Maîtrise du risque légionelle

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1 Mise en place d un suivi de la biomasse active par ATP-métrie sur des circuits de refroidissement C. MAGDO 1 Mots clés : légionelle, adénosine triphosphate (ATP), tour aéroréfrigérante, brome, eau oxygénée Keywords: legionella, adenosine triphosphate (ATP), cooling towers, bromine, hydrogen peroxide Introduction Les légionelles sont des bactéries qui se développent dans les milieux hydriques ou humides. Ainsi, elles sont présentes naturellement dans les cours d eau, les lacs et, parfois, dans les sols. Elles prolifèrent également dans certains milieux hydriques artificiels (réseaux d eau chaude sanitaire, réseaux de refroidissement de certains procédés industriels ou de systèmes de climatisation ). Les aérosols produits par ces systèmes peuvent être à l origine d épidémies ou de cas isolés de légionellose par inhalation de fines gouttelettes d eau contaminée. L usine d'altis Semiconductor, principal établissement d Essonne Nanopole à Corbeil-Essonnes, fabrique des circuits électroniques à très haute intégration faisant appel à des technologies de pointe. La fabrication de semi-conducteurs nécessite un environnement de production extrêmement stable en température et en hygrométrie. Afin de produire l eau glacée nécessaire au maintien des conditions de climatisation des salles blanches et de climatisation générale des bâtiments, l usine d Altis possède 19 tours aéroréfrigérantes (TAR) d une capacité de 115 MW froid, toutes soumises à autorisation et réparties en 14 circuits, situés sur trois pôles géographiques du site de 55 ha. Suite à l arrêté du 13 décembre 2004 relatif aux installations de refroidissement par dispersion d eau dans un flux d air, soumises à autorisation au titre de la rubrique n 2921, de nombreuses restrictions ont 1 Altis Semiconductor. conduit à un renforcement du contrôle des installations. Car, si la légionelle est un véritable problème de santé publique, dans le cas d Altis, un arrêt des TAR aurait également des conséquences dramatiques pour la production. Parmi les méthodes utilisées pour le suivi microbiologique des TAR, une nouvelle technologie est apparue sur le marché, début Il s'agit de kits basés sur une technique de seconde génération de mesure de l ATP (adénosine triphosphate) en tant qu indicateur de mesure des micro-organismes actifs. L'ATP est, en effet, une molécule utilisée chez tous les organismes vivants pour fournir de l'énergie aux réactions chimiques. Aussi, la mesure de cette molécule permet d'évaluer la quantité de micro-organismes présents dans l'eau des circuits des TAR. Dans un souci d optimisation de la surveillance, cette nouvelle technique d ATP-métrie a été testée sur le site d Altis durant un mois. L objectif de cette étude initiale était d évaluer la pertinence de cet indicateur au travers de nombreux essais sur le terrain et en laboratoire, par la comparaison de différentes stratégies de traitement et par un parallèle avec les autres indicateurs microbiologiques utilisés. Le suivi des TAR par ATP ayant par la suite été pérennisé, les données de certains graphiques présentés dans ce document ont été actualisées à Matériel et méthode 1.1. Caractéristique du site étudié L étude a été conduite sur les installations de refroidissement par dispersion d eau dans un flux d air de TSM numéro e année 133 Article disponible sur le site ou

2 Étude la société Altis Semiconductor (figure1). Le site possède au total 19 TAR pour 14 circuits (tableau I), dont 12 circuits indépendants et deux circuits maillés. Chaque circuit est différent de par son historique, l emplacement des tours, la qualité des réseaux, le mode de fonctionnement Le fonctionnement de chaque circuit est intermittent. Deux états pour le circuit d eau TAR sont donc possibles : - groupe frigorifique (GF) en marche : circulation permanente de l eau dans le circuit TAR ; - groupe frigorifique en stand-by : pour les GF disponibles en exploitation, mais non utilisés dans la journée, une circulation de tous les volumes d eau de l installation est réalisée par la mise en place d une procédure imposant le fonctionnement de la pompe condenseur pendant un temps défini de 2 h sur chaque période de 24 h. Figure 1. Schéma de principe d une installation de refroidissement L eau d appoint des circuits est constituée à 80 % d eau ultrapure recyclée et à 20 % d eau de forage ou eau de Seine clarifiée filtrée. Dénomination du circuit Puissance thermique évacuée (kw) Volume (m 3 ) Nombre de tours Débit de recirculation (m 3 /h) Centrale thermo-frigorifique GF GF GF GF NA, tour fermée GF GF GF GF Frigo-sud GF GF GF GF B3 GF31/GF32/GF T1/T Tableau I. Caractéristiques des installations de production de froid d'altis Semiconductor suivies durant l étude 134 TSM numéro e année

