1 - Définition
Le biofilm est une association de micro-organismes (bactéries, champignons et algues) adhérents à une surface et fréquemment inclus dans un réseau complexe de muco-polysaccharides plus ou moins imperméable.
Figure 1 : Schéma de la prolifération d'un biofilm (source : Facteurs de variation de la qualité bactériologique de l'eau en élevage de dinges ITAVI 2006; FPW, le porc et l'eau, 2008)
1) Au contact de l’eau, la surface des tuyaux se recouvre d’un dépôt de matière organique appelé conditionnant. Ce conditionnant neutralise la charge et l’énergie de surface des tuyaux et permet aux bactéries de s’approcher pour un accrochage initial. La matière organique sert également de nutriment aux bactéries.
2) Les bactéries peuvent alors se fixer à la surface des tuyauteries de manière temporaire (adsorption réversible) ou définitive (adsorption irréversible), en formant des structures permettant une adhésion permanente à la surface.
3) Les bactéries du biofilm (Pseudomonas, Campylobacter, E. Coli, Salmonelle, …) excrètent des substances extracellulaires polymériques (glycocalyx constitué de polysaccharides, glycoprotéines) qui maintiennent le biofilm et le cimentent à la paroi du tuyau. Les filaments de ces polymères agissent également comme un système d’échange d’ions qui piège et concentre les nutriments. De même ils protègent les bactéries des désinfectants.
4) et 5) Pour coloniser l’ensemble de la surface interne des tuyaux, la dissémination du biofilm suit différentes stratégies : libération d’amas algiformes (ou floc bactérien) dans le flux hydrique qui adhère à une surface en aval et se développera ; glissement vers l’aval ; migration de bactéries flagellées vers de nouvelles portions de canalisations.
2 - Impact sur la santé animale
Le biofilm consomme une fraction du chlore libre résiduel à sa surface et protège ainsi les bactéries la constituant. Il contient également des nutriments (matière organique) qui va favoriser la multiplication des bactéries conduisant à son développement, son détachement et sa diffusion dans le réseau. A terme, la qualité microbiologique n’est plus assurée et le bouchage des canalisations ou des pipettes peut être observé.
Le biofilm peut être mis en évidence via l’analyse d’eau grâce aux germes sulfito réducteurs et/ou par l’ATPmétrie. L’ATP est la molécule énergétique de base présente dans toutes les cellules vivantes. L’ATP-métrie utilise un complexe enzymatique dégageant de la lumière pour doser la quantité d’ATP dans l’eau. C’est cette quantité de lumière qui permet de doser, avec un ATP-mètre la quantité d’ATP et d’en tirer une conclusion en se rapportant à une grille d’interprétation (cf tableau 1).
Tableau 1 : Grille d'interprétation d'ATPmétrie
L’avantage de cette technique est sa rapidité à mettre en place :
- Il suffit de prélever dans un pot stérile l’eau de l’abreuvoir de manière le plus propre possible
- Plonger un écouvillon spécial dédié à cette pratique
- Et ensuite de le passer dans l’ATPmètre qui nous donnera en quelques secondes une mesure en RLU qu’il restera à confronter à la grille d’interprétation (tableau 1).
3 - Comment éviter l'encrassement
a. Décapage mécanique
En cas d’encrassement important (cf. photo 2), un nettoyage mécanique peut être effectué soit par injection d’air comprimé et d’eau en alternance (exemple système A.P.I.R.E.- cf. photo 3), soit pour le nettoyage de petites parties (descente de canalisations soupe par exemple) à l’aide d’un furet (outil avec brosse et prolongateur souple).
Figure 2 : colmatage d'un tuyau par du fer
Figure 3 : résultat d'un nettoyage mécanique des canalisations (système A.P.I.R.E)
b. Décapage chimique
En absence d’animaux (lors des vides sanitaires) :
- 1ère étape : Elimination des souillures organiques (acides) avec un dégraissant, nettoyant, non moussant, alcalin (pH > 7) : produit basique le plus souvent à base de soude (hydroxyde de sodium) à la dose indiquée. Laisser agir 30 minutes puis rincer.
- 2ème étape : Elimination des souillures minérales : Le tartre (basique) avec un détartrant, décapant, désinfectant acide (pH < 7) : produit acide (le plus souvent complexe acide peracétique et peroxyde d’hydrogène. Laisser agir 6 à 12 heures puis rincer.
