exposé biorem

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Université Sidi Mohamed Ben Abdellah

Faculté des Sciences et TechniquesDépartement de Biologie

Elément du module :Microbiologie Industrielle

La bioremédiation- Application des cellules immobilisées

Exposé intitulé:

Encadré par:Prof. Samir ANANOU

Réalisé par:Saïd EL KINANY

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Introduction générale

Qu’est que la bioremédiation?

Principe de la bioremédiationFacteurs de la bioremediation

Exemple d’application:

Conclusions

PLAN




Avec l’accélération du développement économique,

l’Homme est de plus en plus responsables de la

pollution de l’environnement. La diversité des

produits d’origine industrielle conduit à une

augmentation considérables du nombre des substances

totalement étrangères au monde vivant, dites

xénobiotiques. Certains de ces polluants ont contaminé

les sols dans les décharges ou des installations

industrielles par le biais de rejets urbains et industriels

ou en raison de pratiques agricoles


Qu’est ce que la

biremediation?

Principe de la BR

Facteyrs de ka BR

Exemples d’applicati

onconclusion




Inconvénients: stérilité du sols, métaux lourds dans les nappes phréatiques…

Bioremediation..???

Les risques pours l’écosystème et l’hommes(notamment la santé)

La nécessité de dépollution

Méthodes physico-chimiques(incinération, décharges, traitement chimique par lavage, extraction des contaminants de la matrice sol…??

F. JEMAL: la Bioremediation; Revue H.T.E.nº 122-Mars 2002




Il s’agit de l’emploi de procédés biologiques pour

éliminer les polluants industriels qui contaminent le cycle

biogéochimique des substrats naturelles, c’est une

technologie avantageuse pour diminuer la pression

exercée sur l’environnement et assure une atteinte

minimale pour l’écosystème ; mais elles est complexe en

raison de la différence des conditions physico-chimiques,

des concentration en polluants et les population

microbiennes entre les écosystèmes contaminés

Introduction

générale

Qu’est ce que la BR

Principe de la BR

Facteyrs de ka BR

Exemples d’applicat

ion

conclusion




Le procédé consiste à activer la capacité naturelle que possède les

microorganismes(bactéries, champignons et microalgues) à dégrader les polluants en

composés inertes, tels que l’eau ou le gaz carbonique. Ces M.O peuvent être indigènes, ou

exogènes ou encore être prélevés sur le site contaminé, cultivés en laboratoire puis

réintroduit dans le milieu pollué (ex: le sol). Il peut se dérouler dans des conditions

aérobies ou anaérobies(Vidali, 2001). Les différentes technologies de la bioremediation

ont été résumées par Vidali comme suit:


Qu’est ce que la

biremediation?

Principe de la BR

Facteurs de la BR


onconclusion




Le contrôle et l’optimisation des procédés de bioremediation est

très complexe et dépend de plusieurs facteurs dont les

principaux sont:

L’existence d’une population microbienne capable de

dégrader les polluants;

La disponibilité du polluant pour la population microbienne;

Les facteurs environnementaux (types de zones contaminées,

température, pH, présence d’oxygène ou d’autres accepteurs

d’électrons et les éléments nutritifs).


Qu’est ce que la

biremediation?

Principe de la BR

Facteurs de la BR


onconclusion




Bioaugmentaion Addition d’une culture de bactéries dans le milieu contaminé. Elle utilisée fréquemment dans les bioréacteurs et le système ex-situ

biofiltration Utilisation d’un biofiltre pour traiter les émissions gazeuses

biostimulation Stimulation des population des M.O indigènes, présentes dans le sol ou les eaux souterraines .peut être utilisée in-situ ou ex-situ

bioréacteur Déroulement de la biodégradation dans les bassins ou des réacteurs.

compostage La présence de la matière organique non toxique(déchets ménagers ou agricoles ) permet le développement des MO et l’élévation de la température.

biolixiviation Excavation de la couche à dépolluer, son emballage dans une membrane étanche, l’apport de nutriments indispensables au MO et la remise en place du sol ainsi traité.Utilisée pour la dépollution des métaux non biodegradables

F.Jamal,2002




Introduction

générale

Qu’est ce que la

bioremediation?

Principe de la BR

Facteurs de la BR

Exemples

d’application

conclusion

Technique d’immobilisation dans des matrices poreuses: Billes d’alginates

les alginates sont des polysaccharides linéaires contenus dans les laminaires, genre

d’algues brunes. Ces composés forment des gels durs et thermostables. Ils sont

largement employés comme additifs par l’industrie agroalimentaire à savoir la

texture onctueuse des crèmes glacées et des sauces .