3 La déconcentration se fait sur une mesure de conductivité en ligne pour chaque circuit. Les matériaux en contact avec l eau sont le cuivre pour les condenseurs, l acier noir et l acier inoxydable pour les réseaux Stratégie de lutte contre la prolifération des légionelles Stratégie de traitement Trois stratégies de traitement continu en biocide oxydant ont été mises en œuvre entre 2005 et 2007 (tableau II) : - l acide hypobromeux généré in situ, injecté au niveau de l eau d appoint, est le traitement initial démarré en 2005 ; - l eau oxygénée stabilisée aux ions argent, injectée au niveau de l eau d appoint, a ensuite été testée pendant trois mois fin 2006 pour des raisons environnementales ; - une solution comportant 90 % d acide hypochloreux et 10 % de dioxyde de chlore, générée par électrolyse, injectée directement dans chaque circuit, a été testée, puis généralisée courant 2007 pour des raisons économiques et environnementales. Les biocides de synthèse (isothiazolone), auparavant utilisés en choc systématiques en supplément du traitement continu, ont été totalement supprimés en 2006, sans aucun impact sur les résultats bactério - logiques. Des désinfections supplémentaires en choc, directement dans chaque circuit, sont réalisées au minimum une fois par an (réglementaire) ou en cas de détection d un facteur de risque. Elles se déroulent de manière identique, selon des procédures précises. Dans ce cas, les vannes de déconcentration sont fermées durant le temps de contact nécessaire Stratégie de surveillance Le suivi de l évolution des paramètres physicochimiques, décrit dans le tableau III, est réalisé soit en continu, soit de façon quotidienne ou hebdomadaire en laboratoire sur le site, afin d éviter toute dérive par rapport aux valeurs guides. Le suivi microbiologique (tableau IV) s effectue d une part, par la méthode réglementaire par culture (NFT ) de Legionella Species (L.spp) et, d autre part, par d autres méthodes d autocontrôle, comme la Polymerase Chain Reaction (PCR), la flore aérobie revivifiable et l ATP-métrie. Molécule active Concentration injectée (produit commercial) Mode d injection Traitement continu biocide Nov janv Biocide oxydant biodétergent Biocide oxydant + biodétergent Biocide oxydant + biodétergent Traitement continu antitartre/anticorrosion sur l appoint Antitartre-anticorrosion Traitements ponctuels désinfection Acide hypobromeux (javel+bromure de sodium) Tensio-actif, à base d alkyl polyglucosides Eau oxygénée stabilisée aux ions argent 90 % acide hypochloreux 10 % dioxyde de chlore (électrolyse) Phosphonates et Tolyltriazoles 5 ppm sur l appoint 2 à 5 g/m 3 sur l appoint 50 à 100 ppm sur l appoint 2 g/m 3 d appoint Injection directe dans circuit 15 ppm sur appoint 60 ppm dans circuit Biocide oxydant Hypochlorite de sodium 10 ppm pendant 6 h Biocide oxydant Eau oxygénée stabilisée aux ions argent 500 à ppm pendant 12 h Biocide oxydant Acide hypobromeux stabilisé 10 ppm pendant 6 h Asservi au volume d appoint Asservi au volume d appoint Asservi au potentiel redox Asservi au volume d appoint Injection directe ponctuelle dans circuit Tableau II. Produits de traitement d eau mis en œuvre TSM numéro e année 135

