Contrôle hydrodynamique de l’organisation des biofilms en milieu eaux usées

Hydrodynamic control of wastewater biofilm organization

¹ Nancy Université-INPL-LEM-ENSG/INPL-CNRS, Pôle de l’Eau, 15 avenue du Charmois, BP40, 54501 Vandœuvre Cedex, France
email : reem_el_khatib@yahoo.com - bruno.lartiges@get.obs-mip.fr
² Nancy Université-INPL-LIMMOS-FST/UHP-CNRS 7137 boulevard des Aiguillettes, BP 239, 54506 Vandœuvre Cedex, France
³ École nationale supérieure d’électricité et de mécanique ENSEM-INPL, 2 avenue de la Forêt de Haye, BP 160 – F-54504 Vandœuvre lès Nancy

Résumé

Nous étudions le développement de biofilms d’eaux usées dans un réacteur Couette-Poiseuille, afin de contrôler les conditions hydrodynamiques qui président à leur formation. Les biofilms formés sur des coupons de prélèvement sont marqués à l’acridine orange et observés en microscopie confocale. Dans des conditions de gradient constant, les biofilms formés sous un cisaillement de 1 s^-1 sont épais, peu denses, poreux, et présentent des élongations (streamers) qui oscillent dans le flux. En revanche, les biofilms générés avec un cisaillement de 6 s^-1 sont denses et peu épais. Le réacteur utilisé permet également de déterminer un gradient pariétal nul et, dans ce cas, le développement du biofilm se trouve inhibé pendant plus de deux jours.

Abstract

We investigate biofilm formation in a Couette-Poiseuille reactor, in order to monitor precisely the hydrodynamical conditions that govern biofilm development. The biofilms are grown on coupons, and then stained with acridine orange, and observed under confocal microscopy. We show that biofilms formed under a constant 6 s^-1 shear rate are more compact and thinner than those grown under 1 s^-1 that are porous, thicker, and present streamers. On the other hand, using a shear profile that determines a parietal gradient equal to zero, prevents the growth of biofilm for more than two days.