En tant que professionnels du secteur, nous sommes souvent confrontés à des installations d’irrigation présentant de graves problèmes dus à la présence, dans le réseau et sur les équipements, de ce que l’on appelle communément « oba », algues, boue, saleté… qui provoquent l’obstruction des émetteurs, une perte d’efficacité de l’installation et une augmentation de la fréquence et de l’intensité des travaux d’entretien.
Le biofilm résulte de la tendance des micro-organismes à s’agglomérer et, si l’on n’intervient pas à temps et de manière appropriée, cela peut entraîner un problème très grave lorsque la couche formée se détache sous forme de lamelles ou de grumeaux susceptibles d’obstruer l’intérieur des conduites, pouvant aller jusqu’à boucher définitivement et de manière irréversible tout un réseau d’émetteurs dans la plupart des cas, mettant ainsi la culture en danger. C’est à ce moment-là que toutes les alarmes se déclenchent et que l’agriculteur commence à prendre conscience de la gravité du problème.
Mais… Qu’est-ce que le biofilm ?
Le biofilm est une couche de matière organique, généralement de couleur foncée et de texture gélatineuse, formée de colonies de micro-organismes associés et organisés, qui recouvre les surfaces généralement en contact avec l’eau ou présentant un taux d’humidité élevé. Souvent, ces colonies capturent des sédiments minéraux et des sels dissous qui s’intègrent à leur structure.
Selon la Agence espagnole de sécurité alimentaire et de nutrition (AESAN), les biofilms sont définis comme « Communautés complexes de micro-organismes qui se développent au sein d’une matrice polymère organique qu’ils produisent eux-mêmes et qui adhère à une surface, vivante (biofilm muqueux) ou inerte, et qui peuvent être constituées d’une seule espèce microbienne ou d’un éventail d’espèces différentes. »
Il ne faut pas confondre le biofilm avec le briozoaire. Le biofilm est principalement constitué de colonies de bactéries associées les unes aux autres. Le briozoaire se forme par le regroupement d’organismes plus complexes et de plus grande taille (jusqu’à 0,5 mm) qui s’établissent en colonies formant des stolons ramifiés dépassant souvent les 30 cm, pouvant obstruer de grandes infrastructures d’irrigation.
On peut trouver du biofilm dans les installations et équipements industriels, dans nos logements, à la surface des aliments, dans notre organisme et, bien sûr, dans les installations d’irrigation.
Phases de développement du biofilm
Le processus de formation du biofilm est complexe, mais il peut se résumer en quatre étapes :
- Fixation. Adhérence des micro-organismes libres à une surface.
- Division. Une fois qu’elles se sont irréversiblement fixées à la surface, elles entament un processus de maturation, de croissance et de division.
- Production d’exopolymère. L’exopolymère est une couche muqueuse protectrice qui recouvre la masse, réduisant ainsi le risque de déshydratation et garantissant aux micro-organismes un habitat confortable et protégé des agents extérieurs.
- Dispersion. Le cycle biologique s’achève par une dernière étape de dissémination, qui consiste en la libération et la dispersion de cellules colonisatrices qui se fixeront sur de nouvelles surfaces pour entamer un nouveau cycle.
Quels sont les facteurs qui favorisent la formation d’un biofilm ?
Une condition nécessaire au développement d’un biofilm est la présence d’eau, qui apporte humidité, nutriments et oxygène, tout en servant de vecteur à la dissémination des micro-organismes colonisateurs vivant en liberté.
Dans des conditions favorables, ces organismes prolifèrent, augmentant ainsi leur concentration et, par conséquent, la nécessité de s’organiser pour coloniser de nouvelles zones. Les eaux usées non désinfectées, les eaux stagnantes ou celles provenant des industries contiennent généralement des bactéries et constituent donc des foyers de prolifération, propices à la formation de biofilm.
Voici les conditions qui favorisent la multiplication des micro-organismes dans notre installation :
Hautes températures: Le biofilm peut se former à des températures proches de zéro degré, mais son développement est considérablement favorisé par des températures supérieures à 25-30 °C. C’est pourquoi les mois de printemps et d’été sont plus propices à l’apparition de problèmes liés à la présence de biofilm dans les installations d’irrigation.
pH neutre : Les eaux d’irrigation dont le pH est neutre ou légèrement acide (6,5 – 7) sont propices au développement de ce type de micro-organismes.
Oxygénation élevée : Le biofilm est constitué à la fois de bactéries aérobies et anaérobies. Les premières ont besoin d’oxygène pour se développer et se situent dans les couches externes du biofilm, là où le contact avec le flux est le plus important. Une bonne teneur en oxygène dissous dans l’eau favorise le développement des bactéries aérobies.
Nutriments : La matière organique contenue dans l’eau d’irrigation sert de nutriment aux micro-organismes et contribue donc directement à leur prolifération.
Composition et rugosité des surfaces : La composition chimique des matériaux en contact avec l’eau est un facteur déterminant dans le développement du biofilm. Les composés organiques libérés par certains matériaux plastiques favorisent la croissance des micro-organismes, tandis que les matériaux métalliques, comme l’Acier inoxydable, offrent une meilleure résistance.
Une rugosité plus importante favorise l’adhérence, l’implantation et la persistance de ces micro-organismes.
Faible débit : Une vitesse élevée de l’eau à l’intérieur de la conduite rend difficile la fixation et l’implantation des micro-organismes à la surface et augmente le taux d’érosion de la couche de biofilm, réduisant son épaisseur jusqu’à ce qu’un point d’équilibre soit atteint. À l’inverse, des vitesses d’écoulement faibles favorisent l’adhérence, l’implantation et la pérennité des micro-organismes, augmentant ainsi l’épaisseur du biofilm.
Par ailleurs, une augmentation ponctuelle de la vitesse du fluide peut entraîner un taux d’érosion plus élevé et favoriser la dispersion des cellules, qui colonisent alors de nouvelles surfaces.
Quelles sont les conséquences du biofilm sur le système d’irrigation ?
Si votre installation d’irrigation répond à ces conditions, vous devez être particulièrement attentif à la présence de biofilm et prendre les mesures nécessaires pour éviter que ce problème n’entraîne des coûts supplémentaires importants et ne constitue un risque pour votre culture.
Les obstructions constituent la conséquence ultime et la plus grave, mais il faut garder à l’esprit que le biofilm est également à l’origine d’une diminution de la durée de vie des installations d’irrigation, qu’il entraîne un besoin accru d’entretien des équipements, qu’il génère une consommation supplémentaire d’engrais et d’oxygène, qu’il accélère la corrosion et qu’ en outre, constitue une source d’agents pathogènes pour le sol, les cultures et les travailleurs.
Dans de prochains articles, nous aborderons plus en détail cette problématique et ses solutions possibles.