4 Tableau III. Paramètres de suivi physico-chimiques et microbiologiques Le principal avantage de ces outils d autocontrôle réside dans la rapidité d obtention des résultats Lieux et modalités de prélèvements pour analyses Les prélèvements ont tous été effectués au même endroit et dans les mêmes conditions. L eau est recueillie dans des flacons stériles (PCR, culture) ou rincés à l eau ultrapure (ATP), après avoir laissé couler pendant trois minutes l eau de la vanne identifiée pour le prélèvement. Les eaux d appoint non traitées sont prélevées directement dans les bâches de stockage ou sur des points de prélèvements des réseaux de distribution. L eau d appoint traitée est prélevée au refoulement de la pomperie (injection des traitements à l aspiration) Indicateur Délai Unité Cible Réalisation NFT L.spp (milieu de culture spécifique) Méthode réglementaire 10 j Unité formant colonie/l L.Spp viables cultivables Laboratoire extérieur accrédité Cofrac PCR L.spp (basée sur la recherche d ADN) Autocontrôle 48 h Unité génomique/l L.Spp viables cultivables et non cultivables Laboratoire extérieur accrédité Cofrac ATP intracellulaire (basée sur la bioluminescence) Autocontrôle 2 h Équivalent microbien/ml Flore totale cultivables et non cultivables Laboratoire sur site Flore aérobie revivifiable (milieu de culture général) Autocontrôle h Unité formant colonie/ml bactéries aérobies cultivables Laboratoire sur site Tableau IV. Caractéristiques des différents indicateurs microbiologiques utilisés TSM numéro e année 137

5 sur un point de prélèvement à écoulement permanent et sur le collecteur commun à l arrivée dans les tours. L eau des circuits TAR est prélevée au refoulement de la pompe condenseur pour chaque circuit afin d obtenir un échantillon représentatif de l eau en circulation Technique de mesure de l ATP L adénosine triphosphate est une molécule essentielle à la vie cellulaire, car c est la forme d énergie immédiatement utilisable pour les besoins de la cellule, la source d énergie la plus utilisée étant le glucose qui s'avère la plus facilement mobilisable et répandue pour les organismes autotrophes et hétérotrophes. L ATP est donc une molécule que l on retrouve dans toutes les substances animales et végétales. On distingue : - ATP intracellulaire (catp) : organismes vivants ; - ATP extracellulaire (datp) : organismes morts ou mort programmée des bactéries ; - ATP total (tatp) = catp + datp. Cette étude s effectue sur un système de seconde génération de mesure de l ATP. Ce système utilise la même réaction chimique qui, dans la nature, permet à la luciole de produire de la lumière. Le principe de la mesure repose sur le comptage de photons produit par l action d une enzyme, la luciférase, qui émet des photons en hydrolysant les molécules d ATP : c est la bioluminescence. L intensité lumineuse est ensuite mesurée grâce à un luminomètre. Le volume d eau analysé pour les TAR est de 50 ml. L ATP intracellulaire est obtenu en filtrant l échantillon (élimination du datp) et en procédant à une lyse 2 des bactéries retenues sur le filtre pour libérer leur ATP. 2 La lyse désigne, en biologie, la destruction de l'intégrité physique de la membrane plasmique de cellules eucaryote ou bactéries par l'action d'un agent physique, chimique ou biologique, et menant à la mort de la cellule. La quantité de lumière produite est directement proportionnelle à la biomasse active. En effet, le principal intérêt de cette seconde génération de kits est la possibilité de convertir les résultats RLU (Relative Light Unit) en pg ATP/ml et en équivalent microbien/ml, puisqu il a été établi que 1 pg d ATP équivaut à micro-organismes. Un ajout dosé d ATP (Ultracheck), stable dans le temps, permet également de comparer avec confiance les résultats dans le temps en concentration d ATP, au lieu des RLU utilisés dans l ATP-métrie de première génération. Deux kits d ATP-métrie ont été testés au cours de l étude : - le kit Quench-Gone Aqueous (QGA, Aquatools.com), qui offre un outil de suivi de la biomasse active par mesure de l ATP intracellulaire ; - le kit Total Control (TCM, Aqua-tools.com), qui constitue outil ponctuel d évaluation du Biomass Stress Index (BSI), ou index de stress de la biomasse. Le BSI est une mesure de la santé relative de la biomasse, calculée par le rapport entre le tatp et le datp : BSI (%) = datp/tatp. Ainsi, dans un échantillon, plus le datp est élevé par rapport au tatp, et plus le BSI est élevé. Les valeurs élevées de BSI sont relatives à des situations stressantes (ajout d un biocide, réduction de l oxygène, toxicité ou carence en nutriment). Un changement de valeur de BSI signale un changement de la qualité de la biomasse, en mieux ou en pire. Lors de l étude initiale, la qualification de la mesure sur les circuits TAR a été réalisée de la manière suivante : - suivi de l ATP intracellulaire sur 10 circuits avec deux traitements en continu différents en biocide oxydant ; - évaluation du Biomass Stress Index lors du changement de traitement continu ; Figure 2. Principales étapes du procédé d'atp-métrie utilisé TSM numéro e année 139

