Study of biotic and abiotic factors that control the implementation of Pseudomonas aeruginosa biofilms in thermal water distribution networks

Les eaux minérales naturelles se distinguent de l’eau potable par leur contenu en sels minéraux et en éléments traces. Leur utilisation à des fins thérapeutiques s’effectue sous contrôle médical dans des établissements thermaux. La gestion des réseaux de distribution ainsi que la qualité microbiologique de l’eau font l’objet de réglementations. Malgré la mise en place de procédures spécifiques, les établissements thermaux sont régulièrement confrontés à des contaminations microbiologiques majoritairement dues à P. aeruginosa. Ce pathogène opportuniste possède d’importantes capacités d’adaptation, de résistance et de persistance dans l’environnement, notamment sous forme de biofilms. L’objectif de ces travaux de thèse est d’apporter des éléments de compréhension sur le comportement de P. aeruginosa dans les réseaux de distribution d’eau minérale naturelle et de valider l’efficacité de produits de traitement. L’influence de la composition minérale de 3 eaux sur les capacités à former du biofilm de 9 souches de P. aeruginosa d’origines diverses a pu être démontrée. Il apparait que les quantités de biofilms produites au bout de 24 h sont moins importantes pour la minéralisation forte. La modulation de la production de facteurs de virulence en fonction de la qualité de l’eau est corrélée à l’action spécifique de certains ions et à la biodisponibilité du fer. En conditions de minéralisation forte il a été montré que les matériaux organiques favorisent la formation de biofilm de P. aeruginosa tandis que les matériaux métalliques ont tendance à la défavoriser. L’efficacité d’une séquence de traitement de postes de soins a pu être validée sur un modèle de biofilm âgé de 24 h et sur tous les matériaux.Natural mineral waters are distinguished from drinking water bytheir content in minerals and trace elements. Their use for therapeuticpurposes under medical control is performed in spas. Management ofdistribution networks and the microbiological quality of water are subjectto regulations. Despite the establishment of specific procedures, spas areregularly confronted with microbiological contamination mainly due to P.aeruginosa. This opportunistic pathogen has substantial adaptive capacity,resistance and persistence in the environment, under biofilm.The aim of this thesis work is to bring understanding on the P.aeruginosa behaviour in the natural mineral water distribution networksand validate the effectiveness of treatment products.The influence of the mineral composition of 3 waters on biofilmformation capacity of 9 P. aeruginosa strains of various origins could bedemonstrated. It appears that the amount of biofilm produced after 24 hare less important for the strong mineralization. Modulation of theproduction of virulence factors depending on the water quality iscorrelated to the specific action of certain ions and iron bioavailability. Inhigh mineralization conditions it has been shown that organic materialspromote biofilm formation of P. aeruginosa while metallic materials tendto disadvantage it. The efficiency of a treatment sequence of a patient pointof use has been validated on the 24 h biofilm model and on all materials