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Université KASDI MERBAH Ouargla
FACULTE DES SCIENCES DE LA NATURE ET DE LA VIE
DEPARTEMENT DES SCIENCES BIOLOGIQUES
Mémoire
MASTER ACADEMIQUE
Domaine : Sciences de la nature et de la vie
Filière : Biologie
Spécialité : Microbiologie Appliquée
Présenté par : BENLAMOUDI Hadjar
Thème
Soutenu publiquement
Le : 10/06/2014
Devant le jury :
Mme OULD EL HADJ-KHELIL. A Pr Président UKM Ouargla
M me HASSAINE.A MA(A) Encadreur UKM Ouargla
M r BENSACI. M MA(A) Examinateur UKM Ouargla
M me BAYOUSSEF.Z MC(B) Examinatrice UKM Ouargla
Année universitaire : 2013/2014
Etude de la capacité des souches fongiques isoléesdes eaux usées de Hassi Messaoud à tolérer les
hydrocarbures : cas du pétrole brut et du kérosène.
Avant tout, je remercie Dieu le tout puissant pour m’avoir donné la force,
le courage et la chance d’étudier et de suivre le chemin de la science.
Je tiens à exprimer mes vifs remerciements à :
M me HASSAINE.A., pour avoir dirigé cet ouvrage. Sa méthode de travail, sa
disponibilité, ses orientations, ses nombreux conseils ainsi que la confiance qu’elle m’a
témoignée m’ont été d’un grand apport dans la réalisation de ce modeste travail.
Mme OULD EL HADJ-KHELIL A., professeur à l’université Kasdi Merbah
d’Ouargla., d’avoir accepté de présider le jury de ma soutenance ;
Mme BAYOUSSEF. Z ., MC(B) a l’ U.K.M.O qui a bien voulu examiner
Ce modeste travail ;
Mr BENSASSI. M MA(A) à l’U.K.M.O, qui a pris part de mon jury afin d’examiner
cette étude et a contribué à l’identification des souches fongiques. .
Je remercie tout les enseignants qui ont contribué à ma formation universitaire.
Mes vifs remerciements vont aussi à :
Mr. Begari et Mesdemoiselles : Amina, Houda, Imène et Hassina du laboratoire de
microbiologie de l’université Kasdi Merbah d’Ouargla, ainsi que tout le personnel pour leur
précieuse disponibilité à mon égard, leur aide si précieuse et leur patience.
Je voudrais témoigner ma reconnaissance à toutes les personnes qui m’ont également fait
bénéficier de leurs conseils et de leurs expériences au sein de ce laboratoire.
J’exprime ma profonde gratitude à tous les enseignants et travailleurs du département de
Biologie pour leur disponibilité et leurs conseils.
Je tiens à exprimer ma gratitude à tous ceux qui m’ont permis de mener à bien cette étude.
BENLAMOUDI Hadjar
TABLE DES MATIERES
Pages
Remerciements
Liste des tableaux
Liste des figures
Liste des photos
Liste des abréviations
Résumé
الملخص
Abstract
Introduction 01
PARTIE I: SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE
CHAPITRE.I. Généralités sur les hydrocarbures
1. Définition 03
2. Sources d’hydrocarbures 03
2.1. Sources naturelles 03
2.2. Sources anthropiques 04
3. Classification des hydrocarbures 04
3.1 Les hydrocarbures aliphatiques 04
3.1.1. Les alcanes ou paraffines 05
3.1.2. Les alcènes ou « oléfine » 05
3.1.3. Les alcynes 05
3.2 Les hydrocarbures alicycliques 06
3.2.1. Cyclanes ou cyclo-alcanes 06
3.2.2 Les cyclènes ou cyclo-alcènes 06
3.2.3.Cyclynes 06
3.2.4. Les hétérocycles 06
3.3 Les hydrocarbures aromatiques 06
4. Les propriétés physico-chimiques des hydrocarbures 07
4.1. Les propriétés physiques 07
4.1.1. Densité 07
4.1.2. Viscosité 07
4.1.3. Le point d’ébullition ou la température d’ébullition 09
4.1.4. Le point d’écoulement 09
4.1.5. La solubilité 09
4.1.6. Pouvoir calorique 09
4.1.7. La pression de vapeur 10
4.2. Les propriétés chimiques des hydrocarbures 10
4.2.1. Les propriétés de liaison 10
4.2.2. Les propriétés d’oxydation 10
4.2.3. La combustion 11
4.2.4. Le craquage 11
CHAPITRE.II. La pollution par les hydrocarbures
1. La pollution atmosphérique 12
2. Pollution marine 12
3. Pollutions des sols et des eaux souterraines 15
4. Effets éco toxicologiques des hydrocarbures 16
4.1 Effets sur la santé publique 16
4.2 Effets sur la faune 17
4.2.1. Effet sur les oiseaux 17
4.2.2. Effet sur les mammifères 18
4.2.3. Effet sur les pêcheries 19
4.3. Effets sur la flore 19
4.4. Effet sur les algues 19
4.5. Impact sur l’environnement 20
CHAPITRE .III. Devenir des hydrocarbures dans l’environnement
1. L’élimination des hydrocarbures 21
1.1.Évaporation 21
1.2. Dispersion 21
1.3. Dissolution 22
1.4. Solubilisation 22
1.5. Sédimentation 22
1.6. Photo-oxydation 22
1.7. Biodégradation 22
2. Pénétration des hydrocarbures dans la chaîne alimentaire 23
CHAPITRE .IV. La biodégradation des hydrocarbures
1. Définition 24
2. Mécanismes de biodégradation 24
2.1. Biodégradation gratuite 24
2.2. Cométabolisme 25
3. Différents types de biodégradation 26
3.1 Biodégradation aérobie 26
3.1.1. Dégradation aérobie des hydrocarbures aromatiques 26
3.2 Biodégradation anaérobies 26
3.2.1. Dégradation anaérobie des hydrocarbures monoaromatiques 27
3.2.2. Dégradation anaérobie des hydrocarbures aromatiques polycycliques 27
4. Synthése sur les tendances de la biodadation des hydrocarbures 28
5. Les facteurs affectant la biodégradation 28
5.1. Facteurs microbiologiques 28
5.2. Composition chimique des hydrocarbures 29
5.3. Etat physique et concentration des hydrocarbures ou du pétrole 29
5.4. Facteurs environnementaux 29
5.4.1. Influence de la température 29
5.4.2. Effet de la salinité 30
5.4.3. L’influence du PH 30
5.4.4. Influence de l’oxygène 30
5.4.5. Influences des éléments nutritifs 30
5.4.6. Influence de l’humidité 30
5.4.7. Effet de la pression 31
5.4.8 Influence de métaux 31
6. Microorganismes aptes à biodégrader les hydrocarbures 31
6.1. Les bactéries 31
6.2. Les cyanobactéries 31
6.3. Les algues 32
6.4. Les micros algues 33
6.5. Les champignons 33
2.1.1. 6.5.1. 1er cas des champignons non lignolytiques 34
2.1.2. 6.5.2. 2ème cas des champignons lignolytiques 35
PARTIE.II. ETUDE EXPERIMENTALE
CHAPITRE.I. Matériel et Méthodes
1. Le matériel utilisé 36
2. Stratégie d’échantillonnage 36
2.1. Choix des sites d’échantillonnage 36
2.1.1. Prélèvement des échantillons 36
2.1.2. La Conservation 36
3. Les produits chimiques utilisés 37
3.1. Le pétrole brut 37
3.2. Le kérosène 38
CHAPITRE .II. Méthodes d’analyse
1. Les analyses physico chimiques 39
1.1. La température 39
1.2. Le pH 39
1.3. Demande Chimique en Oxygène (DCO) 40
1.4. Demande Biochimique en Oxygène (DBO5) 40
1.5. Les Matières en suspension (MES) 40
2. Analyses microbiologiques 40
2.1. Evaluation de la microflore totale 40
2.1.1. Préparation des dilutions 40
2.1.2. Milieux de culture utilisés 40
2.1.3. Ensemencement et incubation 41
2.1.4. La Lecture 41
2.1.5 Identification de la microflore totale isolée 41
2.1.6. Identification et classification des moisissures 41
3. Essaies de tolérance aux hydrocarbures 45
3.1. Le milieu de culture 45
3.2. Le protocole expérimental 45
3.3 Les paramètres mesurés 45
3.3.1. La densité optique 45
3.3.2. Détermination de la demande chimique en oxygène (DCO) 46
3.3.3. Le PH 46
CHAPITE.III. Résultats et Discussions
1. Résultats des analyses physico- chimiques 47
1.1. La température 47
1.2. Le PH 48
1.3. Les Matières en suspension (MES) 49
1.4. La demande chimique en oxygène (DCO) 49
1.5. La demande biologique en oxygène (DBO5) 50
1.6. Evaluation de la biodégradabilité 51
2. Résultats des analyses microbiologiques 51
2.1. Identification de la microflore isolée 51
3. Résultats de tolérance aux hydrocarbures 55
3.1. Evolution du pH du milieu de culture 55
3.2. Evolution de la DCO 56
3.3. La densité optique 58
4. Discussion des résultats 61
Conclusion 65
Perspectives 66
Références Bibliographiques 67
Annexes
LISTE DES TABLEAUX
N° TITRE PAGE
01 Propriétés des différentes classes de produits pétroliers 08
02 Température d’ébullition de différent mélange d’hydrocarbures 09
03 Quelques propriétés physiques des hydrocarbures 10
04 Les accidents pétroliers les plus importants de 2001 au 2010 14
05 Effets toxiques du benzène chez divers organismes Annexe I
06 Effets toxiques du toluène chez divers organismes Annexe I
07 Effets toxiques de l’éthylbenzène chez divers organismes Annexe I
08 Effets toxiques du xylène chez divers organismes Annexe I
09 Biodégradabilité des produits pétroliers 28
10 Conditions optimales pour la croissance microbienne et la
biodégradation des hydrocarbures
31
11 Principales souches bactériennes (aérobies) qui participent à la
dégradation des HAPs
Annexe II
12 Composition élémentaire d’un pétrole brut 37
13 Quelques propriétés physiques du kérosène 38
14 Les paramètres physico chimiques des eaux 39
15 Résultats des analyses physico-chimiques 47
16 Estimation de la biodégradabilité 51
17 La liste des souches identifiées, développées à 37°C 52
18 L’inventaire des espèces dans les différents sites échantillonnés 54
LISTE DES FIGURES
N° TITRE Page
01 La série aliphatique des hydrocarbures 05
02 Le devenir des hydrocarbures dans l’environnement 23
03 Métabolisme du phénanthène par différents espèces de champignons 34
04 Voies de dégradation des HAP chez les champignons et les bactéries 35
05 protocole expérimental des analyses microbiologiques de l’eau 43
06 protocole expérimental de la tolérance des souches fongiques auxhydrocarbures
46
07 Valeurs de la température calculées des deux sites le 20/05/2012 48
08 Valeurs du pH enregistrées dans les différents sites le 20/05/2012 48
09 DCO enregistré des deux sites 49
10 Résultats de la DBO5 50
11 Changement du pH du milieu de culture additionné de pétrole brut 55
12 Changement du pH du milieu de culture additionné de kérosène 56
13 Evolution de la DCO du milieu en présence du pétrole brut 57
14 Evolution de la DCO du milieu de culture en présence du kérosène 58
15 Concentration microbienne des souches fongiques en présence dupétrole brut
59
16 Concentration microbienne des souches fongiques en présence dukérosène
60
LISTE DES PHOTOS
N° Titre Page
01 Essay de tolérence des souches fongiques Annexe V
LISTE DES ABREVIATIONS
AFNOR : Association française de normalisation.
BTEX : Benzène, toluène, éthylbenzène et xylène.
BTX : Benzène, Toluène, Xylène.
CE25 : Concentration avec effet chez 25 % des individus testé.
CE50 : Concentration avec effet chez 50 % des individus testés.
CI50 : Concentration inhibitrice chez 50 % des individus testés.
CIRC : Centre International de Recherche sur le Cancer.
CL50 : Concentration létal causant la mortalité de 50 % des individus testés.
CMA : Concentration maximale acceptable.
CMEO : Concentration minimale avec effet observé.
COV : Composés Organiques Volatils.
CPPIC : Canadian Pollution Préventions Information Clearinghouse .
CSEO : Concentration sans effet observé.
CSST : Commission de la Santé et de la Sécurité du Travail du Québec .
DBO : Demande biologique en oxygène.
DCE : Dichloroéthylène.
DCO : Demande chimique en oxygène.
DIS : Déchets industriels spéciaux.
DL50 : Dose létale causant la mortalité de 50 % des individus testés.
DO : Densité optique.
ENTP : Entreprise Nationale des Travaux aux puits.
GNL: gaz naturel liquéfié.
HA : Hydrocarbures aliphatiques.
HAP : Hydrocarbures aromatiques polycycliques.
HCP : Hydrocarbure pétrolier.
INERIS : Institut national de l'Environnement industriel et des Risques (France).
INRP : Inventaire national des rejets de polluants.
INRS : Institut national de la Recherche et de la Sécurité (France).
KPa: kilopascal.
LiP : Lignines péroxydases.
Mb/j: Millions de barils par jour.
MEA : Milieu extrait de malt agar.
MEA : Mono éthanol amine.
MES : Matière en suspension.
MMO : Méthane Monooxygénase.
MnP : Manganèse Péroxydases.
Mt/an : Millions de tonnes par an.
Mt/j: Millions de tonnes par jour.
MW : Méga Watt.
SONATRACH : Société Nationale pour la Recherche, la Production, le Transport, la
Transformation, et la Commercialisation des Hydrocarbures.
TCE : Trichloroéthylène.
Etude de la capacité des souches fongiques isolées des eaux usées de HassiMessaoud à tolérer les hydrocarbures : cas du pétrole brut et du kérosène.
Résumé
L’objectif de notre étude est de démontrer la capacité de souches fongiques isolées et
identifiées à partir des eaux usées industrielles de Hassi Messaoud à tolérer le pétrole brut et
le kérosène.
Les différents espèces isolées appartiennent aux genres Aspergillus, Fusarium,
Altenaria et Penicillium ; avec une dominance d’Aspergillus fumigatus rencontré dans 2 sites
(pollué et non pollué par les hydrocarbures).
Notre étude a révélée une tolérance de la plus part des souches testées envers les deux
composés d’hydrocarbures au 6ème jour par rapport au 1er jour d’addition du produit ; avec
une bonne tolérance envers le pétrole brut pour A. fumigatus dont la biomasse est entre
(52,43×108 colonies/ml à 81.09×108 colonies/ml) et A. niger d’environ (32,83×108
colonies/ml et 68.07×108 colonies/ml) ; par contre, la biomasse d’A. ochraceus est de
(34,12×108 colonies/ml à 107,22×108 colonies/ml) et A flavus entre (62,87×108 colonies/ml
à 105,15×108 colonies/ml). Ces deux espèces tolèrent le plus le kérosène. Cette dernière est
appuyée par les facteurs abiotiques (température et lumière).
En fin, ces souches peuvent être utilisées dans les processus de bioremédiation des
hydrocarbures.
Les mots clés : souches fongiques, tolérance, hydrocarbures, bioremédiation.
عودمسحاسيمنالصناعيالصرفمیاهمنعزلھاتمالتيالمعزولة والفطریةالسالالتدراسة قدرة)الكیروسینوالخامالنفط( الھیدروكربوناتتحملعلى
الملخص
مسعوديحاسمنالصناعيالصرفمیاهمناعزلھتمالتيوالمعزولةالفطریةالسالالتقدرةعلىللتدلیلھودراستنامنالھدف)الكیروسینوالخامالنفط( الھیدروكربوناتتحملعلى
مع تواجد Aspergillus, Fusarium, Altenaria et Penicillium مختلف السالالت المعزولة تنتمي الى األجناس
Aspergillus fumigatus(الملوث و الغیر ملوث بالھیدروكربونات) في الموقعین.
؛1یومالبالنسبة الى 6الیومفيالھیدروكربونیةن المركبتیكان نحو السالالت المختارة معظمان قدرة التحمل لدراستناكشفت.الحیویةللكتلةالخامالنفطمنجیدتحمل مع A. fumigatus108× 81.09إلىمل/ مستعمرة108× 52.43(بینما(
الحیویةالكتلةفي الحین ؛)مل/ مستعمرة108× 68.07ومل/ مستعمرة108× 32.83(حوالي.A. nigerو) مل/ مستعمرةA. ochraceusوبین) مل/ مستعمرة108× 107.22إلىمل/ مستعمرة108× 34.12(ھواA flavus)62.87 ×108
غیرالعواملبواسطةاألخیرھذاویدعم. الكیروسینأكثرتحملالنوعینكال). مل/ مستعمرة108× 105.15إلىمل/ مستعمرةوالضوءالحرارةدرجة(الحیویة
ات الھیدروكربونالبیولوجیةالمعالجةوالتطھیر،عملیاتفيالسالالتھذهیمكن استعمال النھایة،في
،البیولوجیةالمعالجة،والھیدروكربونات،التحمل،الفطریةالسالالت:الرئیسیةالكلمات
Study of the capacity of fungal strains isolated from wastewater from HassiMessaoud to tolerate hydrocarbons: the case of crude oil and kerosene
Abstract
The aim of our study is to demonstrate the ability of fungal strains isolated and
identified from industrial wastewater from Hassi Messaoud to tolerate hydrocarbons (crude
oil and kerosene).
The isolated species belong to different genera Aspergillus, Fusarium, Alternaria and
Penicillium; with a dominance of Aspergillus fumigatus met in 2 sites (polluted and
unpolluted by oil).
Our study revealed a tolerance of most of the tested against two hydrocarbon
compounds on the 6th day from the 1st day with a good tolerance for crude A. fumigatus
Revenue Is (52.43 × 108 colonies stem / ml to 81.09 × 108 CFU / ml) and of A. Niger (32.83
× 108 CFU / ml and 68.07 × 108 CFU / ml), by cons, A. ochraceus (34.12 × 108 CFU / ml to
107 22 × 108 CFU / ml) and A. flavus (62.87 × 108 CFU / ml to 105.15 × 108 colonies / ml)
tolerate more kerosene. This tolerance is supported by abiotic factors (temperature and light).
In the end, these strains can be used in the processes of decontamination and bioremediation
of the environment polluted by hydrocarbons.
Keywords: fungal strains, tolerance, hydrocarbons, bioremediation.
Introduction
Introduction
1
INTRODUCTION
L’exploitation humaine des gisements de pétrole n’a cessé d’augmenter depuis
le début du siècle dernier. L’extraction, le transport et l’utilisation de cette source d’énergie
entraînent des risques de pollution (accidentelle et chronique) pour l’environnement pouvant
influencer l’équilibre écologique et parfois entraîner la destruction de l’écosystème,
(SOLTANI, 2004).
L’Algérie occupe la 12eme place mondiale en production de pétrole, représentée
essentiellement par le bassin de Hassi Messaoud (989 MT produit en 1980). Hassi Messaoud
(Wilaya de Ouargla, Sud-est d’Algérie) constitue une véritable métropole économique, grâce
aux activités d’exploration, de production et de transport des hydrocarbures.
Le phénomène de pollution hydrocarbonée a une importance de plus en plus grande
sur les plans environnemental, sanitaire et économique. Cette pollution peut avoir un impact
soit direct ou indirect, sur la santé humaine et l’équilibre des écosystèmes aussi bien marins
que continentaux, (MBONIGABA et al, 2009).
