Vous faites désinfecter les conduites, l’échantillon prélevé ensuite est bon, et deux semaines plus tard les bactéries sont de retour. Souvent même en plus grand nombre qu’avant. C’est l’une des situations les plus frustrantes en traitement de l’eau, et c’est rarement la faute du désinfectant. La cause se trouve dans ce qui reste dans les conduites après la désinfection : le biofilm.
Cela vaut pour les conduites sanitaires d’un bâtiment tout autant que pour l’eau de process dans l’industrie alimentaire ou les conduites d’eau d’abreuvement dans une étable.
Qu’est-ce qu’un biofilm ?
Un biofilm est une couche visqueuse sur la paroi intérieure des conduites, des réservoirs tampons et des robinets. Les bactéries se fixent à la surface et produisent une matrice protectrice de sucres, de protéines et d’autres substances, appelée EPS (substances polymériques extracellulaires). Elles y vivent ensemble, à l’abri du courant, des variations de température et des désinfectants. Des pathogènes comme Legionella et Pseudomonas y trouvent un refuge idéal.
Ce que l’on sous-estime souvent, c’est la quantité que contient cette couche. On estime qu’environ 95 % de tous les micro-organismes d’un réseau de distribution d’eau vivent dans le biofilm, et seule une petite partie flotte librement dans l’eau (Wingender et Flemming, 2004). Un échantillon d’eau ne montre donc que la partie visible de l’iceberg.
Pourquoi la désinfection n’atteint pas le biofilm
Un désinfectant doit d’abord traverser cette matrice protectrice avant de pouvoir atteindre les bactéries. En chemin, il réagit avec la matière organique de la couche visqueuse et se consomme. De ce fait, seule une fraction de la concentration d’origine arrive souvent dans les couches profondes du biofilm.
C’est pourquoi les bactéries d’un biofilm sont tellement plus difficiles à tuer que celles qui flottent librement dans l’eau. La littérature fait état d’une résistance aux biocides jusqu’à 1 500 fois supérieure (Sauer et al., 2007). Le chlore en est un exemple typique : un oxydant puissant mais peu sélectif, qui réagit avec presque tout ce qu’il rencontre et se consomme ainsi dès la surface du biofilm.
Tuer n’est pas éliminer
C’est le cœur du problème. Une désinfection qui tue les bactéries en surface laisse souvent le biofilm lui-même en place. Les cellules mortes et la matrice restent collées à la paroi de la conduite.
Cette biomasse résiduelle n’est pas un simple dépôt inoffensif : c’est de la nourriture. Dans une étude en laboratoire sur de l’eau potable, Nocker et al. (2021) ont constaté qu’après une désinfection thermique ou chimique, les bactéries retrouvaient leur niveau initial en cinq à sept jours. Après quatorze jours, leur nombre était même de 59 à 77 % plus élevé que dans une eau qui n’avait pas du tout été désinfectée. Les bactéries survivantes se nourrissent des cellules mortes. Les chercheurs concluent que désinfecter ne consiste pas seulement à tuer, mais tout autant à éliminer cette biomasse morte.
Autrement dit : une désinfection qui ne nettoie pas peut même aggraver une contamination à court terme.
Cinq raisons pour lesquelles la contamination revient
- La biomasse résiduelle. Les cellules mortes et la matrice restent en place et servent de terreau aux survivantes.
- Les bactéries survivantes au cœur du biofilm. Ce que la désinfection n’atteint pas recommence aussitôt à se développer.
- Les bras morts et la stagnation. Dans les tronçons où l’eau circule peu ou pas, le désinfectant n’arrive jamais, tandis que le biofilm continue de croître sans être dérangé.
- Un dosage trop faible ou interrompu. Une concentration qui ne tue pas tout à fait les bactéries sélectionne les espèces les plus tolérantes. Pseudomonas aeruginosa est connue pour cette tolérance accrue dans les biofilms.
- Des fragments de biofilm qui se détachent. Lors de variations de pression ou d’une hausse soudaine du débit, des fragments se détachent et forment une nouvelle colonie ailleurs dans le réseau (Choi et Morgenroth, 2003).
Comment éviter que le biofilm revienne ?
Un résultat durable demande deux étapes, dans cet ordre.
D’abord éliminer le biofilm, pas seulement désinfecter
Un nettoyage approfondi ou une désinfection choc doit réellement décoller le biofilm de la paroi, afin que la biomasse morte soit elle aussi évacuée du système. C’est là que les choses tournent le plus souvent mal : on désinfecte, mais on ne nettoie pas.
Ensuite protéger en continu avec un faible dosage
Une fois les conduites propres, un dosage continu et faible empêche le biofilm de se reformer. Le désinfectant doit alors rester actif jusqu’au dernier point de puisage, et pas seulement juste après le point de dosage.
Le dioxyde de chlore convient particulièrement bien aux deux étapes. C’est un oxydant sélectif qui ne réagit pas avec toutes les matières organiques et se consomme donc moins vite que le chlore. Comme il reste présent dans l’eau sous forme de gaz dissous, il pénètre le biofilm et le décolle. Pour en savoir plus, lisez notre article Comment fonctionne le dioxyde de chlore ?
Mesures pratiques
Par ailleurs, quelques mesures simples font une grande différence :
- Supprimez les bras morts et évitez la stagnation en rinçant régulièrement.
- Mesurez la qualité de l’eau aux points de puisage, pas seulement à l’arrivée d’eau.
- Suivez le résiduel de désinfectant, pour savoir qu’il agit jusqu’au bout de la conduite.
Chez Konax®, nous travaillons toujours dans cet ordre : d’abord éliminer le biofilm, ensuite protéger l’installation en continu et la surveiller en ligne, afin qu’un écart soit signalé avant de devenir un problème.
Questions fréquentes
À quelle vitesse le biofilm revient-il après une désinfection ?
Souvent en quelques jours. Dans une étude, les bactéries avaient retrouvé leur niveau initial en cinq à sept jours après une désinfection thermique ou chimique, lorsque la biomasse morte n’avait pas été éliminée.
Pourquoi le chlore est-il peu efficace contre le biofilm ?
Le chlore réagit avec presque toutes les matières organiques qu’il rencontre et se consomme donc dès la surface du biofilm. Les bactéries des couches profondes ne sont pratiquement pas atteintes.
Un bon échantillon après une désinfection est-il une garantie ?
Non. Un échantillon mesure surtout les bactéries qui flottent librement dans l’eau, alors que la grande majorité vit dans le biofilm sur la paroi. Un bon résultat juste après une désinfection en dit peu sur la situation deux semaines plus tard.
Comment éliminer définitivement un biofilm ?
En décollant et en évacuant d’abord efficacement le biofilm, puis en protégeant les conduites en continu avec un faible dosage d’un produit qui reste actif jusqu’au point de puisage. Une désinfection ponctuelle suffit rarement.
Le rinçage aide-t-il contre le biofilm ?
Le rinçage évite la stagnation et ralentit la formation, mais n’élimine pas un biofilm existant. Pour cela, un traitement nettoyant est nécessaire.
Voir aussi les blogs connexes
Pour plus d'informations, envoyez votre question à info@konax.com ou contactez nos spécialistes au numéro suivant : +32 (0)51 31 43 93
← Retour à tous les articles