Capacités de dégradation des différents enrichissements

Cette partie de l’étude est consacrée à l’évaluation des capacités de dégradation des différents enrichissements présentés dans le tableau 2.1 (Matériel et Méthodes) et obtenus sur MTBE ou sur ETBE. Nous avons étudié les capacités de ces différents enrichissements tout d’abord pour l’ETBE ou le MTBE ainsi que pour le TBA qui est le principal intermédiaire de dégradation de l’ETBE et du MTBE, puis pour les autres composés solubles naturellement présents dans les essences que sont les composés mono-aromatiques (BTEXs) ou pour les n-alcanes (octane, hexadécane), composés dont la présence pourrait avoir un impact sur la dégradation des éthers-carburants du fait de contaminations simultanées. IV – 1 – 1. Biodégradation de l’ETBE et du MTBE Les capacités de dégradation pour l’ETBE et/ou pour le MTBE ont été testées sur MM pour chaque enrichissement avec comme seule source de carbone l’ETBE ou le MTBE, par suivi CPG de l’ETBE ou du MTBE résiduel ainsi que de la production de CO2. Un calcul du rendement de production de biomasse est également effectué par mesure de poids sec au début et à la fin de la biodégradation quand cela était possible. Par contre, il n’a pas été possible de suivre la croissance en mesurant l’évolution de la densité optique car la biomasse présente dans les enrichissements adopte la plupart du temps la forme de floculats hétérogènes. Les résultats obtenus pour ces cinétiques de dégradation sont présentés sur les figures 4.1 et 4.2. Les écarts types représentent les différences de quantité de substrat mesurées entre chaque triplicata.

Au vu des cinétiques de dégradation, nous avons pu constater que pour chaque enrichissement réalisé sur ETBE, les cinétiques de dégradation sont différentes. Dans certains cas, une production intermédiaire de TBA est observée (BE1-ETBE et US6-ETBE). La production de TBA est particulièrement forte dans le cas de BE1-ETBE qui a la vitesse maximale de dégradation de l’ETBE la plus élevée montrant que dans ce cas, c’est la dégradation du TBA qui est l’étape limitante. La production de TBA est par elle-même une donnée importante à prendre en compte car cela montre que dans les aquifères, où les conditions peuvent souvent être limitantes (oxygène,…) par rapport à des études en fioles en conditions contrôlées, la biodégradation de l’ETBE peut conduire à l’accumulation de TBA qui est un composé en lui- même problématique (Rasa et al., 2011 ; Shih et al., 2004). La possibilité d’une dégradation incomplète avec accumulation de TBA avait été évoquée dans le cas du MTBE sur des sites contaminés et attribuée, en effet, à des conditions spécifiques de limitations (Schmidt et al., 2004 ; Wei and Finneran, 2011). La présence de TBA dans les aquifères due à une dégradation limitée d’un des éthers est un problème important, essentiellement pour deux raisons : (i) il s’agit d’un alcool dont la solubilité est infinie et dont l’extraction à partir de l’eau d’un site contaminé sera encore plus difficile à réaliser par les moyens classiques physico- chimiques (« purge and stripp », essentiellement) ; (ii) ce composé est considéré comme « weak carcinogen » (Chen, 2006). La durée totale de la dégradation de l’ETBE est très variable et peut aller de 168 h (7 jours) pour US6-ETBE, jusqu’à 1008 h (42 jours) pour GE1-ETBE. Dans le cas de FR3-ETBE, nous avons obtenu un profil de dégradation très particulier où la dégradation de l’ETBE n’atteignait sa vitesse maximale qu’après plus de 400 heures d’incubation. Ce point sera discuté plus loin en liaison avec la composition phylogénétique de l’enrichissement. La production de CO2, ainsi que les rendements en termes de production de biomasse au cours de la dégradation, sont eux aussi variables d’un enrichissement à l’autre. Concernant les enrichissements réalisés sur MTBE, nous avons constaté que, tout comme pour l’ETBE, les cinétiques de dégradation sont différentes d’un enrichissement à l’autre. Dans certains cas, une production intermédiaire de TBA, bien que moindre que sur ETBE, est également observée (GE1-MTBE et US2-MTBE) posant potentiellement les mêmes problèmes soulignés plus haut. La durée totale de la dégradation du MTBE est très variable et peut aller de 360 h (15 jours) pour BE1-MTBE, jusqu’à 1608 h (67 jours) pour FR6-MTBE et dans ce cas la production de biomasse n’était pas quantifiable. C’est pour l’enrichissement GE1-MTBE que la vitesse maximale de dégradation la plus élevée a été observée (0,22 mg de  MTBE consommé.h-1.mg-1de biomasse initiale). La production de CO2, ainsi que les rendements en termes de production de biomasse au cours de la dégradation, sont eux aussi variables et dépendants de l’enrichissement considéré. D’une façon générale les rendements en biomasse que nous avons pu mesurer sont faibles mais ceci est plus particulièrement vrai dans le cas des enrichissements sur MTBE pour lesquels la moyenne des valeurs de rendement (19,7 mg de biomasse produite.mole-1 de MTBE consommé) est plus basse que la moyenne des valeurs de rendement mesurées