L’élimination des hydrocarbures des différents écosystèmes (air, sol, eau) constitue
une priorité et nécessite l’intervention de différents facteurs biotiques et abiotiques.
Les études réalisées jusqu’alors ont majoritairement porté sur la biodégradation par les
microorganismes. Cette dernière représente l’une des voies de dépollution les plus
économiques et les plus écologiques. Parmi les microorganismes capables de tolérer et
dégrader les hydrocarbures (bactéries, algues, champignons et levures), les champignons ont
la double particularité de posséder une grande capacité à se propager et des équipements
enzymatiques capables de dégrader un large spectre de molécules polluantes (SOLTANI,
2004).
Le but de notre étude est de déterminer la tolérance des souches fongiques envers
le pétrole brut et le kérosène. Afin d’atteindre ce but trois objectifs ont été formulés :
Isoler, identifier et conserver des souches fongiques à partir de milieu pollué par
les hydrocarbures.
Déterminer l’effet du pétrole brut et du kérosène sur la croissance de ces souches fongiques.
Retenir l’effet biotique dans nos tests.
Nous avons organisé notre travail en trois grandes parties :
Introduction
2
La partie I consiste une simple synthèse bibliographique sur les hydrocarbures,
la pollution qu’ils engendrent et le rôle que joue les microorganismes dits tolérants
dans leur élimination.
La partie II représente l’étude expérimentale et les méthodes analytiques de notre
travail avec les protocoles utilisés.
La troisième partie est consacrée à la présentation des résultats obtenus et leur
discussion.
Enfin, notre travail est clôturé par une conclusion générale, suivis des références
bibliographiques, perspectives et des annexes.
Partie ISynthèse
bibliographique
Chapitre I :
Généralités sur leshydrocarbures
Généralités sur les hydrocarburesCHAPITRE I
3
1. Définition
Les hydrocarbures sont des composés organiques dont la formule chimique comprend
uniquement des atomes de carbone (C) et d'hydrogène (H), (FRANENNEC et al., 1998),
ils peuvent aussi comprendre des atomes d’oxygène, d’azote et de souffre, (GUILLMOT,
1970). Les hydrocarbures ont pour formule brute CnHm où n et m sont deux entiers naturels.
(FRANENNEC et al., 1998).
D'après STANDARDS et PANCANADIENS, (2008), le terme « hydrocarbure
pétrolier » (HCP) est un terme générique qui désigne les mélanges de composés organiques
présents dans des matières géologiques comme l’huile, le bitume et le charbon ou dérivés de
ces matières. Les hydrocarbures sont solides, liquides ou gazeux selon leur teneur en
carbone ; (solide : le goudron, liquide : l’essence et les huiles de graissage).
2. Sources d’hydrocarbures
Les bilans d’émissions des hydrocarbures posent le problème de l’exhaustivité des
sources de pollutions. Nous pouvons distinguer deux sources principales d’hydrocarbures:
les sources naturelles et les sources anthropiques.
2.1. Sources naturelles
Il s’agit des sources induisant des rejets de substances polluantes mais qui ne sont pas
liées à l’activité humaine. Parmi ces sources, on peut distinguer les sources biogéniques (liées
à la présence d’organismes vivants) des autres sources. Elles correspondent aux hydrocarbures
naturellement produits. On les retrouve en effet dans les cires des végétaux supérieurs et en
quantité moindre dans les résines et les déchets microbiens, (COLOMBO et al., 1989).
Les hydrocarbures issus des végétaux terrestres et marins restent cependant à l’état de traces,
(ABOUL-KASSIM et SIMONEIT, 1995). Les végétaux produisent essentiellement des
hydrocarbures aliphatiques. Les feux de forêt et de prairie sont considérés comme l’apport
naturel le plus important, avec les éruptions volcaniques. L’érosion des roches contribue
également mais à moindre hauteur, à l’apport naturel total biologique, (HAHN et
RUDIGER, 1994).
Généralités sur les hydrocarburesCHAPITRE I
4
2.2. Sources anthropiques
L’utilisation des combustibles fossiles (pétrole, gaz naturel et charbon) constitue
la principale source des polluants d’origine anthropique. En effet ces combustibles à eux
seuls, comblent environ 80% des besoins énergétiques mondiaux et se concentrent, en
majorité, en milieu urbain. Parmi les sources anthropiques, on oppose souvent les sources
fixes aux sources mobiles liées aux transports. Une autre notion également importante pour
la caractérisation des sources et leur distribution géographique est la notion de source
ponctuelle ou diffuse. Les sources ponctuelles caractérisent les grands sites industriels et sont
étudiées en conjonction avec des données concernant leur localisation, leur capacité, leur
activité...etc. Les sources ponctuelles, définies par la nomenclature Corinair, sont : les usines
de production ayant une capacité thermique supérieure à 300 MW, les raffineries, les
fabriques d’acide sulfurique, d’acide nitrique, les unités de production de fer ou d’acier
supérieures à 3 Mt/an.
Deux sources anthropiques sont généralement distinguées: d’une part les sources
pétrolières, correspondant à une pétrogenèse à basse température, et d’autre part les sources
pyrolytiques correspondant à des processus de combustion à haute température.
La circulation automobile constitue l’une des principales sources d’hydrocarbures
puisqu’elle combine les deux processus. Les véhicules émettent des gaz d’échappement
provenant de la combustion incomplète des carburants, (FRASER et al., 1997 et 1998) et
sont aussi à l’origine de déversements de produits variés tels que les carburants, les huiles
lubrifiantes ou les débris de pneumatiques, (BOMBOI et HERNANDEZ, 1991).
Le chauffage urbain et les diverses industries employant des processus pyrolytiques
(production de coke, craquage catalytique, etc...) constituent aussi des sources importantes
d’hydrocarbures en milieu urbain, (ABOUL-KASSIM et SIMONEIT, 1995).
3. Classification des hydrocarbures
On distingue trois séries distinctes des hydrocarbures: la série aliphatique, la série
alicyclique et la série aromatique, (ARNAUD, 1983).
3.1. Les hydrocarbures aliphatiques
Les hydrocarbures aliphatiques (HA) sont constitués de chaînes carbonées linéaires qui
peuvent être saturées ou posséder une ou plusieurs doubles ou triples liaisons,
Généralités sur les hydrocarburesCHAPITRE I
5
Figure.1. La série aliphatique des hydrocarbures
(ARNAUD, 1983). Selon la nature des liaisons carbone_ carbone, on distingue trois types
principaux d’hydrocarbures aliphatiques :
Les alcanes (CnH2n+2) ;
Les alcènes (CnH2n) ;
Les alcynes (CnH2n-2).
3.1.1. Les alcanes ou paraffines
Ce sont des hydrocarbures aliphatiques saturés. Les alcanes sont constitués d’un
enchainement d’atomes de carbone portant chacun de 0 à 3 atomes d’hydrogène (sauf le
méthane: CH4). Toutes les liaisons carbone-carbone (C-C) sont simples et tous les atomes de
carbone sont tétragonaux, (CORTIAL N, 2006). Les alcanes représentent environ 30% du
poids des pétroles bruts, (FATTALE, 2008).
3.1.2. Les alcènes ou « oléfine »
Ce sont des hydrocarbures insaturés linéaires ou ramifiés, cycliques ou non; leur
formule générale est CnH2n, (CORTIAL N, 2006), qui est caractérisée par la présence d'au
moins une double liaison covalente entre deux atomes de carbone.
3.1.3. Les alcynes
Ce sont des hydrocarbures insaturés et aliphatiques linéaires comportant une seule
liaison triple carbone-carbone. Les deux atomes de carbone triplement liés sont dits
diagonaux, (CORTIAL N, 2006).
Hydrocarbures
Saturés Insaturés
Alcanes (liaisonsC- C simples)
Alcènes(liaisons C= C double)
Alcynes (liaisonsC≡C triples)
Généralités sur les hydrocarburesCHAPITRE I
6
Selon qu’il existe un ou deux groupes alkyles, on classe les alcynes en deux groupes :
- les alcynes monosubstitués (ou vrais) de formule R–C≡C–H ;
- les alcynes di substitués de formule R–C≡C–R′ (les radicaux R et R′ pouvant être
identiques ou différents), (LAROUSSE, 1976).
3.2. Les hydrocarbures alicycliques
Les hydrocarbures alicycliques peuvent également être saturés ou posséder une ou
plusieurs doubles liaisons, on parle alors respectivement de cyclanes et de cyclènes,
(ARNAUD, 1983).
3.2.1. Cyclanes ou cyclo-alcanes
Appelés communément les naphtènes, leur formule générale est (CH2)n ou CnH2n, ,
(LEFEBURE, 1978). Ce sont des hydrocarbures entièrement saturés, c’est-à-dire ne
comportant que des carbones tétras coordonnés, mais renfermant au moins un cycle carboné,
(LAROUSSE, 1976).
3.2.2. Les cyclènes ou cyclo-alcènes
Ce sont des hydrocarbures du même type que les cyclanes, mais ils comportent dans le cycle
une double liaison carbone-carbone, (LASSALLE A., ROBERT D., 2010).
Ce sont des hydrocarbures cycliques insaturés de formule CnH2n-2 (KHELIL, 2004).
Les cycles moyens possédant 5 ou 6 atomes de carbone possèdent une réactivité comparable à
celle des alcènes, (GERARD DUPUIS, 2014).
3.2.3. Cyclynes
Ce sont des hydrocarbures cycliques insaturés de formule CnH2n-4 avec n > 8.
Ils comportent une triple liaison : ce sont des composés très instables, (KHELIL, 2004).
3.2.4. Les hétérocycles
Le cycle d’une molécule peut contenir des atomes différents du carbone, appelés alors
hétéroatomes. Les hétéroatomes le plus courant sont le soufre, l’azote et l’oxygène. On peut
également rencontrer le bore, le phosphore et le sélénium, (M EL ATYQY, 2013).
3.3. Les hydrocarbures aromatiques
La série aromatique ne comprend que des hydrocarbures insaturés. Elle rassemble tous
les composés renfermant un ou plusieurs noyaux aromatiques.
Les hydrocarbures aromatiques contenant plusieurs noyaux aromatiques accolés sont
appelés hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), (ARNAUD, 1983).
Généralités sur les hydrocarburesCHAPITRE I
7
En générale les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) forment généralement
(entre 15 et 40%) des pétroles bruts, (FATTAL, 2008).
4. Les propriétés physico-chimiques des hydrocarbures
4.1. Les propriétés physiques
Les propriétés physiques des pétroles et produits pétroliers sont décrits avec
les paramètres suivants: densité, viscosité, tension de vapeur, point éclair et point
d’écoulement, (ERICLE GENTIL, 2009).
4.1.1. Densité
Elle détermine la flottabilité des hydrocarbures. Les paraffiniques au poids moléculaire
faible ont tendance à rester en surface, alors que les naphtènes ou asphaltées plus lourds
peuvent couler. Outre le poids moléculaire plusieurs autres facteurs contribuent à modifier et
augmenter la densité, il s’agit de la température, de l’évaporation ou encore de l’association
avec d’autre particules, (FATTAL, 2008).
4.1.2. Viscosité
La viscosité d’un hydrocarbure définit sa résistance à l’écoulement. Les hydrocarbures à
forte viscosité s’écoulent moins facilement que ceux à plus faible viscosité. Tous les
hydrocarbures deviennent plus visqueux (c’est-à-dire s’écoulent moins facilement) au fur et
à mesure que la température baisse, (ITOPF a, 2013). Elle diminue lorsque la température
augmente, (FATTAL, 2008).
Les hydrocarbures à faible densité ont une faible viscosité et renferment une forte
proportion d’éléments volatils (JENDI, 2006). Presque tous les hydrocarbures liquides sont
plus légers que l’eau. Pour les produits plus courbatus, la densité varie entre 0.7 à 0.9
(FLAHERTY, 2007 et SIMON, 2009).
Généralités sur les hydrocarburesCHAPITRE I
8
Tableau. 1. Propriétés des différentes classes de produits pétroliers
(COMPILATION d’après MORALES-CASELLES, C. et al., 2008).
Produits à faibleviscosité
Produits àviscositémoyenne
Produits à hauteviscosité
Produitssolides/semi-Solides
Produit -Essence-Kérosène-Diesel-Huile à chauffage
-Bruts légers-Mazoutintermédiaire
-Bruts lourds-Mazout lourd(Bunker C)-Produits à plusfaible viscositéayant vieilli
-Produits à plusfaibleviscosité ayantbeaucoup vieilli-Produits ayantatteintleur pointd’écoulement
Caractéristiques -Faible viscosité(semblable àl’eau)-Très volatils
Viscositémoyenne(du lait à lapeinture)Volatilitémoyenne
Haute viscosité(semblable à lamélasse)Peu ou pasvolatils
-Semi-solides
Comportement -Évaporation trèsrapide-Étalement rapide-Biodégradationrapide
-Évaporationpartielle rapide(jusqu’à 40 %)-Fractionslourdes formantune émulsion-Infiltration dansles sédiments(diminuant avecl’émulsion)
-Très peud’évaporation-Formant uneémulsion-Faiblepénétration dansles sédiments
-Étalementpresque nul-Pénétration nulledansles sédiments
Toxicité -Fractions légèresToxiques
-Toxicité plusfaible que lesproduits à faibleviscosité
-Faible toxicité -Toxicité trèsfaible
Contaminants Certains métaux peuvent être présents surtout dans les pétroles lourds (ex : lezinc, le plomb, le cuivre, le nickel, le vanadium, le mercure, etc.).
Généralités sur les hydrocarburesCHAPITRE I
9
4.1.3. Le point d’ébullition ou la température d’ébullition
Chaque fraction d’hydrocarbures a une température d’évaporation. Les fractions légères
s’évaporent à des températures relativement basses, inférieures à 20°C. Il faut des
températures de plus de 100°C pour évaporer les hydrocarbures lourds. Avec l’évaporation,
les hydrocarbures, restant devient plus visqueux et plus denses, (FATTAL, 2008).
La température d’ébullition augmente avec la longueur de la chaîne. On en déduit que
les forces intermoléculaires de Van der Waals, attractives, augmentent avec la longueur de la
chaîne, (tableau 2).
Tableau.2. Température d’ébullition de différent mélange d’hydrocarbures,(SARAIS M, 2008)
Produit Longueur de chainecarbonée (en nombred’atome de carbone)
Températured’ébullition (°C)
Gaz pétrolier 1 à 4 40
Essence 5 à 12 40 à 205
Kérosène 10 à 18 175 à 325
Diesel 12 et plus 250 à 350
Fioul 20 à 70 370 à 600
4.1.4. Le point d’écoulement
Le point d’écoulement est la plus basse température à laquelle le pétrole continu de
couler. La majorité des hydrocarbures a un point d’écoulement inférieur à 0°C. Il est lié
corrélativement à la teneur en alcanes et le pourcentage en paraffine augmente, plus la
température du point d’écoulement augmente (<5% pour des températures <5°C ;<15% pour
des températures <20°C), (FATTAL, 2008).
4.1.5. La solubilité
Les hydrocarbures totaux ont une solubilité variable dans l’eau, (POINTARD, 2008).
La solubilité des hydrocarbures est souvent faible à l’exception des hydrocarbures
aromatiques qui sont les plus solubles, (AMMARI, 2004).
4.1.6. Pouvoir calorique
La quantité de la chaleur libérée par combustion de l’unité de volume ou de poids de la
combustion est appelée le pouvoir calorifique, (WUITHIER, 1994).
Généralités sur les hydrocarburesCHAPITRE I
10
4.1.7. La pression de vapeur
La pression de vapeur donne une autre indication de la volatilité d’un hydrocarbure,
généralement citée en pression de vapeur Reid mesurée à 37,8 °C. Dans la plupart des
conditions, une pression de vapeur supérieure à 3 kPa (23 mm Hg) est requise pour que
l’évaporation se produise.
La pression de vapeur de l’essence, par exemple, est de l’ordre de 40 à 80 kPa (300 à
600 mm Hg). Le pétrole brut Cossack a une pression de vapeur Reid de 44 kPa et est très
volatil, avec une forte proportion de composants atteignant leur point d’ébullition à basse
température, (ITOPF, 2013a).
Tableau.3. Quelques propriétés physiques des hydrocarbures, (ITOPF, 2013a).
4.2. Les propriétés chimiques des hydrocarbures
Les propriétés chimiques des hydrocarbures sont innombrables. Cependant deux
grandes familles de propriétés chimiques sont intéressantes, (LESCOLE, 2002) :
Les propriétés de liaison et les propriétés d’oxydation.
4.2.1. Les propriétés de liaison
L’atome de carbone peut non seulement être associé à des atomes d’hydrogènes, mais
encore être lié à un autre carbone qui sera lui – même lié à d’autres atomes d’hydrogènes.
Cette aptitude permet la formation de chaines linéaires ou fermées, (LESCOLE, 2002).
4.2.2. Les propriétés d’oxydation
L’action brutale de l’oxygène sur les hydrocarbures conduit à une oxydation rapide qui
détruit l’édifice en formant du gaz carbonique et de l’eau en libérant une grande quantité de
calories, (LESCOLE, 2002).
Produits Densitérelative
Viscosité à20°C
Point d’écoulement(°C)
Pointéclair(°C)
BrutsEssenceKérosèneDiesel
0.80 - 0.950 .65- 0.75
0.800.80
3- 30000.5 - 1
215
35 à +30-
>-53- 40
Variable_
> - 38+ 55
Généralités sur les hydrocarburesCHAPITRE I
11
4.2.3. La combustion
La combustion est une réaction rapide ente un combustible et l’oxygène à haute
température pour donner du gaz carbonique et de la vapeur d’eau dans le cas d’une
combustion complète (JENDI, 2006).
Le but de la combustion est de produire la chaleur indispensable à la plupart des
opérations de raffinage du pétrole (JENDI, 2006).
4.2.4. Le craquage
Le craquage est une opération industrielle qui consiste à casser les molécules des
alcanes lourds (par pyrolyse ou par voie catalytique) pour obtenir des alcanes et alcanes plus
légers, (WUITHIER, 1994).
Chapitre II:
La pollution parles hydrocarbures
La pollution par les hydrocarburesCHAPITRE II
12
La pollution est une dégradation de l’environnement par l’introduction dans l’air, l’eau, ou
le sol de matières n’étant pas présentes naturellement dans le milieu. Elle entraine
une perturbation de l’écosystème dont les conséquences peuvent aller jusqu'à la migration ou
l’extinction d’espèces incapables de s’adapter au changement.
1. La pollution atmosphérique
La pollution par les hydrocarbures est une contamination atmosphérique par les
hydrocarbures gazeux qui sont d’origine anthropique ou naturelle, engendrant des
phénomènes perturbateurs de l’équilibre des écosystèmes terrestres, (BOURNELLE et
GUIDICELLI, 1993). Ils peuvent intervenir isolement ou en synergie ; c’est le cas des
Composés Organiques Volatils (COV).
Une grande partie des COV est d’origine naturelle ; ce sont des isoprènes et terpènes de
faible masse moléculaire émis par la végétation. La part due aux activités humaines (1600000
tonnes en 2002) est composée principalement d’hydrocarbures saturés (éthane, propane,
butanes, etc. ...), d’hydrocarbures insaturés (éthylène, propylène, acétylène, etc...) et
hydrocarbures aromatiques (benzène, toluène, etc.…).
