Lutter contre les blooms : atténuation durable et sélective des proliférations de cyanobactéries toxiques et de leurs toxines

Les proliférations d'algues nuisibles, en particulier celles causées par des cyanobactéries productrices de toxines comme Microcystis aeruginosa, représentent une menace mondiale croissante pour les écosystèmes d'eau douce, la santé humaine et la sécurité de l'eau. Ces blooms, aggravés par l'eutrophisation, le changement climatique et l'augmentation des niveaux de CO₂, libèrent des cyanotoxines puissantes comme la microcystine-LR, qui présentent des risques graves par exposition directe ou bioaccumulation dans les organismes aquatiques. Les méthodes traditionnelles de lutte (physiques, chimiques ou biologiques) montrent souvent des limites en raison de leur manque de sélectivité, de perturbations écologiques ou de problèmes de mise à l'échelle. Ce projet de thèse propose une stratégie duale innovante pour cibler simultanément les cyanobactéries et leurs toxines, en garantissant sélectivité, durabilité et un impact écologique minimal. La première approche consiste à développer des coagulants peptidiques conçus pour floculer sélectivement les cellules de Microcystis tout en préservant les microalgues bénéfiques. Cela passera par une caractérisation détaillée des parois cellulaires de M. aeruginosa dans des conditions de production de toxines, suivie de la conception rationnelle de peptides exploitant des interactions de surface spécifiques. La seconde approche utilise les substances polymériques extracellulaires (EPS) issues de microalgues non toxiques pour adsorber et éliminer les toxines résiduelles de microcystine-LR. Les EPS, connues pour leur polyvalence dans la liaison des polluants, seront optimisées pour la capture des toxines via des analyses structurelles et fonctionnelles. Le projet est structuré en trois lots de travail : (1) caractérisation des parois cellulaires de M. aeruginosa et conception de peptides, (2) production, fractionnement et étude des interactions des EPS avec la microcystine-LR, et (3) validation de la stratégie duale en systèmes de co-culture, évaluant l'efficacité de floculation, l'élimination des toxines et l'impact écologique. Des techniques avancées comme l'AFM, la HPLC, la RMN et la cytométrie en flux seront employées pour garantir précision et reproductibilité. Ce projet interdisciplinaire, mené en collaboration entre le Toulouse Biotechnology Institute (France) et l'Université de Hasselt (Belgique), vise à proposer une solution écologique et évolutive pour atténuer les proliférations de cyanobactéries. En combinant coagulation sélective et adsorption par EPS, il cherche à révolutionner les pratiques de traitement de l'eau, protéger la santé publique et préserver les écosystèmes aquatiques. École doctorale : MEGEP - Mécanique, Energétique, Génie civil, Procédés Direction : Cécile FORMOSA Financement : MSCA COFUND BEST