UV-C treatment of biofilms growing in show caves

Intérêt du traitement par UV-C des communautés bactériennes, fongiques et des protistes autotrophes des biofilms colonisant la pierre patrimoniale : structure des peuplements, effets des UV-C sur la physiologie algale et innocuité du traitement vis à vis du support pictural.

Stéphane Pfendler (1)

1 LCE - Laboratoire Chrono-environnement (UMR 6249)

Development of biofilm on monument heritage are often considered as agents leading to aesthetic issues and biodeterioration of their support. The aim of this study is the use of UV-C light as alternative treatment against Lampenflora. Bacterial, algal and fungal communities were studied using new generation sequencing approach. Following UV-C treatments, physiological responses of Chlorella sp. were studied in laboratory (cell death, chlorophyll degradation, photosystem II status, etc.). Damages at cellular and molecular levels (cell death, bleaching of the chlorophyll) were taken into consideration to optimize the UV-C treatment. Then, to ensure the safety of UV-C for biofilms support (parietal paintings), several pigments and binders, used by prehistoric human, were highly irradiated. The results showed that UV-C radiations were not deleterious for inorganic compounds, while a color change was observed on organic binders. Finally, UV-C treatment has proven its effectiveness in La Glacière show cave by eradicating all biofilms. In addition, no recolonization was observed two years after treatment, showing that this treatment, which is the most environmental friendly to date, is effective over time.

Dans le cadre de la conservation du patrimoine, les micro-organismes se développant sous forme de biofilm sont souvent considérés comme des agents entraînant des problèmes esthétiques et de détérioration du support colonisé. L’objectif général de cette thèse est l’utilisation de la lumière UV-C comme méthode de traitement des biofilms. Dans le but de comprendre la diversité des biofilms, les communautés bactériennes, fongiques et des protistes autotrophes ont été étudiées à l’aide d’une technique de séquençage haut débit. Puis, afin de comprendre les effets des UV-C sur les micro-algales (Chlorella sp.), des essais en laboratoire ont permis de caractériser les réponses physiologiques algales (mort cellulaire, dégradation de la chlorophylle, état de photosystème II, etc.) suite à différents traitements aux UV-C. Tous les dommages observés au niveau cellulaire et moléculaire (dont la mort cellulaire et le « bleaching » de la chlorophylle) ont permis d’optimiser la méthode de traitement. Dans le but de s’assurer de l’innocuité du traitement aux UV-C sur le support des biofilms (peintures pariétales), des pigments et des liants, utilisés à la préhistoire, ont été fortement irradiés. Les résultats ont montré que les composés inorganiques sont insensibles aux UV-C au contraire des molécules organiques. Enfin, le traitement UV-C a démontré son efficacité dans une grotte touristique en permettant d’éradiquer tous les biofilms. De plus, aucune recolonisation n’a été observée deux ans après le traitement, démontrant que la lumière UV-C est le traitement le plus écologique à ce jour.

Mots clés: Conservation; UV-C treatment; Biofilm; Sequencing; Pigments; Conservation; Chlorella sp

Mots clés: Conservation; Traitement UV-C; Biofilm; Séquençage; Pigments; Chlorella sp; Conservation

Domaines: Sciences agricoles

Stéphane Pfendler. Intérêt du traitement par UV-C des communautés bactériennes, fongiques et des protistes autotrophes des biofilms colonisant la pierre patrimoniale : structure des peuplements, effets des UV-C sur la physiologie algale et innocuité du traitement vis à vis du support pictural.. Sciences agricoles. Université Bourgogne Franche-Comté, 2017. Français. ⟨NNT : 2017UBFCD030⟩. ⟨tel-01905921⟩