Sélection de populations microbiennes dans les biofilms électroactifs
Résumé
Les procédés bio-électrochimiques (BES pour « bioelectrochemical systems ») sont des procédés électrochimiques dans lesquels la réaction d’oxydation à l’anode et/ou de réduction à la cathode est catalysée par des microorganismes. L’exemple emblématique de ces nouveaux procédés est la pile à combustible microbienne (MFC pour « microbial fuel cell ») qui permet de coupler le traitement d’effluents organiques à la production directe d’électricité. Si ces procédés, dont le champ d’application ne cesse de s’élargir (production d’H2 ou de molécules plateformes), n’en sont encore qu’au stade de la recherche, ils connaissent un intérêt croissant depuis une quinzaine d’années et les premières applications industrielles pourraient voir le jour assez rapidement. Les microorganismes catalysant les réactions dans les BES sont capables d’échanger des électrons avec les électrodes qu’elles utilisent comme accepteur d’électrons dans le cas de réactions d’oxydation à l’anode, ou comme donneur d’électrons dans le cas de réactions de réduction à la cathode. Ils sont le plus souvent structurés en biofilms sur l’électrode et sont qualifiés d’électroactifs. Un des facteurs limitant de ces procédés est la difficulté à maitriser la formation d’un biofilm performant et stable dans le temps sur les électrodes. Nous nous sommes donc intéressés à la formation du biofilm sur des électrodes de graphite sous différents angles tels que le choix et la préparation de l’inoculum en fonction de la réaction à catalyser et des conditions opératoires, le développement de stratégies d’enrichissement ou encore la reconstruction de biofilms à partir de souches pures. Ces approches seront illustrées par différents exemples de travaux menés au LBE et mettant en évidence l’intérêt des BES comme modèles d’études pour le développement de stratégies de management des écosystèmes microbiens.