CHAPITRE II
Les bactéries marines hydrocarbonoclastes
et leurs mécanismes d’action
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avec ou sans supplément de nutriments (azote et phosphore). Il a été constaté que la
supplémentation en nutriments a stimulée la dégradation du pétrole. D'autre part, des
concentrations excessives de nutriments peuvent également inhiber l'activité des bactéries
(Ouverney et al., 1999). Plusieurs auteurs ont signalé les effets négatifs de niveaux élevés de
NPK sur la biodégradation des hydrocarbures (Radajewski et al., 2000 ; Jeon et al., 2003) en
particulier sur les hydrocarbures aromatiques (Wilkes et al., 2003).
II.4.2 La composition chimique des hydrocarbures.
La spécificité des substrats à l’attaque microbienne a été largement étudiée. Atlas (1981) et
Leahy et Colwell (1990), ont classé les composés du pétrole en quatre familles : les
hydrocarbures saturés, les aromatiques, les asphaltènes (phénols, acides gras, kétones, esters
et porphyrines) et les résines (pyridines, quinolines, carbazoles, sulfoxides, et amides). Ces
composés différents par leur susceptibilité à l’attaque microbienne. Ainsi la vitesse de
biodégradation est plus élevée pour les saturés, viennent ensuite les aromatiques légers, les
aromatiques à haut poids moléculaire, les composés polaires ayant la vitesse de dégradation la
plus faible.
Les hydrocarbures saturés incluent les n-alcanes, les alcanes ramifiés et les cycloalcanes
(naphtènes). Les alcanes normaux ou à chaînes linéaires sont les plus abondants et les plus
rapidement dégradables: les n-alcanes à nombre de carbone supérieur à 44 peuvent être
métabolisés par les microorganismes mais ceux ayant de 10 à 24 atomes de carbone (C 10 -C 24 )
sont généralement les plus facilement dégradables. Les alcanes ramifiés sont plus récalcitrants
à la biodégradation que les n-alcanes et plus le nombre de ramifications augmente, moins ces
composés sont susceptibles à la dégradation microbienne. Les hydrocarbures cycliques
constituent une fraction importante des hydrocarbures dans la plupart des bruts pétroliers, ils
sont plus difficilement dégradables que les deux séries précédentes à cause de leur toxicité
suite à l’interaction avec la membrane cellulaire des microorganismes (Sikkema et al., 1995).
Les expériences montrent de façon non équivoque que la biodégradation des cycloalkanes est
très limitée (Atlas, 1981). La non accumulation des hydrocarbures cycliques dans
l’environnement, implique des phénomènes non conventionnels de dégradation tel que
l’intervention des phénomènes de co-oxydations impliquant plusieurs souches microbiennes
dont l’équipement enzymatique est complémentaire (Bertrand et al., 1983; Leahy et Colwell,
1990). Des études sur la transformation des hydrocarbures aromatiques par les
microorganismes ont montré leur toxicité cellulaire (Sikkema et al., 1995). Des hydrocarbures
tels que les alkyl-benzènes légers qui sont les plus toxiques à cause de leur solubilité dans
Les bactéries marines hydrocarbonoclastes
et leurs mécanismes d’action
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avec ou sans supplément de nutriments (azote et phosphore). Il a été constaté que la
supplémentation en nutriments a stimulée la dégradation du pétrole. D'autre part, des
concentrations excessives de nutriments peuvent également inhiber l'activité des bactéries
(Ouverney et al., 1999). Plusieurs auteurs ont signalé les effets négatifs de niveaux élevés de
NPK sur la biodégradation des hydrocarbures (Radajewski et al., 2000 ; Jeon et al., 2003) en
particulier sur les hydrocarbures aromatiques (Wilkes et al., 2003).
II.4.2 La composition chimique des hydrocarbures.
La spécificité des substrats à l’attaque microbienne a été largement étudiée. Atlas (1981) et
Leahy et Colwell (1990), ont classé les composés du pétrole en quatre familles : les
hydrocarbures saturés, les aromatiques, les asphaltènes (phénols, acides gras, kétones, esters
et porphyrines) et les résines (pyridines, quinolines, carbazoles, sulfoxides, et amides). Ces
composés différents par leur susceptibilité à l’attaque microbienne. Ainsi la vitesse de
biodégradation est plus élevée pour les saturés, viennent ensuite les aromatiques légers, les
aromatiques à haut poids moléculaire, les composés polaires ayant la vitesse de dégradation la
plus faible.
Les hydrocarbures saturés incluent les n-alcanes, les alcanes ramifiés et les cycloalcanes
(naphtènes). Les alcanes normaux ou à chaînes linéaires sont les plus abondants et les plus
rapidement dégradables: les n-alcanes à nombre de carbone supérieur à 44 peuvent être
métabolisés par les microorganismes mais ceux ayant de 10 à 24 atomes de carbone (C 10 -C 24 )
sont généralement les plus facilement dégradables. Les alcanes ramifiés sont plus récalcitrants
à la biodégradation que les n-alcanes et plus le nombre de ramifications augmente, moins ces
composés sont susceptibles à la dégradation microbienne. Les hydrocarbures cycliques
constituent une fraction importante des hydrocarbures dans la plupart des bruts pétroliers, ils
sont plus difficilement dégradables que les deux séries précédentes à cause de leur toxicité
suite à l’interaction avec la membrane cellulaire des microorganismes (Sikkema et al., 1995).
Les expériences montrent de façon non équivoque que la biodégradation des cycloalkanes est
très limitée (Atlas, 1981). La non accumulation des hydrocarbures cycliques dans
l’environnement, implique des phénomènes non conventionnels de dégradation tel que
l’intervention des phénomènes de co-oxydations impliquant plusieurs souches microbiennes
dont l’équipement enzymatique est complémentaire (Bertrand et al., 1983; Leahy et Colwell,
1990). Des études sur la transformation des hydrocarbures aromatiques par les
microorganismes ont montré leur toxicité cellulaire (Sikkema et al., 1995). Des hydrocarbures
tels que les alkyl-benzènes légers qui sont les plus toxiques à cause de leur solubilité dans