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Les microorganismes pathogènes parasitaires et viraux dans le milieu hydrique

Sandrine Banas

Maître de Conférences

Laboratoire de Chimie et Physique pour l'Environnement UMR 7564 CNRS/UHP

Equipe Microbiologie et Physique - Parasitologie Faculté de Pharmacie NANCY

Sommaire : 1 Introduction ........................................................................................................................ 3 2 Les parasites protozoaires et helminthiques....................................................................... 3

2.1 Les œufs d’helminthes ............................................................................................... 3 2.2 Les protozoaires ......................................................................................................... 4

2.2.1 Giardia ............................................................................................................... 5 2.2.2 Cryptosporidium................................................................................................. 5 2.2.3 Parasites émergents ............................................................................................ 6

2.2.3.1 Les microsporidies ......................................................................................... 6 2.2.3.2 Toxoplasma gondii ......................................................................................... 7 2.2.3.3 Les amibes libres............................................................................................ 7

3 Les virus ............................................................................................................................. 8 3.1 Les virus présents dans le milieu hydrique ................................................................ 8 3.2 La transmission .......................................................................................................... 8 3.3 La symptomatologie et incidence des principaux virus pathogènes .......................... 9

4 Les voies de contamination .............................................................................................. 10 4.1 Les eaux de surface et de loisirs............................................................................... 10

4.1.1 Présence des protozoaires dans les eaux de surface et de loisirs...................... 10 4.1.2 Présence des virus dans les eaux de surface et de loisirs ................................. 11

4.2 Les eaux de consommation ...................................................................................... 11 4.2.1 Présence des protozoaires dans les eaux de consommation............................. 11 4.2.2 Présence des virus entériques dans les eaux de consommation ....................... 12

4.3 Le réservoir animal................................................................................................... 12 4.4 Les interactions entre les compartiments hydriques ................................................ 13

5 Survie, résistance et inactivation...................................................................................... 14 5.1 La survie des microorganismes pathogènes ............................................................. 14

5.1.1 La survie des protozoaires aux conditions environnementales ........................ 14 5.1.2 La survie des virus aux conditions environnementales .................................... 14

5.2 La résistance aux traitements de potabilisation........................................................ 14 6 Les méthodes de détection ............................................................................................... 15

6.1 Les méthodes d’analyse des parasites protozoaires ................................................. 15 6.2 Les méthodes d’analyse des virus entériques pathogènes........................................ 16

7 Réglementation concernant les parasites et virus dans l’environnement hydrique.......... 17 7.1 L’évaluation du risque.............................................................................................. 17 7.2 Réglementation américaine ...................................................................................... 17 7.3 Réglementation française ......................................................................................... 18

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7.4 Mise en évidence des problèmes liés aux indicateurs .............................................. 18 8 Les virus et parasites présents en relation avec l’habitat ................................................. 19 9 Références bibliographiques ............................................................................................ 19

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Les contaminations virales et parasitaires humaines dans l’habitat sont essentiellement

dues au risque sanitaire hydrique. En effet l’eau peut véhiculer des microorganismes pathogènes. Dans ce chapitre, seront détaillés les virus et parasites entériques présents dans le milieu hydrique. Il existe quelques rares microorganismes pathogènes colonisant l’habitat ou simplement de passage. Ils seront détaillés à la fin de ce chapitre.

1 Introduction Au cours des 100 dernières années, hygiénistes et microbiologistes de l’eau ont mis en

place des équipements sanitaires et des règlements d’hygiène publique afin de protéger la santé des populations. Cette politique s’est montrée particulièrement efficace pour lutter contre le "péril fécal" principalement bactérien. Dans les pays industrialisés, il subsiste cependant un risque de pathologie infectieuse hydrique. Même si la contamination microbienne demeure le danger le plus commun qui menace la qualité de l’eau de boisson et de l’eau de baignade, les microorganismes qui émergent comme source d’infection d’origine hydrique sont de nombreux virus et parasites humains. Ces microorganismes pathogènes présentent dans leur cycle des phases de dissémination dans l’environnement. Les stades infectieux se retrouvent dans le milieu extérieur, où ils peuvent survivre plusieurs mois pour certains. Ces parasites et virus sont des menaces permanentes pour la santé aussi bien humaine qu’animale.

