Qu’est-ce que Shigella ?

Les bactéries du genre Shigella sont des bactéries Gram négatives responsables de shigelloses, des infections intestinales pouvant provoquer diarrhées, douleurs abdominales et fièvre.

Plusieurs espèces sont notamment connues :

• Shigella flexneri ;
• Shigella sonnei ;
• Shigella dysenteriae ;
• Shigella boydii.

La transmission est essentiellement féco-orale. Une eau contaminée peut donc devenir un vecteur de transmission lorsque le traitement microbiologique est insuffisant.

Pourquoi l’ozone est-il intéressant contre Shigella ?

L’ozone, de formule O₃, possède un potentiel d’oxydation élevé et réagit rapidement avec différents constituants des cellules bactériennes.

Il peut notamment oxyder :

• les constituants de la membrane ;
• les lipides ;
• les protéines ;
• certaines enzymes ;
• différents composants intracellulaires.

Cette attaque simultanée de plusieurs structures peut entraîner une perte d’intégrité de la cellule et son inactivation.

Shigella flexneri est-elle sensible à l’ozone ?

Oui. Les bactéries du genre Shigella présentent une forte sensibilité à l’ozonation dans des conditions expérimentales contrôlées.

On note une inactivation très importante de Shigella flexneri après exposition à environ 0,5 mg/L d’ozone dans une solution tamponnée. Ces résultats montrent le potentiel de l’ozone, mais ils ne constituent pas une dose universelle applicable à toutes les installations.

Pourquoi les résultats de laboratoire ne doivent-ils pas être copiés directement sur une installation ?

Une solution tamponnée propre consomme beaucoup moins d’ozone qu’une eau réelle contenant des matières organiques, des particules ou d’autres composés oxydables.

Dans une eau industrielle, l’ozone peut être consommé par :

• les matières organiques ;
• les matières en suspension ;
• le fer ;
• le manganèse ;
• les nitrites ;
• d’autres micro-organismes ;
• certains composés réduits.

La dose injectée par le générateur n’est donc pas équivalente à la concentration d’ozone réellement disponible pour agir sur Shigella.

Comment l’ozone est-il transféré dans l’eau ?

L’ozone est généralement produit sur site puis injecté dans l’eau au moyen d’un dispositif de transfert gaz/liquide. Les solutions professionnelles peuvent notamment intégrer :

• un injecteur Venturi ;
• un mélangeur statique ;
• une boucle de recirculation ;
• une cuve ou tour de contact ;
• un système de mesure de l’ozone dissous ;
• un destructeur d’ozone résiduel.

OXYTRADING propose notamment des générateurs professionnels d’eau ozonée pour les applications industrielles et de traitement de l’eau.

Pourquoi la notion de CT est-elle essentielle ?

L’efficacité d’un traitement par ozone dépend fortement du couple : CT = concentration d’ozone × temps de contact

Il faut donc considérer simultanément :

• la concentration réellement dissoute ;
• la durée d’exposition ;
• la consommation d’ozone par l’eau ;
• le niveau de réduction microbiologique recherché.

Un générateur très puissant ne garantit pas à lui seul une bonne désinfection si le transfert ou le temps de contact sont insuffisants.

Quel rôle joue la matière organique ?

La matière organique représente l’un des principaux concurrents de l’action désinfectante de l’ozone. Plus une eau est chargée, plus une partie de l’ozone est consommée avant de pouvoir atteindre les bactéries.

C’est pourquoi une eau de lavage, une eau usée ou une eau brute peut nécessiter une stratégie différente de celle utilisée pour une eau déjà clarifiée.

Shigella et eau de lavage des aliments

Les eaux de lavage utilisées dans l’industrie alimentaire peuvent devenir des vecteurs de contamination croisée lorsqu’elles sont recirculées ou utilisées sur plusieurs lots.

L’ozone peut être intégré dans ces boucles afin de maintenir une meilleure qualité microbiologique de l’eau. Cette problématique est notamment détaillée dans notre article consacré au traitement de l’eau de lavage des fruits par ozone. Dans ce type de procédé, la performance dépend fortement de la charge organique apportée par les produits lavés.

Pourquoi la turbidité est-elle importante ?

Les particules présentes dans l’eau peuvent diminuer l’efficacité microbiologique de deux manières.

Elles peuvent :

• consommer directement une partie de l’ozone ;
• protéger physiquement certaines bactéries contre le désinfectant.

Lorsque la turbidité est élevée, une filtration ou une clarification préalable peut donc améliorer la performance globale.

Shigella et traitement de l’eau potable

Shigella est directement associée aux problématiques de contamination fécale de l’eau. L’ozone peut constituer une étape de désinfection primaire dans une filière de production d’eau potable.

