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Caractérisation de la communauté microbienne présente dans des bioréacteurs à opération séquentielle traitant le lisier de porc en anaérobie.

Verville, Annie (2003). Caractérisation de la communauté microbienne présente dans des bioréacteurs à opération séquentielle traitant le lisier de porc en anaérobie. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut National de la Recherche Scientifique, Maîtrise en microbiologie appliquée, 148 p.

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Résumé

Le lisier de porc est une source de pollution importante au niveau de l'eau, de l'air et du sol. L'odeur qui s'en dégage représente un important problème de nuisance pour les communautés environnantes. Divers traitements ont été mis au point dans le but de rendre le lisier plus stable et facilement acceptable par la communauté. De tous les traitements disponibles, certains sont plus performants que d'autres ou mieux adaptés aux conditions climatiques du Québec. Une des façons de traiter le lisier est par la dégradation de la matière organique dans des conditions anaérobies par un consortium bactérien. Dans un tel traitement les produits finaux sont du biogaz composé de méthane et de dioxyde de carbone et du lisier stabilisé. Agriculture et Agro-alimentaire Canada a mis au point un procédé de traitement anaérobie du lisier de porc où la dégradation de la matière organique se fait à 20 oc en condition d'opération standard dans des bioréacteurs opérés en mode séquentiel. Bien que le traitement soit performant et stable, la microflore de ces réacteurs n'a jamais été caractérisée. Le but de cette recherche est d'analyser la microflore présente dans les réacteurs et d'identifier les micro-organismes dominants dans la biomasse. La technique de l'électrophorèse sur gel à gradient de dénaturant («denaturing gradient gel electrophoresis», DGGE) a été utilisée comme technique d'empreinte génétique pour visualiser l'évolution de la microflore pendant le traitement du lisier. Pour identifier les bactéries présentes, les gènes codant l'ARNr 16S ont d'abord été amplifiés à partir de l'ADN génomique total extrait d'échantillons sélectionnés. Ces gènes ont ensuite été clonés, criblés, séquencés et comparés aux banques de données internationales. La microflore a été étudiée sur deux séries de réacteurs soit lors de l'étape de démarrage et sous des conditions normales de traitement. De plus, deux domaines bactériens ont été étudiés soit Eubacteria et Archaea. Pour le domaine Eubacteria, les résultats ont démontré que les populations bactériennes varient dans les bioréacteurs en période de démarrage. D'autre part, elles sont stables lorsque les réacteurs fonctionnent en conditions normales de traitement lors d'un cycle de 50 jours. Quant à l'identification des communautés microbiennes majeures lors du traitement, les 54 clones étudiés ont été rassemblés sous 20 groupes différents. Suite à l'analyse d'une séquence appartenant à chaque groupe, certains des genres dominants ont pu être identifiés, alors que d'autres n'ont pu l'être. Les affiliations les plus rapprochées ont été faites avec les genres Bacteroides, Spirochete/Treponema , Acholeplasma, Caloramator et avec le super groupe des Clostridium. Pour le domaine des Archaea, il n'existe pas d'amorces qui soient universelles à ce domaine, il a donc fallu utiliser deux stratégies d'amplification avec deux paires d'amorces différentes. Pour la première stratégie, les profils des populations démontraient que ces dernières apparaissent vers la fin de la période de démarrage tandis que, pour la deuxième stratégie, les profils démontraient que les populations sont présentes tout au long de cette même période. Cependant, lorsque les réacteurs fonctionnaient en conditions normales de traitement, les profils des populations étaient très stables et cela pour les deux stratégies d'amplification. Le clonage des ADNr 16S appartenant au domaine des Archaea a démontré une diversité beaucoup moins élevée par rapport au domaine des Eubacteria. Pour ce qui est de la première génothèque de clones provenant des réacteurs en période de démarrage, les 43 clones étudiés ont été rassemblés sous 14 groupes différents avec comme genre dominant Methanoculleus. Il y a également les genres Methanocorpusculum, Methanogenium et Methanosarcina qui sont représentés. Quant à la deuxième stratégie d'amplification, les 44 clones étudiés ont été rassemblés dans 17 groupes différents sous les genres Methanobrevibacter , Methanosphaera, Methanobacterium et Methanosaeta.

Type de document: Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Bisaillon, Jean-Guy
Co-directeurs de mémoire/thèse: Juteau, Pierre; Massé, Daniel I. (Agriculture Canada)
Mots-clés libres: lisier ; porc ; pollution ; methanogenese ; degradation
Centre: Centre INRS-Institut Armand Frappier
Date de dépôt: 12 mai 2014 20:47
Dernière modification: 18 déc. 2015 19:58
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/2270

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