Interview d'expert : Surveillance microbiologique en temps réel des sources karstiques grâce à la cytométrie en flux automatisée

il y a 3 jours
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Dans une publication récente dans Clean Water, des chercheurs de l'Université Technique de Vienne et de l'Université de Médecine de Vienne ont évalué l’utilisation de la cytométrie en flux automatisée, quasi en temps réel, au niveau d’une source karstique alpine exploitée pour l’alimentation en eau potable.

Nous avons échangé avec la Dre Lena Campostrini , qui a dirigé ces travaux dans le cadre de son doctorat, sur les défis liés à la surveillance des systèmes karstiques dynamiques et sur les implications de ces résultats pour les services d’eau potable.

Pouvez-vous vous présenter brièvement et expliquer pourquoi ces sources sont importantes ?

En juin 2025, j'ai terminé mon doctorat à l'Université de Médecine de Vienne. J'ai travaillé au sein du groupe de microbiologie de l'eau du Prof. Alexander Kirschner, qui fait partie du Centre de Coopération Interuniversitaire ICC Eau et Santé. Au cours de mes recherches, j’ai étudié l’applicabilité de nouveaux outils pour évaluer la qualité microbiologique de l’eau potable. Une partie de mes travaux s'est concentrée sur les sources karstiques alpines, qui constituent une ressource essentielle en eau potable : à l'échelle mondiale, environ 10 % de la population dépend des systèmes karstiques pour son approvisionnement en eau. En Autriche, près de la moitié de la population s’appuie sur les aquifères karstiques alpins.

Quel était l'objectif principal de votre étude ?

Avec mes collègues Katalin Demeter et le Prof. Andreas Farnleitner de l'Université Technique de Vienne et de l'Université Karl Landsteiner de Krems, nous avons cherché à évaluer si la cytométrie de flux automatisée, quasi en temps réel, pouvait être utilisée comme un outil fiable de surveillance sur site au niveau d’une source karstique alpine exploitée pour l’alimentation en eau potable.

Pourquoi les sources karstiques alpines sont-elles si difficiles à surveiller ?

Les sources karstiques sont souvent situées dans des zones isolées et nombre d’entre elles sont des systèmes très dynamiques, susceptibles d’évoluer rapidement. À la suite d’épisodes de précipitations, l’eau et les contaminants potentiels peuvent circuler rapidement dans le système, rendant une surveillance quasi en temps réel essentielle pour une prise de décision rapide et éclairée.

En quoi la cytométrie de flux automatisée a-t-elle contribué ?

Contrairement aux méthodes microbiologiques traditionnelles, la cytométrie en flux automatisée fournit des données microbiologiques quasi en temps réel directement sur site. Nos résultats montrent qu'elle permet de détecter les apports microbiens provenant de la surface du bassin versant, en complément des paramètres de surveillance abiotiques existants.

Y a-t-il eu un moment où le système a révélé un élément inattendu ?

Lors de l’un des six épisodes de précipitations, nous avons observé une augmentation nette du nombre total de cellules microbiennes et de cellules intactes, qui n’était pas visible, ou seulement avec un décalage, dans les paramètres abiotiques tels que la turbidité (détection des particules) ou l’UV254 (détection de la matière organique). Ce point est particulièrement intéressant car les concentrations d'E. coli (indicateur de contamination fécale) ont atteint un pic au même moment que le nombre total de cellules microbiennes et de cellules intactes, mettant en évidence la valeur ajoutée de l’utilisation complémentaire de la cytométrie en flux pour détecter les variations microbiologiques. Par ailleurs, lors de l’application d’outils de machine learning pour la prévision des épisodes de pollution, les modèles intégrant des paramètres issus de la cytométrie en flux ont montré la plus forte capacité prédictive.

Qu’a révélé la combinaison de données à long terme et à haute fréquence ?

Cela a mis en évidence l'importance de bien comprendre le fonctionnement hydrologique propre à chaque système karstique. Le suivi à long terme à basse fréquence a permis d'identifier des tendances saisonnières dans l'hydrologie des sources et les phénomènes de contamination, tandis que les données à haute fréquence ont apporté des informations précieuses sur les variations rapides lors des épisodes de contamination estivaux. La combinaison d’un suivi à long terme et de campagnes ciblées à haute fréquence permet ainsi d’optimiser les ressources, tant économiques que temporelles, tout en garantissant une compréhension approfondie du système karstique, y compris des événements de contamination à court terme.

Quelles sont les implications pour les services d'eau ?

Pour la source étudiée : la cytométrie en flux peut compléter de manière pertinente les approches de surveillance existantes, en permettant un échantillonnage plus ciblé, une meilleure évaluation des risques et une prise de décision éclairée pour la gestion des eaux de source.

Qu’espérez-vous que ces travaux inspirent pour la suite ?

Nous espérons que ces travaux encourageront le développement de méthodes automatisées de détection des indicateurs fécaux et des virus, capables de fonctionner elles aussi quasi en temps réel.

Cela représenterait une avancée majeure vers une surveillance de l’eau potable plus proactive et prédictive.

À propos de la publication

L’étude complète, évaluée par des pairs, est publiée dans Clean Water (Nature Portfolio).

À propos de la technologie

Le système de cytométrie en flux automatisée évalué dans cette étude est intégré à la plateforme BactoSense pour la surveillance microbienne sur site.