6 - suivi de l ATP intracellulaire sur un circuit traité par des chocs de biocide oxydant ; - évaluation de l efficacité de différents chocs biocide dans les circuits ; - parallèle entre l ATP intracellulaire et la PCR L.spp ; - cartographie du process TAR des eaux d appoint aux circuits ; - évaluation en laboratoire de l abattement en biomasse par différents biocides, selon les concentrations et le temps de contact. 300 analyses ont ainsi été effectuées pendant un mois. Suite aux résultats concluants obtenus lors de cette qualification, la mesure d ATP a été pérennisée. Elle a donc permis de suivre, six mois plus tard, la mise en place d un nouvel et ultime traitement biocide. Toutes les mesures d ATP sont réalisées dans les 2 h qui suivent le prélèvement. Des analyses sur plusieurs échantillons, neutralisés et non neutralisés, ont permis de vérifier qu il n y avait pas d interférence avec les résiduels en biocides. 2. Résultats Durant la phase de qualification, les résultats obtenus par la méthode de culture réglementaire NFT sont inférieurs à la limite de quantification (L.spp < 500 UFC/l). La qualité physico-chimique et microbiologique de l eau d appoint avant traitement est restée strictement identique Suivi de l ATP intracellulaire avec différents traitements continus en biocide oxydant Les premières mesures d ATP ont été réalisées à la fin des trois mois de traitement H 2 /Ag, puis au moment du retour du traitement initial au brome. La figure 3 montre une teneur en biomasse active comprise entre 10 4 et 10 6 équivalent microbien/ml, lors du traitement à l eau oxygénée stabilisée aux ions argent, pour des concentrations en H 2 résiduel comprises entre 0 et 200 mg/l. Un début de chute de la biomasse active est observé lors de la phase de purge effectuée avant le changement de traitement. Après quelques jours de traitement à l acide hypobromeux, les teneurs en biomasse active mesurées vont de 10 2 à 10 4 équivalent microbien/ml pour des concentrations comprises entre 0 et 10 mg/l. Lorsque la concentration en brome libre résiduel est supérieure à 0,5 mg/l, la biomasse active est inférieure à 10 3 équivalent microbien/ml. Les mesures de biomasse active effectuées sur l eau d appoint traitée à l H 2 /Ag montrent une teneur en micro-organismes vivants supérieure de 1 à Figure 3. Suivi de l ATP intracellulaire sur dix circuits de refroidissement traités successivement à l H 2 /Ag, puis au HOBr TSM numéro e année 141

7 Étude Figure 4. Suivi de l ATP intracellulaire sur l eau d appoint traitée successivement à l H 2 /Ag, puis au HOBr 1,5 log, par rapport à l eau d appoint traitée au HOBr, malgré une concentration biocide dix fois plus importante (figure 4). La figure 5 montre les résultats obtenus sur le circuit de refroidissement GF14. Pour une concentration en H 2 /Ag comprise entre 3 et 20 ppm, la biomasse active moyenne est de 10 5 équivalent microbien/ml. Lors du passage au traitement HOBr, la biomasse active a chuté de 2 log en 48 h pour se stabiliser à 10 3 équivalent microbien/ml, avec un résiduel de 1 à 3 ppm. Les résultats sont identiques pour les dix circuits de refroidissement suivis lors de l étude. Plusieurs mois après l étude initiale pour qualification, l ATP-métrie a également été utilisée au cours d une étude de mise en place de postes locaux de biocide avec injection directe dans les circuits, afin de définir la concentration minimale d oxydant nécessaire pour chaque installation (selon son état, emplacement, historique, mode de fonctionnement ). L injection du mélange HOCl/Cl généré par électrolyse est asservie à la mesure du potentiel redox dans chaque circuit. Les essais (figure 5) ont montré Figure 5. Suivi de l ATP intracellulaire sur le circuit TAR de GF TSM numéro e année

