Ecology of Legionella within water cooling circuits of nuclear power plants along the French Loire River

Les circuits de refroidissement des centrales nucléaires en bord de rivière sélectionnent par leur mode de fonctionnement des micro-organismes à caractère thermophile, parmi lesquels le micro-organisme pathogène, Legionella pneumophila. Pour lutter contre le développement de ce genre bactérien, un traitement de désinfection de l’eau des circuits de refroidissement à la monochloramine peut être employé. Pour participer à la maitrise des risques sanitaires et environnementaux liés à la modification physico-chimique et microbiologique de l’eau naturelle prélevée, EDF s’est engagé dans une démarche d’amélioration des connaissances sur l’écologie de Legionella pneumophila dans les circuits de refroidissement et des liens que cette espèce bactérienne entretient avec son environnement (physico-chimique et microbiologique) favorisant ou non sa prolifération. Ainsi, la diversité et la dynamique des Legionella pneumophila cultivables ont été déterminées dans les quatre centrales nucléaires en bord de Loire pendant un an et leurs liens avec leur environnement physico-chimique et microbiologique ont été étudiés. Cette étude a mis en évidence une forte diversité des sous-populations de Legionella pneumophila et une apparente dynamique qui semble être liée à l’évolution d’un nombre restreint de sous-populations. Les sous-populations de Legionella pneumophila semblent entretenir des relations souche-spécifiques avec les paramètres biotiques et présenter des sensibilités différentes aux variations physico-chimiques du milieu. La conception des circuits de refroidissement pourrait impacter la communauté de légionelles. L’utilisation de la monochloramine perturbe fortement l’écosystème mais ne sélectionne pas de populations tolérantes au biocide.The cooling circuits of nuclear power plants, by their mode of operating, can select thermophilic microorganisms including the pathogenic organism Legionella pneumophila. To control the development of this species, a disinfection treatment of water cooling systems with monochloramine can be used. To participate in the management of health and environmental risks associated with the physico-chemical and microbiological modification of water collected from the river, EDF is committed to a process of increasing knowledge about the ecology of Legionella pneumophila in cooling circuits and its links with its environment (physical, chemical and microbiological) supporting or not their proliferation. Thus, diversity and dynamics of culturable Legionella pneumophila were determined in the four nuclear power plants along the Loire for a year and their links with physico-chemical and microbiological parameters were studied. This study revealed a high diversity of Legionella pneumophila subpopulations and their dynamic seems to be related to the evolution of a small number of subpopulations. Legionella subpopulations seem to maintain strain-specific relationships with biotic parameters and present different sensitivities to physico-chemical variations. The design of cooling circuits could impact the Legionella pneumophila community. The use of monochloramine severely disrupts the ecosystem but does not select biocide tolerant subpopulations