologique de l’eau

Page 111: Cours de Microbiologie de

2. Appareils de prélèvement

Plongeur et canne à prélèvement: utilisés en cas de prélèvement d‘eau de puits,

au centre d’un cours d’eau, en profondeur dans un lac…etc.

plongeur Canne à prélèvement

IV. Analyse microbiologique de l’eau

Page 112: Cours de Microbiologie de

3. Mode de prélèvement

IV. Analyse microbiologique de l’eau

En fonction de la nature des eaux à analysées et celle des microorganismes

recherchés, les normes fixent des conditions à respecter (volume de

l’échantillon, agent neutralisant, qualité du matériel d’échantillonnage…..).

L’objectif est d’obtenir un échantillon aussi représentatif que possible de l’eau à

examiner, sans contaminer ni modifié l’échantillon.

Des précautions doivent être prises à trois niveau:

Le matériel de prélèvement;

Le mode de prélèvement;

Le transport et la conservation des échantillons.

Page 113: Cours de Microbiologie de

Méthodes générales de dénombrement

IV. Analyse microbiologique de l’eau

Page 114: Cours de Microbiologie de

Méthodes générales de dénombrement

Dénombrement sur milieu solide

Méthode par incorporation

Méthode par filtration

Dénombrement sur milieu liquide

Méthode de détermination du nombre le plus probable (NPP)

IV. Analyse microbiologique de l’eau

Page 115: Cours de Microbiologie de

1- Préparation de la série de dilution de l’échantillon de l’eau à analyser

Dénombrement en milieu solide

Page 116: Cours de Microbiologie de

2- Ensemencement

Milieu TSA solide

3- Incubation à 20°C ou 37°C /24h

4- Dénombrement

Page 117: Cours de Microbiologie de

Dénombrement par la Méthode de filtration

Principe

L’échantillon d’eau à analyser est filtré à travers une membrane qui retient les microorganismes.

La membrane est ensuite placée sur un milieu gélosé.

Durant l’incubation, des colonies se forment à la surface de la membrane.

Page 118: Cours de Microbiologie de
Page 119: Cours de Microbiologie de

Mode opératoire

Page 120: Cours de Microbiologie de

Dénombrement en milieu liquide

Principe

Les prise d’essais de l’échantillon d’eau ou de ses dilutions sont incorporées dans un milieu liquide conçu pour permettre la croissance d’un microorganisme ou de groupe de microorganismes.

La croissance se traduit par l’apparition d’un trouble du milieu et, éventuellement, une modification visible ( virage d’un indicateur de pH coloré)

Exemple: Méthode du nombre le plus probable (NPP)

Page 121: Cours de Microbiologie de

+ + + + + + + + - + - - - - - - - -

Incubation à 37°C /24h

Lecture

3 3 2 1 0 0

NC: 321 NPP 15 (Table de MacCrady)

Dénombrement en milieu liquide (Méthode NPP)

Page 122: Cours de Microbiologie de

Table de Mac Crady

Nombre Caractéristique 321 NPP 15

Nombre de bactéries/ml d'eau 15 x 102

Page 123: Cours de Microbiologie de

Dénombrement des microorganismes revivifiables

On entend par microorganismes : Bactéries, Levures,

Moisissures se développant en aérobiose, lorsque l’essai

est effectué selon la méthode spécifiée.

Le principe consiste à mettre en évidence les bactéries

Qui se développent à 20°C favorisant ainsi les germes spécifiques de l’eau.

Et celles qui se développent à 37°C favorisant ainsi les germes issus de l’homme et des animaux.

Page 124: Cours de Microbiologie de

Recherche et dénombrement des coliformes totaux et fécaux

Les coliformes totaux:

Bacilles Gram négatif, non sporulé, oxydase négatif, aérobie et

anaérobie facultatifs, capables de se multiplier en présence de sels

biliaires et de fermenter le lactose avec production de d’acide et de gaz

en 24/48h à une température de 37°C.

Page 125: Cours de Microbiologie de

Recherche et dénombrement des streptocoques fécaux ou entérocoque

bactéries Gram positif, sphériques ou ovoïdes, formant

des chainettes, non sporulées, catalase négative, possédant l’antigène D, cultivant en anaérobiose à 44°C, et à pH 9.6, et capables d’hydrolyser l’esculine en présence de bile.