Ces microorganismes pathogènes pour l’Homme et les animaux sont essentiellement

retrouvés dans les eaux résiduaires contenant des matières fécales. Les eaux usées traitées sont ensuite mélangées aux eaux de surface. Les rivières peuvent alors véhiculer des virus et parasites jusqu’à l’homme. La contamination peut se faire par l’intermédiaire des eaux récréatives (piscine, lac et rivières autorisés à la baignade, activités nautiques), des eaux de boissons provenant d’eaux de surface traitées, de végétaux irrigués ou d’aliments contaminés lors de leur préparation.

Le niveau de contamination du milieu hydrique commence à être connu pour une partie

des microorganismes pathogènes. Toutefois, les méthodes de détection doivent être améliorées afin d’être capables de fournir des données importantes telles que la viabilité, l’infectiosité et la spécificité de ces parasites et virus. De plus les données sont difficilement comparables avec des méthodes de détections variables selon les études.

Tous les virus et parasites ne sont pas détaillés dans ce chapitre, seuls les

microorganismes entériques (se retrouvant dans l’intestin) sont décrits. En effet, le passage intestinal permet aux virus et parasites de rejoindre le milieu hydrique et de contaminer l’environnement en contact avec l’Homme.

2 Les parasites protozoaires et helminthiques Il existe deux formes de parasites présents dans le milieu hydrique : les helminthes et les

protozoaires.

2.1 Les œufs d’helminthes Les helminthes (représentés par exemple par l’Ascaris et le Taenia) et plus précisément

les œufs d’helminthes (la forme de résistance et de dissémination dans l’environnement) sont retrouvés dans les eaux usées brutes et les boues résiduaires (Capizzi et Schwartzbrod 1998, Schwartzbrod et Capizzi-Banas 2003) La contamination en œufs d’helminthe des eaux de

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surface et les eaux de distribution n’est qu’accidentelle dans les pays industrialisés. Ces défaillances sont dues à une rupture de conduites dans le réseau de distribution et d’eaux résiduaires, permettant la pénétration des eaux usées souillées dans les conduites d’eau potable. Des accidents similaires ont déjà été répertoriés avec pour résultat des cas de contaminations parasitaires chez l’Homme par des protozoaires intestinaux. Il existe un risque helminthique supplémentaire lors d’évènements pluvieux importants. Les eaux usées brutes sont rejetées directement dans une rivière lorsque le débit en entrée de station d’épuration est supérieur à la capacité de traitement. Les surverses (eaux brutes rejetées sans traitement) peuvent alors contaminer les eaux de surfaces.

2.2 Les protozoaires Les protozoaires sont des agents unicellulaires du règne animal qui vivent aux dépens de

son hôte. Ils ont une origine humaine et/ou animale, et sont retrouvés sous une forme de résistance appelée kyste, oocyste, spore. Leur taille varie entre 2 et 50 microns au stade infectieux. Il suffit probablement de 1 à 100 unités de protozoaires pour entraîner des effets pathogènes, de plus ils possèdent des propriétés de résistance aux désinfectants habituellement utilisés pour le traitement de l’eau. Parmi les principaux parasites présents en Europe dans le milieu hydrique, se trouvent les protozoaires flagellés (Giardia), les protozoaires sporozoaires (Cryptosporidium et Toxoplasma), les protozoaires rhizopodes ou amibes (Naegleria et Acanthamoeba) et les microsporidies (Enterocytozoon et Encephalitozoon).

Parmi ces protozoaires, la majorité provoquent des protozooses intestinales. Ce sont des affections intestinales émergentes transmises par les eaux de surface, les eaux d’irrigation, les eaux de récréatives, les eaux destinées à la consommation, et par les aliments irrigués par des eaux usées brutes non traitées.

