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Techniques de bioremédiation des hydrocarbures en système marin côtier
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Techniques de bioremédiation des hydrocarbures en système marin côtier

Auteur(s) : Philippe CUNY, Cécile MILITON

Date de publication : 10 juin 2022 | Read in English

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Présentation

1 - Contamination par les hydrocarbures dans les écosystèmes marins côtiers

2 - Biodégradation des hydrocarbures dans les écosystèmes marins

  • 2.1 - Micro-organismes hydrocarbonoclastes et voies cataboliques impliquées
  • 2.2 - Facteurs physicochimiques de contrôle (e.g. température, salinité, pH)
  • 2.3 - Facteurs biotiques de contrôle

3 - Stratégies de bioremédiation

  • 3.1 - Atténuation naturelle (ou suivre et ne rien faire)
  • 3.2 - Biostimulation
  • 3.3 - Bioaugmentation

4 - Conclusions

5 - Glossaire

Sommaire

Présentation

RÉSUMÉ

Les systèmes marins côtiers sont fréquemment contaminés par des hydrocarbures d’origine anthropique qui font partie des contaminants majoritaires du milieu. Plusieurs stratégies de réhabilitation biologique (bioremédiation) peuvent être mises en place. Celles-ci sont basées sur la stimulation des capacités métaboliques naturelles des micro-organismes autochtones (biostimulation) ou sur l’ajout de souches ou consortia microbiens dans le milieu à dépolluer (bioaugmentation). Parfois, la meilleure réponse peut toutefois consister à ne pas intervenir et à laisser les processus naturels d’autoépuration agir (atténuation naturelle).

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Auteur(s)

  • Philippe CUNY : Aix-Marseille univ., université de Toulon, CNRS, IRD, MIO, Marseille, France

  • Cécile MILITON : Aix-Marseille univ., université de Toulon, CNRS, IRD, MIO, Marseille, France

INTRODUCTION

Les hydrocarbures sont parmi les contaminants les plus abondants des systèmes marins côtiers. De nombreuses zones côtières à travers le monde sont en effet soumises à des apports chroniques de ces composés, apports qui peuvent être parfois massifs (marées noires). Leur dynamique dans le milieu est complexe et fait intervenir de nombreux processus, abiotiques et biotiques, qui interagissent. Parmi ceux-ci, la biodégradation des hydrocarbures, effectuée par des micro-organismes parfois spécialisés dans leur utilisation (qualifiés d’« hydrocarbonoclastes »), permet leur élimination effective en conditions oxiques mais aussi anoxiques tant dans l’eau de mer que dans les sédiments. Elle peut intervenir dans une vaste gamme de conditions physico-chimiques de température, de pH ou encore de salinité. Ceci en fait un processus de choix pour le génie écologique afin de dépolluer (bioremédiation) les écosystèmes marins pollués aux hydrocarbures. Les différentes stratégies de bioremédiation visent à stimuler (biostimulation) les capacités cataboliques naturelles de la communauté microbienne indigène du milieu côtier pollué. La stimulation peut se faire par ajout de nutriments (fertiliseurs), de (bio)surfactants, d’accepteurs terminaux d’électrons (e.g. O2, N O 3 ) ou encore grâce à des procédés électrochimiques (électrostimulation). Une autre stratégie peut consister à introduire dans le milieu pollué des souches/cultures mixtes hydrocarbonoclastes choisies pour leurs capacités à dégrader les hydrocarbures (bioaugmentation) et qui peuvent avoir été isolées de ce même milieu. Plusieurs de ces stratégies peuvent aussi être associées (e.g. ajout combiné de fertiliseurs et de biosurfactants).

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5. Glossaire

Bioaugmentation ; Bioaugmentation

Procédé de bioremédiation in situ ou ex situ qui consiste à augmenter la capacité biologique d’épuration d’un site ou de déchets pollués via l’introduction de micro-organismes sélectionnés pour leur grande capacité à biodégrader certains contaminants.

Biodégradation ; Biodegradation

Dégradation biologique des contaminants organiques qui fait intervenir des systèmes enzymatiques cataboliques spécifiques synthétisés par certains organismes.

Bioremédiation ; Bioremediation

Processus d’atténuation d’une contamination par la stimulation des capacités métaboliques de la communauté microbienne indigène (biostimulation) ou par l’ajout de micro-organismes sélectionnés pour leurs capacités à biodégrader des contaminants (bioaugmentation).

Biostimulation ; Biostimulation

Stimulation des capacités de biodégradation des contaminants d’une communauté microbienne par l’ajout de nutriments (fertilisants), de (bio)surfactants, d’accepteurs terminaux d’électrons ou par électrostimulation.

Hydrocarbonoclaste ; Hydrocarbonoclastic

Capacité d’un micro-organisme à métaboliser, parfois comme seule source de carbone et d’énergie, certains hydrocarbures.

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Sommaire
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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - BEAUDOIN (D.J.), CARMICHAEL (C.A.), NELSON (R.K.), REDDY (C.M.), TESKE (A.P.), EDGCOMB (V.P.) -   Impact of protists on a hydrocarbon-degrading bacterial community from deep-sea Gulf of Mexico sediments : A microcosm study.  -  Deep Sea Research Part II : Topical Studies in Oceanography, 129, p. 350-359 (2016).

  • (2) - BRAGG (J.R.), PRINCE (R.C.), HARNER (E.J.), ATLAS (R.M.) -   Effectiveness of bioremediation for the ExxonValdez oil spill.  -  Nature, 368, p. 413-418 (1994).

  • (3) - CEDRE -   *  -  . – https://wwz.cedre.fr/Ressources/Dossiers/Rejets-volontaires-d-hydrocarbures/Rejets-licites-et-illicites (2009).

  • (4) - CHEN (Q.), LI (J.), LIU (M.), SUN (H.), BAO (M.) -   Study on the biodegradation of crude oil by free and immobilized bacterial consortium in marine environment.  -  PLoS ONE, 12(3), p. e0174445. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0174445 (2017).

  • (5) - CRISAFI (F.), GENOVESE (M.), SMEDILE (F.), RUSSO (D.), CATALFAMO (M.), YAKIMOV (M.), GIULIANO (L.), DENARO (R.) -   Bioremediation technologies for polluted seawater sampled after an oil-spill...

1 Réglementation

(liste non exhaustive)

Directive 2005/35/CE du Parlement européen et du Conseil du 7 septembre 2005 relative à la pollution causée par les navires et à l'introduction de sanctions en cas d'infractions (JORF du 30 septembre 2005).

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