Il peut notamment contribuer à :

• réduire la charge bactérienne ;
• inactiver différents micro-organismes pathogènes ;
• oxyder certains polluants ;
• améliorer certains paramètres organoleptiques.

Il ne faut cependant pas confondre désinfection primaire et protection du réseau de distribution.

Pourquoi l’ozone n’assure-t-il pas une protection durable du réseau ?

L’ozone est une molécule instable qui se décompose relativement rapidement dans l’eau. Cette caractéristique permet d’éviter la persistance prolongée du désinfectant mais signifie également qu’il n’offre pas la même rémanence que certains traitements utilisés en distribution.

Selon la configuration de l’installation, une stratégie multibarrière peut donc rester nécessaire.

Ozone et procédés multibarrières

L’ozonation peut être associée à d’autres technologies afin d’augmenter la robustesse microbiologique de la filière.

Les associations possibles comprennent notamment :

• filtration ;
• ultrafiltration ;
• charbon actif ;
• UV-C ;
• membranes ;
• désinfection secondaire.

L’objectif consiste à utiliser plusieurs barrières complémentaires plutôt qu’à faire reposer toute la sécurité microbiologique sur un seul traitement.

Pourquoi mesurer l’ozone dissous ?

La production du générateur est généralement exprimée en grammes d’ozone par heure. Cette valeur ne permet pas de connaître directement la concentration disponible dans l’eau.

Une mesure de l’ozone dissous permet notamment de vérifier :

• la qualité du transfert gaz/liquide ;
• le résiduel disponible ;
• la consommation d’ozone ;
• la stabilité du procédé ;
• la reproductibilité des conditions de traitement.

Quels paramètres faut-il contrôler ?

Concentration d’ozone

Elle doit être mesurée dans l’eau au point pertinent du procédé.

Temps de contact

Une durée suffisante doit être garantie par l’hydraulique de l’installation.

Température

La température influence la solubilité, la stabilité et la cinétique de réaction de l’ozone.

pH

Le pH influence la décomposition de l’ozone et la formation d’espèces radicalaires.

Charge organique

Une eau fortement chargée peut consommer rapidement l’ozone disponible.

Turbidité

Les particules peuvent diminuer l’exposition réelle des bactéries.

Hydraulique

La conception de la cuve, les zones mortes et les courts-circuits hydrauliques influencent le temps de contact réel.

Quels sont les avantages de l’ozone contre Shigella ?

• fort pouvoir bactéricide ;
• action rapide dans des eaux présentant une faible demande en ozone ;
• production du désinfectant directement sur site ;
• absence de stockage massif de produit chimique ;
• possibilité d’automatiser le traitement ;
• possibilité de mesurer le résiduel d’ozone ;
• intégration possible dans une filière multibarrière.

Conclusion : l’ozone est-il efficace contre Shigella ?

Oui. Shigella fait partie des bactéries hydriques présentant une forte sensibilité à l’ozonation. Les applications montrent que des réductions microbiologiques importantes peuvent être obtenues rapidement lorsque la bactérie est directement exposée à une concentration suffisante d’ozone.

Dans une installation réelle, la performance dépend toutefois fortement de la qualité de l’eau, de la matière organique, de la turbidité, de l’hydraulique et du temps de contact. L’ozonation doit donc être dimensionnée à partir des caractéristiques réelles de l’eau et du niveau de réduction microbiologique recherché.

Questions fréquentes sur Shigella et l’ozone

L’ozone est-il efficace contre Shigella flexneri ?

Oui. Shigella flexneri a montré une forte sensibilité à l’ozonation dans des conditions expérimentales contrôlées.

L’eau ozonée peut-elle agir contre d’autres espèces de Shigella ?

Oui. Des données existent notamment pour Shigella sonnei, avec plusieurs logarithmes de réduction obtenus dans l’eau.

Pourquoi la concentration du générateur ne suffit-elle pas ?

Parce qu’une partie de l’ozone produit peut être perdue ou consommée avant d’atteindre les bactéries. La concentration réellement dissoute est plus pertinente.

L’ozone peut-il être utilisé dans une eau de lavage alimentaire ?

Oui, sous réserve d’un dimensionnement adapté à la charge organique et aux exigences réglementaires applicables au procédé concerné.

Faut-il filtrer avant l’ozonation ?

Cela peut être pertinent lorsque la turbidité ou les matières en suspension sont importantes, afin de réduire la demande en ozone et la protection physique des micro-organismes.

Étudier un traitement microbiologique par ozone

Le dimensionnement doit tenir compte du débit, de la qualité physico-chimique de l’eau, de la contamination initiale, du niveau de réduction recherché et du temps de contact disponible.

OXYTRADING accompagne les professionnels dans les audits, essais, pilotes, dimensionnements et intégrations de solutions d’ozonation pour le traitement de l’eau.

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