Projet « Mouvements collectifs de micro-organismes pour la production de bioénergies et le contrôle de blooms »(BLOOM)

(A. Méjean et O. Ploux, Equipe Métabolisme secondaire des cyanobactéries »)

Ce projet proposé par le physicien P. Brunet du laboratoire MSC UMR 7057 et A. Méjean biologiste du LIED UMR 8236 a été lauréat en 2013 du programme « Emergence » de la Ville de Paris destiné à soutenir les jeunes chercheurs. L’équipe « Métabolisme secondaire des cyanobactéries » a constitué le partenaire biologiste. A l’issue de ce programme, le stagiaire post-doctoral, J. Dervaux  jeune physicien travaillant sur le projet a été recruté au CNRS comme chargé de recherche et intégré le laboratoire MSC UMR 7057.

L’efficacité d’un photobioréacteur est directement reliée à la taille des organismes en culture mais également à leur morphologie. Il existe globalement trois types de morphotype chez les cyanobactéries :

– les espèces unicellulaires : forme la plus simple, les cellules sont indépendantes et de petite taille 3 à 4 m de diamètre. Exemple: Synechocystissp. PCC6803

– les espèces coloniales :  les cellules sont regroupées en colonies. Les cellules ont une taille moyenne de 3 à 5 m mais la colonie peut atteindre 0.1 à 0.2 mm. Exemple: Microcystis sp. PCC 7806

– les espèces filamenteuses: forme la plus commune, les cellules sont accolées les unes aux autres et la croissance du filament se fait au niveau des cellules apicales. Les filaments ont une taille variable allant de 0.1 à plusieurs millimètres. Exemple: Nostoc sp. PCC7120

Nous avons montré que les trois morphotypes de cyanobactéries sont capables de s’agréger à la surface d’une colonne d’eau (ou phénomène de « bloom ») pour différentes concentrations de cations bivalents présents dans le milieu de culture et que la concentration seuil nécessaire à l’agrégation est propre à chaque espèce étudiée.

Ce travail publié dans Plos One (Dervaux et al., 2015) montre que les cyanobactéries, bien que dépourvues de flagelle, se déplacent dans le milieu et que leur déplacement dépend de plusieurs paramètres environnementaux (luminosité, salinité, etc).