Les sources de la pollution de l’air par les hydrocarbures sont nombreuses : évaporation
des bacs de stockage pétroliers, remplissage des réservoirs des véhicules, combustion
incomplète des combustibles, certains procédés industriels notamment en raffinerie et
pétroléochimie, utilisation de solvants (application des peintures, des encres, nettoyage des
surfaces métalliques), composés émis par les activités agricoles, etc... Les COV interviennent
dans le processus de formation d’ozone dans la basse atmosphère. A chaque plein de réservoir
d’une voiture à essence, on respire des hydrocarbures sous forme de gaz, dont le redoutable
benzène, (AUGIER, 2008).
2. Pollution marine
La pollution marine par les hydrocarbures consiste en une contamination de
l’environnement marin par les hydrocarbures liquides. Elle constitue l'essentiel des pollutions
pélagiques qui fait suite aux rejets d'hydrocarbures effectués par les navires hors des eaux
territoriales et qui se traduit par des plages souillées, des oiseaux englués et des mollusques et
bivalves immangeables. Les hydrocarbures peuvent s’échapper des bateaux de deux façons :
par les collisions et les échouages accidentels ou par le déversement délibéré. Cependant, de
nombreux navires déversent l’huile usée de la cale de leur salle des machines plutôt que de
payer les frais de vidange qui leur seraient imposés une fois arrivés au port. Ce genre de
La pollution par les hydrocarburesCHAPITRE II
13
déversement est appelé « pollution chronique par les hydrocarbures » parce qu’il est commis
quotidiennement dans certaines parties du monde.
Les hydrocarbures déversés dans les océans de façon délibérée par les navires s’avèrent
beaucoup plus néfastes que les collisions et les échouages largement médiatisés, cette forme
de pollution représente à elle seule 22% de la pollution pétrolière (nettoyage des citernes des
tankers et déversement d’eau de ballast pollué).
La pollution pétrolière est très dangereuse sur le milieu marin, elle perturbe l'équilibre
environnemental de la mer, comme la vie des poissons et les autres êtres vivants, les plages et
les établissements récréatifs et économiques.
Environ 50 % du transport maritime sert à acheminer des combustibles fossiles, soit
30% pour le pétrole brut (1.6 Gt en 2000), 11% pour les produits pétroliers et 9 % pour le
charbon. On estime que 4 à 6 millions de pétrole arrivent ou sont déversés chaque année dans
les océans, (NGO et REGENT, 2004).
Le tableau.4. qui suit, montre les catastrophes pétrolières les plus importantes dans
le monde ainsi que les quantités de pétrole déversées et les zones affectées.
La pollution par les hydrocarburesCHAPITRE II
14
Tableau.4. Les accidents pétroliers les plus importants de 2001 au 2010, (Web site 1)
Date Navire /Infrastructure
Lieu Tonnage déversé/Conséquences
16 juillet au 18juillet 2010
2 oléoducs Dalian 1 500 t, deux nappes de 50 km2
et 183 km observées au 19juillet en Mer Jaune
25 mai 2010 pétrolierBunga Kelana3vraquier Waily
Détroit deSingapour
2 500 t, 7 km de côtes souillés àSingapour
20 avril - mi-juillet 2010
plate-formepétrolièreDeepwaterHorizon
Golfe duMexique,80 km aularge de laLouisiane(États-Unis)
4 900 000 barils (environ678 000 t), 11 personnes portéesdisparues, 17 blessés, littorauxde la Louisiane, du Mississippi,de l'Alabama et de la Floridepollués
7 décembre 2007 Hebei Spiritbarge Samsung1
devantIncheon(Corée duSud)
10 500 t, 160 km de côtespolluées jusqu'à 375 km du sitede l'incident
11 novembre2007
Volgoneft-139 détroit deKertch(Ukraine)
1 300 t, côtes du détroitsouillées
11 août 2006 M/T Solar 1 large de l’îlede Guimaras(Philippines)
800 t, 1 mort, 1 disparu, gravepollution environnementale de235 km de côtes de l'île enpartie composées de mangrove
13 - 15 juillet2006
réservesnationales depétrole
Jiyyeh,30 km ausud deBeyrouth(Liban)
10 à 15 000 t, 150 km de côtessouillées
27 juillet 2003 Tasman Spirit large deKarâchi(Pakistan)
27 à 30 000 t, quelques plagespolluées
13 novembre2002
Prestige large du capFinisterre(Espagne)
63 000 t, environ 1 900 km decôtes portugaises, espagnoles etfrançaises sont touchées
15 - 20 mars2001
plate-formepétrolière P-36
Bacia deCampos aularge de Riode Janeiro,Brésil
300 000 l + 1 200 000 L degazole, 11 morts
La pollution par les hydrocarburesCHAPITRE II
15
3. Pollutions des sols et des eaux souterraines
La pollution des sols par les hydrocarbures résulte généralement de l’infiltration, à
partir de la surface et/ou de l’enfouissement, de produits pétroliers ou de résidus
hydrocarbonés. La pollution de la ressource en eau par les hydrocarbures solubles résulte
d’un contact de la nappe d’eau avec un produit infiltré ou enfouis ou parfois provient d’une
rivière polluée en charge par rapport à la nappe alluviale. En pénétrant dans les sols poreux,
les produits pétroliers se déplacent d’abord verticalement, sous l’effet de la pesanteur, en
laissant dans leur sillage des terrains imprégnés. Au contact du toit de la nappe d’eau
souterraine, la phase huileuse s’étale sous l’effet de la gravité. La zone de l’étalement, alors
horizontal, est directement influencée par le sens d’écoulement de la nappe. Il faut remarquer
que l’épaisseur de la couche d’huile mesurée dans un piézomètre situé au milieu d’une galette
est inférieure, d’un coefficient : 5 environ, à l’épaisseur de la galette dans le sol, (OLIVIER,
2005).
Afin de décrire plus précisément le comportement de la phase huileuse, il convient de
prendre en considération le phénomène de battement de la nappe lié à la pluviométrie ou aux
fluctuations du niveau de la rivière dans le cas d’une nappe alluviale. En effet, le mouvement
d’abaissement puis d’élévation du niveau de la nappe est susceptible de remobiliser
verticalement une partie des composés qui ont percolés et d’accroître l’extension de
la pollution dans le sol. Une conséquence de ces mouvements est de favoriser le transfert des
hydrocarbures solubles dans la nappe et donc d’accentuer sa contamination. Les terres
polluées par les solvants halogénés sont assimilés à des déchets industriels spéciaux (DIS ou
déchets dangereux). Ils peuvent être régénérés par distillation ou, lorsqu’ils sont trop pollués
ou dégradés, détruits par incinération dans des centres de traitement adaptés. Il apparaît
qu’une partie de la pollution aux Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP) dans
les sols est due aux retombées atmosphériques de ces composés alors contenus dans
des aérosols, (OLIVIER, 2005).
La région de Skikda, selon nos média ; reste fidèle à sa réputation de source de risque
écologique, (Web site 1)
C’était le 27 novembre 2006, le déraillement du train, à un endroit où la voie est
surélevée, a entraîné le déversement dans la nature de 420 m³ d’hydrocarbures.
6 décembre 2006 : un train déraille au centre-ville d’Azzaba : 300.000 litres de gasoil
et d’essence sont déversés.
La pollution par les hydrocarburesCHAPITRE II
16
27 février 2007 : un navire battant pavillon iranien déverse des quantités de fuel près
des bouées de chargement en offshore de Skikda. la quantité d'hydrocarbures, qui s'est
déversée, a été officiellement estimée à 500 m3.
29 juillet 2008 : des hydrocarbures fuient dans la mer près des bouées offshore lors du
chargement d’un tanker chypriote. La plage Ben M’hidi est interdite à la baignade.
2 décembre 2009 : un camion-citerne de Naftal se renverse sur la RN03 près de Aïn
Bouziane en déversant 16 000 litres de gasoil.
30 août 2010 : un train d’hydrocarbures déraille à Ramdane Djamel : 60.000 litres de
gasoil sont déversés.
13 décembre 2012 : un train de transport d’hydrocarbures se renverse et déverse
120.000 litres de gasoil à Aïn Bouziane.
2 février 2013 : une brèche dans un sea-line laisse s’échapper des hydrocarbures dans
la baie de Skikda. La nappe fait plus d’un kilomètre de long.
24 février 2013. : un camion-citerne chargé de 27.000 litres de gasoil se renverse près
de Bouchtata sur la RN43 reliant Skikda à Jijel
25 juillet 2013 : dix wagons-citernes d’un train d’hydrocarbures déraillent dans la
commune d’Azzaba: 600.000 litres de gasoil sont déversés dans la nature.
4. Effets éco toxicologiques des hydrocarbures
4.1. Effets sur la santé publiqueLes hydrocarbures aliphatiques à faible doses provoquent des excitations nerveuses
des céphalées, des vertiges et des nausées.
Les hydrocarbures aromatiques polycycliques provoquent des irritations des yeux,
(LACOUR, 2006) et ils sont responsables aussi d’irritation de la peau et des voies
respiratoires, de fatigue, de vertiges et de troubles du sommeil, (FRANCK, 2008).
Des effets aigus on été observés à la suite de l’inhalation ou l’ingestion de benzène, soit
des troubles digestifs (douleurs abdominales, nausées et vomissements), des troubles
neurologiques (troubles de conscience, ivresse puis somnolence pouvant aller jusqu’au coma
et convulsions à très hautes doses) et une pneumopathie d’inhalation (due à l’inondation des
voies respiratoires par le produit et aggravée par les vomissements éventuels), (LAN Q et
al., 2004).
Les troubles du système nerveux central peuvent s’accompagner de convulsions et la
mort résulte d’une dépression respiratoire, (INERIS, 2006). L’exposition à 64 980 mg/m³
pendant cinq à dix minutes est fatale, (INERIS, 2006).
La pollution par les hydrocarburesCHAPITRE II
17
Le toluène a une faible toxicité aiguë; sa cible principale est le système nerveux central.
Des expositions à des concentrations comprises entre 281 et 562 mg/m³ induisent des maux
de tête, des vertiges, des muqueuses irritées et une somnolence, (INERIS, 2005). Chez
l’humain comme chez l’animal, les troubles sont généralement réversibles en quelques heures
après l’arrêt de l’exposition, (INERIS, 2005). L’inhalation de fortes concentrations peut
entraîner la stupeur, la parésie et l’amnésie et, à de très fortes concentrations, peut provoquer
la perte de conscience et la mort, (CSST, 2004). Le toluène est irritant pour la peau, les yeux
et le système respiratoire, (INRS, 2008). Il est rapidement absorbé par la voie respiratoire;
environ 50 % de la dose inhalée sont retenus dans les poumons à la suite d’une exposition à
100 x 10³ mg/m³ pendant trois heures, (CSST, 2004).
Selon MARTIN (1988), les nombreuses études épidémiologiques et expérimentales ont
montrés que les effets d’une atmosphère polluée par les hydrocarbures sur la santé sont:
Irritation des yeux et des vois respiratoires ;
Altération de la fonction pulmonaire ;
Troubles du système nerveux central et altération enzymatique ;
Elévation du risque du cancer de poumon et d’autres organes;
Elévation du risque de maladies cardio-vasculaire.
Les sols contaminés par les hydrocarbures présentent un danger lors d'un contact
direct avec l'homme ou lors de leur transfert dans la chaîne alimentaire par le phénomène de
bioaccumulation. La toxicité des hydrocarbures vis-à-vis des personnes et de l'environnement
dépend de leur structure et de leur concentration. Par exemple, le benzène et ses dérivés
présentent à faible dose des effets neurotropes et cancérigènes ; à des doses plus élevées, ils
provoquent des tremblements musculaires et des convulsions, et une concentration de
65 mg/l dans l'atmosphère est rapidement mortelle.
4.2. Effets sur la faune
4.2.1. Effet sur les oiseaux
Les oiseaux sont généralement susceptibles à la pollution par les hydrocarbures et toute
mortalité importante d'oiseaux marins fait l'objet d'une publicité considérable. La mort des
oiseaux des suites d'une marée noire suscite des réactions négatives de la part des défenseurs.
On peut résumer ainsi les effets directs des hydrocarbures sur les oiseaux de mer, par :
Encrassement de la fine structure des plumes, conduisant à la perte de leurs propriétés
d'isolation et d'imperméabilité;
La pollution par les hydrocarburesCHAPITRE II
18
Perte de flottabilité et de chaleur corporelle, amenant la mort de l'oiseau par noyade
ou hypothermie;
Epuisement des graisses et de l'énergie musculaire, résultant de l'accélération du
métabolisme pour essayer de maintenir la chaleur corporelle;
Ingestion d'hydrocarbures lorsque l'oiseau lisse ses plumes mazoutées.
Les hydrocarbures pénètrent dans le tube digestif ou ils provoquent des inflammations
et graves lésions intestinales et hépatiques, avec hémorragie. L’accident du Torrey Canon
(1967) provoqua la mort de 40000 à 100000 oiseaux selon diverses sources, (JAUBERT,
1978).
Dans l’Atlantique et en mer du Nord, 150000 à 450000 oiseaux meurent chaque année à
cause de la pollution par les hydrocarbures, (TANIS, 1969).
4.2.2. Effet sur les mammifères
Sur les animaux, les effets des hydrocarbures montrent une diminution du taux
d'hémoglobine et un dysfonctionnement du foie (effets hépatotoxiques). Par ailleurs, des
essais d'écotoxicité de certains fluides de forages à base d'eau et d'huile, sur des mollusques
bivalves montrent que les fluides de forage peuvent affecter les tissus somatique et
reproductif de ces animaux. Donc, plusieurs effets sur la santé peuvent être associés aux
fluides de forage, à savoir des irritations dermiques, respiratoires et même des effets
cancérigènes, notamment dus aux hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP).
Chez les mammifères, le benzène ralentit la transmission nerveuse, affaiblit le système
nerveux central, abaisse la capacité de l’hémoglobine sanguine à retenir l’oxygène et réduit la
capacité des récepteurs cellulaires à lier les hormones, (ENVIRONNEMENT CANADA,
2004c).
Les mammifères marins comprennent les phoques, les loutres de mer, les baleines, les
dauphins, les marsouins, les lions de mer, les morses, les ours polaires et les lamantins. Les
hydrocarbures les affectent par le biais des mécanismes suivants: (O'SULLIVAN. A.J.et
T.G.JACQUES., 2003).
perte de la chaleur corporelle à la suite du mazoutage de leur pelage;
lésions cutanées et dommage aux yeux causés par le contact direct avec les
hydrocarbures;
pathologie des organes internes provoquée par l'ingestion d'hydrocarbures
(exposition à long terme) (O'SULLIVAN. A.J. et T.G.JACQUES, 2003)
.
La pollution par les hydrocarburesCHAPITRE II
19
4.2.3. Effet sur les pêcheries
Les déversements d’hydrocarbures peuvent impacter les lieux de pêche directement et
indirectement de plusieurs façons: (O'SULLIVAN. A.J. et T.G.JACQUES, 2003)
en entraînant une mortalité des poissons adultes et des coquillages;
en entraînant la mortalité des œufs, des larves ou des jeunes individus des
espèces de poissons commerciales;
en réduisant la nourriture disponible pour les poissons et les coquillages;
en provoquant leur altération;
en souillant les engins et les bateaux de pêche;
en interdisant la pêche dans certaines zones de pêche, (O'SULLIVAN. A.J.
and T.G.JACQUES., 2003).
4.3. Effets sur la flore
Les effets de la pollution atmosphérique sur la végétation sont multiples. Le degré
de sensibilité est tel que dans certains groupes systématiques, comme les lichens ou les
conifères, sont utilisés comme indicateurs biologiques de pollution.
Les effets peuvent se présenter sous forme de lésions caractéristiques, de
ralentissement de la croissance, d'une baisse de productivité des cultures agricoles,
du dépérissement de certaines forêts.
L'ozone agit sur le fonctionnement des stomates par effet de blocage.
En pénétrant dans les stomates des végétaux, I ‘ozone forme avec I ‘eau cellulaire
des radicaux hydroxydes qui endommagent les thylakoides des chloroplastes,
(KHALILE, 2004).
4.4. Effet sur les algues
Les déversements d'hydrocarbures peuvent influer sur la récolte des algues de diverses
façons:
en provoquant directement la mort des algues;
en souillant les algues, détruisant ainsi leur valeur commerciale;
en polluant ou corrompant les algues;
en tuant les éléments reproducteurs;
en favorisant, sur les substrats dénudés, le remplacement des algues de grande
valeur par des algues à croissance rapide, (OPOCE, 2003).
Les tableaux (5, 6, 7 et 8) dans l’annexe I ; montrent les effets toxiques du benzène,
toluène, éthylbenzène et xylènes (BTEX) chez divers organismes.
La pollution par les hydrocarburesCHAPITRE II
20
4.5. Impact sur l’environnementLes mécanismes d’impact sur l’environnement qui interviennent en cas de
déversement d’hydrocarbures sont les suivants :
l’engluement physique avec impact sur les fonctions physiologiques ;
la toxicité chimique avec effets létaux ou sublétaux ou détérioration des fonctions
cellulaires ;
les altérations écologiques, principalement la perte d’organismes clés d’une
communauté et la prolifération d’espèces opportunistes au sein des habitats affectés;
les effets indirects, tels que la perte d’habitat ou d’abri entraînant l’élimination
d’espèces d’importance écologique, (ITOPF, 2013b).
Chapitre III :Le devenir des
hydrocarbures dansl’environnement
Le devenir des hydrocarbures dans l’environnementCHAPITRE III
21
Selon, (SOLTANI, 2004) le devenir des hydrocarbures dans l’environnement est soit
l’élimination ou la pénétration dans la chaîne alimentaire.
1. L’élimination des hydrocarburesLorsque des hydrocarbures sont déversés en mer, ils subissent un grand nombre
de processus de transformation et de transport: évaporation, étalement, dérive, dispersion,
émulsifiassions, dissolution, biodégradation, sédimentation et échouage. Certains d’entre eux
agissent directement sur les propriétés du produit, lesquelles modifient à leur tour le
comportement hydrodynamique du polluant, (Figure.2).
1.1. Évaporation
Les composants les plus volatils d’un hydrocarbure s’évaporent dans l’atmosphère à
un taux dépendant des températures ambiantes et de la vitesse du vent. En règle générale, les
composants de l’hydrocarbure dont le point d’ébullition est inférieur à 200 °C s’évaporent
dans les 24 heures par conditions modérées. Le degré d’étalement initial de l’hydrocarbure
affecte également le taux d’évaporation. En effet, plus la superficie de la nappe est
importante, plus les composants légers s’évaporent vite. Les mers agitées, les vents forts et
les températures élevées accélèrent également l’évaporation, (ITOPF, 2013b).
1.2. Dispersion
Le taux de dispersion dépend largement de la nature de l’hydrocarbure et de l’état de
la mer ; il est le plus élevé avec les hydrocarbures de faible viscosité, en présence de vagues
déferlantes. Les vagues et les turbulences à la surface de la mer peuvent causer la
fragmentation de tout ou une partie d’une nappe en gouttelettes de tailles diverses qui
s’intègrent dans les couches supérieures de la colonne d’eau. Les plus petites gouttelettes
restent en suspension, tandis que les plus grosses remontent à la surface et soit reforment une
nappe par fusion avec d’autres gouttelettes, soit s’étalent en une très fine couche.
