Monitoring de la qualité Microbiologique de l eau potable dans les réseaux de distributions Intérêt de l utilisation d un kit de mesure rapide de la flore totale UTLISATIONS 1. Surveillance de Réseau mixte - saisonnalité Les réseaux d eau peuvent être constitués de différentes sources d eaux (surface / forage) avant d être traitées. La qualité des eaux de surfaces étant très variable en fonction de la saisonnalité (contrairement aux eaux de forage) il faut donc un contrôle microbiologie plus régulier. On se retrouve avec des systèmes de collecte, d acheminement et de prétraitement mixes et différents. Il est donc important de contrôler toutes les sections de façon fréquente car les populations de microorganismes peuvent être très variables en genre et en nombre. 2. Optimalisation des Traitements de désinfection Cette rapidité permet d évaluation l efficacité d un traitement en temps-réel et d adapter celui-ci en conséquence (nature/quantité). Un biocide efficace et correctement dosé c est une meilleure gestion des couts. (Réservoirs, châteaux d eau, usine de potabilisation) 3. Surveillance de l intégrité du réseau de distribution d eau Notion de cartographie Tous ces avantages permettent à cette méthode d améliorer considérablement la surveillance du réseau par : une réactivité instantanée (analyse + correction dans la même journée). Après avoir cartographié le réseau des zones sensibles peuvent être identifiées. On peut donc vérifier l intégrité des points de captage du réseau, donc évaluer efficacement le risque microbiologique. La définition de ces seuils et une analyse fréquente des points critiques de l installation constituent un véritable système d alarme microbiologique, garantissant un suivi précis et permettant d agir tout de suite afin de prévenir toute dérive microbiologique et le passage à un état d alerte. 4. Stimulation croissance microbienne Il est évident que l eau potable traitée ou non peut supporter la croissance des biofilms durant les phases de stockage ou de distribution. La stimulation de la croissance des microorganismes est à prendre en considération car l augmentation du nombre de microorganismes entraine des problèmes de corrosion des canalisations, une dégradation organoleptique de l eau et des risques de problèmes de santé publique avec une augmentation des bactéries pathogènes ou non. 5. Matériaux en contact avec l eau
L évaluation du pouvoir stimulant des matériaux sur les microorganismes se fait via la mesure de l ATP comme indiqué dans la norme NF EN 16421 Influence des matériaux sur l'eau destinée à la consommation humaine Stimulation de la croissance microbienne (SCM) 6. Désinfectant L utilisation du chlore ou des monochloramines est largement répandue à travers le monde pour limiter la croissance des microorganismes. Certains pays d Europe comme la France dont le climat est tempéré, distribuent leur eau sans résidus de traitement pour ne pas altérer le gout et odeur, la stimulation de croissance des microorganismes doit donc être extrêmement limitée. L eau distribuée se doit donc d être biologiquement stable, la surveillance du réseau est donc cruciale. L ATP est une méthode rapide et quantitative du risque pendant distribution (ref eau de paris) 7. Traitement- Usine de potabilisation Le traitement et la potabilisation de l eau se fait aujourd hui via des membranes et des filtres biologiques pour éliminer la matière organique et les particules en suspension Membranes : La mesure d ATP permet de vérifier l état d encrassement (biofouling) de membrane et donc évaluer sa performance. Un biofilm important sur la membrane entraine une résistance de passage et donc un traitement plus lent et donc une activité moins rentable. Filtration biologique : Il en est de même pour la filtration biologique, ce procédé fait appel à des microorganismes pour abattre la matière organique présente dans l eau. Il est nécessaire d entretenir une population en plein santé pour une efficacité maximale. Il est donc important de vérifier l état de santé des bactéries des biofiltres pour un rendement optimal du procédé. 8. Lavage des Lignes L ATP est aussi très utile lors du lavage de ligne, en effet il est souvent difficile de savoir quand arrêter la purge. La mesure d ATP permet d évaluer le nombre de microorganisme en sortie de purge en quasi temps réel. On peut alors optimiser les couts en déterminant avec précision quand arrêter la purge, évitant une purge partielle et donc inutile, ou au contraire une purge trop longue qui gaspille l eau. 9. ATP vs HPC La mesure de l ATP mesure est corrélé avec mesure R2A / PCA (eau de paris). Elle permet en plus d évaluation la population totale et constitue un moyen rapide d estimer le risque microbiologique des réseaux d eau potable.
