Biofilm (HU)

Traduction anglaise : Biofilm, Sewage fungus, Sewer slimes

Dernière mise à jour : 28/05/2025

Communauté multicellulaire plus ou moins complexe de micro-organismes vivants, formant une couche mince, adhérente à un support vivant ou non vivant, par exemple sur des graviers, dans un égout ou sur un support épuratoire ; on parle également de film biologique.

Caractéristiques et importance des biofilms dans les milieux aquatiques naturels

Les biofilms sont des assemblages complexes de micro-organismes : bactéries filamenteuses, champignons, bactéries zooglea et protozoaires. Ils se développent naturellement dans les milieux aquatiques (voir figure 1). La bactérie Spaerotilus natans est une des espèces aérobies les plus communes. Elle consomme d'énormes quantités d'oxygène dissous dans les rivières (à biomasse équivalente 10 à 20 fois plus que des macrophytes). Elle supporte une large plage de température (4 à 40°C) et de conditions de vitesse d'écoulement (entre 0,05 m/s et 0,6 m/s). Les bactéries zooglea (Voir Zooglée) sont limitées aux eaux moins rapides, car elles forment des structures gélatineuses qui sont plus facilement cassées et entraînées par l'écoulement. Le film se développe seulement sur les surfaces qui reçoivent un apport permanent en nutriments et en matière organique. Ces biofilms jouent un rôle très important dans la biodégradation de la pollution organique et dans la fixation des polluants difficilement biodégradables.

Figure 1 : Les 5 étapes du développement d'un biofilm sur une surface dure ; (1) : attachement initial ; ( 2) : attachement irréversible ; (3) : apparition et « maturation I » du biofilm ; (4) : maturation II ; (5) : érosion et dispersion/Détachement autogène ; Source : Boulêtreau et al.

Les biofilms dans les réseaux d'assainissement

Les films biologiques se développent également sur les parois et le fond des réseaux d’assainissement, en particulier dans la zone de battement entre les niveaux bas et haut des eaux usées. Pendant les périodes de temps sec, ils jouent un certain rôle épurateur et contribuent à diminuer la charge organique arrivant à la station d'épuration. Sur un autre plan, la présence de biofilm peut favoriser la formation de sulfure d'hydrogène et augmenter la rugosité des parois.

Lors des périodes pluvieuses, une partie du biofilm est arrachée, transportée par l'écoulement et en partie rejetée par les déversoirs d'orage. Il contribue alors à la charge organique des rejets et peut augmenter leur toxicité en relarguant de l'ADN et des bactéries dont certaines peuvent être pathogènes (Larrarte et al., 2013).

Les biofilms en épuration

La capacité des biofilms à constituer des communautés stables, capables de dégrader la matière organique, est beaucoup utilisée dans les stations d'épuration. Pour ceci il est intéressant de fournir aux micro-organismes un support sur lequel ils peuvent se fixer et se développer (figure 2) ; on parle alors de culture fixée. Le support utilisé peut être fixe, comme par exemple dans les lits bactériens ou les disques biologiques. Il peut également être mobile et constitué de petits supports granulaires (taille de l'ordre de 2 à 20 millimètres) maintenus en suspension dans l'eau par la turbulence ; on parle alors de Cultures fixées fluidisées (HU).

Figure 2 : Schéma de principe du fonctionnement du biofilm sur un support fixé en assainissement

Pour en savoir plus :

• www.suezwaterhandbook.fr

Les biofilms dans les systèmes de distribution d'eau

Les biofilms peuvent également se développer dans les réseaux d'eau potable. En effet, d'une part, il est impossible de désinfecter totalement l'eau avant son introduction dans le réseau et, d'autre part, l'interface eau-matériau constitue un lieu privilégié de développement. La constitution d'un biofilm est inévitable, mais il est nécessaire de contrôler son développement, c'est une des raisons pour lesquelles les installations de production d'eau destinée à la consommation humaine réalise une chloration de l'eau.

Bibliographie :

• Larrarte, F., Pons, M.-N., Riochet, B. (2013) : Biofilms en réseau d’assainissement ; 92èmecongrès de l’ASTEE ; Juin 2013, France. 2p; téléchargeable sur : https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00851534/document
• Boulêtreau, S., Sellali, M., Elosegi, A., Nicaise, Y., Bercovitz, Y., Moulin, F., Eiff, O., Sauvage, S., Sánchez-Pérez, J.M., Garabetian, F. (2010) : Temporal Dynamics of River Biofilm in Constant Flows ; Review of Hydrobiology ; 2010, 95 (2) ; pp.156-170  ;disponible sur https://hal.science/hal-04289721/document

Pour en savoir plus :

• Article wikipédia.