Les hydrocarbures qui restent fluides et s’étalent sans être altérés par d’autres processus de
vieillissement peuvent se disperser entièrement en quelques jours par mer modérée, (ITOPF,
2013 b).
1.3. Dissolution
La vitesse et le degré auxquels un hydrocarbure se dissout dépendent de sa
composition, de son étalement, de la température de l’eau, des turbulences et du degré de
dispersion. Les composants lourds du pétrole brut sont pratiquement insolubles dans l’eau de
mer tandis que les composants plus légers, et plus particulièrement les hydrocarbures
aromatiques comme le benzène et le toluène, sont légèrement solubles. Or, ces composés
Le devenir des hydrocarbures dans l’environnementCHAPITRE III
22
sont également les plus volatils et se perdent très rapidement par évaporation, soit
généralement 10 à 1 000 fois plus vite qu’ils ne se dissolvent. Par conséquent, les
concentrations d’hydrocarbures dissouts dans l’eau de mer dépassent rarement 1 ppm et la
dissolution ne contribue pas de manière significative à l’élimination de l’hydrocarbure de la
surface de la mer, (ITOPF, 2013b).
1.4. Solubilisation
La solubilité des hydrocarbures dans l’eau est très faible. Un hydrocarbure est
d’autant plus soluble que sa masse moléculaire est faible et que sa polarité est élevée. Il est
important de noter que les hydrocarbures solubles sont parmi les plus dangereux pour
l’environnement. Ils sont difficiles à éliminer et sont adsorbés par la faune et la flore,
(GOSWAMI et SINGH, 1991; BOUCHEZ et al ,1995).
1.5. Sédimentation
La sédimentation est le passage du pétrole de la surface vers le fond. Ce phénomène
concerne les résidus goudronneux constitués de la fraction pétrolière la plus lourde et dont la
densité est supérieure à celle de l’eau de mer. La sédimentation conduit à la constitution
d’agrégats de haute densité difficilement dégradable par voie naturelle,
(VANDECASTEELE, 2005).
1.6. Photo-oxydation
Les hydrocarbures peuvent réagir avec l’oxygène, entraînant ainsi la formation soit de
produits solubles, soit de goudrons persistants. L’oxydation est favorisée par la lumière
solaire ; bien qu’elle se produise sur toute la durée du déversement, son effet global sur la
dissipation est minime par rapport à celui d’autres processus de vieillissement. Même sous
une lumière solaire intense, les films d’hydrocarbure minces ne se décomposent que
lentement, soit à raison de moins de 0,1 % par jour dans la plupart des cas.
L’efficacité de ce phénomène dépend de la nature des hydrocarbures et de la présence
de composés non hydrocarbonés, (BERTRAND et MILLE, 1989). Ainsi, la photo oxydation
touche plus particulièrement les composés aromatiques qui sont plus photosensibles que les
composés aliphatiques. Parmi ces derniers, les composés ramifiés sont plus facilement photo-
oxydés que les n-alcanes, (RONTANI et GIUSTI, 1987).
1.7. Biodégradation
La biodégradation est le processus naturel le plus important dans la dépollution de
l’environnement, où l’aspect qualitatif et quantitatif dépend de la nature des hydrocarbures
présents dans le milieu, des conditions environnementaux ambiants ou saisonniers et la
Le devenir des hydrocarbures dans l’environnementCHAPITRE III
23
composition de la communauté microbienne autochtone, (BERTRAND et al., 1993).
L’importance de la biodégradation dans l’élimination du pétrole, les voies métaboliques
d’oxydation des hydrocarbures et les paramètres qui peuvent influencer la biodégradation
seront traités dans le chapitre suivant
2. Pénétration des hydrocarbures dans la chaîne alimentaire :
Les produits pétroliers rejetés dans l’environnement ont des répercussions sur la flore,
la faune et êtres humains. Les conséquences de la contamination dépendent des organismes
eux-mêmes et de la structure chimique des hydrocarbures. Certaines espèces éprouvent des
changements de comportement à peine perceptibles ou des problèmes de santé à court terme.
Certaines d’entre elles éprouvent des effets toxiques instantanés et aigus parfois mortels,
tandis que chez d’autres espèces, les répercussions se manifestent lentement à long terme
(SOLTANI, 2004).
Figure.2. Le devenir des hydrocarbures dans l’environnement, (ITOPF, 2003a).
Chapitre IV :
La biodégradationdes hydrocarbures
La biodégradation des hydrocarburesCHAPITRE IV
24
1. Définition
La biodégradation (ou dégradation biologique) est un phénomène naturel. Elle est le
résultat de la dégradation de molécules organiques par les microorganismes (bactéries,
champignons…etc.), dont la croissance s’effectue par l’oxydation du carbone qui est utilisé
comme source d’énergie, (JOSE, 1999).
Le terme de biodégradation sous-entend l'élimination complète d'un composé avec
comme seuls rejets des produits simples tels que H2O, CO2, CH4, H2, chlorure (pour un
organochloré), ou encore de l'acétate et des produits de fermentation.
La biodégradation des hydrocarbures est l’un des premiers mécanismes conduisant à
l’élimination des hydrocarbures de l’environnement, (HUSAIN et al., 1997). C’est
l’ensemble des mécanismes de transformation chimique des hydrocarbures en dioxyde de
carbone (CO2) et en eau (H2O) par l’action des microorganismes (FATTAL, 2008). Ce
phénomène peut s’effectuer à n’importe quel milieu (sol, eau) ainsi que dans différentes
phases du polluant (liquide, solide ou gazeuse), (LECOMTE, 1995).
2. Mécanismes de biodégradation
Les microorganismes peuvent seulement faire les choses pour lesquelles, ils ont une
programmation génétique (LABREQUE M.H, 2003). De plus, les microorganismes ne
peuvent pas tout faire et l’environnement demeure un facteur déterminant dans la réaction
pouvant être effectuée par un organisme apte à le faire. Par conséquence, il n’est pas garanti
qu’un composé soit dégradé dans un environnement particulier. D’ abord, un organisme
susceptible à dégrader doit être présent ; ensuite une opportunité doit exister pour que les
enzymes nécessaires soient synthétisées ; enfin, les conditions environnementales doivent être
appropriées pour que les réactions enzymatiques s’effectuent à une vitesse significative,
(GRADY, 1985). Ils existent deux types de mécanismes ou métabolismes de dégradation : la
biodégradation gratuite « gratuitous biodégradation » et le cométabolisme.
2.2. Biodégradation gratuite
De façon générale, le composé chimique supporte la croissance et sert comme source
de carbone et d’énergie aux microorganismes, (SYMPOSIUM, 1980). Le succès de ce type
de métabolisme dépend entre autre de la capacité du composé à induire la synthèse de
l’enzyme requise. On met souvent l’emphase sur la spécificité des enzymes comme
catalyseurs. Cependant, il n’est pas rare pour les enzymes de se lier à des substrats contenant
des groupements fonctionnels xénobiotiques analogues aux substrats naturels. Cela dépend du
degré de similarité de la structure entre le composé xénobiotique et le substrat
La biodégradation des hydrocarburesCHAPITRE IV
25
naturel, (ALEXANDER, 2000). Si ce dernier est incapable d’induire l’enzyme nécessaire,
alors la biodégradation se produira seulement en présence de l’inducteur naturel. Cela peut
sévèrement limiter les applications de la capacité enzymatique. Pour que les microorganismes
d’une seule espèce effectuent continuellement la dégradation gratuite du composé organique
en tant que seule source de carbone et d’énergie, ils doivent être absolument en mesure de
soutirer cette énergie (GRADY, 1985).
2.3. Cométabolisme
Le cométabolisme est défini comme la transformation d’un substrat ne servant pas à
la division cellulaire en présence obligatoire d’un substrat de croissance ou d’un autre
composé assimilable, (DALTON et STIRLING, 1982).
Cet aspect : présence obligatoire « d’un substrat pour la croissance a été ajouté par
DALTON et STIRLING, (1982) pour faire une distinction entre le cométabolisme et la
biodégradation gratuite. Bref, le composé chimique, bien que métabolisé ne sert pas de source
de nutriments pour les microorganismes. SYMPOSIUM (1980) suggère que la présence
d’un substrat facilement assimilable peut permettre à un organisme de dégrader un composé
récalcitrant en fournissant l’énergie ou en réduisant l’activité enzymatique. Le cométabolisme
demeure toutefois un phénomène complexe. En effet cette complexité a été soulignée par
GOLOVLEVA et al. (SYMPOSIUM, 1980) qui ont trouvé que différents Co substrats
(glucose, xylose, glycérol, acétate) avaient des effets différents sur la transformation du
xylène par Pseudomonas aeruginosa.
La littérature concernant l’oxydation des hydrocarbures par les microorganismes
indique que la croissance cellulaire dépend des processus de transport des hydrocarbures à la
surface cellulaire et de passage à travers l’enveloppe cellulaire jusqu’au cytoplasme.
Trois modes de transport des hydrocarbures sont généralement, (GOSWANI et
SINGH., 1991; HUSAIN et al., 1997).
1- L’interaction des cellules avec les hydrocarbures dissous dans la phase aqueuse par les
facteurs de solubilisation extracellulaires ;
2- L’interaction des cellules avec les hydrocarbures émulsifiés par les agents actifs de surface
appelés bio surfactants ;
3- Le contact direct des cellules avec les hydrocarbures.
La biodégradation des hydrocarburesCHAPITRE IV
26
3. Différents types de biodégradation
3.1. Biodégradation aérobie
Selon ZHENPENG et al.,(2002), la biodégradation aérobie d'une substance
organique est le degré de modification physique et chimique que subit cette matière
organique par les microorganismes. Celle-ci peut être affectée par la modification de l'un des
facteurs suivants :
• Vitesse de dégradation des composés organiques ;
• Quantité de l'oxygène consommée ;
• Produits résultant de la dégradation ;
• Activité microbienne.
3.1.2. Dégradation aérobie des hydrocarbures aromatiques :
En aérobiose, la plupart des voies cataboliques des hydrocarbures aromatiques
convergent vers des intermédiaires hydroxylés tels que les catéchols ou leurs dérivés
(protocatéchuate, gentisate). Les enzymes qui catalysent ces transformations sont des
monooxygénases et des dioxygénases. D’autres dioxygénases vont agir ensuite pour
réaliser l’ouverture du cycle aromatique de ces intermédiaires selon un clivage en
position ortho ou méta. Ainsi, les enzymes de dioxygénase impliquées dans le catabolisme
des hydrocarbures aromatiques par des microorganismes du sol illustrent bien leur nature,
leur capacité à s’adapter à différentes sources de carbone, (MESARCH et al., 2000;
TRUFFAUT et al., 2001).
3.2. Biodégradation anaérobies
La biodégradation anaérobies d’une substance organique est le degré de modification
physique et chimique que subit cette matière organique par les microorganismes en conditions
d’anaérobiose, (HONGWIE et al., 2003). Différentes souches de bactéries anaérobies
capables de dégrader les hydrocarbures ont été isolés de sites contaminés. Ces bactéries
utilisent le nitrate, le fer (III) ou le sulfate comme accepteurs d'électrons.
L'absence de l'oxygène moléculaire dans les environnements anoxiques nécessite un
nouveau mode d'activation biochimique pour convertir les hydrocarbures apolaires en des
composés comportant des groupements fonctionnels (hydroxyle, carbonyle ou carboxyle) et
leur présence dans les composés organiques est indispensable pour toute réaction d'oxydation
ultérieure, (WIDDEL et RABUS, 2001).
La biodégradation des hydrocarburesCHAPITRE IV
27
3.2.2. Dégradation anaérobie des hydrocarbures mono aromatiques
La dégradation anaérobie des hydrocarbures aromatiques a été plus récemment
mise en évidence. C’est surtout dans les conditions dénitrifiâtes que la dégradation des
BTEX a été observée. Dans l’ordre, il y a le toluène, le para-et méta-xylène, l’éthylbenzène et
l’ οrtho-xylène. Le bilan correspond à une minéralisation de l’hydrocarbure selon la réaction :
H8C7 + 7,2 H+ + 7,2 NO3- 3,6 N2 + 7,6 H2O + 7CO2
La dénitrification apparaît comme le système le plus efficace mais d’autres
accepteurs d’électrons fonctionnant à des potentiels plus bas peuvent également
dégrader certains hydrocarbures monoaromatiques. C’est le cas des bactéries sulfato-
reductrices, des bactéries utilisant Fe3+ . Et enfin des consortiums dans les conditions
méthanogènes peuvent minéraliser le toluène (avec production de CO2 et de CH4).
Concernant le benzène, des résultats positifs et d’autres négatifs, ont été rapportés avec
divers accepteurs d’électrons. Il apparaît que le benzène est dégradé dans certains milieux
possédant les microflores adéquates mettant en œuvre la réduction des sulfates ou de
Fe2+ ou la méthanogenèse. Les voies métaboliques de dégradation anaérobie sont encore
mal connues, mais elles sont supposées analogues à celles des composés comme le
benzoate, (BALLERINI et VANDECASTEELE, 1999).
3.2.3. Dégradation anaérobie des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP)
La dégradation anaérobie des HAP a été démontrée à travers plusieurs études de
microorganisme avec comme accepteurs finals d'électrons le nitrate, le fer ferrique, le Sulfate,
(MECKENSTOCK et al., 2004). Les résultats obtenus par CHANG et al., (2001) ont
prouvé que des bactéries sulfato- réductrices, méthanogènes et les eubactéries sont
impliquées dans la dégradation des HAP. Toutefois, les bactéries sulfato-réductrices
occupent une place importante des consortiums adaptés aux HAP.
Les voies biochimiques de dégradation ont été étudiées sur des espèces
dégradants le naphtalène, et ceci soit en cultures pure, ou soit en cultures enrichies. Ces voies
convergent toutes vers un métabolite principal qui est l'acide 2-naphthoique. Ce dernier est
obtenu soit par l’addition d’une molécule de dioxyde de carbone au naphtalène, soit
par l’addition du fumarate au groupe méthylique du méthylnaphtalène.
La dégradation anaérobie des HAP a été également démontrée in situ dans des
couches aquifères contaminées par identification des métabolites spécifiques (naphthyl -
2- methylsuccinate, l'acide 2-naphthoique). D'autres métabolites spécifiques, tels que les
acides carboxyliques ont été détectés dans les eaux souterraines, indiquant ainsi
La biodégradation des hydrocarburesCHAPITRE IV
28
la dégradation anaérobie des HAP et des composés hétérocycliques, (MECKENSTOCK et
al., 2004).
4. Synthése sur les tendances de la biodégradation des hydrocarbures
La biodégradation des hydrocarbures diffère selon ces différentes fractions (Tableau.9).
Les alcanes qui sont légères, aliphatiques, saturé ont une biodégradabilité rapide, surtout
lorsque les chaines sont droites. Les cycloalcanes sont aussi saturés avec des cycles constitués
de six atomes de carbone formant une chaine carbonée fermée, (FATTAL, 2008).
Tableau.9. Biodégradabilité des produits pétroliers, (FATTAL ,2008)
Produits pétroliers Biodégradabilité
Essence 90-100%
Kérosène 80-100%
Gasoil 60-85%
Fioul lourd 10-20%
Lubrifiants Moins 50%
Asphaltes et bitumes Négligeable
Pétrole brut 30-70%
5. Les facteurs affectant la biodégradation
Les travaux de recherche sur l’oxydation des hydrocarbures par les microorganismes ont
montré que ce processus dépend de la structure chimique des hydrocarbures et des conditions
environnementales. Les facteurs physico chimiques influant sur la vitesse de biodégradation
microbienne sont: la température, l’oxygène disponible, le pH, la salinité, les éléments
nutritifs, l’osmose et la pression hydrostatique, (LEAHY et COLWELL, 1990).
5.1. Facteurs microbiologiques
Dans un habitat bien défini, il est reconnu que les différentes communautés
microbiennes autochtones ont eu la possibilité de développer des interactions :
• Positives : le concept de commensalisme implique l’action normale d’une population
qui modifie l’environnement de telle façon que ces modifications permettent
le développement d’une espèce, (VOGEL et BALLERINI, 2001).
• Négatives : parmi ces interactions, le phénomène dénommé amensalisme ou
« antagonisme » qui implique la production par une espèce donnée de métabolites
La biodégradation des hydrocarburesCHAPITRE IV
29
inhibiteurs pour d’autre population qui ne pourront ainsi venir coloniser l’habitat,
(VOGEL et BALLERINI, 2001).
5.2. Composition chimique des hydrocarbures
Les composés pétroliers diffèrent par leur susceptibilité à l’attaque microbienne. Ainsi,
la vitesse de biodégradation est plus élevée pour les hydrocarbures saturés, viennent ensuite
les hydrocarbures aromatiques légers, les hydrocarbures aromatiques à haut poids moléculaire
et les composés polaires ayant la vitesse de dégradation la plus faible, (SOLTANI, 2004).
La biodégradabilité des pétroles bruts est très fortement dépendante de leur
composition ; à une température déterminée, un pétrole léger est plus susceptible d’être
biodégradé qu’un pétrole lourd, (SOLTANI, 2004).
5.3. Etat physique et concentration des hydrocarbures ou du pétrole
Les hydrocarbures tendent à se dissiper dans l’eau formant ainsi des marées noires.
Sous l’action du vent et des vagues, le pétrole dans l’eau et l’eau dans le pétrole peuvent
former des émulsions, ce qui augmente la surface du pétrole et par conséquent de favoriser
l’attaque microbienne. Par contre les grandes masses ou les nappes de mousse pétrolière de
viscosité très importante et qui ont un rapport surface / volume faible inhibent la croissance.
Les hydrocarbures à faibles poids moléculaires sont considérés comme des composés
toxiques pour les microorganismes à cause de leur grande solubilité et par conséquent leur
concentration très élevée dans les phases aqueuses, (RATLEDGE, 1978) rapporte que les n-
alcanes de courtes chaînes (< C9) sont très toxiques pour les micro-organismes alors que
ceux plus longs que le n-nonane, les alcènes > C12, les alkyle-bromides > C10, et les
alcanols > C14 ne sont toxiques pour aucun microorganisme.
5.4. Facteurs environnementaux
5.4.2. Influence de la température
La température est un paramètre pouvant influencer la biodégradation d’un
mélange d’hydrocarbures en modifiant son état physique, sa composition chimique,
l’activité physiologique des microorganismes et par conséquent la vitesse de dégradation ,
ainsi que la nature et la concentration des espèces microbiennes présentes, (BATTAZ,
2009).
Une diminution de la température est généralement accompagnée par une diminution
de la vitesse de biodégradation qui peut être expliquée par une décroissance de
l’activité enzymatique, (BATTAZ, 2009). Au delà de la température optimale de croissance
et de biodégradation on assiste à une augmentation de la toxicité des hydrocarbures
La biodégradation des hydrocarburesCHAPITRE IV
30
et une diminution de l’activité métabolique, (RÖLING et al., 2003), mentionnent une
inhibition totale de la biodégradation au delà de 80 à 90°C et dans des puits de pétrole où la
température peut atteindre 100°C.