Ils sont parfois employés pour l’encapsulation de principes actifs ou de substances

biologiques fragiles (enzymes, microorganismes). L




Introduction

générale

Qu’est ce que la

bioremediation?

Principe de la BR

Facteurs de la BR

Exemples

d’application

conclusion




Les alginates de sodium sont les plus fréquemment utilisées a cause de leur disponibilité, cependant le polymère ne peut gélifier que lorsqu’il est lié à un ion de Ca2+; chaque 2 Na2+ associés à 2 acides adjacents sont remplacés par un ion de Ca2+ qui lie les deux monomères




consiste à inclure une culture bactérienne dans une matrice poreuse par la gélification d’une

solution de polymère (κ-carraghénane, agarose, gélatine, alginate, chitosane..). Ces

polymères sont facilement disponibles et largement acceptés comme additifs alimentaires

dans l’industrie. les billes de gel sont en général préférées aux films grâce à leur

géométrie sphérique augmentant la surface de contact entre les bulles et les polluants

(Groboillot et al., 1994)

Principe




Emulsion

• la solution aqueuse de polymère

mélangé aux microorganismes est

dispersée dans une phase

organique donnant une émulsion

eau dans huile. Les gouttes

dispersées sont alors durcies soit

par abaissement de la température

soit par ajout d’un gélifiant.

extrusion

• une solution liquide de polymère

mélangée aux microorganismes est

extrudée par une seringue

engendrant des gouttes sphériques

qui tombent dans une solution de

durcissement.

Les billes du gel

Groboillot et al. (1994)




Dégradation de PCB par des

cellules de Rhodococcus

opacus TSP203 encapsulées

dans un gel d’alginate de

calcium •

Exemples d’étude de dégradation par des souches immobilisées sur gel d’alginate




Les PCB ou polychlorobiphényles sont des

mélanges complexes de

composés synthétisés par chloration directe d’un

noyau biphényle appelés congénères. Au début

des années 1980, lorsqu’il est apparu que les PCB

présentaient un danger pour l’homme et pour

l’environnement, l’industrie prit elle-même

l’initiative d’arrêter leur production. La

bactérie Rhodococcus opacus TSP203 s’attaque à

une large gamme de PCB et

jusqu’à des concentrations importantes (150

µg/mL de PCB contenant 42٪ )

1 lorsqu’elle est

placée dans des conditions aérobies.

R.Opacus TSP 203

À l’etat libre

comparaison




Entre chaque cycle, les cellules sont incubées dans un milieu de

réactivation pour restaurer leur biodégradabilité ; l’ajout de

calcium est essentiel pour maintenir la stabilité du gel

d’alginate.




Les cellules en suspension ne

peuvent être utilisées qu’une seule

fois alors que les cellules

immobilisées peuvent être réutilisées

trois fois avec, une forte diminution

de leur efficacité. Au bout du 2e

cycle, la capacité des bactéries

immobilisées à dégrader les

dichloro-,les trichloro- et les

tétrachlorobiphényles a

respectivement été réduite de 25, 36

et 70%, quant aux

pentachlorobiphényles, ils ne sont

plus dégradés.




Les techniques de bioremediation sont nombreuses et

différent d’un environnement contaminé à un autre,

elles dépendent de types de populations

microbiennes, de nature et de la concentration des

polluants. L’ensembles des techniques traitées dans

cet exposé ne fait qu’une partie minimale de la

bioremediation, appliquée actuellement dans les

différents secteurs(l’air, l’eau, les carburants

fossiles, les métaux …etc),


Qu’est ce que la

biremediation?

Principe de la BR

Facteyrs de ka BR


onconclusion




Références bibliographiques BALLERINI, D., GATELLIER, C., VOGEL, T., 1998. Techniques de traitement par voie

biologique. Ademe Editions. Angers. 247p.

JAMAL.F; revu journalier: bioremediation .2002

Geoffrey-Thibault PERCHET,2008; ETUDE DE BIOREMEDIATION DE SEDIMENTS

CONTAMINES PAR DES COMPOSES ORGANIQUES NITRES PERSISTANTS.

Groboillot A., Boadi D.K., Poncelet D., Neufeld R.J., Immobilization of cells for

application in the food industry. Crit. Rev. Biotech., 1994, 14, 75-107.






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