Laboratoire des Écoulements Géophysiques et Industriels

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Biofilms en milieux poreux sous écoulements

CARTELLIER A., HUANG Z., SECHET P.

Les biofilms jouent un rôle primordial dans les technologies de traitement des effluents et des sols et la compréhension du couplage entre le développement du tissu cellulaire et l’hydrodynamique reste un enjeu majeur, en vue notamment de développer des modélisations multi-échelle comportant les termes de fermetures. Quoique très répandus en milieu industriels, les systèmes à cultures fixées sont très difficiles à modéliser. Cela constitue un frein notamment pour le développement de nouvelles technologies basées sur l’utilisation de souches bactériennes spécifiques vis-à-vis des polluants émergeants. Les travaux réalisés dans l’équipe ont permis, grâce à la mise en œuvre d’une large palette de techniques expérimentales (cytométrie de flux, tomographie X 3D menée à l’ESRF – une première sur ces milieux (Biotech. & Bioeng. 2013), microscopie confocale, imagerie HD) de caractériser l’évolution et la distribution multi-échelle des biofilms (depuis le tissu cellulaire à petite échelle, jusqu’au bio-réacteur complet à grande échelle en passant par les pores du bioreacteur à méso-échelle) (Chem. Eng. Sc. 2011, Biomicrofluidic 2013). Pour ce faire, notre équipe a fédéré un consortium regroupant le LEGI, le LRP, le 3SR et le LTHE permettant de mutualiser sur le site grenoblois les outils de pointe nécessaires pour relever cet enjeu. Actuellement, nous capitalisons ces développements expérimentaux initiaux sur des études plus systématiques : (i) structuration du biofilm sous écoulement contrôlé par utilisation de microscopie confocale ; (ii) microstructuration de biofilms en milieu poreux par tomographie-X et couplage avec l’hydrodynamique.

Multi-scale characterization of biofilms
Multi-scale characterization of biofilms