5.4.3. Effet de la salinité
WARD et BROCK (1978) ont montré que la vitesse de la biodégradation des
hydrocarbures décroit lorsque la salinité passe de 3,3 à 28,4%, et ils ont attribué ces résultats à
une réduction générale des vitesses métaboliques des microorganismes.
5.4.4. L’influence du pH
L’influence du pH a été très peu étudiée, mais il ne semble jouer qu’un rôle relativement
mineur en milieu marin. Contrairement à la plupart des écosystèmes aquatiques, les sols
peuvent avoir des valeurs de pH très variables, allant de 2,5 à 11,0. Des valeurs extrêmes de
pH, ce qui est le cas pour quelques types de sols, pourraient avoir une influence négative sur
la capacité des microorganismes à dégrader les hydrocarbures. La croissance des bactéries
hétérotrophes et des champignons étant favorisée par un pH proche de la neutralité.
LEAHY et COLWELL (1990), ont trouvé que la dégradation des hydrocarbures est
plus élevée dans des conditions légèrement basiques. Quel qu’il soit, le pH des milieux
marins n’atteint jamais des valeurs suffisamment extrêmes pour inhiber la biodégradation.
5.4.5. Influence de l’oxygène
La concentration en oxygène a été identifiée comme une variable limitant de la
vitesse de la biodégradation du pétrole dans les sols et les eaux souterraines. Les conditions
aérobies sont, par suite, nécessaires pour la voie d’oxydation microbienne des
hydrocarbures dans l’environnement.
5.4.6. Influence des éléments nutritifs
Les nutriments sont indispensables à l’activité et au développement des
microorganismes. Ce sont des corps simples qui peuvent être assimilés sans transformation
digestive par les organismes et favoriser la croissance des populations bactériennes. Les plus
importants sont l’azote et le phosphore (N, P), (BAROOAH et BORTHAKOR, 1999).
5.4.7. Influence de l’humidité
L’humidité est un paramètre important dans le processus de la biodégradation car
l’eau est un élément indispensable au développement des bactéries.
GABET (2004) a signalé que pour une meilleure activité de biodégradation,
l’humidité doit être de 25 à 90%.
La biodégradation des hydrocarburesCHAPITRE IV
31
5.4.8. Effet de la pression
La pression n’est considérée comme une variable dans la biodégradation
des hydrocarbures que dans les profondeurs des océans, (LEAHY et COLWELL, 1990;
BERTRAND et MILLE, 1989).
5.4.9. Influence de métaux
La présence de métaux peut réduire ou inhiber la biodégradation microbienne des
hydrocarbures pétroliers.
Tableau.10. Conditions optimales pour la croissance microbienne et la biodégradation des
hydrocarbures (KUTCHEROV, 2013).
Paramètre Croissance microbienne Biodégradation des HC
Capacité de rétention d’eau 25 – 28 40 – 80
pH 5.5 - 8.8 6.5 - 8.0
Température °C 10 – 45 20 – 30
Oxygène 10% 10 - 40%
C :N :P 100 :10 :1(0.5) 100 :10 :1(0.5)
Contaminants Non toxique HC 5 - 10% par poids sec
Métaux lourds Moins 2000 ppm Moins 700 ppm
6. Microorganismes aptes à biodégrader les hydrocarbures
L’existence d’organismes susceptibles de métaboliser les hydrocarbures a été signalée
dès le début du 20ème siècle par SOHGEN, (GATELLIER, 1970).
Les bactéries et les champignons sont des acteurs essentiels dans le recyclage des
composés organiques de toutes natures, contribuant ainsi à la biodégradation d’une foule de
substances utilisées comme source d’énergie ou comme source de carbone directement
assimilable par les cellules, (PELMONT, 1995).
6.1. Les bactéries
Selon CHAMPAGNAT et ADRIAN ( 1974), la dégradation des hydrocarbures dans
les milieux marins et terrestres est réalisée par les bactéries suivantes : Achromobacter,
Acinétobacter, Alcaligens, Arthrobacter, Bacillus, Flavobacterium, Nocardia, Pseudomonas
(P.putida 01G3, P.putida PaW1, P.pseudoalcaligens KF707, P.putida F1, P.mendocina
KR1), (CHABLAIN et al., 2001), ainsi que Micrococcus, Actinomycétes, Rhodococcus,
Corynebacterium et Mycobacterium. Le tableau 11 (Annexe II), illustre les principales
souches bactériennes (aérobies) qui participent à la dégradation des HAPs.
La biodégradation des hydrocarburesCHAPITRE IV
32
Selon PELMONT (1995), les caractéristiques des bactéries aptes à biodégrader les
hydrocarbures sont les suivantes :
• Génétiquement stables ;
• Aptes à se reproduire rapidement suite à un entreposage de longue durée ;
• Aptes à biodégrader une vaste étendue de polluants pétroliers ;
• Activité enzymatique et croissance des bactéries dans des conditions
environnementales optimales ;
• Aucun effet secondaire néfaste et produits finaux non toxiques.
6.2. Les cyanobactéries
Des travaux récents ont montré que les microorganismes photosynthétiques, en
particulier les cyanobactéries, peuvent jouer un rôle direct ou indirect dans le métabolisme et
la dégradation des hydrocarbures. En effet, les cyanobactéries comme Anabaena
cylindrica, Phormidium faveolarum de Oscillatoria JCM et Agmenellum quadruplicatum
peuvent dégrader différents composés aromatiques.
NARRO (1985) a démontré la capacité de A. quadruplicatum d’oxyder le
phénanthrène en trans-9,10-dihydroxy-9,10-dihydrophenanthrene et 1- methoxyphénanthrène
grâce au système de monooxygénase. Une autre étude réalisée par NARRO et al.
(1992) a confirmé la formation de1-methoxyphénanthrène à partir du phénanthrène par
Agmenellum quadruplicatum PR-6, (ABED et al., 2002).
Dans des systèmes de nappe phréatique, les cyanobactéries sont présentes en
association avec les bactéries dégradant le pétrole brut, en les immobilisant dans leur
mucilage. En outre, elles fournissent également aux bactéries l'oxygène produit par leur
photosynthèse et l'azote fixé requis pour leur activité dans le processus de dégradation.
Ce rôle indirect des cyanobactéries est très important pour le succès du processus global de la
biodégradation, (ABED et al., 2002).
6.3. Les algues
Les algues sont également des micro-organismes importants pour leur capacité à
dégrader les HAP. CERNIGLIA et al., (1980) ont suivi le métabolisme du naphtalène
chez des cultures algales différentes, parmi lesquelles 5 cyanobactéries, 5 algues vertes, une
algue rouge et une algue brune: ces organismes oxydaient le naphtalène de 0,1 à 2,4%.
WARSHAWSKY et al., (1995) ont étudié la biotransformation du benzo(a)pyrène,
de l'anthracène et du pyrène par des algues vertes et d'autres espèces sous différentes
La biodégradation des hydrocarburesCHAPITRE IV
33
lumières. Ils ont montré que la dégradation dépend de la quantité d'énergie lumineuse
absorbée et émise, de la quantité de HAP à laquelle les algues sont exposées, de la
phototoxicité des HAP, de leurs métabolites et des espèces et souches d'algues concernées.
6.4. Les micro algues
Plusieurs études ont rapporté l’implication des micro algues procaryotes et eucaryotes
dans la dégradation des HAP, (TAM et al., 2007). Ces microorganismes présentent
plusieurs voies d’attaque des cycles aromatiques notamment via des mono-oxygénases,
suivant une voie similaire à celle des champignons, ou via des dioxygénases comme le
rapportent les travaux de Warshawsk, (WARSHAWSKY et al., 1995).
Ces microorganismes, principalement photo autotrophes, dégradent les composés
aromatiques pour produire des intermédiaires utilisables pour la biosynthèse de
macromolécules, (GIBSON et SUBRAMANIA, 1984). De même, les micro algues et
les bactéries s’associent au sein de consortiums dans lesquels, les unes produisent de
l’oxygène par la photosynthèse et les autres dégradent les HAP pour produire du CO2. Cette
synergie renforce le potentiel de dégradation, (BORDE et al., 2003).
Signalons enfin que certaines micro-algues sont capables d’attaquer les hydrocarbures,
citons l’exemple de Protatheca zopfii qui dégrade 40 % du pétrole brut, (WALKER et al.,
1975).
6.5. Les champignons
Selon des auteurs, les champignons aussi peuvent dégradées les hydrocarbures. La
majorité des champignons est capable d’attaquer les HAP de haut poids moléculaire
produisant des intermédiaires plus solubles et plus réactifs, qui sont potentiellement
métabolisables par certaines bactéries aérobies, (BOONCHAN et al., 2000).
Contrairement aux bactéries, et en général, les champignons n'utilisent pas les HAP
comme leur source unique de carbone et d'énergie, mais ils transforment ces composés en
métabolites détoxifiés par cométabolisme, (BOONCHAN et al., 2000). Chez les
champignons, parmi les voies d'attaque des HAP, il faut distinguer entre celles existant chez
les champignons lignolytiques de celles existant chez les autres champignons. Cette
différence a fait l’objet de nombreux travaux, mais deux cas sont à considérer,
(BOUCHEZ, 1995).
La biodégradation des hydrocarburesCHAPITRE IV
34
6.5.2. 1er cas des champignons non lignolytiques
Les champignons non lignolytiques tels que Cunninghamella elegans, Aspergillus
ochraceus, Aspergillus niger, Penicillium janthinellum, Syncephalastrum sp et
Saccharomyces cerevisiae peuvent transformer une variété de HAP ; y compris le
pyrène, le chrysene, et le benzo[a]pyrene en métabolites polaires. En effet, une étude a
montré la capacité de la souche Aspergillus niger à transformer le pyrène et le
phénanthrène en 1-methoxypyrène et 1-methoxyphénanthrène. L'attaque initiale des HAP
est catalysée par le biais d’une monooxygénase. Un atome d'une molécule d'oxygène est
incorporé dans un cycle aromatique des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP)
impliqués formant alors une arène oxyde pouvant évoluer en phénol ou en trans-dihydrodiol.
L'autre atome de la molécule d'oxygène est réduit en eau. L'attaque initiale des HAP
pouvant se faire en différentes positions, et à partir d'un même HAP, de très nombreux
isomères peuvent ainsi être formés (Figure3). La monooxygénase responsable de cette
dégradation est le cytochrome P-450 (enzyme membranaire inductible), (BOONCHAN et al.,
2000).
Figure.3. Métabolisme du phénanthrène par différents espèces de champignons
(SUTHERLAND et al., 1995).
La biodégradation des hydrocarburesCHAPITRE IV
35
6.5.3. 2ème cas des champignons lignolytiques
Le mécanisme d’attaque des HAP est dans ce cas complètement différent des
précédents. Lorsqu’ils sont cultivés en conditions limitées en carbone, en azote ou en
soufre, les champignons lignolytiques produisent des enzymes extracellulaires. Parmi
elles, il y a des lignines péroxydases [LiP] qui permettent l’attaque de la structure
aromatique de la lignine et également le manganèse péroxydases [MnP]. Ces enzymes sont
présumées être impliquées dans le processus de dégradation des HAP. En fait, il s’agit de
cométabolisme, puisque les composés libérés ne peuvent pas servir de substrats de
croissance aux champignons qui les produisent.
Les lignines péroxydases sont peu spécifiques. Elles agissent sous forme oxydée
en soustrayant un électron à la structure aromatique attaquée. Les HAP tels que l’anthracène
et le pyrène, sont oxydés mais l’attaque reste très limitée. Des structures quinoniques (pyrène
1,6- dione dans le cas du pyrène) et des composés aromatiques hydroxylés sont obtenues.
Dans la plupart des cas, le métabolisme de ces produits ne va pas plus loin.
Les champignons lignolytiques excrètent trois types d’enzymes solubles, les
lignine- peroxydases, les manganèse-peroxydases, ou les phénol-oxydases, ainsi que des
enzymes produisant du peroxyde d’hydrogène. Ces enzymes sont impliquées dans la
dégradation de la lignine, un polymère constitué de structures phénoliques, (HARITASH et
KAUSHIK, 2009) (Figure.4.).
Certains champignons dits de la pourriture blanche (Pycnoporus cinnabarinus,
Bjerkandera adusta et Pleurotus ostreatus) produisent, les laccases, (MERCIER, 1998 ;
RAMA et al., 1998).
Sous l’action de l’ensemble de ces enzymes, la transformation initiale des HAPs
augmente significativement leur biodégradabilité, l’attaque du cycle par les systèmes
enzymatiques bactériens étant facilitée par la présence d’un groupe réactif (quinone),
(GRAMMS et al., 1999 ; KOTTERMAN et al., 1999).
Il existe aussi d’autres champignons de la pourriture blanche. Le mieux et plus étudié
pour ses capacités de dégradation : est phanerochaete chrysosporium, (BOONCHAN et al.,
2000), car il possède un avantage par rapport aux bactéries est qu'à la fois les HAP et les
phénols peuvant être complètement éliminés, que la biodégradation a lieu par l'action
d'enzymes extracellulaires, ce qui est meilleur pour la biodégradation des HAP de
poids moléculaire élevé et les molécules faiblement hydrosolubles. Toutefois, la
biodégradation n'est pas complète et des intermédiaires sont détectés (KENNES et
LEMA, 1994), ce qui pose d'autres problèmes.
La biodégradation des hydrocarburesCHAPITRE IV
36
Toutefois, SALICIS et al., (1999) et RAVELET et al., (2000) ont récemment montré
la capacité de certains Deutéromycètes des genres Aspergillus sp., Penicillium sp.et Rhizopus
sp. à utiliser le fluoranthène et le pyrène comme seules sources de carbone et d’énergie.
Figure.4. Voies de dégradation des HAP chez les champignons et les bactéries,(CERNIGLIA, 1992).
Partie IIEtude
Expérimentale
Chapitre I:
Matériel etMéthodes
Matériel et MéthodesCHAPITRE I
36
1. Le matériel utilisé
On a utilisé deux échantillons d’eau, l’un pris d’une eau usée industrielle de l’enceinte
de la zone pétrochimique de Hassi Messaoud, et l’autre échantillon relevé d’une eau
de consommation loin de toute pollution par les hydrocarbures, considéré comme témoin.
2. Stratégie d’échantillonnage2.1. Choix des sites d’échantillonnage
Les sites de prélèvements sont choisis selon la charge en polluants hydrocarbonés. Deux
groupes apparaissent : le premier contient un effluent pollué par les hydrocarbures, l’autre
loin de toute pollution par les hydrocarbures, concerne le site témoin.
2.1.1. Prélèvement des échantillons
Les échantillons sont prélevés dans des conditions d’asepsie rigoureuse, pour éviter
toute contamination accidentelle durant la manipulation.
Nous avons effectué les prélèvements le 20/05/2012 du :
Site 1 : Entreprise Nationale des Travaux aux puits ENTP (SONATRACH)
Site 2 : Eau de consommation.
En effet Sonatrach est « la Société Nationale pour la Recherche, la Production,
le Transport, la Transformation, et la Commercialisation des Hydrocarbures». C’est une
entreprise publique Algérienne d’envergure internationale et un acteur majeur de l'industrie
pétrolière. C’est la clé de voûte de l’économie Algérienne.
L’échantillonnage a été réalisé comme suit:
1-Deux bouteilles, sont préalablement lavées, rincées soigneusement pour éliminer toute trace
d’un éventuel détergent.
2-Au moment du prélèvement, la bouteille est rincée avec de l’eau à examiner.
3-Le prélèvement manuel est effectué à la surface, au niveau d’une zone assez agitée par le
courant de l’effluent où le risque de sédimentation est très faible.
4- les bouteilles remplies complètement puis bouchées instantanément au téflon sont
recouvertes avec du papier aluminium pour assurer une double protection contre toute
contamination probable.
2.1.2. La Conservation
Les eaux industrielles sont rapidement modifiées sous l’action de divers
microorganismes qu’elles renferment. Pour limiter les possibilités d’évolution entre l’instant
de prélèvement et l’analyse, les bouteilles ont été hermétiquement fermées, soigneusement
étiquetées, conservées dans une glacière à basse température (4°C) et transportées au
Matériel et MéthodesCHAPITRE I
37
laboratoire dans la même journée pour les analyses, sachant que la période de conservation ne
doit pas être supérieure à 3 mois, (AFNOR, 1999).
2. Les produits chimiques utilisés
Les molécules d’hydrocarbures utilisées sont le pétrole brut et le kérosène ; tout deux
nous sont fournis par Sonatrach de Hassi Messaoud.
2.1. Le pétrole brut
Le pétrole ( petroleum, du mot grec petra (roche) et du latin oleum (huile)
(LEFEBURE, 1978) : c’est le nom donné dans le langage courant à des composés chimiques
comportant essentiellement des atomes de carbone (C) et des atomes hydrogènes (H) que les
chimistes appellent les hydrocarbures. Il est repéré la première fois au Moyen-Orient à la
surface de la terre ; et constitue la première source d’énergie dans le monde dès les années
1950.
Le pétrole est généralement extrait du sous-sol (bassins sédimentaires » où il occupe
les vides de roches poreuses appelés « roches réservoirs »). On le trouve en grandes quantités
dans des gisements enfouis sous la surface des continents ou au fond des mers, (SALLES et
DEBYSER, 1976). Il contient de faibles quantités de soufre, ainsi que des traces d’azote,
d’oxygène et de métaux.
Le pétrole brut est un liquide dont la couleur va de l’ambre claire ou noire opaque
(bruts asphalté nique). Ils peuvent être d’un vert fluorescent (paraffiniques) ou bleus
(naphténiques). La présence de composés sulfureux leur donne une odeur déplaisante
Tableau.12. Composition élémentaire d’un pétrole brut, (BOCARD, 2006)
Composition Poids ( %)
Carbone 84 à 87
Hydrogène 11 à 14
Soufre 0 à 6
Azote 0 à 1
Oxygène 0 à 8
Matériel et MéthodesCHAPITRE I
38
2.2. Le kérosène
Le kérosène est un mélange d’hydrocarbures contenant des alcanes (CnH2n+2), de formule
chimique allant de C10H22 à C14H30 (Fiches internationales de sécurité chimique dans
l’Annexe III).
Tableau.13. Quelques propriétés physiques du kérosène
Les paramètres Les propriétés physiques
T° de fusion - 48 à -26 °C
T°ébullition 150 à 300 °C
Solubilité Pratiquement insoluble (eau)
Masse volumique 0.8g .cm3 à 15°C
T° d’auto inflammation 220 °C
Point d’éclair 49 à 55 °C
Limites d’explosivité dans l’air 0.6-6.5% vol
Chapitre II:Méthodes d’Analyse
Méthodes d’AnalyseCHAPITRE II
39
1. Les analyses physico chimiques
L’estimation de la pollution d’une eau nécessite la connaissance de certains paramètres
physico chimiques : pH, température, conductivité, salinité…etc. Les paramètres étudiés
sont les suivants :
Tableau.14. Les paramètre physico chimiques des eaux
Paramètres Méthodes d’analyse Unités Sources
Température pH mètre de terrain de type(HORIBA L-PG7730) étalonné àpH : 4, 7 et 10.
°C RODIER et al.,(2009)
pH pH mètre de terrain de type(HORIBA L-PG7730) étalonné àpH : 4, 7,10.
