Contribution à l'étude de réactions à l'interface bactérie-minéral au cours de la lixiviation de minéraux sulfurés (pyrites) par Thiobacillus ferrooxidans

par Marie-Antoinette Dziurla

Thèse de doctorat en Géomicrobiologie

Sous la direction de Jacques Berthelin.

Soutenue en 1995

à Nancy 1 , en partenariat avec Université Henri Poincaré Nancy 1. Faculté des sciences et techniques (autre partenaire) .


  • Résumé

    La lixiviation bactérienne des minéraux sulfurés a été étudiée en abordant essentiellement trois aspects des interactions de Thiobacillus ferrooxidans avec des pyrites pures en réacteur agité : l'adhésion ou la fixation bactérienne au minéral ; la contribution du contact direct bactérie-minéral aux processus d'oxydation de la pyrite ; les réactions d'oxydo-réduction se produisant à l'interface bactérie-minéral. La mise au point d'une méthode immunoenzymatique ELIFA (Enzyme Linked Immunofiltration Assay) a permis de mettre en évidence et d'estimer directement l'adhésion de T. Ferrooxidans à la pyrite. La désorption des bactéries (Monroy et al, 1994) a conduit à observer que si 60 a 95% des bactéries sont fortement fixées au premier jour de contact, leur proportion devient faible au cours de la biooxydation (5 à 10%) mais leur quantité reste cependant constante (10#5 à 10#6 bactéries/mg de pyrite). La mesure des charges nettes des bactéries et du minéral par électrophorèse (mesure du potentiel électrocinétique) a amené à discuter du mécanisme d'adhésion. De l'observation en MEB des pyrites, on a également pu constater une évolution des bactéries fixées au cours de la biooxydation. L'utilisation d'un réacteur à deux compartiments séparant les bactéries du minéral par une membrane microporeuse a permis d'établir que le contact bactérie-minéral, sans être nécessaire à l'oxydation des pyrites, accélère de façon très significative le processus. Les vitesses initiales d'oxydation dépendent directement de la quantité de minéral en contact avec les bactéries, ce qui souligne encore le rôle fondamental de ce contact direct au cours des phases initiales d'oxydation. Ce contact se traduit par exemple par la production à la surface minérale, de sulfate ferreux (substrat énergétique), ce qui suggère déjà que T. Ferrooxidans oxyde préférentiellement les espèces soufrées réduites (sulfures) par rapport au fer. L'utilisation d'inocula cultivés sur des substrats différents (Fe#2#+, S°, pyrite) montre que les bactéries ayant subi une préculture sur pyrite ou sur S° sont les plus efficaces pour oxyder la pyrite. L'oxydation s'accompagne d'une production simultanée de S° sur la surface du minéral ; les cellules adaptées à la pyrite ont permis d'obtenir la production la plus rapide de soufre et de sulfate ferreux. Ces résultats suggèrent que l'adaptation bactérienne au minéral et l'efficacité d'un inoculum sont directement liées à la capacité des bactéries à oxyder les composés réduits du soufre. Bien qu'il soit communément admis que la production de soufre à la surface du minéral soit exclusivement d'origine chimique, ces résultats suggèrent qu'elle peut être en partie d'origine bactérienne.

  • Titre traduit

    A contribution to the study of reactions at the interface between bacteria and mineral particles, during sulfides (pyrites) leaching by Thiobacillus ferrooxidans


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Informations

  • Détails : 1 vol. (234 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 227-234

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