De la microbiologie dans la compréhension des

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MÉMOIRE
Présenté à l'Université des Sciences et Technologies de Lille
Pour obtenir
L'Habilitation à Diriger des Recherches
École doctorale : Science de la Matière du Rayonnement et de l’Environnement
De la microbiologie dans la compréhension des phénomènes de
corrosion microbienne
Un exemple :
« Étude de l’inter-influence entre la flore sulfurogène et la protection cathodique »
Par Isabelle DUPONT-MORRAL
Soutenue le 8 décembre 2005
Jury
Rapporteurs
Catherine DAGBERT .................................... Maître de Conférences - École Centrale de Paris
Frédéric HILDEBRAND................Directeur du laboratoire de biophysique - Université de Lille II
Marie-Françoise LIBERT .............................Docteur d’État, expert sénior microbiologiste - CEA
Examinateurs
René DELOBEL............................... Professeur - École Nationale Supérieure de Chimie de Lille
Marcel ROCHE…………………………………. Directeur du département corrosion - TOTAL SA
Michel TRAISNEL........................................ Professeur - Université de Lille / Directeur de l’HDR
Josette TRAVERT .......................................Professeur - Université de Caen/ Présidente du jury
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Aux Josés, à Julie et mes parents
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REMERCIEMENTS
Les travaux présentés dans ce mémoire ont été réalisés dans le Laboratoire de
Biodétérioration des Matériaux du CRITT BNC.
Je tiens tout d'abord à remercier Jean-Marie MOUCHEL, Directeur du CRITT BNC qui durant
les huit dernières années m'a confié la direction scientifique de ce laboratoire.
Monsieur Michel TRAISNEL de l'École Nationale Supérieure de Chimie de Lille m'a fait
l'honneur de bien vouloir encadrer la rédaction de ce mémoire qu'il soit assuré de ma
gratitude.
Je tiens également à remercier Monsieur Frédéric HILDEBRAND, Responsable du
laboratoire de Biophysique de l’Université de Lille ; Madame Catherine DAGBERT, Maître de
Conférence de l’École Centrale de Paris ; et Madame Marie-Françoise LIBERT, Expert
microbiologie du CEA Cadarache ; d’avoir accepté d’être les rapporteurs de ce travail.
Que Madame Josette TRAVERT, Professeur à l’Université de Caen, Messieurs Marcel
ROCHE directeur du département corrosion de TOTAL SA, et René DELOBEL directeur du
PERF et du CREPIM de Lille, soient remerciés pour avoir accepté de participer au Jury de
cette HDR.
Certains scientifiques ont particulièrement été présents depuis ma soutenance de thèse, je
pense à Catherine DAGBERT, Marie Françoise LIBERT, Monique JANVIER,
Docteur en microbiologie de l’Institut Pasteur, Damien FÉRON, Ingénieur CEA, Yves
LEFÈVRE, Ingénieur CEA ; Frédéric HILDEBRAND ; Marie-Noëlle BELLON-FONTAINE de
l’INRA de Massy qu'ils soient remerciés pour leur gentillesse et leur soutien sans faille.
Enfin je tiens à remercier certains de mes collègues du CRITT BNC et plus particulièrement
l'équipe « initiale » du laboratoire : Aline, Samuel, Maud, Gisèle, et leur témoigner ma plus
vive reconnaissance pour la bonne ambiance qu'ils ont réussi à créer et qu'ils trouvent ici
mention du plaisir que j'ai eu à travailler avec eux.
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SOMMAIRE
Page
AVANT PROPOS.................................................................................................................. 7
Chapitre 1 : LA BIOCORROSION ....................................................................................... 9
Chapitre 2 : BACTÉRIES SULFUROGÈNES IMPLIQUÉES DANS LES PHÉNOMÈNES DE
CORROSION MICROBIENNE - MÉCANISMES DE LA CORROSION MICROBIENNE DES
ACIERS AU CARBONE EN EAU DE MER.......................................................................... 15
2-1 Bases microbiologiques indispensables à la compréhension de la biocorrosion… ........... 16
2-1-1 Généralités
2-1-2 Multiplication bactérienne
2-1-3 Métabolisme d’assimilation ou nutritif
2-1-4 Métabolisme de dissimilation ou énergétique
2-1-5 Généralités sur les enzymes
2-1-6 Généralités sur les biofilms
2-2 Données sur les bactéries sulfurogènes .................................................................................. 23
2-2-1 Généralités
2-2-2 Les bactéries Sulfato-Réductrices
2-2-3 Les bactéries Thiosulfato-Réductrices
2-3 Mécanismes de biocorrosion des aciers au carbone en eau de mer ..................................... 35
2-4 Synthèse……………………………………………………………………………………………………44
Chapitre 3 : UN EXEMPLE DE COLLABORATION ENTRE MICROBIOLOGISTE ET
CORROSIONNISTE : ÉTUDE DE L’INTER-INFLUENCE ENTRE LA FLORE
SULFUROGÈNE ET LA PROTECTION CATHODIQUE EN EAU DE MER ........................ 45
3-1 Introduction .................................................................................................................................. 47
3-1-1 Données sur la protection cathodique en milieu marin
3-1-2 Données sur l’eau de mer
3-2 Matériel et méthode...................................................................................................................... 51
3-3 Résultats ....................................................................................................................................... 56
3-1-1 Résultats microbiologiques
3-1-2 Résultats des analyses de surfaces
3-4 Conclusion.................................................................................................................................... 67
3-5 Synthèse ....................................................................................................................................... 68
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Chapitre 4 : PERSPECTIVES .............................................................................................. 69
Chapitre 5 : RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES............................................................ 79
Chapitre 6 : ASPECTS ÉCONOMIQUES ............................................................................ 87
Chapitre 7 : LISTES DES TRAVAUX ENCADRÉS ............................................................. 92
Chapitre 8 : CURRICULUM VITAE...................................................................................... 97
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