RODIER et al.,(2009)
DCO Méthode par oxydation avec duKMnO4 à N/40
mg/l O2 RODIER et al.,(2009), P.986
DBO5 Méthode instrumentale par OxiTop mg/l O2 RODIER et al.,(2009), P.978
MES Méthode par filtration sur fibre deverre
mg/l RODIER et al.,(2009), P.954
1.1. La température
Elle joue un rôle important dans la solubilité des gaz et des sels, dans la dissociation
des sels solubles et par conséquent, elle influence la conductivité électrique et le pH ; ainsi
que les phénomènes biologiques dans les milieux aquatiques (RODIER et al., 2009).
La température doit être mesurée in situ. Les appareils de mesure de la conductivité,
du pH et de la température sont généralement intégrés dans le pH-mètre du terrain.
1.2. Le pH
C’est un paramètre important pour définir le caractère agressif ou incrustant d’une eau.
Il intervient dans divers phénomènes et peut varier de 0 à 14 (RODIER et al., 2009).
Le pH (potentiel Hydrogène) mesure la concentration en ions H+ de l'eau. Il traduit
ainsi la balance entre acide et base sur une échelle de 0 à 14, 7 étant le pH de neutralité. Ce
Méthodes d’AnalyseCHAPITRE II
40
paramètre caractérise un grand nombre d'équilibre physico-chimique et dépend de facteurs
multiples, dont l'origine de l'eau.
Le pH doit être impérativement mesuré sur le terrain à l'aide d'un pH-mètre ou par
colorimétrie.
1.3. Demande Chimique en Oxygène (DCO)
C'est la mesure de la quantité d'oxygène nécessaire qui correspond à la quantité des
matières oxydables par l’oxygène renfermées dans un effluent
1.4. Demande Biochimique en Oxygène (DBO5)
Ce paramètre donne une indication sur l’activité microbiologique dans une eau. Il est
utilisé pour les contrôles de pollution (GUIRAUD, 1998).
1.5 Les Matières en suspension (MES)
Ce paramètre exprimé en mg/l correspond à la pollution insoluble particulaire, c'est-à-dire
la totalité des particules solides véhiculées par les eaux usées. Elles se subdivisent en deux
groupes (ALIEM, 1999) :
2. Analyses microbiologiques
2.1. Evaluation de la microflore totale
2.1.1. Préparation des dilutions
La dilution décimale consiste à diminuer la densité de l’eau en microorganismes,
d’abords à 1/10 puis 1/100 et ainsi de suite jusqu’à réduire la concentration microbienne de
l’échantillon mère.
Ainsi l’eau est prête à l’analyse microbiologique, bien que la probabilité d’éliminer un
nombre considérable d’espèces microbienne et non nulle, (BOTTON et al., 1990).
La préparation des dilutions consiste à :
- Homogénéiser l’échantillon mère par agitation du flacon de prélèvement.
-Prélever à l’aide d’une pipette gradient stérile, 1ml d’échantillon mère, puis l’additionner à
9 ml d’eau physiologique stérile dans un tube à essai, permettant ainsi d’obtenir une
suspension microbienne diluée 10 fois moins dilué que l’échantillon mère.
Cette opération se fait dans des conditions aseptiques sous une haute à proximité d’un
bec bunsen
2.1.2. Milieux de culture utilisés
La microbiologie dépend en grande partie de la croissance et du maintien des
microorganismes au laboratoire. Un milieu de culture est une préparation solide, semi solide
ou liquides, utilisé pour l’identification et la mise en évidence d’une activité particulière
microbienne), (PRESCOTT et al., 2003).
Méthodes d’AnalyseCHAPITRE II
41
Nous avons utilisé un milieu de culture systématiquement favorable au développement
de la microflore : le milieu Czapek. Sa composition contient quantitativement et
qualitativement les aliments exigés pour la croissance et l’entretient des microorganismes.
La composition chimique et le pH de ce milieu est citée dans l’Annexe IV.
2.1.3. Ensemencement et incubation
La méthode utilisée est celle de l’ensemencement en surface par étalement d’une
goutte de la suspension préparée sur le milieu de culture refroidi, (BOTTON et al, 1990)
décrite ci-dessous :
1-Tout en respectant les conditions d’asepsie et en manipulant toujours dans la zone stérile ;
2-Bien homogénéiser le contenu du tube à essai contenant la suspension diluée ;
3-Prélever à l’aide d’une pipette pasteur stérile, une goutte de cette suspension ;
4-Etaler la goutte à l’aide d’un étaloir à toute la surface de la boite de pétri;
5-Trois boites de pétri sont ensemencées pour chaque échantillon dans milieu de culture et
sont incubées pendant 5 jours à une température de 37°C
6-La même procédure est reprise pour les dilutions préparées, allant du moins dilué au plus
dilué jusqu’à ensemencement à partir de l’échantillon mère.
2.1.4. La Lecture
La lecture se fait après 5 jours d’incubation. Elle consiste à dénombrer
les microorganismes présents en comptant les colonies développées sur milieu de culture.
2.1.5. Identification de la microflore totale isolée
Avant d’entamer l’identification, on procède à la purification des souches isolées à
l’aide d’une séries de repiquage qui consiste à transférer aseptiquement un microorganisme
dans un milieu neuf et stérile pour le maintenir en culture pure, (BOTTON et al., 1990).
Pour les champignons, nous avons prélevé à l’aide d’une anse de platine stérile, au
bord de la colonie, un fragment du mycélium et le déposer au centre de la nouvelle boite de
pétrie contenant le même milieu de culture sur lequel elle a été récoltée.
L’incubation des cultures est effectuée en maintenant les mêmes conditions que
précédemment
2.1.6. Identification et classification des moisissures
L’identification des moisissures reste l’opération la plus difficile dans le domaine
de la mycologie, elle a pour but de classer les souches fongiques par genres et espèces selon
les critères d’identification des moisissures. Elle est basée sur les deux aspects :
microscopiques et macroscopiques, (BOTTON et al., 1990 ; ROBERT et al., 1999).
Méthodes d’AnalyseCHAPITRE II
42
►Aspects macroscopiques
L’examen des boites s’effectue à l’œil nu et avec la loupe binoculaire. On observe
attentivement, dans un endroit bien éclairé, l’aspect du champignon, en vérifiant que toutes
les colonies soient identiques, il faut noter :
La consistance de la colonie : duveteuse, laineuse, cotonneuse, floconneuse,
poudreuse,…etc.
La couleur : du recto et du verso de la boite de pétrie.
La taille : en mesurant le diamètre de la colonie.
La pigmentation : présence ou absence d’un pigment diffusible dans le milieu.
La forme du contour : régulier, irrégulier, lobé, dentelé, filamenteux,…etc.
La surface : plane, plissée, cérébriforme.
L’exsudat : présence ou absence de gouttelettes
►Aspects microscopiques
L’examen microscopique est basé sur les caractères morphologiques, on note :
Les organes de fructifications, types de spores, aspect du thalle, aspect, taille, couleur et
disposition des spores.
Dans des conditions d’hygiène et d’asepsie, la préparation du matériel fongique pour
l’observation microscopique à l’état frais est réalisée comme suit :
1-Prélever un fragment du thalle de la colonie à l’aide d’une anse de platine, flambée à la
flamme du bec bunsen, puis le déposer dans une goutte d’eau physiologique sur une lame
stérile.
2-Dilacérer le fragment mycélien avec l’anse de platine pour le rendre moins dense et mieux
observable, sans autant l’abîmer complètement.
On a utilisé des colorants spécifiques tel que le bleu de méthylène pour une observation
meilleur.
3-Recouvrir la préparation à l’aide d’une lamelle et la faire passer légèrement par-dessus la
flamme pour éliminer les bulles d’air formées.
4-Les lames préparées sont conservées par la méthode de Riddel (BOTTON et al., 1990) qui
consiste à appliquer une couche de vernie à ongle tout autour de la lamelle sur une zone stérile
sèche dans le but de sceller la préparation et la protéger contre l’assèchement.
Les souches isolées ont été identifiées en se basant sur une bibliographie spécialisée à
l’identification des moisissures qui établit des clés de détermination complètes à partir des
caractères culturaux et morphologiques. On cite pour cela : (BOTTON et al., 1990),
(DOMCH et al., 1980).
Méthodes d’AnalyseCHAPITRE II
43
Solutionmère
1ml 1 ml 1 ml 1 ml
10-5 10-4 10-3 10-2 10-1
9 ml d’eauphysiologiquestérile
1 ml de chaque dilution estuniformément étalé surune boite de pétri
3. Incubation à 37°C pendant 5jours avec 3répétitions par dilution
4. Purification etconservation des souches
Dénombrement et identification de lamicroflore totale isolée
Figure.5. protocole expérimental des analyses microbiologiques de l’eau
1ml
1. La dilution
2. L’ensemencement
Méthodes d’AnalyseCHAPITRE II
44
3. Essaies de tolérance aux hydrocarbures
3.1. Le milieu de culture
Dans notre expérience nous avons utilisées le milieu de culture liquide de Galzy et
Slonimski (GS) (1957), dont la composition est citée dans l’annexe IV.
3.2. Le protocole expérimental
La méthodologie utilisée pour évaluer la tolérance des molécules par les champignons
isolées (population mixte ou souche individuelle pure), consiste à réaliser des incubations en
milieu liquide, ou les molécules choisies (pétrole brut et kérosène) consistent donc la seule et
l’unique source de carbone et d’énergie, (VANDECASTEELE et al., 2001).
L'essai de tolérance a été effectué dans des Erlenmeyers de 250 ml contenant 100 ml
de milieu GS liquide stérile. Les inocula sont préparés, à partir de cultures sur milieu gélosé,
en bouillon d’une suspension d’opacité correspondant à 0,5 sur l’échelle de McFarland, de
façon à obtenir un inoculum final de 108 UFC/ml.
Les flacons ont été incubés pendant deux jours à température de 25 ° C sous agitation
de 130 tours/min sur un agitateur rotatif dans un incubateur.
Ensuite, on ajoute 2% du pétrole brut ou du kérosène comme seule source de carbone
et d'énergie et laissez l'expérience pendant 6 jours. La croissance fongique a été surveillée par
le suivit de la densité optique (DO) à 550 nm pour chaque jours. L'oxygène a été estimé par la
demande chimique en oxygène (DCO), et le pH final du milieu a été calculé directement à
l'aide d'un pHmètre.
L'expérience a été réalisée pour étudier la tolérance (adaptation) du pétrole brut et du
kérosène par des souches fongiques individuelle et tout le consortium de champignons isolés.
Une fiole non inoculé a été inclus en tant que témoin pour mettre en évidence l’effet
abiotique. L'analyse a été effectuée en triplicatas.
La méthodologie adopté pour la réalisation des étapes de notre travail est représenté
dans la figure 6 .
3.3. Les paramètres mesurés
3.3.1. La densité optique
Afin de suivre le taux de biodégradation de nos molécules, l’évolution de la biomasse
fongique est quantifiée par mesure de la densité optique (DO) pendant 6 jours à une longueur
d’onde : λ = 550 nm.
Méthodes d’AnalyseCHAPITRE II
45
3.3.2. Détermination de la demande chimique en oxygène (DCO)
Le test de la DCO selon la norme NFT 90-101 consiste en la mesure de l'oxygène
équivalent à la quantité des matières organiques oxydables présentes dans notre dispositif
expérimental; par le dichromate de potassium (K2Cr2O7).
3.3.3. Le pH final du milieu de culture
Le pH est l’un des facteurs les plus importants qui influe sur l’activité biologique des
micromycètes. La grande majorité se développe dans une zone de 4,5-8,0 et les optima se
situent entre 5,5 et 7,5, (BOTTON et al., 1990). On sait que chaque microorganisme exige un
pH déterminé entre 4 et 8 pour les bactéries poussant mieux vers un pH neutre à basique,
alors qu’au contraire les champignons préfèrent un pH acide. Il y a de nombreuses exceptions
(SIMON et MEUNIER, 1970).
Méthodes d’AnalyseCHAPITRE II
46
Culture à 25°C avec agitation 130 tours /min 1200 lux (pendant 2 jours)
Incubation à 25°C en condition agitée sur plaque orbitale 130 tours /min pendant 6 jours
Ensemencement (Mycélium+spores) dans 150 ml de milieu GS liquide
En raison de 3 répétitions pour chaque essai : souche individuelle, la communauté fongique
Ajout de 2% de l’une des deux molécules (pétrole brut, kérosène)
Effectuer les différents calculs
Figure.6. protocole expérimental de la tolérance des souches fongiques aux hydrocarbures.
Les souches isolées entretenues sur milieu solide Czapek
Pré culture sur milieu GS solide de 5 à 15 jours d’incubation à 37°C
Chapitre III:Résultats etDiscussion
Résultats et DiscussionCHAPITRE III
47
1. Résultats des analyses physico- chimiques
Les résultats de l’estimation de la qualité de l’eau de nos échantillons est représentée
dans le tableau suivant :
Tableau.15. Résultats des analyses physico-chimiques
1.1. La température
Chaque microorganisme exige une température déterminée pour sa croissance. Elle est
de l’ordre de 37°C pour un grand nombre de bactéries et de 28°C pour les champignons
(SIMON et MEUNIER, 1970).
Nous remarquons que la température des eaux du site.1. est de l’ordre de 27.12 °C,
celle du site témoin est d’un degré moindre avec 25 °C (figure 7). Les températures sont de
valeur basse malgré que l’échantillonnage ait eu lieu au mois de Mai.
On remarque que la valeur enregistrée du site .1.est inférieur à celle fixée par la norme
Algérienne des eaux usées industrielles qui est 30°C, (JORA, 2006).
Sites Paramètres
T(°C)
pH MES(mg/l)
DCOmg/l
DBO5
mg/l
Site.1. 27.12 7.80 863.14 628 314
Site.2. 25 6.6 NonCalculé
125 40
Résultats et DiscussionCHAPITRE III
48
1.2. Le pH
La connaissance du pH nous donne des indications sur le type du milieu dans lequel se
développent les microorganismes.
La figure 8 montre que selon les sites d’étude, le pH du témoin est plus proche de la
neutralité (pH=6,6) tandis que celui du site.1. est de 7,80. Cette dernière est visiblement
comprise parmi les valeurs limites maximales des eaux des installations industrielles ou le pH
est généralement compris entre 5,5 et 8,5, (JORA, 2006).
23
24
25
26
27
28
site 1 site 2
Tem
péra
ture
(°C
)
Les sites
6
6,5
7
7,5
8
site 1 site 2
pH
Les sites
Figure .08. Valeurs du pH enregistrées dans les différents sites le 20/05/2012
Figure.07. Valeurs de la température calculées des deux sites le 20/05/2012
Résultats et DiscussionCHAPITRE III
49
1.3. Les Matières en suspension (MES)
L’évaluation de la pollution particulaire est déterminée à travers les matières en
suspension (MES), car elles sont responsables de la turbidité de l’eau. Les analyses des
différents échantillons ont montré une présence remarquable des MES au niveau du site 1;
elle est 1053 mg/l, en ce qui concerne le site 2 ; les MES ne sont pas calculé.
Les valeurs obtenues confirment que l’eau du rejet analysé est très chargée en matières
en suspension, et dépasse les normes Algériennes fixées à 30 mg/l, (JORA, 2006).
1.4. La demande chimique en oxygène (DCO)
D’après les résultats obtenus (Figure.10.), on remarque que la valeur de la DCO du
site.1 est très importante (628 mg /l), dépassant largement la limite des rejets industriels fixée
à 120 mg/l, (JORA, 2006). La valeur du Témoin est seulement 125 mg/l.
Résultats et DiscussionCHAPITRE III
50
1.5. La demande biologique en oxygène (DBO5)
La valeur enregistrée de la DBO du site 1 est de 314 mg/l ; elle est nettement
supérieure aux normes Algériennes admissibles pour les rejets industriels limités à 40 mg/l ,
(JORA, 2006) . Celle du site témoin est de 40 mg/l (Figure.11.).
0
100
200
300
400
500
600
700
site 1site 2
DC
O (
mg/
l)
Les Sites
0
50
100
150
200
250
300
350
site 1site 2
DB
O (
mg/
l)
Les Sites
Figure.9. DCO enregistré des deux sites
Figure.10. Résultats de la DBO5
Résultats et DiscussionCHAPITRE III
51
1.6. Evaluation de la biodégradabilité
Le rapport DCO/DBO5 donne une première estimation de la biodégradabilité de la
matière organique d’un effluent donné .Selon Rodier :
DCO/DBO5 < 2 : l’effluent est facilement biodégradable ;
2 < DCO/DBO5 < 3 : l’effluent est biodégradable avec des souches sélectionnées ;
DCO/DBO5 > 3 : l’effluent n’est pas biodégradable.
Le tableau suivant nous donne une estimation de la biodégradabilité
Tableau .16. Estimation de la biodégradabilité
Paramètre
Sites
DCO/DBO5 L’estimation de la
biodégradabilité
Site 1 2 Biodégradable
Site 2 3.125 Non Biodégradable
2. Résultats des analyses microbiologiques
2.1. Identification de la microflore isolée
L’évaluation de la microflore fongique des eaux échantillonnées, indique la présence
d’une population fongique variée, distribuée d’une manière hétérogène dans l’ensemble des
sites de prélèvement. Les genres les plus dominants sont Aspergillus et Fusarium.
Résultats et DiscussionCHAPITRE III
52
Tableau. 17. La liste des souches identifiées, développées à 37 °C
Les caractères Identification
Macroscopiques Microscopiques
Aspergillus fumigates
Aspergillus ochraceus
Aspergillus terreus
Fusarium sp
Aspergillus Oryzae
Résultats et DiscussionCHAPITRE III
53
Aspergillus niger
Aspergillus flavus
Fusarium solani
Altenaria sp
L’identification des espèces fongiques reste la tache la plus difficile, car elle repose
essentiellement sur des critères morphologiques (formes, spores, …etc.) par l’utilisation de
clés spécifiques de détermination.
Il faut noter, qu’on n’a pas réussit à identifier tous les isolats jusqu’au rang de
l’espèce.
Un inventaire est par la suite dressé comptant 11 espèces fongiques répartis dans les
sites d’échantillonnages (Tab.17.). Cependant trois grands groupes distincts apparaissent, il
s’agit de l’ensemble des souches vivant seulement dans le site contaminé par les
hydrocarbures, de ceux qui ne peuplent que le site Témoin et enfin l’Aspergillus fumigatus :
seule espèce qui se rencontre dans les deux sites marquant ainsi sa capacité à tolérer la
pollution hydrocarbonée.
Résultats et DiscussionCHAPITRE III
54
Tableau.18. L’inventaire des espèces dans les différents sites échantillonnés
N° Souches Site 1 Témoin1 Aspergillus ochraceus + _
2 Aspergillus terreus + _
3 Fusarium solani + _
4 Aspergillus oryzae + _
5 Aspergillus niger + _
6 Aspergillus fumigatus + +
7 Aspergillus flavus + _
8 Altenaria sp + _
9 Fusarium sp + _
10 Aspergillus itaconicum _ +
11 Penicillium sp _ +
Résultats et DiscussionCHAPITRE III
55
3. Résultats de tolérance aux hydrocarbures
3.1. Evolution du pH du milieu de culture
Au temps initial, le pH du milieu de culture était 4,1 dans toutes les cultures, soit en
présence du pétrole brut ou du kérosène. Ce paramètre évolue dans le temps, durant
l’incubation.
En général, après 6 jours d’incubation sous agitation orbitale, la valeur du pH diminue
pour toutes les souches fongiques testées.
