bioremediation des sols pollués aux hydrocarbures

MASTER 2 – 2014
BIOLOGIE GESTION MARKETING
UNIVERSITE DE RENNES 1, UFR SVE
SYNTHÈSE BIBLIOGRAPHIQUE
BIOREMEDIATION DES SOLS
POLLUÉS AUX HYDROCARBURES
Les hydrocarbures aromatiques et les alcanes
AUTEUR :
GAUDU FLORIAN
TUTEUR :
ERMEL GWENNOLA
EA 1256 : Microbiologie et Risques Infectieux

Master Biologie Gestion - SBBB - Gaudu Florian
Bioremédiation des sols pollués aux hydrocarbures
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REMERCIEMENTS
J’adresse mes remerciements à Mme Gwennola Ermel, professeur d’Université à
l’université de Rennes 1 et chargée de Recherche à l’AFSSA. En tant que tuteur de cette
synthèse bibliographique, elle m’a guidé dans mon travail. Je la remercie également pour sa
disponibilité.
Notes des responsables du diplôme :
«Le tuteur chercheur a pour rôle de conseiller l'étudiant, l'orienter dans ses recherches
bibliographiques, l'aider à comprendre les articles, en faire une synthèse de manière logique
et rigoureuse. Il ne peut vérifier toutes les citations et interprétations de l'étudiant. Il ne peut
donc s'engager vis à vis d'éventuelles erreurs ».

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Bioremédiation des sols pollués aux hydrocarbures
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BIOREMEDIATION DES HYDROCARBURES AROMATIQUES
Résumé
L’impact de la pollution par les hydrocarbures est de plus en plus important. Il est donc
nécessaire de décontaminer des milieux pollués. La bioremédiation s’avère être une alternative
très intéressante. Cette étude définit une liste incomplète de bactéries dégradant les
hydrocarbures et notamment les hydrocarbures aromatiques et alcanes. En s’intéressant aux
mécanismes de dégradation des hydrocarbures en milieu aérobie et anaérobie, cette synthèse
tient aussi compte des différents paramètres pouvant influencer cette biodégradation. La
diversité des hydrocarbures ainsi que celle des bactéries rend la mise en place des méthodes de
biodégradation très difficile. Cependant, ces diversités offrent aussi de nombreuses perspectives.
Certaines bactéries dégradent spécifiquement certains hydrocarbures dans des conditions bien
précises. Ainsi, les perspectives de la bioremédiation sont très vastes.
Sommaire
Introduction ............................................................................................................................................ 4
I. Pollution et dépollution des sols ..................................................................................................... 5
Les polluants des sols ......................................................................................................................... 5
Les hydrocarbures .............................................................................................................................. 5
La Bioremédiation des sols ................................................................................................................ 7
II. Dégradation microbiologique des polluants hydrocarbonés ........................................................... 9
Bactéries dégradant les hydrocarbures ............................................................................................... 9
Mécanismes généraux de biodégradation des hydrocarbures ........................................................... 10
III. Dégradation des hydrocarbures aromatiques ............................................................................ 11
Les hydrocarbures aromatiques ........................................................................................................ 11
Bactéries dégradant les hydrocarbures aromatiques ......................................................................... 11
Mécanismes de dégradation des hydrocarbures aromatiques ............................................................ 14
Conditions influençant la biodégradation des hydrocarbures mono-aromatiques ............................. 19
IV. Dégradation des alcanes ........................................................................................................... 21
Les alcanes ....................................................................................................................................... 21
Bactéries dégradant les alcanes ........................................................................................................ 21
Mécanismes de dégradation des alcanes ........................................................................................... 22
Conclusion ........................................................................................................................................... 24
Bibliographie ........................................................................................................................................ 25

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Bioremédiation des sols pollués aux hydrocarbures
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Introduction
La décontamination des sols pollués est aujourd’hui devenue une nécessité croissante.
Les zones désaffectées sont vouées à être requalifiées et parallèlement à cela, les
réglementations concernant la pollution des sols sont de plus en plus nombreuses. De plus, la
diversité des polluants et donc leurs propriétés physico-chimiques accentuent la difficulté de
cette décontamination. C’est pour cela que, malgré certains risques fonciers dus à des méthodes
pas encore maîtrisées, nombre d’entreprises se sont lancées dans ce projet.
Plusieurs voies d’élimination des hydrocarbures polluants les sols sont étudiées. Le
lessivage par l’eau ou encore la bio-augmentation endogène sont des méthodes peu efficaces
voire négligeables. A l’inverse, la biodégradation par des souches exogènes est la principale
voie étudiée.
Cependant, les microorganismes dégradant les hydrocarbures ne sont pas encore tous
connus. Les mécanismes de dégradation utilisés par les bactéries sont aussi très étudiés.
Cette synthèse bibliographique traitera tout d’abord de généralités concernant la
pollution et la dépollution des sols. Après avoir décrit la dégradation microbiologie des
hydrocarbures au sens large, une partie sera consacrée à la biodégradation des hydrocarbures
aromatiques, principaux hydrocarbures polluants les sols. Enfin, une présentation de la
dégradation des alcanes viendra compléter cette synthèse.

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I. Pollution et dépollution des sols
Les polluants des sols
Les polluants des sols sont très variés et sont aussi souvent toxiques pour l’homme
(Roger et Jacq, 2000). A l’instar des pesticides, des phtalates, de solvants chlorés, de l’azote,
de certains éléments traces comme le cuivre, le mercure ou l’argent, les polluants peuvent à la
fois être présents naturellement dans les sols ou être le résultat d’activités humaines. Les
hydrocarbures constituent la classe de polluants qui nous intéressent dans le cadre de cette
synthèse. Ils sont en effet la source de nombreuses préoccupations pour les entreprises exerçant
dans le secteur pétrolier.
Les hydrocarbures
Composés exclusivement d’atomes de carbone et d’hydrogène, les hydrocarbures sont
donc des composés organiques de formule brute : CnHm où n et m sont des entiers naturels. De
par leur abondance naturelle, ils font partie des produits chimiques les plus importants pour
l’humanité et sont notamment utilisés comme source d’énergie primaire (Chakraborty et Coates,
2004).
Ces hydrocarbures sont souvent classés selon leur nature. On distingue ainsi les
hydrocarbures saturés et insaturés. Ceux-ci peuvent être linéaires, ramifiés ou cycliques. Leur
structure moléculaire varie et influe sur les propriétés de ces hydrocarbures. Plus le nombre de
carbones est important, plus la masse volumique, le point de fusion et le point d’ébullition
seront, d’une manière générale, élevés (Tarayre 2012).
On distingue donc parmi les hydrocarbures : les alcanes, les alcènes et alcynes et les composés
aromatiques. Les alcanes (méthane, éthane, propane, butane, etc.) sont composés de liaisons
simples, qu’elles soient aliphatiques ou cycliques (cours BTS BTP 1ère année). Les alcènes
(éthylène, propène, butène, etc.) comportent des doubles liaisons carbone-carbone alors que les
alcynes en comportent des triples. Les composés aromatiques possèdent des cycles à doubles
liaisons alternées (Tarayre 2012).