Effet des procédés photo-oxydatifs sur les interactions entre les communautés microbiennes et l'huître creuse Crassostrea gigas

Effect of photo-oxidative processes on interactions between microbial communities and the oyster Crassostrea gigas

• Auteur / Autrice : Cécile Blanchon
• Direction : Christophe Calvayrac, Gaël Plantard, Eve Toulza
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie
• Date : Soutenance le 08/12/2023
• Etablissement(s) : Perpignan
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Énergie environnement (Perpignan ; 1999-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de biodiversité et biotechnologies microbiennes (Banyuls sur mer, Pyrénées-Orientales) - EA 4218 Biocapteurs Analyse Environnement
• Jury : Président / Présidente : Lise Barthelmebs
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Eve Toulza, Nathalie Wery, Julie Mendret, Christophe Stavrakakis
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Valérie Keller, Guillermina Hernandez-Raquet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Relations hôte-virus

Herpesviridés

Vibrio harveyi

Modèles mathématiques

Microbiologie

Crassostrea gigas

Mots clés libres

Vibrio harveyi & Ostreid Herpes Virus 1

Modelisation

Photocatalyse hétérogène

Interactions & Procédés

Communautés microbiennes

Crassostrea gigas

Vibrio harveyi & Ostreid Herpes Virus 1

Modeling

Heterogenenous photocatalysis

Interaction & Processes

Microbial communities

Crassostrea gigas

Résumé

Au cours des dernières années, les changements environnementaux ont eu un impact significatif sur la santé des organismes marins, entraînant des pertes économiques considérables et en particulier pour les mollusques. Un exemple frappant de cette problématique est le ''Pacific Oyster Mortality Syndrome” (POMS), une maladie causant des pertes de production d'huîtres Crassostrea gigas atteignant jusqu'à 80%. Cette maladie est complexe et implique à la fois une infection virale par l'Ostreid Herpes Virus 1 (OsHV-1 µVar) couplée à plusieurs infections bactériennes, principalement par des bactéries du genre Vibrio. Afin d'améliorer la qualité de l'eau, les installations aquacoles utilisent des méthodes de désinfection, comme l'irradiation par rayonnements UVC ou la filtration. Cependant, aucun de ces procédés ne permet de traiter à la fois les agents biologiques pathogènes et les polluants abiotiques qui peuvent affecter la santé des huîtres. Mon projet de doctorat se concentre sur l'étude d'un procédé appelé photocatalyse hétérogène utilisant la ressource solaire. Ce procédé a le potentiel de traiter efficacement l'eau de mer en éliminant à la fois les agents biotiques (comme les virus ou les bactéries pathogènes) et abiotiques (pesticides, toxines). Il repose sur l'utilisation du dioxyde de titane (TiO2) comme catalyseur. Ce travail de recherche a été divisé en plusieurs parties. Tout d'abord, la capacité d'inactivation des pathogènes cibles par photocatalyse a été étudiée en utilisant comme modèles d'étude le virus OsHV-1 μVar et la bactérie Vibrio harveyi. L'impact du procédé sur la santé des huîtres et les communautés microbiennes de l'eau a été caractérisé. Dans un deuxième temps, l'inactivation bactérienne a été modélisée afin de comprendre comment les conditions météorologiques et l'emplacement géographique impact les performances des photo-réacteurs solaires. Enfin, la faisabilité de la photocatalyse en eau de mer pour la désinfection de pathogènes ostréicoles a été démontrée. Ce travail devrait permettre à terme de développer une solution écoresponsable et innovante pour sécuriser les installations aquacoles.

In recent years, environmental changes have had a significant impact on the health of marine organisms, resulting in considerable economic losses, particularly for molluscs. A striking example of this problem is the Pacific Oyster Mortality Syndrome (POMS), a disease causing production losses of Crassostrea gigas oysters of up to 80%. The disease is complex, involving both a viral infection by Ostreid Herpes Virus 1 (OsHV-1 µVar) and several bacterial infections, mainly by bacteria of the Vibrio genus. To improve water quality, aquaculture facilities use disinfection methods such as UVC irradiation or filtration. However, none of these processes can treat both pathogens and abiotic pollutants that can affect oyster health. My thesis focuses on the study of a process called heterogeneous photocatalysis that uses the solar resource. This process has the potential to effectively treat seawater by eliminating both biotic (viruses, bacteria) and abiotic contaminants (organic compounds). It is based on the use of titanium dioxide (TiO2) as a catalyst. This research work was divided into several stages. Firstly, the ability of photocatalysis to inactivate target pathogens was investigated, using OsHV-1 μVar virus and Vibrio harveyi bacteria as study models. The impact of the process on oyster health and water microbial communities was characterized. Next, bacterial inactivation was modeled to understand how weather conditions and geographic location could influence its efficiency. Finally, the feasibility of photocatalysis in seawater for the disinfection of oyster pathogens was demonstrated. This works offers new avenues for developing an innovative and eco-responsible solution for securing aquaculture facilities.