D’après les résultats obtenus, on remarque que la diminution du pH en présence du
pétrole brut est moins importante par rapport à la présence du kérosène car elle atteint des
valeurs comprises entre 4,02 et 2,28 pour la première molécule et entre 2,91 et 2,37 pour la
seconde.
Pour le pétrole brut
L’évolution du pH des cultures est représentée dans la figure .12.
On remarque que le pH du milieu de culture des souches suivantes :Aspergillus
ochraceus, Fusarium sp et A.oryzae, est très proche du pH initial du milieu (4.1). Celle du
Témoin est égale à 4,01.
La valeur du pH d’ A. fumigatus est la plus basse valeur et à atteint 2.28. Celle
d’A .terreus et A.niger, oscille entre 3,72 et 3,57.
Le pH du milieu de la communauté fongique est 3.29.
0
1
2
3
4
5
pH
Souches
Figure .11. Changement du pH du milieu de culture additionné de pétrole brut
Résultats et DiscussionCHAPITRE III
56
En présence du kérosène
Les valeurs du pH du milieu de culture des différents champignons additionné de
kérosène ont tous eu une tendance très acide et oscillent entre 2,91 pour Fusarium sp et de
2,37 pour Aspergillus ochraceus (Figure.13.).
Le pH perçu de la communauté fongique est de 3.29 et celui du Témoin n’a pas
changé par rapport au pH initial du milieu (4.1).
3.2. Evolution de la Demande Chimique en Oxygène
Après 6 jours d’incubation, on remarque une différence nette entre la DCO finale du
6ème jour et la DCO initiale du 1er jour (jour de l’incorporation de l’hydrocarbure).
En général, la DCO initiale du milieu additionné de pétrole brut est comprise entre
0.040 mg/l et 0.097 mg/l, par contre la DCO finale est entre 0.060 mg/l et 0.070 mg/l.
En présence du kérosène, elle est respectivement entre 0.070 mg/l et 0.100 mg/l pour
la DCO initiale et de 0.057 mg/l à 0.100 mg/l pour la DCO finale.
En présence du pétrole
On remarque dans la figure.14, une fluctuation des valeurs de la DCO. On peut
différencier deux groupes : le premier conserne les souches dont la DCO initiale est
importante par rapport à la finale. C’est le cas d’ Aspergillus terreus (0.068 mg/l-0.060 mg/l),
A niger (0,097 mg/l-0,065 mg/l), Alternaria sp (0,080 mg/l-0,070 mg/l) et le Témoin
0
1
2
3
4
5
pH
Souches
Figure.12. Changement du pH du milieu de culture additionné de kérosène
Résultats et DiscussionCHAPITRE III
57
(0,070 mg/l-0,050 mg/l). Le second regroupe le restant des souches ou la DCO initiale est
moins importante que la finale. Seule la valeur d’A flavus est la meme (0,062 mg/l).
En présence du kérosène
Les valeurs enregistrées de la DCO du milieu de culture sont mentionnées dans la
figure 15. Elles forment généralement deux groupes distincts. Le premier désigne l’ensemble
des valeurs obtenues ou la DCO initiale est importante par rapport à la finale. C’est le cas
marqué d’Aspergillus terreus (0,1 mg/l-0,09 mg/l) et Fusarium solani (0,076 mg/l-0,059
mg/l).Viens s’ajouter à ce groupe A oryzae, , A ochraceus et même le Témoin.
Le second groupe est marqué par l’inverse. C’est le cas intéressant d’A flavus
(0.080 mg/l -0.01 mg/l).
00,010,020,030,040,050,060,070,080,090,1
DC
O (m
g/l)
Souches
DCO initiale
DCO finale
Figure .13. Evolution de la DCO du milieu en présence du pétrole brut
Résultats et DiscussionCHAPITRE III
58
3.3. La densité optique
D’après les résultats obtenus, on remarque que la croissance fongique en présence du
kérosène est plus favorisée que celle additionnée de pétrole brut. Elle est marquée par des
valeurs allant de 20.53×108 colonies /ml à 81.09×108 colonies/ml pour le pétrole brut et entre
13×108 colonies/ml à 109×108 colonies/ml pour le kérosène.
En présence du pétrole brut
La variation de la biomasse fongique en culture additionné par le pétrole brut est
présentée dans la figure16.
On remarque une croissance proportionnelle au temps, qui a atteint une valeur supérieur
à celle calculée au 6 ème jour. C’est le cas des espèces Aspergillus fumigatus (de 52,43×108
colonies/ml à 81.09×108 colonies/ml) suivie d’A. niger entre (32,83×108 colonies/ml et
68.07×108 colonies/ml) et d’Altenaria sp (de 36,91×108 colonies/ml à 58.97×108 colonies/ml).
La valeur obtenue du Témoin est de même, entre 62,55×108 colonies/ml et 18,73×108
colonies/ml.
La cinétique d’autres souches est marquée par une diminution proportionnelle de la DO
au temps et la valeur atteinte du 6ème jour est plus faible par rapport à celle enregistrée au 1er
jour. On cite : Fusarium sp (de 60.1×108 colonies/ml à 35.65×108 colonies/ml), A. ochraceus
(de 39.19×108 colonies/ml à 26.42×108 colonies/ml), A. terreus (de 40.56×108 colonies/ml à
34.34×108 colonies/ml) et même la DO de la communauté fongique, qui oscille de 38,07×108
colonies/ml à 27,84×108 colonies/ml.
0
0,02
0,04
0,06
0,08
0,1D
CO
(mg/
l)
Souches
DCO initiale
DCO finale
Figure .14. Evolution de la DCO du milieu de culture en présence du kérosène
Résultats et DiscussionCHAPITRE III
59
En présence du kérosène
La variation de la biomasse fongique en culture additionnée par le kérosène est exposée
dans la figure 17.
En général, une grande fluctuation des valeurs de la DO démontrant ainsi une
augmentation de la concentration fongique au 6ème jour par rapport au 1er jour. Ceci est
nettement visible pour Aspergillus ochraceus (de 34,12×108 colonies/ml à 107,22×108
colonies/ml) et A flavus (de 62,87×108 colonies/ml à 105,15×108 colonies/ml).
Seule la DO enregistrée de la communauté fongique a marqué une diminution (de 105.21
×108 colonies/ml à 82.16 ×108 colonies/ml) ; malgré qu’en a enregistré une très forte densité
optique 109×108 colonies/ml au 3ème jour.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
J1 J2 J3 J4 J5 J6
Den
sité
Opt
ique
(UF
C×
108
/ml)
Jours
Aspergillus niger Altenaria sp A oryzae
Fusarium sp A ochraceus A terreus
A flavus A fumigatus F solani
Communauté fongique Témoin
Figure .15. Concentration microbienne des souches fongiques en présence du pétrole brut
Résultats et DiscussionCHAPITRE III
60
0
20
40
60
80
100
120
J1 J2 J3 J4 J5 J6
Den
sité
Opt
ique
(UF
C×
108
/ml)
Jours
Aspergillus niger Altenaria sp A oryzae
Fusarium sp A ochraceus A terreus
A flavus A fumigatus F solani
Communauté fongique Témoin
Figure.16. Concentration microbienne des souches fongiques en présence du kérosène
Résultats et DiscussionCHAPITRE III
61
4. Discussion des résultats
Nos résultats des analyses physico chimiques de l’eau des échantillons, révèlent que
les valeurs de la température sont basses et celles du pH sont très proches de la neutralité. Ces
paramètres sont appropriés pour la prolifération des microorganismes.
Plusieurs études ont montré que l’élimination des hydrocarbures dépend des
conditions environnementales comme le pH, la salinité et la température. Ces derniers
peuvent influencer par l’inhibition de la croissance microbienne (LIN et al, 2010).
Les résultats des analyses microbiologiques ont nécessité une grande asepsie pour le
bon déroulement des expérimentations. On a réussi alors à dresser un inventaire de 11 espèces
fongiques. Les espèces isolées et identifiées sont réparties d’une façon hétérogène sur tous les
sites avec une dominance du genre Aspergillus.
Les différentes espèces isolées sont regroupés en 3 groupes bien distincts: ceux
peuplant seulement les eaux du site témoin . Il s’agit de Penicillium sp et Aspergillus
itaconicum. Ceux qui ne se rencontrent que dans les eaux du site 1 : c’est le cas des restants
des espèces. Le troisième groupe est représenté par A. fumigatus, la seule souche qui cohabite
les deux sites étudiés (pollué et non pollué par les hydrocarbures). La distribution des
différentes espèces révèle une sélection et une adaptation aux conditions difficiles.
La tolérance est la capacité d'un organisme à accepter la présence de corps étrangers
dans son environnement. C’est un état d’adaptation. Nos résultats de tolérance aux deux
molécules choisies d’hydrocarbures (pétrole brut et kérosène) mettent en vigueur l’effet des
souches individuelles et du consortium fongique sur les molécules utilisées pour valoriser le
facteur biotique. En parallèle, l’effet abiotique (température et lumière) est traduit à travers les
résultats du Témoin.
L'utilisation de micro-organismes autochtones qui peuplent des niches polluées
d'hydrocarbures pour la biodégradation a été largement acceptée comme une formidable
approche en raison du succès enregistré par divers chercheurs : (LEAHY et al., 2003 ;
SARATALE et al.,2007 ; ADEKUNLE A.A. et ADEBAMBO, O.A., 2007).
Il est largement admis que les organismes individuels ne pourraient métaboliser qu’un
nombre limité de substrats d'hydrocarbures, (ADEBUSOYE et al, 2007). Cela conduit à
l'affirmation que la culture mixte manifeste une compétence dégradative supérieure que les
souches de cultures individuelles (LEAHY et COLWELL, 1990; ADEBUSOYE et al.,
2007 in SALAM et al., 2011).
Résultats et DiscussionCHAPITRE III
62
La grande majorité des espèces fongiques tolèrent et dégradent les hydrocarbures.
La plupart des chercheurs ont concentré leurs études sur les champignons de « la pourriture
blanche » et en particulier Phanerochaete chrysosporium, (MOUGIN, 1990., MILESKI,
1988., LAMAR et DIETRICH, 1990). Les microorganismes peuvent seulement faire les
choses pour lesquelles ils ont une « programmation » génétique. (LABRECQUE M.H.,
2003).
Dans le milieu de culture, l’hydrocarbure est la seule source de carbone et d’énergie.
Une bonne croissance a été observée, accompagnée d’une acidification du milieu et une
consommation de l’oxygène; traduisant ainsi une activité fongique par utilisation du pétrole
brut et du kérosène. L’augmentation en biomasse qui est accompagnée par une diminution de
pH, est conforme à la présence d’une activité microbienne, (LEAHY et COTWELL, 1990).
Cette activité provoque le principe de la biodégradation basé sur l’utilisation des
hydrocarbures comme substrat de croissance ou le carbone est converti en CO2 et biomasse,
(SCRIBAN, 1999).
Tel fut le cas des valeurs du pH enregistrées, marquant une acidité chez toutes les
espèces testées et en présence du pétrole brut ou du kérosène. Elle a atteint un minimum de
2,28 chez Aspergillus niger. Le Témoin marquant les facteurs abiotiques n’a pas changé de
valeur.
La DCO est une mesure indirecte de la charge organique d’un milieu. Elle exprime la
quantité d’oxygène nécessaire pour oxyder la matière organique. Ce test a été effectué dans le
but de déterminer la charge organique du milieu de culture additionné d’hydrocarbures
comme seule source de carbone et d’énergie et déduire par la suite la quantité d’oxygène
utilisée par la mycoflore fongique ; en prenant compte la valeur de la DCO initiale du 1er jour
et celle enregistrée le 6ème jour d’incubation. L’oxygène est un élément clé de la
biodégradation.
Les résultats témoignent une oscillation marquée par une diminution importante de la
DCO d’A. niger en présence du pétrole brut. Une telle chute est une réponse d’une
consommation de l’oxygène au cours de son développement. Par addition du kérosène,
plusieurs souches ont montrées une baisse de la DCO ; c’est le cas d’A. terreus, A. fumigatus
,A. ochraceus et Fusarium solani. La communauté fongique a enregistrée une augmentation
en présence du pétrole brut et une légère baisse avec le kérosène.
Le résultat du Témoin indique une légère diminution de la DCO. Celle-ci témoigne
l’effet abiotique au cours de l’incubation. Selon WARSHAWSKY et al., (1995),
la tolérance (dégradation) dépend de la quantité d'énergie lumineuse absorbée et émise, de
Résultats et DiscussionCHAPITRE III
63
la quantité et de la phototoxicité des HAP, de leurs métabolites et des espèces et souches
concernées. On note aussi qu’une diminution de la température est généralement
accompagnée par une diminution de la vitesse de biodégradation qui peut être expliquée
par une décroissance de l’activité enzymatique, (BATTAZ, 2009).
La tolérance des espèces peut se traduire via la viabilité et le développement
indifférencié en présence de pétrole brut ou du kérosène. D’abord pour A. fumigatus et en
présence de 2% de pétrole brut, la concentration initiale était de 52,43 x 108 UFC/ml. Après 6
jours d’incubation, elle a augmenté et a atteint 81,09 x108 UFC/ml. Alors qu’en présence du
kérosène, elle est plus importante.
L’augmentation de la concentration mycélienne est visiblement nette en présence du
kérosène ; pour les souches suivantes : A. ochraceus (de 34,12 x108 UFC/ml à 107,22 x108
UFC/ml) et A. flavus entre 62,87 x108 UFC/ml et 105,15 x108 UFC/ml.
La communauté fongique, quant à elle a montré une baisse de sa concentration très
marquée par la présence du kérosène (de 105,21 x108 UFC/ml à 82,16 x108 UFC/ml). Ceci
correspond à une irrésistance à cette molécule d’hydrocarbure.
La stabilisation de la concentration en biomasse, correspond de point de vue
biochimique à l’épuisement du milieu de culture du fait de la disparition d’un ou plusieurs
composé nécessaire à la croissance et dans beaucoup de cas à l’accumulation de produits
inhibiteurs résultant du métabolisme microbien; ce qui fait que le nombre de micro-
organismes atteint son niveau maximal et l’augmentation de la concentration cellulaire
s’arrête, (CHRISLIANS et al., 1998).
Cette étude a permis de faire un premier constat sur la tolérance des souches fongiques
envers le pétrole brut et le kérosène. L’élément majeur qui ressort de nos expériences est que
toute les souches utilisées sont en mesure de croître en présence des deux composés
d’hydrocarbures et deux espèces fongiques A. niger et A. fumigatus le font avec un degré de
tolérance important par rapport au pétrole brut et A. niger, A. ochraceus et A .flavus pour le
kérosène. Chose confirmée par les résultats d’IHSAN FLAYYIH HASAN, 2014 ; ou l’A.
niger est non seulement résistant à la pollution par le kérosène, mais l’utilise (dégrade)
comme seule source de carbone. Le champignon filamenteux Aspergillus ochraceus NCIM-
1146 est apte à tolérer et dégrader le kérosène (JUNG TAE KIM, 2014).
La réponse de la communauté fongique témoigne de l’existence de phénomènes
dépendant de leur tolérance et compétence, ainsi de la spécificité de l’hydrocarbure présent
dans le milieu. On a noté une viabilité importante en présence du kérosène ; molécule moins
complexe que le pétrole brut.
Résultats et DiscussionCHAPITRE III
64
La part des facteurs abiotiques (température, photo oxydation) déduite à partir des
résultats du Témoin indique une contribution non négligeable de ces éléments dans
l’incorporation et l’élimination de l’hydrocarbure du milieu.
L’aptitude à métaboliser le pétrole est donnée à de nombreux types de microbes, mais
certains sont plus polyvalents que d’autre. Certains microbes préfèrent de loin les
hydrocarbures pétroliers à d’autres sources d’énergie et prolifèrent plus rapidement que
d’autre au sein de la communauté souillée par le pétrole, (NAWAZ, 2012).
Conclusion
Conclusion
65
Conclusion
Les paramètres physicochimiques sont adéquats pour le développement des
microorganismes. On a par la suite isolé et identifié une population très variée, distribuée
d’une manière hétérogène sur l’ensemble des échantillons étudiés. Il s’agit de 4 genres :
Penicillium, Aspergillus, Altenaria et Fusarium., avec une dominance du genre Aspergillus.
Nos résultats ont démontrés que la majorité des espèces fongiques testées sont
tolérantes, signalant une grande variabilité dans leur comportement vis-à-vis des deux
produits chimiques testés. Cette tolérance est plus marquée pour le kérosène que pour le
pétrole brut. Le facteur abiotique détient un rôle non négligeable dans le renforcement de
l’adaptation.
Nous avons noté une forte tolérance de la part des souches Aspergillus fumigatus et
Aspergillus niger vis à vis le pétrole brut. Le kérosène est bien toléré par A. ochraceus , A.
flavus et A. niger.
Il est à noter que A . niger est de loin l’espèce la plus adapté et tolère les deux
molécules à la fois (pétrole brut et kérosène).
De cela, les espèces fongiques testées, notamment l’A. niger, peuvent être utilisées
dans des processus de biodégradation, car elles possèdent des caractéristiques d’agents
biologiques de dépollution.
Perspectives
PERSPECTIVES
Dans notre travail, nous avons mis en évidence la tolérance naturelle de souches
fongiques envers le pétrole brut et le kérosène. Cette dernière suppose et traduit une activité
de biodégradation qui doit être réalisée.
Une population fongique élevée n'implique pas une biodégradation élevée, mais
l'absence de population active implique l'absence de biodégradation.
La mycoflore isolée, caractérisée et identifiée viendra constituer une collection de
microorganismes adaptés aux hydrocarbures. L’étape suivante consistera en l’utilisation de
ces microorganismes dans des procédés industriels de l’exploitation pétrolière (récupération
des pétroles, indicateurs biologiques utilisables en prospection pétrolière) et pour la
bioremédiation des eaux contaminés par les hydrocarbures.
Il est alors souhaitable de compléter cette étude par une approche plus approfondie, à
savoir :
L’optimisation des paramètres de traitements (l'humidité, l'acidité, la température, la
quantité et la nature d’hydrocarbure ajoutée) pour déterminer le milieu physico-
chimique et microbiologique adéquat à un bon résultat ;
Une analyse qualitative de la cinétique de l’hydrocarbure pour mieux comprendre le
mécanisme microbien impliqué ;
Une approche moléculaire sert à identifier avec précision l’affiliation des souches
fongiques utilisées ;
prouver l’existence d’une dégradation fongique naturelle et quantifier sa vitesse
(HPLC, CPG/MS).
Les
Références
Bibliographiques
Références bibliographiquesR
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Annexes
ANNEXE I
Tableau.5. Effets toxiques du benzène chez divers organismes,(ENVIRONNEMENT CANADA, 2004C).