8 Figure 6. Suivi du BSI lors du changement de traitement par biocide qu une consigne de 600 mv était nécessaire sur trois des circuits pour maintenir les valeurs ATP intracel - lulaire et PCR L.spp conformes aux valeurs guides. Pour l un des circuits, pour lequel les facteurs de risque sont plus importants, une consigne de 700 mv a été fixée à partir des résultats obtenus par ATP-métrie Évaluation du Biomass Stress Index (BSI) lors du changement de traitement continu Au cours du changement de traitement par biocide, le kit TCM nous a permis d évaluer le stress de la biomasse à l aide des valeurs obtenues, à savoir le ratio du datp (AtP extracellulaire) sur tatp (AtP total présent dans l échantillon). La figure 6 montre que l indice de stress de la biomasse, en fonction des circuits, se situait entre 20 et 40 % avec H 2 /Ag, démontrant ainsi un indice de stress faible. Le stress normal des micro-organismes, en dehors de tout traitement biocide, est évalué à 25 %. Lors de l étape de purge des circuits, l indice est passé à un niveau de 60 %, pour atteindre 100 % avec le traitement au brome. Lors du changement de trai- Figure 7. Suivi de l ATP intracellulaire sur le circuit TAR T1/T2 TSM numéro e année 143

9 tement, le BSI a fortement augmenté démontrant ainsi que des micro-organismes sont tués Suivi de l ATP intracellulaire sur un circuit traité par des chocs de biocide oxydant Le circuit de refroidissement T1/T2 était alimenté en eau adoucie, avec des traitements chocs au cours de la phase de test à l H 2 /Ag pour les autres circuits. Les chocs par biocide, à l acide hypobromeux stabilisé, ont été réalisés deux fois par semaine, directement dans le circuit avec un temps de contact de 6 h. La figure 7 montre un abattement d environ 1 log de biomasse active après chaque choc biocide. La vitesse de recolonisation des micro-organismes dépend de nombreux paramètres (température, apport en matière organique ). On constate qu il faut trois à cinq jour pour retrouver le niveau de biomasse initiale Évaluation de l efficacité de différents chocs de biocide dans les circuits Des mesures de biomasse active ont été réalisées avant et après des chocs ponctuels en biocide oxydant pour désinfection préventive sur différents circuits. L abattement en micro-organismes vivants est de moins de 1 log lors d un choc H 2 /Ag. Il est d environ 1,5 log lors d un choc HOCl. La figure 8 met en évidence un abattement supérieur avec l hypochlorite de sodium, en comparaison de l eau oxygénée stabilisée aux ions argent pour un volume injecté plus faible Parallèle entre l ATP intracellulaire et la PCR L.spp La PCR L.spp est suivie une fois par semaine depuis 2006, sur les TAR du site d Altis, et permet de piloter le process de traitement des TAR. Des mesures parallèles ont permis de comparer les tendances évolutives entre la population microbienne totale (ATP) et, plus spécifiquement, la légionelle (PCR). Pour l eau d appoint traitée à l H 2 /Ag, les résultats PCR L.spp sont compris entre 10 4 et 10 6 UG/l. Les résultats en biomasse active sont de l ordre de 10 7 équivalent microbien/l. Lors du passage à l HOBr, la PCR L.spp donne une absence de légionelle (< 10 2 UG/l) et l ATP intracellulaire chute de 2 log (figure 9). Les mesures en parallèle PCR L.spp et ATP intracellulaire (figure 10) ont montré une tendance d évolution globalement identique entre les deux méthodes. L évolution des courbes lors des changements de traitement est identique pour les dix circuits de refroidissement de l étude. Figure 8. Suivi de l évolution de l ATP intracellulaire suite à des chocs par biocide TSM numéro e année 145

10 2.6. Cartographie du process TAR des eaux d appoint aux circuits La cartographie du process réalisée est basée sur une moyenne de cinq mesures d ATP pour chaque eau d appoint et de 20 mesures pour chaque circuit de refroidissement. Le classement des différents points d échantillonnage permet d analyser la production de biomasse par secteur et de définir des zones à différents degrés de risque. De plus, la mesure calculée du delta ATP (= valeur du circuit - valeur de l appoint en log eq microbien/ml) permet d estimer la prolifération, ou la réduction, de la population microbienne. On constate, sur la figure 11, que l'eau adoucie de secours, ainsi que l eau de Seine clarifiée filtrée et l eau de forage (20 % de l appoint) présentent une faible teneur en biomasse active. Par contre, l eau ultrapure recyclée (EDUR, 80 % de l appoint), d excellente qualité physico-chimique, est de moins bonne qualité microbiologique. La forte teneur en biomasse Figure 9. Suivi de l ATP intracellulaire et de la PCR L.spp sur l eau d appoint traitée Figure 10. Suivi de l ATP intracellulaire et de la Pcr L.spp sur le circuit de refroidissement GF12 TSM numéro e année 147

