Etude des mécanismes de colonisation des produits de construction par les micromycètes

• Auteur / Autrice : Isabelle Paic Lacaze
• Direction : Philippe Silar
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie procaryote et eucaryote
• Date : Soutenance en 2016
• Etablissement(s) : Sorbonne Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Bio Sorbonne Paris Cité (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université Paris Diderot - Paris 7 (1970-2019)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Écologie chimique

Composés organiques volatils

Cladosporium

Penicillium chrysogenum

Champignons microscopiques

Aspergillus versicolor

Bacillus

Mots clés libres

Dynamique de colonisation microbienne

Succession fongique

Consortium fongique

Cladosporium sphaerospermum

Résumé

Une campagne nationale réalisée par l'Observatoire de la Qualité de l'Air Intérieur (2008), a mis en évidence que 15 % des logements du parc immobilier français présentaient une contamination fongique visible. Malgré ce constat alarmant et les nombreuses études traitant des impacts sur les occupants et le bâti, les connaissances concernant les mécanismes de colonisation fongique des produits de construction dans les environnements intérieurs restent limitées. Ces biocontaminants ainsi que leurs métabolites peuvent être à l'origine de symptômes voire de pathologies (irritations, infections, toxi-infections, allergies) chez les personnes exposées. Concernant l'aspect biodétérioration des matériaux, de nombreux travaux ont mis en évidence le rôle des produits de construction et de décoration comme « niche écologique» fournissant, par leur composition même ou leur encrassement, les nutriments nécessaires au développement des moisissures. A ce jour, les seuls moyens de lutte proposés par les fabricants contre cette croissance fongique délétère consistent, au-delà des bonnes pratiques de mise en oeuvre des produits, en l'introduction de substances biocides dans la matrice. Pour autant, l'efficacité et l'innocuité, voire la pérennité de ces traitements sont rarement renseignées. Dans ce contexte, l'objet de ce projet de recherche a consisté à étudier la dynamique de colonisation fongique des produits de construction et de décoration, afin d'identifier des leviers d'action permettant de ralentir voire limiter la croissance des moisissures sur ces supports. A cet effet, après contamination des supports via l'« air tout-venant », les communautés microbiennes ont été caractérisées au cours du temps, dans deux contextes simulants des désordres thermo-hydriques. Les résultats ont mis en évidence une micro-biodiversité abondante sur les supports, ne se limitant pas à la présence des moisissures. Des successions de micromycètes ont été précisés. Elles peuvent en partie être expliquées par des différences de vitesses de croissance et une évolution des conditions environnementales (nutriments, humidité). Cependant, il semble que les antagonismes entre espèces jouent un rôle majeur dans cette dynamique de colonisation. En effet, les micromycètes en compétition sur les substrats produisent des métabolites diffusibles ou volatils, tels des mycotoxines ou COV. Par conséquent, le processus de colonisation a été étudié d'un point de vue moléculaire. Les métabolites volatils d'un consortium de micromycètes ont été caractérisés lors du développement individuel ou en co-culture des espèces, dans des conditions expérimentales maîtrisées. Les émissions volatiles associées aux micromycètes sont dépendantes de l'espèce, des conditions nutritionnelles, mais également du contexte biotique dans lequel ils évoluent. Cette meilleure compréhension des mécanismes mis en jeu lors de la colonisation, permettra di développer des alternatives bio-inspirées pour limiter le développement fongique.

A national campaign realized by the Indoor Air Quality Observatory (OQAI) in 2008, showed that 15% of French dwellings presented a visible fungal contamination. Despite this alarming statement and many studies of impacts on occupants and on structures, knowledge on fungal colonization mechanisms of building materials in indoor environments is limited. These bio-contaminants and their metabolites may cause symptoms or pathologies (irritation, infection, poisoning, allergies) in exposed individuals. Regarding materials' biodeterioration aspect, numerous studies have highlighted the role of construction and decoration products as ''ecological niche'' providing, with their composition or contamination, nutrients for mold growth. To date, the only way to control this harmful fungal growth, offered by manufacturers, consists in, beyond the good practices of implementation of products, the introduction of biocidal substances in the matrix. However, efficiency, safety and sustainability of these treatments are rarely indicated. In this context, the purpose of this research was to study the dynamics of fungal colonization of construction and decoration products, to identify levers to slow or limit mold growth on it. To this end, alter contamination of building materials via ''indoor air'', microbial communities have been characterized over time in two contexts simulating thermo-hydric disorders. Outcomes showed an abundant micro-biodiversity on products, and it was not limited to the presence of mold. Micromycetes successions were specified. They cm be partly explained by differences in growth rates and changing environmental conditions (nutrients, moisture). However, it seems that antagonisms between species play a major role in this process of colonization. Indeed, microfungi in competition on the substrates produce diffusible or volatile metabolites, such as mycotoxins and/or VOCs. Therefore, colonization process has been studied from a molecular point of view. Volatile metabolites produced by micromycetes consortium were characterized during their individualor co-cultured development, under controlled conditions. Volatile emissions associated with micromycetes depend on species, nutritional conditions, but also biotic context in which they grow. This better knowledge of colonization mechanisms will enable to develop bio-inspire alternatives to limit fungal growth.