Biodégradation des hydrocarbures aromatiques polycycliques pour la bioremédiation des sols : potentiel de la microfluidique pour comprendre l’incorporation du benzo[a]pyrène par le champignon filamenteux Talaromyces helicus

The present work examines several aspects of the fungal bioremediation of polycyclic aromatic hydrocarbons, following three main axes: mobilization, uptake and biodegradation. This study focuses on the interactions between the pollutant, fungus and the environment through the example of benzo[a]pyrene (BaP) mobilization by Talaromyces helicus. BaP is a carcinogenic, mutagenic and reprotoxic compound well-studied as a model hydrophobic pollutant, while T. helicus in a soil fungus recently identified as holding potential for the remediation of multiple contaminations. Result predictability depending on each site’s characteristics is a limitation in the field of bioremediation, and having adapted experimental tools is important to identify relevant biostimulation strategies on a case-by-case basis. Therefore, several experimental set-ups were used. As a first step, tests in liquid cultures were carried out to quantify BaP degradation in controlled conditions. Soil microcosms are also a classical approach for the study of pollution remediation, used here to evaluate the strain’s performance in conditions closer to a real site, and to test several biostimulation parameters. Finally, a compartmentalized model environment was set up in the form of a microfluidic chip, the goal being to develop a transparent, adaptable model of porous medium to study pollutant mobilization and uptake by a non-motile organism at the microscale.Ce travail de thèse examine différents aspects de la bioremédiation fongique des hydrocarbures aromatiques polycycliques, selon trois grands axes : mobilisation, incorporation, biodégradation. L’étude se concentre sur les interactions entre le polluant, le champignon, et l’environnement à travers l’exemple de la mobilisation du benzo[a]pyrène, un composé cancérogène, mutagène et reprotoxique bien étudié comme modèle de polluant hydrophobe, par Talaromyces helicus, un champignon du sol récemment identifié comme présentant un intérêt pour la dépollution de contaminations multiples. La prédictibilité des résultats en fonction des caractéristiques du site à traiter est un verrou en matière de bioremédiation des sols, ainsi il est important de disposer d’outils expérimentaux adaptés pour identifier des stratégies de biostimulation pertinentes au cas par cas. Plusieurs modèles expérimentaux sont utilisés à cette fin. Dans un premier temps, des tests en cultures liquides ont été réalisés afin de quantifier la biodégradation dans des conditions contrôlées. Les microcosmes de sol sont aussi une approche classique pour l’étude de la bioremédiation de pollutions, utilisés ici pour évaluer les capacités de la souche dans un milieu plus proche d’un site réel, et tester plusieurs paramètres de biostimulation. Enfin, un environnement modèle compartimenté a été mis en place sous la forme d’une puce microfluidique, dans le but de développer un milieu poreux modèle transparent et adaptable pour étudier à une micro-échelle la mobilisation et l’incorporation de polluants par un organisme non motile