Table des matières
INTRODUCTION
Partie 01 : SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE CARACTERISTIQUES DU BASSIN MEDITERRANEEN
2.ALES FACTEURS ANTHROPIQUES DE LA POLLUTION MEDITERRANEENNE
– Littoralisation, urbanisation et industrialisation
3.PRESSION ENTROPIQUE SUR LE LITTORAL ALGERIEN
4.VOIX DE CONTAMINATION DU MILIEU MARIN
4.1. Trafic maritime
4.2. Tourisme et activités entropiques
5.POLLUANTS MAJEURS EN MEDITERRANEE
5.1. Les métaux et leurs sources en Méditerranée
5.2. Contaminations de la Méditerranée par les hydrocarbures
– Contamination du littoral Algérien par les hydrocarbures
6.Biodisponibilité des hydrocarbures
Bioconcentration
Bioaccumulation
Bioamplification
7.LE PORT D’ORAN
8.LES HYDROCARBURES
8.1. Définition des hydrocarbures
8.2. Sources des hydrocarbures en milieu marin
8.2. 1. Les hydrocarbures naturels
8.2. 2. Les hydrocarbures d’origine anthropique
Rejets industriels et domestiques des hydrocarbures
Activités pétrolières
Déversement accidentel des hydrocarbures
8.3. Les familles des hydrocarbures
8.3. 1. Les hydrocarbures aliphatiques
Les hydrocarbures aliphatiques saturés
Les hydrocarbures aliphatiques insaturés
Les hydrocarbures aliphatiques cycliques saturés
8.3.2. Les hydrocarbures aromatiques
– Les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAPs
8.3.3. Les asphaltènes
8.3.4. Les composés polaires (résines
8.4. Le pétrole brut
9.DEVENIR DES HYDROCARBURES EN MILIEU MARIN
Dispersion et dégradation biotiques et abiotiques des hydrocarbures
9.1. Facteurs abiotiques
L’évaporation
La photo-oxydation
L’émulsification
La dissolution
La sédimentation
9.2. Facteurs biotiques
La biodégradation
Pénétration dans la chaîne alimentaire
10.ACONSEQUENCES DE LA POLLUTION MARINE PAR LES HYDROCARBURES SUR LA BIOCENOSE
11.TOXICITE DES HAPS
12.BIOTECHNOLOGIES ACTUELLES POUR LA REMEDIATION DE LA CONTAMINATION PAR LES HAPS DANS L’EAU ET LES SEDIMENTS MARINS
12.2. Biostimulation
12.3. Bioaugmentation
12.4. Combinaison Biostimulation et Bioaugmentation
12.5. Phytoremédiation
12.6. Biorestauration des sédiments par l’amendement du charbon noir
12.7. Méthodes bioélectrochimiques pour la surveillance de la biorestauration in situ des sédiments
12.8. Restaurations des sédiments marins par combinaison de plusieurs méthodes…
13.ATECHNOLOGIES D’INTERVENTION ACTUELLES EN CAS DE DEVERSEMENT D’HYDROCARBURES EN MILIEU MARIN
13.1. Stratégies physiques et chimiques actuelles (non microbiennes) pour les interventions d’urgence en cas de déversement d’hydrocarbures en milieu mari
13.2. Stratégies biotechnologiques (microbiennes) pour les interventions en cas de déversement d’hydrocarbures en milieu marin
14.PROCESSUS GENERAUX DE BIODEGRADATION DES HAPS
14.1. La dégradation primaire (Minéralisation)
14.2. Le co-métabolisme des substrats
15.LES MECANISMES D’ACTION DES MICROORGANISMES
15.1. Les enzymes
15.1.1. Les oxygénases
Les dioxygénases
La catéchol 2,3-dioxygénase
15.1.2. Les enzymes lignolytiques
15.1.3. Les enzymes hydroxylases
15.2. Les biosurfactants
Le rôle des biosurfactants dans la biodégradation des hydrocarbures
16.MODE D’ACCESSION AUX HYDROCARBURES
16.1. La solubilisation
16.2. L’accession interfaciale
16.3. L’accession interfaciale facilitée (émulsification)
16.4. Le transfert micellaire
17.LES ESPECES HYDROCARBONOCLATES
17.1. Les espèces Bactériennes
17.2. Les espèces fongiques
17.3. Les espèces d’algues et de microalgues