11 Figure 11. Cartographie du process TAR du site d Altis par ATP intracellulaire active dans cette eau peut être reliée à la prolifération de filaments mycéliens dans le réseau de collecte du recyclage, celui-ci étant extrêmement dense et ramifié, jamais en charge, du point de vue hydraulique, et pouvant contenir de faibles concentrations en produits chimiques, dont de l alcool isopropylique. Les eaux d appoints des TAR sont réceptionnées dans une bâche (B6) et l ATP intracellulaire est élevé en entrée et au milieu de cette bâche, lorsqu aucun traitement n est effectué. On obtient un abattement de 1 log en traitant le milieu de la bâche avec 3 ppm d H 2 /Ag, contre un abattement de 2 log avec 0,3 ppm d HOBr-HOCl (galets brome-chlore). Le même constat est fait à la sortie de la bâche, tous les traitements pour les TAR étant injectés à l aspiration des pompes qui distribuent l eau d appoint sur les circuits. Pour 100 ppm d H 2 /Ag injectés, l abattement en biomasse active est de 1 log, alors que pour 6 ppm d HOBr injecté, l abattement est de 2,5 log. La qualité physico-chimique et microbiologique de l eau d appoint avant traitement est strictement identique dans les deux cas. Des mesures ont également été réalisées sur l eau d appoint à l arrivée dans les tours (200 à 500 m de réseaux entre la bâche et les TAR). Les résultats en biomasse active sont quasiment identiques. Cela montre que le réseau de distribution de l appoint n est pas une source de prolifération bactérienne et qu il n y a pas de décrochement de biofilm. Dans les circuits de refroidissement, l ATP intracel - lulaire augmente ensuite de 1 log en moyenne avec le traitement H 2 /Ag, pour atteindre des valeurs de 10 5 équivalent microbien/ml. Dans le cas du traitement HOBr généré in situ (mélange eau de Javel, bromure de sodium), la teneur en biomasse active est stable entre l appoint traité et les circuits. Le circuit traité par des chocs au HOBr stabilisé présente des résultats légèrement supérieurs à celui traité en continu. Les résultats obtenus sur les circuits sont globalement similaires entre le traitement au HOBr à partir de l appoint et celui au mélange HOCl/CL injecté directement dans chaque circuit. Une prolifération microbienne plus ou moins importante a donc lieu, en fonction du type de biocide utilisé et de son mode d injection dans les circuits Évaluation en laboratoire de l abattement en biomasse par différents biocides selon les concentrations et le temps de contact Les essais ont été réalisés sur une eau prélevée dans un circuit de refroidissement non traité pour travailler avec une population microbienne représentative. Néanmoins, la composition de cette biomasse n est pas connue (part de légionelle, d amibes, de macrophages ). Les biocides testés sont ceux utilisés en désinfection par injection choc, de façon ponctuelle, sur le site : deux biocides oxydants (H 2 /Ag, HOCl), ainsi qu un biocide non-oxydant (izothiazo- TSM numéro e année 149

12 Figure 12. Tests en laboratoire de l impact de chocs biocides sur les micro-organismes vivants lone), biocide de synthèse dont les chocs systématiques ont été stoppés en Les conditions du test sont optimales, en comparaison des désinfections réelles sur les circuits, puisqu il n y a alors pas de stripping 3, ni d apport de matière organique par le lavage de l air, ou d interaction avec les dépôts présents dans les réseaux et les matériaux constitutifs de ceux-ci. Les temps de contact sont également plus longs, puisque les chocs ne peuvent dépasser 24 h sur le terrain. Les résultats montrent un abattement de 100 % de la biomasse active (limite de quantification atteinte) avec 2 ppm d HOCl en 24 h. Pour obtenir le même abattement avec l H 2 /Ag, il faut en maintenir ppm pendant 72 h. Le faible abattement obtenu avec l isothiazolone peut être lié à son mode d action. En effet, contrairement aux biocides oxydants qui détruisent la membrane cytoplasmique des bactéries, ce biocide de synthèse agit par blocage des synthèses protéiques des cellules pour en limiter la reproduction. 