Développement d'un procédé de bioremédiation de fongicides par des champignons filamenteux

DES CHAMPIGNONS POUR DÉGRADER DES FONGICIDES
Développement d'un procédé de bioremédiation de fongicides par des champignons filamenteux

Abdelkader SELMI
enseignant-chercheur en Biotechnologies et Bioproduction
responsable de la Majeure Sciences du Vivant Biotechnologies
plateforme BioFactory, département Biotechnologies – CPE Lyon 

H2o – novembre 2026

Utiliser des champignons pour dégrader des pesticides présents dans l’eau : c'est la piste explorée par le projet FungiClean, conduit au sein du laboratoire BioFactory de l'École CPE Lyon, en collaboration avec l'entreprise Conidia Coniphy, spécialisée dans l'évaluation et le contrôle de contamination microbiologique.

Les premiers résultats indiquent que certaines souches naturelles de champignons filamenteux peuvent réduire la quantité de deux pesticides ciblés dans l'eau. Parmi eux figure le tébuconazole, un fongicide. Ainsi, des champignons pourraient donc contribuer à dégrader un produit utilisé pour les combattre. Un point reste déterminant : ce que deviennent ces pesticides après leur dégradation. Les chercheurs doivent encore identifier les substances produites et vérifier leur innocuité, afin de s'assurer que l'on ne remplace pas une pollution par une autre. Encore au stade expérimental, ces travaux explorent une piste de dépollution dont l'efficacité et les conditions d'utilisation restent à préciser.

L'objectif de l'étude 

Le tébuconazole et le pyriméthanil sont deux molécules organiques fongicides utilisées dans l'agriculture qui possèdent des effets toxiques sur le vivant ainsi qu'une grande persistance dans les sols et les milieux naturels. Les champignons filamenteux sont importants dans la biodégradation des molécules organiques grâce au riche arsenal enzymatique qu'ils sont capables de sécréter. Toutefois, en dépit de ce fort potentiel, ils restent peu utilisés industriellement en raison des contraintes techniques dues à la formation des filaments dans les cultures en milieu liquide.

Le projet FungiClean vise à développer une approche de bioremédiation (dépollution grâce à un microorganisme) de ces deux pesticides, basée sur un bioprocédé utilisant des champignons filamenteux en levant le verrou de la technologie de culture en milieu liquide grâce à leur immobilisation sur des mousses à cellules ouvertes. 

Dans une démarche de développement durable, la mise au point du bioprocédé sera faite sur des souches modèles avant d'utiliser des souches issues de l'environnement proche du lieu de pollution. Dans un premier temps, des souches modèles de champignons filamenteux prélevées sur des sols contaminés par de fortes teneurs en polluants organiques ont été sélectionnées pour évaluer leurs potentiels de dégradation du tébuconazole et du pyriméthanil. En parallèle, l'objectif a consisté à développer un bioprocédé de culture en milieu liquide de champignons filamenteux dont la croissance est canalisée sur des supports solides à cellules ouvertes.

Résultats et conclusion

7 souches de champignons filamenteux extraites de sols contaminés par des polluants organiques ou possédants une capacité de dégradation de la cellulose ou de la lignine ont été utilisées pour évaluer la résistance au tébuconazole et au pyriméthanil.  Les essais de dégradation du tébuconazole et du pyriméthanil ont mis en évidence des potentiels de bioremédiation différents selon les souches. Parmi les souches ainsi testées, deux d'entre elles ont présenté une meilleure efficacité de bioremédiation, ces deux souches étant celles de Trichoderma reesei et de Fusarium solani.

Des tests croisés avec la culture en entier (contenant le milieu et le champignon) ou des filtrats de cultures (sans champignon) ont mis en évidence une activité portée par des molécules du surnageant sécrétées par les champignons. 

Des études sont désormais en cours pour caractériser et identifier les produits de dégradation, ainsi que les enzymes impliquées et leurs modes d'induction. En effet, il est important de démontrer soit une dégradation totale des pesticides, soit, en cas de dégradation partielle, de montrer que les produits de dégradation sont sans danger pour l'environnement.

En parallèle des expériences sur la bioremédiation, des essais ont été réalisés pour identifier les mousses à cellules ouvertes sur lesquelles les champignons sont capables de se fixer. Des essais réalisés en tube et en bioréacteur/fermenteur ont permis d'identifier les mousses de polyuréthane ou le loofa comme matériau privilégié pour la fixation des champignons (Figure 1). 

Les essais sur mousses ont mis en évidence : une fixation partielle s'agissant de la souche de Fusarium solani et une fixation totale s'agissant de la souche de Trichoderma reesei (Figure 2).  

Figure 1 – Croissance de Trichoderma reesi sur différentes mousses après 4 jours de culture a. cuivre (350 ppi) ; b. nickel-chrome (500 ppi) ; c. aluminium (350 ppi) ; d. polyuréthane (200 ppi) ; e. polyuréthane (350 ppi).

Figure 2 – Croissance de Trichoderma reesei sur des mousses de polyuréthane (1 L ; 350 ppi) dans un bioréacteur à cuve agitée de 5 L après 4 jours de culture a. T0 : avant inoculation du champignon ;  b. T68h : toutes les mousses sont recouvertes de champignons, le surnageant est limpide et ne contient pas de champignon ; c. T68h : section transversale d'une mousse en polyuréthane colonisée par le champignon.

Nos travaux ont permis : 1) de mettre en évidence le potentiel de souches sauvages (naturelles) de champignons filamenteux pour la bioremédiation des deux pesticides, le tébuconazole et le pyriméthanil, et 2) de développer un procédé de culture en milieu liquide de champignons filamenteux grâce à leur immobilisation sur des mousses à cellules ouvertes.

Des travaux restent à mener pour :

• Réaliser des essais sur des prélèvements d'eaux polluées ;
• Optimiser le bioprocédé de culture en fermenteur ; 
• Développer une stratégie d'induction de la production des enzymes responsables de la bioremédiation afin d'accélérer et/ou augmenter la dégradation des pesticides ;
• Implémenter des stratégies de suivi en ligne (spectroscopie Raman, Biomasse) pour suivre la croissance et la production d'enzymes ;
• Développer un procédé de filtration en continu permettant d'isoler ces dernières.

Développements à suivre. ▄