La méthode ATP permet une mesure microbiologique totale y compris des réservoirs biologiques. Par exemple en ce qui concerne les légionnelles les méthodes traditionnelles (culture sur milieu gélosé) ne comptabilisent que les légionnelles circulantes sous formes unitaire. Les bactéries sous forme de biofilm, dans des vésicules, ou dans des réservoirs biologiques comme les protozoaires, dans lesquels les bactéries sont protégées, ne sont pas cultivées sur boite. Sous-estimation du risque!! La culture sur boite nécessite aussi une homogénéisation parfaite de l échantillon au risque de sous évaluer le risque. En effet 2 bactéries «collées» ne formeront qu une seule colonie sur boite, et seront donc considérées comme 1 organisme, alors que la méthode ATP est globale et comptera bien 2 organismes. De même pour les organismes stressés (traitement physique/chimique), peuvent ne pas se multiplier durant le temps d analyse sur milieu gélosé (1-5jours). Dans un premier temps les bactéries en état de stress qui sont mises en culture sur boite vont réparer les dommages causés par les traitements afin de retrouver un état physiologique favorable à leur croissance. Une fois cette étape complétée (qui peut durer plusieurs jours) la bactérie va alors commencer à se diviser et donner une colonie. Le problème étant que le comptage des colonies peut se faire avant cette phase de guérison. Ces bactéries stressées peuvent donc conduire à une sous-estimation du risque. La méthode ATP ne prend pas en compte l état de santé du microorganisme. Qu il soit stressé ou non un microorganisme possède de l ATP et sera donc pris en compte dans la mesure. Il est reconnu que moins de 1% des microorganismes présents sur Terre sont cultivable in vitro, les conditions de culture sont donc inconnue pour la majorité des microorganismes, on dit que ces organismes sont en état VBNC, viables mais non cultivables. Parmi ces VBNC il existe des bactéries capables de favoriser la croissance d autres espèces nuisible. Pseudomonas aeruginosa, majoritairement à l état VBNC, notamment via la sécrétion de polysaccharides (biofilm) permet la mise en place de conditions favorable à la prolifération d autres organismes nuisibles comme les légionnelles. Cet état VBNC peut être induit par un changement de conditions environnementales (nutriments, oxygénation, température, hygrométrie, etc.) Les microorganismes en état VBNC ne se développe donc pas sur milieu gélosé. La méthode de mesure de l ATP elle n est pas dépendante de l état physiologique des microorganismes et peux donc sans soucis quantifier ces populations en état VBNC.
Par des mesures plus larges des populations (VBNC, réservoir biologique, etc.) et en évaluant directement l efficacité du traitement on caractérise la biostabilité de l eau, c est-à-dire sa capacité à engendrer une prolifération bactérienne. Tous ces avantages de mesures sont assurés par une méthode facile à mettre en œuvre. La mesure de la flore totale par ATP 2G permet des mesures sans délai et : -directement sur le terrain, la méthode est utilisable directement sur site (même pas besoin de prise de courant), pas de contrainte pour le transport, pas de dégradation de l échantillon. -à moindre coût (pas besoin d équipement couteux pour réaliser des cultures en condition stérile : pièce en environnement contrôlé, PSM, enceinte thermorégulée, etc.) -ne nécessite pas de compétences poussées en biologie, le kit est très simple d utilisation, pas de matériel ni d appareil nécessitant une formation ou des connaissances très pointues en biologie, n importe quelle personne de l entreprise peut réaliser ces tests (test peu chronophage). Pas besoin de faire appel à un sous-traitant. -le protocole est le même quel que soit le taux de contamination (pas besoin de dilution et donc de multiplication des conditions d essais). -sensible, robuste et comparative : les kits ATP 2G donnent des résultats au moins équivalent à un test HPC sur milieu R2A et permettent une comparaison possible entre tous les résultats de tous les points de mesures et au cours du temps.