3. Discussion La campagne de mesure sur les TAR a montré que l ATP-métrie s'avère un outil fiable et rapide. Les résultats obtenus sont en concordance avec les constats 3 Interaction entre la phase eau et la phase air dans les tours aéroréfrigérantes, qui provoque une évaporation. de terrain et d exploitation, et avec la connaissance qu avait Altis de ses réseaux. Ils sont également concordants avec le mode d action et l efficacité connue des différents biocides. Les mesures en parallèle, PCR L.spp et ATP intracellulaire sur un an, ont montré dans environ 90 % des cas une tendance identique entre les deux méthodes. Les résultats catp et PCR L.spp sur les circuits TAR ont montré une efficacité du biocide limitée de l H 2 /Ag, en comparaison avec le HOBr, malgré des concentrations résiduelles dix fois supérieures. La cartographie du process a mis en évidence que déjà, à la base, l eau d appoint traitée avec 100 ppm d H 2 /Ag était plus chargée en biomasse active. Cette eau d appoint traitée distribuée dans les TAR était donc une source de contamination. Cette faible performance du biocide de l H 2 /Ag estelle en partie due à la capacité de certains microorganismes à catalyser la dismutation du peroxyde d hydrogène en dioxygène et eau, grâce à la catalase? La cartographie a également mis en évidence des résultats similaires entre le traitement au HoBr et celui au mélange HOCl/CL généré par électrolyse. Le second présentant plus d avantages en termes de coût et d exploitation (pas de dépotage), mais aussi du point de vue environnemental (suppression des bromates). Pour cet indicateur, des valeurs guides et seuils d action ont donc été définis. Leur interprétation journalière, en complément aux autres analyses TSM numéro e année 151

13 physico-chimiques, permet de définir les actions à mener. L objectif, pour les TAR, est de maintenir une ligne de base entre 10 3 et 10 4 équivalent microbien/ml, témoin d une population microbienne sous contrôle et d un traitement efficace. Un seuil d alarme à 10 5 équivalent microbien/ml a été instauré comme signe d une dérive du process présentant un risque de dépassement en culture légionelle. Suite à la mise en place d un suivi par ATP-métrie, en complément à la PCR L.spp, les analyses de flore aérobie revivifiable ont été arrêtées. La flore aérobie revivifiable était suivie auparavant, car il s'agissait du seul moyen d autocontrôle disponible. Mais, elle ne constituait pas un indicateur permettant de piloter le process de traitement TAR. En effet, il n existe pas de corrélation avec la concentration en légionelle. Et une valeur élevée en flore aérobie ne signifie pas qu il y a eu un développement des légionelles. Inversement, une valeur nulle n est pas une preuve de non-prolifération de légionelle. Le retour d expérience d Altis sur cette mesure a montré que des dépassements de culture légionelle pouvaient avoir lieu, malgré une flore aérobie revivifiable nulle. La mesure d ATP présente plusieurs avantages pour un site industriel. Tout d abord, c est un indicateur instantané du taux de micro-organismes, qui peut donc être utilisé comme un outil de suivi régulier du process. La quantification de la biomasse par ATPmétrie est le seul et vrai indicateur de suivi de la flore totale, puisque nous quantifions aussi bien les bactéries viables cultivables, que les bactéries viables non cultivables dans nos installations. Ensuite, la mesure est réalisable en laboratoire sur le site et ne prend que dix minutes par échantillon. Enfin, le coût de cette mesure est faible, au regard des autres techniques analytiques disponibles. Les objectifs de ce suivi sont nombreux : autocontrôle : - réactivité : résultats en 10 min (contre 10 j culture et 48 h PCR), - anticipation des dérives ; vérification de l efficacité des biocides sur les microorganismes viables cultivables et viables non cultivables, en complément de la PCR L.spp pour cibler la légionelle : - améliorer l efficacité des traitements, - optimiser la concentration de biocide, - valider l efficacité des désinfections ; identification des pollutions, des foyers bactériens ; gain économique, en mettant l accent sur l utilisation d indicateurs de suivi plus