Les réseaux de distribution d’eau potable > Notion de biofilm

Définition

Les biofilms correspondent à des associations de microorganismes inclus dans une matrice d’exopolymères, qui sont généralement attachées à la surface de toutes sortes de matériaux, tels que les métaux, les plastiques, les particules de sols, tissus, … Au niveau des réseaux de distribution d'eau potable, les biofilms consistent, le plus souvent, en une association de plusieurs espèces : bactéries, champignons, algues, protozoaires, contenues au sein de dépôts de débris particulaires et de produits de corrosion. Les réseaux de distribution d’eau potable, comme tout autre environnement aqueux, peuvent être colonisés par des biofilms, malgré les conditions qui y règnent : absence de lumière, présence d’un agent biocide circulant, une faible concentration en éléments nutritifs (milieu oligotrophe).



Origine des microorganismes

Le niveau de contamination microbiologique des eaux dans le réseau est fonction du flux de cellules issues de l’usine de traitement.

L'origine des bactéries dans les systèmes de distribution d’eau potable est souvent mal cernée :

• en sortie d’usine de potabilisation, l’eau destinée à être distribuée n’est pas stérile. En effet, il existe un flux continu de microorganismes. Les bactéries sont alors celles présentes initialement dans l’eau brute à traiter et qui ont résisté au traitement. Ce phénomène peut être amplifié lors de relargage de particules de CAG, lorsque la désinfection en sortie d’usine est inefficace. Une cause indirecte de la présence de ces microorganismes est la présence, en quantité permettant leur survie, de carbone organique dissous biodégradable (CODB),
• les réservoirs, où l'eau se trouve en contact avec l'air, et où les orifices, mal protégés, peuvent permettre le passage de poussières ou d'insectes apportant des contaminations,
• le temps de séjour de l’eau dans les réservoirs ou dans les canalisations, qui peut être plus ou moins important,
• des contaminations externes par retour d’eau (limité par la mise en place de clapets antiretour) et l’intervention sur les réseaux, tels que les travaux, la pose de nouvelles conduites ou encore des erreurs de branchement.

Une fois les bactéries circulant dans les canalisations, celles-ci s’agrégent et se multiplient sur la surface interne des canalisations : elles forment alors un biofilm. Des phénomènes d’arrachage de bactéries depuis le biofilm, développé sur les parois internes des canalisations, peuvent alors avoir lieu et être à l’origine de remise en solution de microorganismes, et donc de la contamination microbiologique du réseau.

Conséquences du développement d’un biofilm dans les réseaux

Différents problèmes peuvent être directement reliés à la formation et au développement d’un biofilm sur les parois des canalisations d’adduction d’eau potable. Ces conséquences peuvent porter sur le réseau de distribution lui-même, ou sur la consommation de l’eau issue du réseau contaminé.

Conséquences de la présence d’un biofilm sur le réseau de distribution
Ces conséquences sont multiples et concernent aussi bien les populations bactériennes, que les caractéristiques physiques du réseau :

• les bactéries accumulées au niveau d’un biofilm constituent le premier maillon d’une chaîne alimentaire et ainsi favorisent le développement de macroorganismes,
• certains types bactériens peuvent induire, par leur présence ou leur activité métabolique, une augmentation de la turbidité, de la sapidité et de l’odeur de l’eau,
• certaines bactéries peuvent accélérer le phénomène de corrosion. Le terme de biocorrosion est alors utilisé,
• les capacités de distribution d’un réseau peuvent être diminuées par l’augmentation des forces de résistance, induites par la présence de biofilms,
• une augmentation du nombre de non-conformités par rapport aux critères microbiologiques de qualité de l’eau destinée à la consommation peut être observée au sein de réseaux abritant des biofilms (problème d'arrachement des biofilms). Le développement de bactéries nitrifiantes dans des zones d'anoxie, peut également entraîner des non-conformités, avec dépassement de la norme pour les nitrites.

Conséquences du développement de biofilm pour les consommateurs
L’entrée à flux constant de biomasse au sein des systèmes de distribution d’eau potable et sa prolifération au sein des réseaux posent une problématique du point de vue de la santé publique. En effet, le système est constamment ensemencé par des germes dont la plupart sont inconnus (pathogènes opportunistes ?). De plus, les conditions régnant au sein des réseaux de distribution peuvent permettre le maintien ou la croissance de coliformes, et ainsi entraîner le non-respect des critères de potabilité.

Une fraction des microorganismes peut également représenter un risque potentiel pour les consommateurs, et ainsi, augmenter la fréquence de symptômes gastro-entériques (diarrhées, vomissement). Des travaux épidémiologiques ont montré que le taux moyen d’incidents à tropisme gastro-intestinal était de 0,1 par personne et par an, dans le cas d’une population générale, pour la consommation d’une eau respectant les critères de potabilité (Block et al, 2001). Pour des groupes d’enfants, population plus sensible, des valeurs plus élevées d’environ 4 troubles digestifs par personne et par an et un épisode diarrhéique par personne et par an, ont été mis en évidence.

Toutefois, ces troubles ne sont pas identifiés par le système médical et ne sont révélés que par la réalisation d’études épidémiologiques spécifiques.

La limitation de l’instabilité biologique des systèmes de distribution d’eau potable, et de la prolifération des microorganismes au niveau des biofilms relève d’un intérêt certain, aussi bien pour les utilisateurs, que pour les distributeurs, soulignant la nécessité d’une maîtrise de la qualité microbiologique des eaux au cours de sa distribution.

Cependant, il est utile de souligner que l'eau est un des produits alimentaires les plus surveillés et les plus sûrs de France, avec des taux de conformité dans les grandes villes souvent excellents (par exemple, 99% à Metz, 98,5% à Nancy).