cultures aérobies, cultures anaérobies

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Les traitements biologiques utilisés en traitement d’eau ne font que reprendre des phénomènes naturels. Pour les bactéries hétérotrophes, deux voies sont possibles pour dépolluer les effluents :

  • la voie aérobie. Cette voie est celle qui s’instaure spontanément dans les eaux aérées. Le carbone orga­nique du substrat se retrouve sous forme de CO2 et de biomasse, et l’azote organique sous forme NH4 (ammonification) ou de nitrate si les conditions nécessaires sont réunies (voir page 2 des cultures libres boues activées) ;
  • la voie anaérobie, si les réactions s’effectuent à l’abri de l’air, en milieu réducteur. Le carbone organique, après dégradation, se retrouve sous forme de CO2, et surtout de CH4 et de biomasse. Le faible potentiel d’oxydoréduction fait passer l’azote sous forme NH4, le soufre sous forme H2S ou de différents types de composés soufrés organiques, tels que les mercaptans.

Les équations ci-dessous montrent l’évolution globale du glucose suivant ces deux voies :

Formule : culture aérobies, cultures anaérobies - évolution du glucose

L’énergie disponible étant d’environ 20 fois plus élevée en voie aérobie et la synthèse d’un gramme de biomasse demandant le même apport énergétique quelle que soit la voie choisie, le taux de génération des germes aérobies sera plus élevé que celui des germes anaérobies et le processus de dégradation de la matière carbonée beaucoup plus rapide. A contrario, la production de boues sera plus faible en anaérobiose.

On réserve généralement le terme anoxie à un environnement exempt d’oxygène dissous mais où des nitrates sont présents. Dans ce cas, les bactéries hétérotrophes empruntent alors aux nitrates l’oxygène qui leur est nécessaire et les réduisent en N2 (réaction dite de dénitrification).

Plus généralement, le tableau 1 classe les cultures bactériennes en fonction de leur donneur et accepteur d’électron, du substrat disponible et des sous-produits observés.

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Tableau 1. Classification des cultures bactériennes
pour aller plus loin :