Ils se répartissent en deux genres :

Streptococcus Enterococcus.

Page 126: Cours de Microbiologie de

Recherche et dénombrement des spores des bactéries sulfito-réductrices et Clostridium sulfito-réducteurs

Spores de bactéries anaérobies sulfitoréductrices : formes de résistance de micro-organismes se développant en

anaérobiose à 37°C ± 1 en 24h et ou 48h en gélose viande foie et donnant des colonies typiques réduisant le sulfite de sodium.

Spores de clostridium sulfitoréducteurs : même définition que la précédente pour des bacilles à Gram

positif, ne possédant pas de catalase et ayant l’aspect morphologique des clostridium.

Page 127: Cours de Microbiologie de

III. Méthode de Recherche et Dénombrement des

germes témoignant d’une pollution fécale

Analyse Technique Volume

de PE Milieu utilisé Températures

d’incubation Confirmation

µ-organismes

revivifiables

Incorporation

en milieu

solide

1 ml Gélose à

l’extrait de

levure

37° ou 20° C

-

Coliformes

totaux

filtration

100 ml Gélose

lactosée au

TTC (chlorure

de

triphényltétrazoli

um)

37° C

Colonies typique

OX-

Coliformes

fécaux

filtration

100 ml Gélose

lactosée au

TTC

44° C

Colonies typique

Streptocoque

du Grp D

filtration

100 ml Gélose

Slanetz et

Bartley

37° C Colonies

typiques +Litsky

Clostridiums

sulfito-

réducteurs

Incorporation

en milieu

solide

20 ml Gélose

tryptone sulfite à

la D- cyclosérine

37 ° C

Colonies

typiques

Page 128: Cours de Microbiologie de

IV. Recherche des bactéries pathogènes

IV.1 Recherche de salmonella

Des bacille Gram négatifs

(x) à la température de 36 ± 2°C en 24 à 48 h, sur milieu Hektoen, formant de petites colonies, lisses à contours réguliers, pigmentées en vert ou en bleu vert à centre noir.

Les Salmonelles se divisent en deux grands groupes : les typhoidiques (Hautement pathogènes) et les non typhoidiques.

Page 129: Cours de Microbiologie de

Méthode de recherche des Salmonelles

Page 130: Cours de Microbiologie de

Recherche de vibrion cholérique

Bacille Gram négatif droits ou incurvés,

Très mobiles,

Oxydase (+),

Fermentant le glucose sans production de gaz ni d'H2S, Hautement pathogènes.

Page 131: Cours de Microbiologie de

Méthode de recherche de Vibrio

Page 132: Cours de Microbiologie de

Recherche de Staphylocoques à coagulase positive :

Cocci à Gram (+) Isolées seules ou en grappes de raisin, Catalase (+) et coagulase (+) (x) en 24 à 48 h à 36 ± 2°C sur un milieu sélectif Chapman au mannitol.

L’espèce type du genre est Staphylococcus

aureus. Elle est pathogène et très redoutée.

Page 133: Cours de Microbiologie de

Méthode de recherche de Staphylocoques

Page 134: Cours de Microbiologie de

Recherche de Pseudomonas aérugénosa

– Un bacille Gram négatif

– Oxydase (+)

– Capable de produire de l’ammoniac à partir de l’acétamide.

• Pseudomonas aeruginosa, est également une bactérie hautement pathogène et résistante à plusieurs antibiotiques.

Page 135: Cours de Microbiologie de

Méthode de recherche de Pseudomonas

Page 136: Cours de Microbiologie de

Critères microbiologiques d’une eau potable

Page 137: Cours de Microbiologie de

Germes Eau de

forage

Eau de boisson

traitée

Eau de

piscine

Aérobies 100/ml (20°C) 100/ml (20°C)

Revivifiables 20/ml (37°C) 20/ml (37°C) 100/ml (37°C)

Coliformes totaux 0/100 ml 0/100 ml 10/100 ml

Coliformes fécaux 0/100 ml 0/100 ml 0/100 ml

Streptocoques fécaux 0/100 ml 0/100 ml

ASSR (Anaérobies Sporulés Sulfito-Réducteurs) 1/20 ml 1/20 ml

Staphylocoques 0/100 ml 0/100 ml 20/ml

Vibrios absence absence

Salmonelles 0/5 litres 0/5 litres

Entérovirus 0/10 litres 0/10 litres