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Evaluation de la qualité bactériologique des eaux avant et après photocatalyse à l'aide de nanocristaux de semiconducteurs fluorescents

PHC : Utique
Codes du projet : 14G0821 -- Campus N° 30532VJ
Domaine : Biologie, médecine, santé
Intitulé : Evaluation de la qualité bactériologique des eaux avant et après photocatalyse à l'aide de nanocristaux de semiconducteurs fluorescents
Porteur(s) : SCHNEIDER Raphaël M. GHRABI Ahmed, BALAN Lavinia
Date de début : 01/01/2014
Date de fin : 31/12/2016

Pour l’évaluation de la qualité bactériologique de l’eau, les méthodes utilisées reposent sur la détermination du pourcentaged’abattement bactérien en amont et en aval du système de désinfection (physique ou chimique). Cependant, sur le planbiologique, l’information obtenue à partir du dénombrement des bactéries cultivables est incomplète car la perte de la capacité àse cultiver sur milieu de culture usuel n’est pas toujours synonyme de mort cellulaire. En effet, les connaissances acquises sur lasurvie des bactéries en milieu hostile montrent qu’elles peuvent mettre en place des mécanismes antistress leur conférant descapacités d’adaptation et de résistances accrues.Après traitement des eaux, il est important de savoir si l’eau ne présente pas un risque potentiel pour le consommateur et pourl’environnement. En effet, au cours d’une étape de traitement de l’eau, une combinaison de plusieurs pôles de stress comme lacarence nutritive et l’effet désinfectant (par un agent physique comme l’irradiation ultraviolette ou chimique tel que la chloration ouaussi un jumelage entre deux méthodes tel que la photocatalyse) conduit à l'apparition des bactéries viables non cultivables. Cemode de développement bactérien, masqué par la non-cultivabilité sur milieu de culture, pose un problème d’estimation de laqualité bactériologique de l’eau et par suite, il est impossible de garantir une production d’eau équilibrée et microbiologiquementcontrôlée.De ce fait, il est important, après une étape de traitement de l’eau, de savoir si l’eau contient ou non des bactéries actives noncultivables qui peuvent constituer un risque potentiel pour la santé publique.Les méthodes traditionnelles de détection des bactéries actives non cultivables sont basées sur la spectrométrie et impliquentgénéralement une filtration ainsi qu’une concentration des échantillons suivies d’un marquage des bactéries à l’aide d’une sondefluorescente organique (Cyber, Backlight,…). Ces procédés sont souvent longs et peu reproductibles car les sondes organiquessont fragiles (phénomène de photoblanchiment).

Objectifs

Nous proposons, dans ce projet, d’évaluer la qualité bactériologique des eaux traitées en nous servant de particules virales, lesbactériophages (ou phages) marquées par de nouvelles sondes fluorescentes, les quantum dots (QDs), nanocristaux semiconducteursfluorescents, dont les propriétés de fluorescence sont très supérieures à celles des fluorophores organiquestraditionnels.En effet, les bactéries actives non cultivables difficilement détectables par les voies classiques ont gardé la susceptibilité au phagemais peuvent également peuvent maintenir l’expression de certains caractères de virulences. Les bactériophages ( ou phages)sont les virus des bactéries. L’infection de la bactérie par un bactériophage présente deux aspects: (i) Le phage se reproduit auxdépens de la bactérie et la détruit, c’est l’infection lytique. Les phages sont ainsi appelés des phages virulents. (ii) L’acidenucléique injecté par le phage ne se réplique pas de façon autonome mais s’intègre au chromosome bactérien sous forme de prophage. Ce type de relation entre la cellule hôte et le virus est connu sous le nom de lysogénie. Les bactéries qui portent lephage et le perpétuent dans leur descendance sont des bactéries lysogènes et le phage est appelé un bactériophage tempéré.L’équipe tunisienne a développé une méthode de détection des bactéries viables non cultivables à l’aide d’un phage lytique. Cetteméthode a permis de détecter des bactéries actives permissives au phage, malgré leur perte de cultivabilité sur milieu solideaprès irradiation UV (continue ou pulsée).Ces phages seront couplés aux QDs afin de développer une méthode rapide, efficace et reproductible de détection des bactériesdans les eaux après traitement.

Résultats

Les travaux de recherche proposés dans ce programme sont de nature recherche fondamentale avec une ouverture vers uneapplication sanitaire qui devrait se concrétiser vers le monde socio-économique. Les travaux seront valorisés par des publicationsdans des journaux internationaux à comité de lecture, par des communications dans des congrès et, si les résultats sont probants,par la prise de brevets. Le consortium franco-tunisien favorisera la création d’entreprises technologiques et innovantes s’appuyant sur des laboratoires derecherche. Les expertises scientifiques du Laboratoire Réactions et Génie des Procédés (France) ainsi que du Laboratoire deTraitement des Eaux (Soliman, Tunisie) leur permettront d’avoir un rôle moteur pour la diffusion des connaissances liées à ceprojet vers d’autres laboratoires publics français ou tunisiens ou vers des industriels chargés soit de l’assainissement de l’eau soitde son contrôle qualité.

Informations supplémentaires

NR

Université de Lorraine

Partenaire français
Nancy
http://www.univ-lorraine.fr/

Laboratoire(s) ou unité(s) de recherche
Laboratoire Réactions et Génie des ProcédésLRGP


Responsable(s)
Raphaël SCHNEIDER - Laboratoire LRGP - Nancy - Tél : 0383175053 - Email : raphael.scheider@univ-lorraine.fr

Centre de recherches et des technologies des eaux

Partenaire tunisien
Soliman
http://www.certe.rnrt.tn/

Laboratoire(s) ou unité(s) de recherche
Laboratoire de traitement des eaux uséesLR19CERT


Responsable(s)
Ahmed GHRABI - Laboratoire de traitement des eaux usées/LR19CERT - Soliman - Tél : 21679325122 - Email : ahmed.ghrabi@certe.rnrt.tn

Université de Haute Alsace

Partenaire français
Mulhouse
http://www.uha.fr/presentation

Laboratoire(s) ou unité(s) de recherche
Institit de Science des Matériaux de MulhouseIS2M


Responsable(s)
Lavinia BALAN - IS2M - Mulhouse - Tél : 0389608700 - Email :

Détoxification des eaux usées urbaines par photocatalyse solaire

Cotutelle - These - En cours
Par : Faouzi ACHOURI
Début de thèse : 01/01/2014
Présenté le : 01/01/2018
A : En cours
Co-directeurs :
  • SCHNEIDER Raphaël
  • Université de Lorraine, Nancy
  • GHRABI Ahmed
  • Université de Carthage, Carthage

Publications

    Conférences et séminaires

    Solar photocatalytic bacterial inactivation with titanium dioxide immobilized in a fixed-bed reactor

    Congrès
    SWMED Final Conference, Sustainable domestic water use in Mediterranean Region
    A : NR
    Du : 19/02/2015
    Au : 21/02/2015
    Participants :
    ACHOURI Faouzi , BEN SAID Myriam, SCHNEIDER Raphaël, CORBEL Serge, BOUSSELMI Latifa and GHRABI Ahmed

    La photocatalyse pour la désinfection bactérienne

    Séminaire

    A : Nancy, France
    Du : 18/12/2014
    Au : 18/12/2014
    Participants :
    BEN SAID Myriam

    Appel à projet 2017

    L'appel à projet 2017 pour le PHC Utique est ouvert sur le site de Campus France du 16 février au 18 avril 2016

    PHC 01