En présence d’animaux (après le passage de traitements dans l’eau de boisson) pour éviter la constitution d’un biofilm :
- Utiliser de manière séquentielle une association de peroxyde d’hydrogène et d’acide peracétique qui décape le biofilm et le tartre, à une dose sans conséquence sur la santé et la consommation des animaux.
Il existe également des produits prêts à l’emploi qui permettent de faire ces deux étapes en une.
4 - A quelle fréquence le faire ?
Les facteurs favorisant le développement des biofilms :
- Un écoulement d’eau lent.
Par exemple, les 5 premiers jours de présence des porcelets en nurserie ou post-sevrage, lorsque la faible consommation d’eau entraîne un léger flux d’eau dans les canalisations favorisant l’adhésion des bactéries aux parois). - Le ralentissement et la stagnation d’eau à cause d’éléments hydrauliques tels que les coudes, les descentes d’abreuvoirs, les systèmes d’abreuvement où l’eau stagne en bout de ligne (cul de sac). L’idéal est d’avoir un système de purge en bout de ligne dans chaque salle pour vider la canalisation avant l’arrivée de nouveaux animaux. C’est le cas pendant les vides sanitaires et en maternité, avec les abreuvoirs des porcelets à vidanger régulièrement.
- Une température de l’eau élevée (de l’ordre de 28 – 30 °C), comme par exemple dans les canalisations les premiers jours après le sevrage.
- La nature des parois : la rugosité. Pour les circuits d’eau, il faut privilégier les polyéthylènes hautes densités (PEHD), les polychlorures de vinyle ou plastiques (PVC), les polyéthylènes réticulés (PER), les polypropylènes (PP) ou les inox (cf. figure 5). Il faut éviter les canalisations métalliques, les raccords en laiton, les coudes en fer galvanisé.
Si vous avez des facteurs de risque, il sera intéressant de le faire plus souvent. La mesure du biofilm par l’ATPmétrie régulière dans les premiers mois nous permettra de définir un rythme à mettre en place. Dans le cas où les facteurs de risque sont peu présents, un décapage une fois par an pourrait s’avérer suffisant à condition que les mesures d’ATPmétrie restent corrects.
Conclusion
Le biofilm consomme une fraction du chlore libre résiduel à sa surface et protège ainsi les bactéries la constituant. Il retient également des nutriments qui, à terme, altère la qualité microbiologique et engendre le bouchage des canalisations ou des pipettes.
Pour éviter les développements des biofilms, des traitements de l’eau existent mais des nettoyages réguliers des canalisations sont également recommandés particulièrement quand les bâtiments sont inoccupés ou après un traitement par l’eau de boisson.
Il reste indispensable avant même de traiter le biofilm d’en connaître les différents facteurs favorisants afin d’identifier la fréquence de nettoyage des canalisations.
Références
FPW Filière Porcine Wallonne. Le porc et l’eau. 2008. site internet http://www.fpw.be/download/dossiers%20techniques/Le_porc_et_l_eau.pdf
FULBERT L. Maîtriser la qualité de l’eau de son puits ou de son forage ne s’improvise pas. Journées nationales des GTV 2013. Pages 657-664.
KLAAS VAN AKEN. Drinking water medication. Site internet http://watermedication.imedicate.eu/
MASSABIE, P. L’abreuvement des porcs. 2001. Techniporc, 24 : 9-14
POTELON J.L., ZYSMAN K. Guide des analyses d’eau potable. Ed la lettre du Cadre Territorial, 1993
TRAVEL A., MAHE F., FULBERT L. Eau de boisson en élevage avicole - la qualité bactériologique : un facteur de réussite. Juin 2010
TRAVEL A. Facteurs de variation de la qualité bactériologique de l’eau en élevage de dindes. Etude ITAVI 2006
TRAVEL A., CHEVALIER D. Eau de boisson en élevage avicole – un levier majeur de réussite. Novembre 2007
Article rédigé par Laura Jégou et Sylvie Héliez, Vétérinaires en filière porcine Chêne Vert.
Laura Jégou est diplômée de l'Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse depuis 2021.
Elle exerce en production porcine au sein de Chêne Vert sur le site de Lécousse depuis 2021. Laura est également passionnée de nouvelles technologies, elle a notamment, pendant ses études, créé une application à destination des éleveurs porcins qui vise à améliorer le bien-être des truies.