Biofouling

Définition

Le biofouling est un cas particulier de fouling (fouling biologique) se définissant par la colonisation de toute surface (vivante ou non) en milieu aqueux par des organismes vivants. Le biofouling revêt une importance capitale dans une très large variété de situations; par exemple, en aquaculture, la colonisation des cages à poissons par divers types d'organismes est une forme de biofouling (voir les étapes microfouling, macrofouling, antifouling).

Explications

La colonisation par des bactéries peut provoquer la corrosion de manières diverses par les substances qu'elles consomment (effets de pile dans le cas de consommation d'oxygène ou d'hydrogène), par les substances qu'elle rejettent (acides ou molécules complexantes, sulfure d'hydrogène), par leur simple présence (formation de dépôts et biofilms provoquant des hétérogénéités), en bloquant les matériaux poreux (roches contenant le pétrole, outils de filtration) perturbant ainsi la productivité.

La présence d'un biofilm bactérien induit un gradient d'oxygène permettant dans certains cas l'établissement d'une zone en anaérobiose au contact de la surface colonisée, propice au développement des bactéries sulfato-réductrices !!!

Le biofouling en milieu marin : toute surface immergée dans un environnement contenant des microorganismes est rapidement recouverte d'un biofilm. Ce processus de biofouling s'effectue en plusieurs étapes et tout au long de sa mise en place; les procédés engagés évoluent progressivement, en étant purement physiques jusqu'à essentiellement biologiques, et ce depuis la mise en place du film primaire jusqu'à l'installation des larves d'invertébrés et des spores d'algues.

Le biofouling est donc constitué d'êtres vivants ou dû à des êtres vivants (Bactéries, protistes, végétaux et animaux) aquatiques. Ce phénomène se trouve essentiellement dans le milieu marin, où le zooplancton est relativement divers et abondant. Ce phénomène existe également en milieu ducicole mais il reste annexe.

Fouling:

Le fouling définit une interaction entre organismes marins. Au sens large, il s'agit d'une colonisation visant à s'établir, à s'étendre à de nouveaux territoires. Dans le cadre d'une surface immergée en milieu aqueux, le terme de colonisation est considéré comme synonyme de fouling ou biofouling. L'antifouling est son opposé.

Le fouling est une accumulation de dépôts inertes de différentes sortes et origines sur la surface, tels que des produits de corrosion, de cristallisation, de réactions chimiques, de particules en suspension, de détritus, de glace... Le biofouling se limite aux organismes vivants.

Les organismes de fouling sont des organismes qui s'attachent aux structures et qui souvent affectent leur fonction.

Les plaques de fouling, souvent métalliques, sont submergées et analysées sur une base mensuelle ou saisonnière. L'objectif de tels programmes est de déterminer - sous les effets du temps - l'influence des conditions environnementales sur les espèces, les taux de croissance et les types de développement des organismes du fouling (souvent avec un rôle antifouling).

Antifouling:

Les organismes marins sont tous touchés par le fouling, et le biofouling. Afin de ne pas être envahis par les algues, bactéries, etc, qui pourraient leur être néfaste (microfouling et macrofouling), certains animaux disposent de moyens de lutte contre ces foulings. On nomme ces défenses l'antifouling ou anti-salissures.

Les organismes marins sont particulièrement exposés au biofouling car la colonisation de leur surface peut entraîner des bouleversements tels qu'un passage d'une existence planctonique à benthique ou l'introduction de maladies pouvant mener à la mort de l'hôte. Pour lutter contre le biofouling, les organismes marins ont développé des moyens de défense; ceux-ci pouvant être :

• mécaniques (processus de mue; cas des coraux mous ou des tuniciers).
• physique (tension de surface; cas des anémones de mer, des coraux durs de type LPS).
• ou chimique (modification du pH de surface, libération de composés bioactifs; cas des coraux durs de type SPS).

Parmi ces organismes, les algues marines produisent une grande variété de composés visant à lutter contre l'établissement d'autres organismes sur leur surface. De nombreuses études ont mis en évidence l'activité antifouling de divers extraits de macroalgues marines. Par exemple, les tuniciers exploitent les caractéristiques antifouling d'une cyanobactérie pour se protéger de la colonisation par d'autres algues. La mue régulière du tunicier (sous la forme ascidies) épargne la cyanobactérie aposymbiotique.

Macrofouling:

Le macrofouling qualifie une certaine forme de biofouling: le biofilm microbien du fouling évolue en profondeur vers un système plus complexe incluant des brouteurs, des producteurs primaires pluricellulaires, et ce jusqu'à l'étape finale de la colonisation impliquant la mise en place et la croissance d'invertébrés marins (balanes, moules, tuniciers) ainsi que de macroalgues. Le macrofouling est donc la colonisation par des organismes pluricellulaires eucaryotes. L'ensemble de ces organismes vivants liés à la surface constitue les biosalissures.

Microfouling:

Le microfouling est une forme du biofouling: les bactéries adhérentes se multiplient et produisent des exopolymères (souvent des exopolysaccharides) d'origine microbienne formant une matrice de fibres. Sur cette matrice vont alors pouvoir se fixer d'autres microorganismes marins tels des levures, champignons, diatomées, protozoaires. Le microfouling est donc un fouling défini par la colonisation par des eucaryotes unicellulaires.

En rapport avec "biofouling"

• atmosphère inerte

  

  Une atmosphère inerte est une atmosphère dépourvue de gaz réactifs, composée de gaz non réactifs (inertes) tel que l'azote, le dioxyde de carbone ou l'hélium.

• corrosion

  

  La corrosion est le processus électrochimique d'altération d'un métal, d'une roche ou d'autres matériaux, en raison de l'oxydation.

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  La cristallisation, complétée par la recristallisation, décrit généralement la formation (naturelle ou artificielle) de cristaux, habituellement avec...

• détritus

  

  Un détritus est un déchet, tout matériau indésirable destiné à être éliminé, ou encore des fragments de matériaux désintégrés.