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Habilitation à diriger des recherches

Caractérisation et suivi des communautés microbiennes des procédés de traitement de la pollution : boues activées et effluents d'élevage

Résumé : Les travaux présentés portent sur 10 années de recherche effectuées dans l'équipe de microbiologie moléculaire du Laboratoire de Biotechnologie de l'Environnement de l'INRA à Narbonne. Cette équipe, dirigée par J.J. Godon, étudie la composition, l'évolution et le fonctionnement des écosystèmes microbiens impliqués dans les procédés de traitement de la pollution. Après une présentation rapide de la problématique des écosystèmes microbiens de dépollution, le manuscrit présente les techniques moléculaires d'identification et de suivi des micro-organismes que nous avons mises en place et développées au laboratoire. Il s'agit du clonage, séquençage et analyse phylogénétique des séquences des gènes codant pour les ARN ribosomiques microbiens, de l'hybridation in situ en fluorescence sur cellules entières (FISH) et du typage moléculaire des ADNr microbiens par Polymerase Chain Reaction et Single Strand Conformation Polymorphism (PCR-SSCP). La caractérisation des communautés microbiennes impliquées dans les procédés de dépollution et les effluents d'élevage porcin est ensuite développée selon quatre chapitres : L'extrême diversité et la structure particulière des écosystèmes de digestion anaérobie, au travers de l'étude d'un réacteur de laboratoire traitant des vinasses de distillerie. L'identification des micro-organismes impliqués dans les procédés biologiques de déphosphatation des eaux usées. Après une approche d'inventaire moléculaire infructueuse, nous nous sommes tournés vers un suivi dynamique des communautés microbiennes de plusieurs procédés instables de déphosphatation aérobie classique et de déphosphatation anoxique. Ces travaux ont participé à la mise en évidence du groupe bactérien Candidatus Accumulibacter phosphatis impliqué dans l'accumulation des phosphates et de son antagoniste Candidatus Competibacter phosphatis, qui s'enrichit dans les procédés détériorés. L'implantation des micro-organismes inoculés dans les écosystèmes de dépollution lors d'expériences de bioaugmentation. Dans une première expérience, le suivi par FISH d'une souche pure inoculée dans un écosystème nitrifiant montre clairement sa disparition liée à une absence d'intégration de la souche dans les flocs bactériens et à sa prédation par les protozoaires. Dans la seconde expérience, l'effet bénéfique observé, suite à l'ajout d'une communauté microbienne pré-adaptée dans un réacteur biologique de déphosphatation, n'a pas pu être relié de façon formelle à l'implantation des micro-organismes apportés. La caractérisation des communautés microbiennes du lisier et du fumier de porc et leur comparaison avec les connaissances actuelles de la flore digestive porcine. Une analyse de la structure de ces communautés et des paramètres physico-chimiques des effluents suggère une disparition plus rapide de la flore fécale porcine lors de la gestion des déjections sous la forme de fumier plutôt que de lisier. Cette proposition est confortée par un suivi sur site de la communauté microbienne d'un lisier de porc au travers de sa filière de gestion dans un élevage. Enfin, le manuscrit présente mon projet actuel qui consiste dans la création d'un laboratoire d'écologie microbienne au Cemagref de Rennes en collaboration avec A.M. Pourcher de l'Université d'Angers. Ce laboratoire aura pour thématique principale la caractérisation microbiologique des effluents d'élevage et de leurs procédés de traitement. Les deux axes principaux envisagés sont la compréhension des processus (genèse des nuisances, transformations des matières carbonées, azotées et phosphorées) et l'évaluation sanitaire des pratiques agricoles intensives (évaluation des filières de traitement, recherche de nouveaux indicateurs et systèmes de détection, rejets et impacts sur l'environnement).
Keywords : BIOAUGMENTATION HDR
Document type :
Habilitation à diriger des recherches
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https://hal.inrae.fr/tel-02588247
Contributor : Migration Irstea Publications <>
Submitted on : Friday, May 15, 2020 - 12:36:28 PM
Last modification on : Friday, November 27, 2020 - 3:54:03 PM

Identifiers

  • HAL Id : tel-02588247, version 1
  • IRSTEA : PUB00020239

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Citation

P. Dabert. Caractérisation et suivi des communautés microbiennes des procédés de traitement de la pollution : boues activées et effluents d'élevage. Sciences de l'environnement. Habilitation à Diriger des Recherches, Université Claude Bernard Lyon I, 2005. ⟨tel-02588247⟩

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