Monitoring de la qualité Microbiologique de l eau potable dans les réseaux de distributions : An ATP-based method for monitoring the microbiological drinking water quality in a distribution network E. Delahayea,*, B. Welt!eb, Y. Levic, G. Leblond, A. Montielb a SAGEP, Plate-forme de Recherche, 4 Avenue Pierre Mend!es France, 94340 Joinville le Pont, France b SAGEP, DQE, 9 rue Schœlcher, 75014 Paris, France c Laboratoire Sant!e Publique-Environnement, Faculté de Pharmacie, Université Paris Sud XI, France d Institut de Génétique et de Microbiologie, Université Paris Sud XI, Orsay, France Introduction :
Au cours de cette étude le réseau de la ville de paris a fournis des eaux de bonne qualité dont les paramètres bactériens respectent la règlementation lié à l eau potable, mais aussi avec les méthodes non conventionnelle pour l analyse des bactéries viables ou cultivables. De plus, quelle que soit la saison, l eau souterraine a montré une grande stabilité d un point de vue microbiologique et ne s est pas dégradée au cours de son acheminement. Tôt dans le printemps quelques eaux provenant d eau de surface traitée ont été sujette à une dégradation au cours de son transit. Différents facteurs peuvent être responsables de cette dégradation comme par exemple la distance parcours par l eau depuis son site de production ou son passage à travers plusieurs réservoirs de stockage. À contrario, la chloration ou la température ne montrent pas d effet apparent. Le réseau de la ville de Paris est hétérogène avec deux zones qui correspondent aux eaux de surfaces et aux eaux souterraines. Par ailleurs, les eaux de surfaces peuvent elles-mêmes constituer un ensemble hétérogène aux vues des différences constatées entre les eaux fournies par les stations de traitement d Orly et Joinville/Ivry lors de la première campagne. Il apparait nécessaire d observer les tuyaux déjà en place et de mesurer la potentialité de formation d un biofilm à la sortie de ces trois stations. Le kit de mesure d ATP donne globalement des résultats satisfaisant, corrélés aux dénombrements sur milieu gélosé R2A. Simple et rapide, son utilisation sur le réseau de distribution peut être envisagée en premier lieu comme un système d alarme en cas de dérive microbiologique. Conclusion : Les méthodes rapides de dénombrement sont cruciales pour la surveillance de la qualité de l eau potable. La cytométrie en flux et la mesure de l ATP total sont deux méthodes sensibles et rapides pouvant être utilisées facilement et dont les mesures ne sont pas biaisées par la pression de sélection comme observée avec les milieux de cultures. En comparaison le dénombrement sur milieu hétérotrophe est plus chronophage et nécessite plus de temps avant l obtention d un résultat. Nous avons trouvé qu il y a une forte corrélation entre le comptage des cellules totales et les mesures d ATP. L utilisation de ces deux méthodes permet une caractérisation rapide et précise des microorganismes présents dans l eau potable. Il est clair que ces deux méthodes, équivalentes au
dénombrement sur milieu hétérotrophe, ne sont pas des indicateurs directs de la qualité sanitaire de l eau potable, mais devraient être utilisées pour évaluer sa qualité générale et sa stabilité biologique. L évaluation continue des eaux et conditions de distributions, en comparaison avec le dénombrement sur milieu hétérotrophe, pourrait fournir les données pour bousculer les directives et règlementations actuelles.