Bien que les microorganismes aient été découverts par Pasteur dans l’air, ce n’est que récemment qu’ils ont fait l’objet d’études dans le compartiment atmosphérique. Notre équipe s’intéresse plus spécifiquement aux microbiote des nuages. Les échantillons de nuage sont prélevés au sommet du puy de Dôme grâce à des impacteurs à gouttelettes. L’Observatoire du puy de Dôme est labellisé au plan international comme une station GAW (Global Atmosphere Watch).

Notre objectif est d’étudier le rôle des microorganismes dans la chimie et la physique des nuages.

Nous avons montré que les microorganismes présents dans l’eau nuageuse sont métaboliquement actifs et peuvent donc potentiellement modifier la composition chimique du nuage et être une alternative aux voies de transformation par chimie radicalaire.  Nous avons particulièrement étudié la biotransformation de composés carbonés simples présents dans les nuages (acétate, succinate, formiate, méthanol, formaldéhyde), ou des oxydants (H₂O₂). Les vitesses de biodégradation sont compétitives avec les vitesses de photo-transformation, les microorganismes pourraient donc jouer un rôle actif dans la chimie des nuages. L’interaction des microorganismes avec H₂O₂ a étudié de manière approfondie, nous avons montré que cet oxydant modulait de leur métabolisme.

En ce qui concerne la physique des nuages, nous nous sommes  intéressés au potentiel de formation des gouttelettes de nuage par les microorganismes. Outre leurs propriétés CCN (Cloud Condensation Nuclei) qui résulte du fait que l'on peut les assimiler à des particules capables de condenser de l'eau à leur surface, certains microorganismes peuvent produire des biosurfactants qui changent la tension de surface des gouttelettes et donc finalement leur taille. Nous avons réalisé au laboratoire un large screening de notre banque de souches pour évaluer leur capacité à produire des biosurfactants.

 Par ailleurs, certaines bactéries de la phyllosphère, particulièrement du genre Pseudomonas possèdent des  protéines de surface qui induisent la formation de glace à une température élevée (de -2 à -8°C) et sont donc potentiellement des noyaux de nucléation très efficaces pour l’atmosphère. En effet l’eau pure gèle à -40°C et les noyaux de nucléation non biologiques ne sont efficaces qu’à partir de -15°C. Nous avons montré que ces microorganismes étaient effectivement présents dans l’eau de nuage et pourraient donc initier des précipitations.

Références

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