18.AVOIES METABOLIQUES DE LA DEGRADATION DES HYDROCARBURES
18.1. Voies métaboliques de la dégradation aérobie des hydrocarbures aliphatiques
18.1.1. Dégradation des n-alcanes
L’oxydation monoterminale
Oxydation des n-alcanes par le système de dioxygénase
Oxydation des alcanes en alcènes
Oxydation subterminale
Oxydation diterminale
18.1.2. Biodégradation aérobie des hydrocarbures aromatiques et des polyaromatiques (HAPs)
Biodégradation aérobie des hydrocarbures aromatiques à deux cycles aromatiques
Biodégradation aérobie des hydrocarbures aromatiques à trois cycles aromatiques
Biodégradation aérobie des hydrocarbures aromatiques à quatre cycles aromatiques
Biodégradation aérobie des hydrocarbures aromatiques à cinq cycles aromatiques
Mécanisme métabolique des HAPs en coopération bactérienne en consortium (co-metabolisme)
18.2. Voies biologiques anaerobies
19.AFACTEURS PHYSIQUES ET CHIMIQUES AFFECTANT LA BIODEGRADATION DES HYDROCARBURES
Partie 02 : MATERIEL ET MÉTHODES
1.ECHANTILLONNAGE
2.CARACTERISATION DU MILIEU ECOLOGIQUE
2.1. Analyses physico-chimiques
2.1.1. Température
2.1.2. Détermination du Potentiel d’Hydrogène (pH)
2.1.3. Détermination de la conductivité
2.1.4. Mesure de la de la turbidité (Norme ISO 7027
2.1.5. Détermination des matières en suspension (Norme ISO 9001
2.1.6. Mesure le TDS (Total des solides dissous) (Norme ISO 9001
2.1.7. Détermination de la demande chimique en oxygène (DCO) (Norme ISO 9001
2.1.8. Détermination de la demande biochimique en oxygène (DBO5) (Norme ISO 9001
2.1.9. Calcul du taux de biodégradation (Norme ISO 9 408
2.1.10. Oxydabilité par le permanganate de potassium (matières organiques) (Norme ISO 8467
2.1.11. Dosage des hydrocarbures totaux par chromatographie (GC-FID) (Norme ISO 9377-2
2.1.12. Détermination du titre d’alcalinité complet (TAC) (Norme ISO 9001
2.1.13. Titre hydrométrique (TH) (Norme ISO 9001
2.1.14. Dosage du nitrate (NO3-) (Norme ISO 9001
2.1.15. Dosage de nitrite (NO2-) (Norme ISO 6777
2.1.16. Détermination de la dureté calcique (Norme ISO 9001
2.1.17. Détermination du taux de Magnésium (Mg2+) (Norme ISO 9001
2.1.18. Dosage des ions sulfate (SO42−) (Norme ISO 9001
2.1.19. Dosage des ions chlorure (Cl-) (Norme ISO 9001
2.2. Analyses microbiologiques
2.2.1. Dénombrement de la microflore totale
2.2.2. Production de la biomasse hydrocarbonoclaste et dénombrement
3.ETUDE DES BACTERIES HYDROCARBONOCLASTES
4.ACRIBLAGE DES SOUCHES POTENTIELLEMENT HYDROCARBONOCLASTES
Criblage moléculaire : Etude du polymorphisme des fragments de restriction (PCRRFLP) du gène de l’ADNr 16S
4.1. Extraction de l’ADN génomique
4.2. Vérification de la qualité et de la quantité d’ADN
4.3. Electrophorèse d’ADN sur gel d’agarose et visualisation
4.4. Amplification du gène de l’ARNr 16S par PCR
4.5. Double digestion enzymatique de l’ADNr 16S (RFLP
4.6. Électrophorèse des produits de PCR-RFLP
5.AIDENTIDICATION BIOCHIMIQUE, PHYSICOCHIMIQUE ET MOLECULAIRE DES SOUCHES HYDROCRBONOCLASTES SELECTIONNEES
5.1. Identification biochimique et physiologique des souches bactériennes sélectionnées
5.1.1. Études des enzymes respiratoires
Recherche de l’oxydase
Recherche de la catalase
5.1.2. Type respiratoire sur milieu viande-foie (VF) (Fluka
5.1.3. Test de mobilité (croissance su milieu mannitol-mobilité
5.1.4. Test de fermentation du lactose, Glucose, saccharose et production de gaz sur milieu TSI (Triple Suger Iron) (Fluka
