Fiche Résumé 11-AEP-06

Pour fiabiliser la gestion des usines de production d'eau potable (UPEP), il est indispensable de connaître en temps réel la qualité bactériologique de l'eau. Actuellement, le suivi en continu dans les stations d'alerte ne concerne que des paramètres physico-chimiques (redox, pH, conductivité, turbidité, COT, etc.), les analyses bactériologiques étant réalisées en laboratoire avec des délais importants (de 18 à 36 heures) et des contraintes liées au prélèvement et au transport de l’échantillon. Des appareils de mesure en continu de l'aspect microbiologique ont pourtant été étudiés il y a quelques années (COLILERT et COLITRACK) mais n'ont pas donné satisfaction au niveau fiabilité. Aujourd'hui, les méthodes d'analyses enzymatiques ont évolué et sont automatisables.

L'objectif de ce projet est donc d'identifier et de valider, parmi les outils disponibles, un système d'alerte in situ et en temps réel permettant d'évaluer la dégradation de la qualité microbiologique de l'eau. Ce système devra pouvoir à terme être intégré dans un module permettant la télétransmission des données pour disposer d’un enregistrement et de la connaissance de l’historique des données. L'étude prévoit dans cette phase de réaliser un état de l'art sur les systèmes de mesure en continu existants afin de sélectionner le plus pertinent pour des essais ultérieurs.

Bien que des progrès significatifs aient été accomplis ces dernières années, la détection spécifique de micro-organismes, soit dans de très faibles concentrations ou dans une matrice complexe reste une tâche difficile, surtout si une surveillance en ligne est visée. L’utilisation des analyseurs identifiés dans le cadre de cette étude doit être considérée de façon similaire à celle des capteurs physico-chimiques en vue d’une alerte précoce de toute variation de la qualité bactériologique de l’eau et non comme une substitution de l’analyse traditionnelle et réglementaire de la qualité bactériologique de l’eau.

Différents analyseurs ont été identifiés pouvant être classés en deux catégories :
- Les analyseurs peu spécifiques, basés sur l’ATPmétrie, le comptage de particules, la mesure Tryptophane (acide aminé) permettant de rendre compte d’une dégradation de la qualité microbiologique globale.
- Les analyseurs plus spécifiques (COLILERT 3000, COLIFAST, COLIGUARD, LUMINOS-On-Line) des indicateurs de contamination fécale (coliformes et E. coli), basés sur des approches enzymatiques. Le principe de l’approche enzymatique repose sur l’utilisation d’un substrat spécifique qui est hydrolysé par l’enzyme specifique de la bactérie cible provoquant ainsi la production d’un composé fluorescent. La mesure de fluorescence est proportionnelle à la quantité de bactéries cibles présentant l’activité enzymatique.

La comparaison des analyseurs identifiés a mis en évidence que ceux basés sur la mesure d’activité enzymatique B-galactosidase ou B-glucuronidase (respectivement spécifique aux coliformes et E. coli) semblent être les plus appropriés à ce jour et notamment, l’analyseur COLIGUARD (société MB online, Autriche). En effet, l’avantage de cet appareil est son automatisation complète, du prélèvement à l’interprétation du signal fluorimétrique qui est converti en équivalent E. coli/100 ml, et la transmission des données. Un autre de ses avantages est son autonomie de 1 à 3 mois (selon la fréquence d’analyse) sans maintenance ou intervention humaine. Contrairement aux COLILERT et COLIFAST, il réalise une détection fluorimétrique directe, sans incubation en milieu de culture. Cette approche, brevetée en 2007, permet une détection beaucoup plus rapide (2 heures) et le positionne donc pour des applications d’alertes rapides. Un cycle de décontamination d’une durée de 2 heures est systématiquement réalisé entre chaque échantillon analysé afin de prévenir le risque de faux positif. Il peut être installé aussi bien à l’intérieur qu’à l’extérieur. Son coût est de 39 à 42 K€ et le fabricant annonce une limite de détection de 1 E. coli.

Bien que peu de retours d’expérience aient été publiés dans la littérature, le COLIGUARD commence à être implanté pour différentes applications (eaux souterraines, eaux de rivière, eau potable) dans divers pays d’Europe : Autriche, Allemagne, Slovénie, Danemark, Hollande.

Afin de valider l’applicabilité du COLIGUARD en conditions réelles, le pourcentage de détection de “faux-positifs” lié à des activités enzymatiques non spécifiques ou des bruits de fond de fluorescence (causés par des algues par exemple) devra être documenté.