Saint Quentin, le 2 février 2000
PROBLEMATIQUE
Le devoir du distributeur d'eau est de délivrer une eau conforme à la législation aussi bien à la sortie de l'usine qu'au robinet de l'utilisateur. Mais le contrôle bactériologique de cette eau est actuellement très difficile à réaliser avant qu'elle ne soit consommée dans le réseau de distribution. En effet, les méthodes bactériologiques normalisées actuelles nécessitent entre 24 et 72 heures pour obtenir un résultat. Le besoin de disposer de méthodes plus rapides et automatisables est donc primordial, pour assurer une distribution plus sûre de l'eau potable.
Dans ce contexte, en collaboration avec le CRECEP (Centre de Recherche et de Contrôle des Eaux de Paris), Saur a développé le ColiTrack®, un automate analyseur d'Escherichia coli (le paramètre bactériologique d'origine fécale retenu par les directives européennes de novembre 1998). Après une mise au point en laboratoire du principe de colimétrie basé sur la fermentation acide du glucose en milieu sélectif, l'automate développé a été validé en conditions industrielles sur un site d'exploitation. ColiTrackÒ constitue un outil novateur et performant pour la surveillance à distance et automatisée d'un réseau de distribution.
LE PROCEDE COLITRACK®
Le principe du ColiTrack® repose sur la détection d'Escherichia Coli, germe indicateur fécal privilégié. Cette méthode de colimétrie rapide tire l'avantage du fait qu'Escherichia Coli est la bactérie à fermentation acide mixte et au développement le plus rapide en milieu hyperglucosé. Dans un tel milieu, le temps nécessaire à l'acidification, déterminé par mesure continue du pH, est directement proportionnel au logarithme du nombre des germes Escherichia Coli initialement présents dans l'échantillon.
VALIDATION DE L'AUTOMATE
En conditions de laboratoire
Il est possible de déterminer une concentration bactérienne en suivant le temps au bout duquel le pH du milieu a chuté de 0,1 unité, grâce à une droite d'étalonnage pré-établie et exprimant le temps de détection de la bactérie en fonction de la concentration initiale en E.coli dans une relation logarithmique.
Cette méthode cinétique signifie donc que les temps d'incubation nécessaires à la détection sont inversement proportionnels au logarithme du nombre initial de bactéries. La mise au point d'un milieu de culture glucosé a permis d'obtenir une analyse spécifique d'Escherichia Coli. Cette étude a porté sur des souches bactériennes pures isolées de l'environnement afin de vérifier que les germes banals de l'environnement, capables de dégrader les sucres, ne pouvaient pas induire de faux positifs. Seuls quelques entérobactéries ont un temps de détection proche de celui d'E.coli. Il s'agit de Klebsiella pneumoniae et de quelles espèces de Salmonella. Mais nous avons montré que le rapport entre la souche interférente et E.Coli devait être supérieur à 100. Or ce rapport ne se rencontre pas dans l'environnement.
Dans ces conditions, nous avons confirmé que ce milieu était bien sélectif et ces résultats ont été corroborés par des analyses sur des échantillons d'eau de rivière pour lesquelles, aucun faux positif n'a été mis en évidence.
A partir de ce milieu nous avons établi une droite d'étalonnage pour plus de vingt souches d'E.Coli. Elle a permis d'établir qu'une Escherichia Coli dans 100 ml d'eau était détectée en moins de 11 heures. Cette méthode automatisée est donc rapide et sensible.
Le stress que subit la bactérie dans l'environnement a également été étudié. Deux principaux stress ont été testés : le stress nutritionnel et le stress chimique au chlore. Les bactéries de l'eau évoluent dans un environnement hostile, notamment parce qu'il est pauvre en éléments nutritifs. Nous avons montré que la durée de l'analyse reste la même après un séjour prolongé dans une eau de réseau filtrée ou de l'eau déminéralisée. L'influence du stress de la chloration sur la réponse du ColiTrack® a été vérifiée. Dans les conditions pratiques de désinfection drastique au chlore, le temps de détection des bactéries placées dans ce contexte est accru de 2 heures, par rapport à des bactéries non stressées.
Enfin, l'appareil a été testé sur un très grand nombre d'échantillons " réels " sur lesquels était réalisée en parallèle une analyse par la méthode normalisée française. La comparaison des résultats obtenus a permis de valider le principe de notre méthode d'analyse.
En conditions industrielles
La validation industrielle de l'automate s'est déroulée sur un site de production d'eau potable, dans un local non chauffé, au milieu d'équipements industriels nombreux et lourds (pompes, compresseurs…). Dans un environnement hostile (variations brutales de température, d'humidité, courants électriques parasites…), le principe et sa mise en œuvre autonome et en conditions réelles ont été validés.
La droite d'étalonnage établie sur site présente des paramètres " a " et " b " comparables à ceux de la droite définie en laboratoire.
Paramètres de la droite d'étalonnage Td = a Log (N0) + b, obtenus en conditions " pilote ", au laboratoire et en conditions industrielles, sur site.
| Résultats pilote |
Résultats industriels |
| a
= -59 |
a
= -64 |
| b
= 601 | b
= 667 |
| R2
= 0,923 | R2
= 0,932 |
UN PROCEDE D'AVENIR
ColiTrack®est donc un appareil robuste, autonome dont la capacité à contrôler en pseudo continu (toutes les deux heures) offre une réponse quantitative, spécifique à E.coli, rapide et fiable. Il est à l'heure actuelle un outil novateur puisqu'il existe peu de réalisations industrielles comparables et disponibles sur le marché. Enfin, il répond à une demande importante de tous les responsables de la profession de l'eau, soucieux de fiabiliser la qualité des systèmes de distribution d'eau potable et soucieux d'avoir des instruments capables de suivre les paramètres bactériologiques imposés par la législation de l'eau.
Contact : mchuau@saur.fr