5.1.5. Test d’utilisation de citrate (milieu citrate se Simmons) (Fluka
5.1.6. Croissance sur milieu King (King A et King B
5.1.7. Croissance sur milieu Chapman (Fluka
5.1.8. Croissance sur le milieu Bouillon lactosé au BCP (BCPL/ coche de Durham)..
5.1.9. Croissance sur milieu bouillon indole-mannitol (Schubert/cloche de Durham).
5.1.10. Croissance sur milieu bouillon infusion coeur cervelle (BHIB) (Fluka
5.1.11. Croissance sur le milieu SS (Gélose Salmonella–Shigella
5.2. Identification moléculaire et analyse phylogénétique des souches bactériennes hydrocarbonoclastes sélectionnées
5.2.1. Choix du gène de l’ADNr 16S
5.2.2. Extraction d’ADN génomique
5.2.3. Amplification de l’ADNr 16S, séquençage et analyse phylogénétique
6.ANALYSE BIOINFORMATIQUE ET THERMODYNAMIQUE DE LA STRUCTURE SECONDAIRE DES FRAGMENTS D’ARNr 16S
7.ANALYSE FONCTIONNELLE DES ISOLATS SELECTIONNEES
7.1. Etude du gène codant pour l’enzyme catechol 2,3-dioxygénase (C23O
7.2. Analyses bioinformatiques et modélisation 3D de la structure de l’enzyme catechol 2,3-dioxygenase (C23O
8.OPTIMISATION DES SOUCHES HYDROCARBONOCLASTES SELECTIONNEES
8.1. Effet du pH
8.2. Effet de la température
8.3. Effet de la concentration en NaCl
9.CINETIQUE DE CROISSANCE DES SOUCHES SELECTIONNEES EN CULTURE SIMPLE ET EN CONSORTIUM DANS LE PETROLE BRUT
10ANALYSE ET TRAITEMENT DES RESULTATS
10.1. Traitements statistiques
10.2. Analyse des patterns moléculaires
Partie 03 : RESULTATS ET DISCUSSION
1.CARACTERISATION DU MILIEU ECOLOGIQUE
1.1. Analyses physico-chimiques
1.2. Analyse bactériologique Dénombrement de la microflore totale et de la microflore hydrocarbonoclaste
2.ISOLEMENT ET PURIFICATION DES SOUCHES BIODEGRADANTES DES HYDROCARBURES
3.aCRIBLAGE ET PRESELECTION DE SOUCHES BACTERIENNES HYDOCARBONOCLATES
4.aSELECTION MOLECULAIRE DES SOUCHES HYDROCARBONOCLASTES ISOLEES PAR PCR-RFLP
4.1. Extraction de l’ADN génomique et amplification de l’ADNr 16S
4.2. Double digestion enzymatique et mise ne évidence du polymorphisme de restriction de l’ADN 16S amplifié
5.IDENTIFICATION DES QUATRE SOUCHES SELECTIONNEES
5.1. Etude morphologique
5.2. Caractérisation biochimique des isolats
5.3. Identification moléculaire des souches hydrocarbonoclastes sélectionnées par amplification et séquençage d’ADNr 16S
6.ANALYSE BIOINFORMATIQUE ET THERMODYNAMIQUE DE LA STRUCTURE SECONDAIRE DES FRAGMENTS D’ARNr 16S
7.aCARACTERISATION FONCTIONNELLE DES SOUCHES BACTERIENNES HYDROCARBONOCLATES SELECTIONNEES
7.1. Étude du gène codant pour l’enzyme catechol 2,3-dioxygénase (C23O
7.2. Analyse bioinformatique et modélisation de la structure 3D de l’enzyme catechol 2,3-dioxygénase (C23O
8.aEFFET DES CONDITIONS ENVIRONNEMENTALES SUR LA DEGRADATION DES HYDROCARBURES
8.1. Effet de température sur la croissance des souches sélectionnées
8.2. Effets du pH sur la croissance des souches hydrocarbonoclastes sélectionnées..
8.3. Tolérance des souches sélectionnées au NaCl
9.ETUDE DU POTENTIEL DE DEGRADATION
Cinétiques de croissance des souches bactériennes sélectionnées dans le pétrole brut en cultures simple et en consortium
CONCLUSION ET PERSPECTIVES
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES
PUBLICATIONS SCIENTIFIQUES