Substance Organismestestés
Toxicités Duréesdes tests
Effets observés Références
Benzène Chlorella vulgaris CI50 = 312mg/l
3 heures Inhibition de laphotosynthése
Hutchinson etal., 1980
Ischnura elegans CI50 = 10 mg/l 48 heures Mortalité Sloof, 1983Daphnia pulex CI50 = 15 mg/l 48 heures Mortalité Trucco et al.,
1983Daphnia magna CI50 = 31.2
mg/48 heures Mortalité Bobra et al.,
1983Oncorhynchusmykiss
CI50 = 5.3mg/l 96 heures Mortalité De Graeve etal., 1982
Oncorhynchuskisutch
CI50 = 9 mg/l 96 heures Mortalité Moles et al.,1979
Plantes terrestres Concentrationsatmosphériques> à 10 000mg/m
Nonspécifiée
Mortalité Miller et al.,1976
Rana pipiens (del’œuf à la larve)
CL50 = 3,7mg/
9 jour Mortalité Black et al.,1982
Ambystomagracile (del’œuf à la larve)
CL50 = 5,2mg/l
9.5 jour Mortalité Black et al.,1982
Rat (inhalation) CL50 = 44500mg/l
4 heures Mortalité INERIS,2006c
Rat (inhalation) CL50 = 32500mg/l
7 heures(inhalation)
Mortalité NIOSH,1987
Rat (inhalation) CE50 = 32mg/m³
Nonspécifiée
Effetimmunologiques
GouvernementduCanada, 1993a
Rat (inhalation) CE50 = 320mg/m³
Nonspécifiée
Effetneurologiques ettroubles decomportement
GouvernementduCanada, 1993a
Rat (voie orale) DL50 = entre 4080 et5 600 mg/kg(p.c.)
Nonspécifiée
Mortalité CSST, 2003
Souris (voie orale) DL50 = 4 700mg/kg (p.c.)
Nonspécifiée
Mortalité NIOSH, 1987
Tableau.6. Effets toxiques du toluène chez divers organismes, (NEGRAIA, 2010).
Substance Organismestesté
Toxicités Durées destests
Effetsobservés
Références
Toluène Selenastrumcapricornutum
CE50=9,4 mg/l 8 jours Effets sur lacroissance
Herman et al.,1990
Skeletonecostatum
CE50 si > 10mg/l
Non spécifié Diminutiondecroissance
Dunstan et al.,1975
Amphidiniumcarterae
CE50 si > 10mg/l
Non spécifié DiminutiondeCroissance
Dunstan et al.,1975
Daphniamagna
CL50 = 11,5mg/l
48 heures Mortalité Bobra et al.,1983
Palaemonetespugio
CL50 = 25,8mg/l (larves)CL50 = 17,2mg/l (adult)
24 heures Mortalité Potera, 1975
Oncorhynchusmykiss(juvénile)
CL50 = 5,8mg/l
96 heures Mortalité Galassi et al.,1988
Plantesterrestres
CMEO = 6000mg/m³ (air)CMEO = 500mg/l (eau)CMEO = 1000mg/kg (sol)
Non spécifié Chlorose etdiminutiondecroissance
Miller et al.,1976;SRC, 1983 etSlooff etBlokzijl, 1988
Rana pipiens(de l’œuf àla larve)
CL50 = 0,39mg/l
9 jours Mortalité Black et al.,1982
Ambystomagracile (del’œuf à lalarve)
CL50 = 0,85mg/l
9,5 jours Mortalité Black et al.,1982
Pimephalespromelas
CMEO = 6mg/l
32 jours Prise depoids
Devlin et al.,1982
Saumon coho(fretin)
CMEO = 2,8mg/lCSEO = 1,4mg/lCL50 = 5,5mg/l
40 jours
96 jours
DiminutiondecroissanceMortalité
Moles et al.,1981GouvernementduCanada, 1992
Cyprinodonvariegatus
CMEO = 7,7mg/lCSEO = 3,2mg/l
Fécondationjusqu’ à28 j. aprèséclosion
Succèsd’éclosionet survie
Ward et al.,1981
Eisenia foetida(ver de
CL50 = entre150 et 280 mg/
28 jours Mortalité Slooff etBlokzijl.,
terre) kg 1988Rat(inhalation)
CMEO = 375mg/m³
Non spécifié Diminutiondupoidscorporel
Gouvernementdu Canada,1992
Rat (voieorale)
DL50 = entre2,6 et 7,5 g/kgp.c.
Non spécifié Mortalité GouvernementduCanada, 1992
Rat (voiecutanée)
DL50 = 12g/kgp.c
Non spécifié Mortalité CSST, 2004
Lapin (voiecutanée)
DL50 = 12,4g/kg p.c.
Non spécifié Mortalité CSST, 2004
Tableau.7. Effets toxiques de l’éthylbenzène chez divers organismes, (NEGRAIA, 2010).
Substance Organismestestés
Toxicités Durées destests
Effetsobservés
Références
Éthylbenzène Selanastrumcapricornutum
CE50 = 3,6mg/l
96 heures Non spécifié Masten etal., 1994
Selanastrumcapricornutum
CSEO = 1mg/l
8 jours Aucun effet Herman etal., 1990
Daphniamagna
CE50 = 2,1mg/l
48 heures Non spécifié Bobra et al.,1983
Ceriodaphniadubia
CE50 = 3,6mg/l
7 jours Non spécifié Neiderlehneret al., 1998
Ceriodaphniadubia
CSEO = 1mg/l
7 jours Aucun effet Neiderlehneret al., 1998
Mysidopsisbahia
CL50 = 2,6mg/l
96 heures Mortalité Masten etal., 1994
Oncorhynchusmykiss
CL50 = 4,2mg/l
96 heures Mortalité Galassi etal., 1988
Menidiamenidia
CL50 = 5,1mg/
96 heures Mortalité Boeri, 1987
Ceriodaphniadubia
CI50 = 3,2mg/l
7 jours Inhibition de lareproduction
Neiderlehneret al., 1998
Ceriodaphniadubia
CSEO = 1mg/l
7 jours Aucun effet Neiderlehneret al., 1998
Rat(indigestion)
DL50 =3500mg/kg p.c.
Non spécifié Mortalité Wolf et al.,1956
Rat Wistar(indigestion)
DMEO =408mg/kgp.c./jou
6 mois (5jours/semaine)
Augmentationdu poids dufoie et desreins etdégénérescencedes cellules
Wolf et al.,1956
Rat(inhalation)
CL50 = 17200mg/m³
4 heures Mortalité Smyth et al.,1962
Rat(inhalation)
CMEO =326mg/m³
104 semaines Gravité accruedesnéphropathiesetcancérogénicité
NTP, 1999
Souris(inhalation)
CMEO =326mg/m³
5 j ours Réduction del’activité desenzymes dansle foie et lespoumon
Stott et al.,2003
Lapin(inhalation)
CMEO =435mg/m³
Non spécifié Toxicité pourledéveloppement
Hardin et al.,1981
et/ou lareproduction
Lapin (voiecutanée)
DL50 = 15354mg/kg p.c.
Non spécifié Mortalité Smyth et al.,1962
Tableau.8. Effets toxiques de des xylènes chez divers organismes, (NEGRAIA, 2010).
Substance Organismestestés
Toxicités Durées destests
Effetsobservés
Références
Éthylbenzène Selanastrumcapricornutum
CE50 = 3.2à4.9 mg/l
72 heures Croissanceralentie
Galassi et al.,1988
Elodeapotamogeton
CE50 = 300mg/l
30 minutes Mortalité Frank et al.,1961
Daphniamagna
CE50 = 1,0 à4,7 mg/l
24 heures Mortalité Galassi et al.,1988
Crangofranciscorum
CE50 = 1,1à 3,2 mg/l
96 heures Non spécifié Benville etKorn, 1977
Oncorhynchusmykiss
CE50 =2,6 à8,4 mg/l
96 heures Aucun effet Galassi et al,1988
Oncorhynchusmykiss (del’œuf à la
larve)
CL50 = 3,77mg/l
27 jour Mortalité Black et al.,1982
Moronesaxatilis
CL50 = 1,7 à9,7 mg/l
96 heures Mortalité Benville etKorn, 1977
Rana pipiens(de l’œuf à la
larve
CL50 = 3,53mg/l
9 jour Mortalité Black et al.,1982
Rat(indigestion)
DL50 =3500 mg/kg
Nonspécifié
Mortalité Gouvernementdu Canada,
1993bRat
indigestionDMEO =
1000 mg/kgp.c./jour
Nonspécifié
Ralentissementde la
CroissanceNTP, 1986
Rat(inhalation)
CL50 = 27622 à 29
145 mg/m³
4 heures Mortalité Gouvernementdu
Canada,1993b
Rat(inhalation)
CMEO =1000 mg/m
Nonspécifié
Modificationscoronariennes
Morvai et al.,1987
Souris(inhalation)
CMEO =1000 mg/m³
Nonspécifié
MortalitéGouvernement
du Canada,1993b
Sourisindigestion
DL50 = 16995 à 22911
mg/m³
6 heur Mortalité Gouvernementdu Canada,
1993b
Lapin (voiecutanée)
DL50 =14000mg/kg
p.c.
Nonspécifié
Mortalité INRS,2004
ANNEXE II
Tableau.11. Principales souches bactériennes (aérobies )qui participent à la dégradation des
HAPs .( BERNAL-MARTINEZ, 2005).
Compose Microorganismes ProduitNaphtalène Pseudomonas sp Acide salicylique, catéchol,
acide gentisiqueAcinetobacter
Calcoaceticus
Acide salicylique
Mycobacterium sp Acide salicylique, catécholRhodococcus sp Acide salicylique, acide
GentisiqueFluorène Pseudomonas sp 1,1a-dihydroxy-1-9
HydrofluorénoneRhodococcus sp et
Mycobacterium sp
9-fluorenol, 9-fluorénone,
1-indanoneStaphylococcus
Auriculans
4- et 1-hydroxy-9-
fluorénone.Anthracène Pseudomonas
aeruginosa
Acide salicylique et
Catécho
Phénanthrène Pseudomonas sp 1,2-dihydroxynaphtalènePseudomonas
paucimobilis et P.
fluorescens
CO2
Fluoranthène Pseudomonas
paucimobilis et
Alcaligenesdenitrificans
3-hydroxymethyl-4,5-
Benzocoumarique
Pyrène Mycobacterium spp. CO2
Benzo[a]anthracène Beijerinckia sp Cis-10,11-dihydrodiolBenzo[a]pyrène Beijerinckia sp Cis-7,8-et cis 9,10-
Dihydrodiols
ANNEXE III
Fiches internationales de sécurité chimique
KEROSENE ICSC: 0663
KEROSENEPétrole lampant
Pétrole légerN° CAS : 8008-20-6N° RTECS : OA5500000N° ICSC : 0663N° ONU : 1223N° CE : 649-404-00-4
TYPES DERISQUES/
EXPOSITIONS
RISQUES/SYMPTOMES
AIGUSPREVENTION
PREMIERSECOURS/AGENTS
D'EXTINCTION
INCENDIEInflammable. PAS de flammes nues, PAS
d'étincelles et interdiction defumer.
Poudre, AFFF, mousse,dioxyde de carbone.
EXPLOSION
Au-dessus de 37°C, desmélanges air/vapeurexplosifs peuvent se former.
Au-dessus de 37°C, systèmeen vase clos, ventilation etéquipement électriqueprotégés contre lesexplosions. Eviterl'accumulation de chargesélectrostatiques (par mise àla terre, par exemple).
En cas d'incendie: maintenirles fûts, etc., à bassetempérature en les arrosantd'eau.
CONTACTPHYSIQUE
EVITER LA FORMATIONDE BROUILLARDS!
INHALATIONConfusion. Vertiges. Mauxde tête.
Ventilation. Air frais, repos. Respirationartificielle si nécessaire.Consulter un médecin.
PEAU
PEUT ETRE ABSORBEE !Peau sèche. Peau rugueuse.(Suite, voir Inhalation).
Gants de protection. Retirer les vêtementscontaminés. Rincer et laverla peau abondamment à l'eauet au savon. Consulter unmédecin. Porter des gants deprotection pour administrerles premiers secours.
YEUX
Rougeur. Lunettes de protection. Rincer d'abordabondamment à l'eaupendant plusieurs minutes(retirer si possible les
lentilles de contact), puisconsulter un médecin.
INGESTION
Douleurs abdominales.Diarrhée. Nausées.Vomissements. (Suite, voirInhalation).
Ne pas manger, ne pas boireni fumer pendant le travail.
NE PAS faire vomir. Repos.Consulter un médecin.
DEVERSEMENTS &FUITES
STOCKAGE CONDITIONNEMENT &ETIQUETAGE
Recueillir le liquide répandu dansdes récipients hermétiques.Absorber le liquide restant avec dusable ou avec un absorbant inerte etemporter en lieu sûr. NE PASrejeter à l'égout. (protectionindividuelle spéciale: appareil deprotection respiratoire autonome).
A l'épreuve du feu. Séparer desoxydants forts. Conserver au froid. Symbole Xn
R: 65S: (2-)23-24-62Classe de danger ONU: 3Classe d'emballage ONU: III
VOIR IMPORTANTES INFORMATIONS AU DOS
ICSC: 0663 Préparé dans le cadre de la coopération entre le Programme International sur la Sécurité Chimique etla Commission Européenne (C) 1993
ANNEXE VI
Composition des milieux utilisés
Le milieu solide Czapek Dox, 1909.
- NaNO3………………………..………3,0g
- KH2PO4…………………..……..…… 1,0g
- MgSO4, 7H2O…………………………0,5g
- Kcl………………………………..…..0,5g
- FeSO4, 7H2O………………………….0,01g
- Sucre ( morceaux ) ………………..…30,0g
- Eau de robinetq.s.p…………………1000ml
pH: 6,8
Le milieu liquide de Galzy et Slonimski (GS) 1957
Solution de sels minéraux 100 mlSolution d’oligo éléments 1 mlSolution de FeCl3, 6H2O à 200 mg/l 1 mlSolution de vitamines 5 mlSolution de mesoinositol à 4 mg/l 5 mlGlucose 5 gEau distilléeq.s.p 1000 mlpH 4.1
1. Solution de sels minéraux
(NH4)H2PO4 60 g(NH4)H2SO4 20 gK2HPO4 10 gNaCl 1 gCaCl2 1 gMgSO4 , 7H2O 5 gEau distillée q.s.p 1000 ml
2. Solution d’oligo éléments
H3BO4 0,5 gMnSO4 0,4 gZnSO4 0,4 gNa2MoO4 0,2 gKI 0,1 gCuSO4 0,04 gEau distillée q.s.p 1000 ml
3. Solution de vitamines
Pantothénate de calcium 0,4 gThiamine chlorhydrate 0,4 gInositol 0,4 gPyridoxyne 0,4 gAcide nicotinique 0,1 gBiotine 0,004 gEau distillée q.s.p 1000 ml
ANNEXE V
Photo .1. La tolérence des souches fongiques
Etude de la capacité des souches fongiques isolées des eaux usées de Hassi Messaoud à tolérer les hydrocarbures,cas du pétrole brut et du kérosène.
Résumé
L’objectif de notre étude est de démontrer la capacité de souches fongiques isolées et identifiées à partir des eaux usées industrielles de Hassi Messaoud à
tolérer le pétrole brut et le kérosène.
Les différents espèces isolées appartiennent aux genres Aspergillus, Fusarium, Altenaria et Penicillium ; avec une dominance d’Aspergillus fumigatus
rencontré dans 2 sites (pollué et non pollué par les hydrocarbures).
Notre étude a révélée une tolérance de la plus part des souches testées envers les deux composés d’hydrocarbures au 6ème jour par rapport au 1er jour
d’addition du produit ; avec une bonne tolérance envers le pétrole brut pour A. fumigatus dont la biomasse est entre (52,43×108 colonies/ml à 81.09×108 colonies/ml)
et A. niger d’environ (32,83×108 colonies/ml et 68.07×108 colonies/ml) ; par contre, la biomasse d’A. ochraceus est de (34,12×108 colonies/ml à 107,22×108 colonies/ml)
et A flavus entre (62,87×108 colonies/ml à 105,15×108 colonies/ml). Ces deux espèces tolèrent le plus le kérosène. Cette dernière est appuyée par les facteurs abiotiques
(température et lumière).
En fin, ces souches peuvent être utilisées dans les processus de bioremédiation des hydrocarbures.
Les mots clés : souches fongiques, tolérance, hydrocarbures, bioremédiation.
)الكیروسینوالخامالنفط( الھیدروكربونات تحملعلىمسعودحاسيمنالصناعيالصرفمیاهمنعزلھاتمالتيالمعزولة والفطریةالسالالتدراسة قدرة
الملخص
)الكیروسینوالخامالنفط( الھیدروكربوناتتحملعلىمسعودحاسيمنالصناعيالصرفمیاهمنعزلھاتمالتيوالمعزولةالفطریةالسالالتقدرةعلىللتدلیلھودراستنامنالھدف
مع تواجد Aspergillus, Fusarium, Altenaria et Penicillium مختلف السالالت المعزولة تنتمي الى األجناس
Aspergillus fumigatus(الملوث و الغیر ملوث بالھیدروكربونات) في الموقعین.
.الحیویةللكتلةالخامالنفطمنجیدتحمل مع؛1الیومبالنسبة الى 6مالیوفيالھیدروكربونیةكان نحو المركبتین دراستنا ان قدرة التحمل لمعظم السالالت المختارة كشفت A. fumigatus108× 52.43(بینما.Aالحیویةالكتلةفي الحین ؛)مل/ مستعمرة108× 68.07ومل/ مستعمرة108× 32.83(حوالي.A. nigerو) مل/ مستعمرة)108× 81.09إلىمل/ مستعمرة ochraceusمستعمرة108× 34.12(ھوا /
الحیویةغیرالعواملبواسطةاألخیرھذاویدعم. الكیروسینأكثرتحملالنوعینكال). مل/ مستعمرة108× 105.15إلىمل/ مستعمرة62.87 ×108(A flavusوبین) مل/ مستعمرة108× 107.22إلىملوالضوءالحرارةدرجة(
الھیدروكربونات البیولوجیة المعالجةوالتطھیر،عملیاتفيالسالالتیمكن استعمال ھذهالنھایة،في
،البیولوجیةالمعالجة،والھیدروكربونات،التحمل،الفطریةالسالالت:الرئیسیةالكلمات
،البیولوجیةالمعالجة،والھیدروكربونات،التحمل،الفطریةالسالالت:الرئیسیةالكلماتStudy of the capacity of fungal strains isolated from wastewater from Hassi Messaoud to tolerate hydrocarbons:
the case of crude oil and kerosene
Abstract
The aim of our study is to demonstrate the ability of fungal strains isolated and identified from industrial wastewater from Hassi Messaoud to tolerate
hydrocarbons (crude oil and kerosene).
The isolated species belong to different genera Aspergillus, Fusarium, Alternaria and Penicillium; with a dominance of Aspergillus fumigatus met in 2 sites
(polluted and unpolluted by oil).
Our study revealed a tolerance of most of the tested against two hydrocarbon compounds on the 6th day from the 1st day with a good tolerance for crude A.
fumigatus Revenue Is (52.43 × 108 colonies stem / ml to 81.09 × 108 CFU / ml) and of A. Niger (32.83 × 108 CFU / ml and 68.07 × 108 CFU / ml), by cons, A.
ochraceus (34.12 × 108 CFU / ml to 107 22 × 108 CFU / ml) and A. flavus (62.87 × 108 CFU / ml to 105.15 × 108 colonies / ml) tolerate more kerosene. This
tolerance is supported by abiotic factors (temperature and light).
In the end, these strains can be used in the processes of decontamination and bioremediation of the environment polluted by hydrocarbons.
Keywords: fungal strains, tolerance, hydrocarbons, bioremediation.
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