pertinents pour réduire le budget produits chimiques. Conclusion Après la phase de qualification, Altis a décidé de pérenniser la mesure d ATP intracellulaire en suivi régulier de la biomasse active pour piloter le process de traitement des TAR. En effet, la sécurisation des TAR repose principalement sur une bonne exploitation et sur une surveillance adaptée. L ATP-métrie apparaît comme un outil fiable et approprié pour cette surveillance, en complément aux autres analyses. Un an après sa mise en place, ce nouvel indicateur d autosurveillance donne parfaitement satisfaction. Le suivi par PCR L.spp continue d'être réalisé, mais à une fréquence moindre. Le risque légionelle étant maîtrisé sur le site d Altis, cette démarche s inscrit principalement dans un projet de : - réduction des coûts ; - réduction de la consommation globale en réactifs ; - réduction de la consommation globale d eau ; - prise en compte des enjeux environnementaux et sanitaires du site. Ainsi, l ATP-métrie a permis la qualification d un nouveau traitement (génération d HOCl et Cl par électrolyse) sur un groupe de TAR du site d Altis Semiconductor. Ce traitement a ensuite été généralisé sur l ensemble du site, conduisant à d importantes économies de produits chimiques (17 t/an) et à une amélioration de l impact environnemental des rejets. Les mesures d ATP intracellulaire ont, par ailleurs, validé les concentrations en biocide et le temps de contact utilisés pour les désinfections chocs. Elles ont aussi conforté la décision de supprimer certains biocides (isothiazolone, H 2 /Ag). L ATPmétrie répond aujourd hui aux exigences des industriels : fiabilité, réactivité, faible coût. Dans un but permanent d augmentation de la productivité, la possibilité de réaliser une mesure d ATP en continu (et non plus en laboratoire) constitue également un axe d optimisation indispensable pour répondre aux contraintes des industriels. TSM numéro e année 153

14 Étude Résumé C. MAGDO Maîtrise du risque légionelle. Mise en place d un suivi de la biomasse active par ATP-métrie sur des circuits de refroidissement La maîtrise du risque légionelle dans les tours aéroréfrigérantes (TAR) nécessite la mise en place d un plan de suivi basé sur différents indicateurs physico-chimiques et microbiologiques. Les exploitants ont besoin d outils d auto-surveillance à la fois fiables, pertinents, rapides et abordables. Dans cette optique, l usine d Altis Semiconductor, fabricant de puces électroniques basé dans l'essonne, a réalisé, sur ses 14 circuits de refroidissement, une phase de qualification de kits de seconde génération de suivi de la biomasse active par ATP-métrie. Les résultats de cette campagne de mesure furent concluants, puisque des corrélations ont pu être établies avec d autres indicateurs microbiologiques, ainsi qu avec les actions d exploitation. L intérêt principal de cette technique, pour les industriels, réside dans la réactivité qu elle apporte, en vue d'anticiper les dérives du process, mais aussi dans la possibilité de vérifier l efficacité des traitements biocide choc ou continu sur tous les micro-organismes, aussi bien cultivables que non cultivables. Abstract C. MAGDO Management of the legionella risk. Implementation of biomass monitoring by ATP-metry on cooling towers The management of the legionella risk in cooling towers requires the implementation of a control plan based on various physical, chemical and microbiological indicators. As part of this programme, operators need self-monitoring tools that are reliable, relevant, fast and affordable. In this context, chip manufacturer Altis Semiconductor conducted a qualification phase of second generation kits, for biomass measurement by ATP-metry. This campaign was held on the 14 cooling circuits of the company's industrial plant, in Corbeil-Essonnes (south of Paris). The results were encouraging, since correlations could be found with other microbiological indicators and with operating actions. The main benefit of this technology, as far as the industrial sector is concerned, is good responsiveness, in order to prevent any process disruption, as well as the ability to check biocides treatments efficiency (short term or continuous) on all micro-organisms, grown up or not grown up. 154 TSM numéro e année