Giardia et Cryptosporidium sont les parasites les plus incriminés dans les diarrhées

infectieuses. Ils sont responsables d’affections opportunistes chez les sujets immunodéprimés dont le nombre croissant (chimiothérapies anticancéreuses, transplantations d’organes, etc) fait que le risque de ces affections émergentes augmente. Ils sont aussi responsables de diarrhées et d’infestations chez les immunocompétents. Ils seront détaillés plus largement ci-dessous. Le tableau 1 donne quelques exemples d’épidémies hydriques dues à des protozoaires, avec le nombre de cas et l’origine suspectée.

Tableau 1 : Quelques exemples d’épidémies hydriques dues à des protozoaires (Mougeot 20 Protozoaires Pays Année Nombre

de cas Origine suspectée

Etats-Unis (New York) 1997 50

Eau de distribution chlorée mais non filtrée Pollution par des castors Giardia

Etats-Unis (Floride) 1988 8

Eau de puits Consommation familiale Pollution par des rongeurs

Cryptosporidium Etats-Unis Milwaukee 1993 403 000 Eau de distribution (défaillance du

réseau)

Naegleria Etats-Unis 1997-1998 4 morts Eaux de loisirs (lacs, rivières, canaux)

Toxoplasma gondii Canada 1995 94 Eau de distribution Contamination du réservoir par des chats

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2.2.1 Giardia Giardia est un protozoaire flagellé cosmopolite, parasite intestinal de nombreuses

espèces animales. En l’absence de traitement, un passage à la chronicité avec une aggravation des symptômes peut être observé, notamment chez les personnes immunodéprimées. Giardia est généralement caractérisé par une prévalence élevée chez les enfants, surtout lorsque les conditions d’hygiène s’avèrent insuffisantes.

Le kyste constitue la forme de résistance de ce protozoaire excrétée dans les selles de

ses hôtes et par voie de conséquence dans l’environnement et notamment les eaux usées brutes, les boues résiduaires, les eaux de surface. Le milieu hydrique, favorable à la survie des kystes, constitue la principale voie de transmission. Ainsi, Giardia apparaît comme une des causes les plus fréquentes d’épidémies d’origine hydrique dues à un agent infectieux dans les enquêtes épidémiologiques réalisées principalement dans les pays anglo-saxons.

Au niveau de sa classification, le genre Giardia est composé de six espèces parmi

lesquelles une seule est pathogène pour l’Homme : Giardia lamblia. Les termes Giardia duodenalis et Giardia intestinalis sont également employés comme synonymes pour cette espèce complexe qui comporte sept génotypes. Seuls deux génotypes sont isolés chez l’Homme, mais aussi chez de nombreux mammifères domestiques, d’élevage ou sauvages (Bertrand 2005).

Concernant la pathologie, la giardiose se traduit habituellement par une résolution

spontanée des diarrhées en six semaines dans 90 % des cas. Toutefois, un traitement approprié permet une résorption rapide des symptômes et l’éradication du parasite dans 94 à 100% des cas (Butcher et al. 1994). Actuellement, le traitement de la giardiose est encore le sujet de nombreuses controverses. La furazolidone et surtout le métronidazole constituent les principaux traitements utilisés pour cette parasitose.

Les études concernant la détection de G. lamblia chez l’Homme en France aboutissent

généralement à des prévalences faibles estimée à 6%. Par contre, pour des professions plus exposées comme les égoutiers, la prévalence peut être plus élevée et atteindre 16,5% (Doby et al. (1983). Dans les crèches, la prévalence est de 35,5 % chez les enfants (n = 62) et constatent également que 20% (n = 20) du personnel de cet établissement est porteur (Dupouy-Camet et al. 1990).

2.2.2 Cryptosporidium L’émergence de Cryptosporidium au début des années 1980, en terme de santé publique

est intervenue tardivement. L’intérêt porté à Cryptosporidium à cette période est conjointement dû à l’apparition des premières épidémies de cryptosporidiose d’origine hydrique et au développement de l’épidémie de SIDA ; en effet, les immunodéprimés sont particulièrement sensibles à l’infection.

Il existe 10 espèces Cryptosporidium dont une seule est parasite des mammifères (Xiao

et al. 2000). Cryptosporidium parvum est un protozoaire, parasite intracellulaire obligatoire des entérocytes de mammifères. Il est divisé en plusieurs génotypes (Peng et al. 1997), dont le génotype I également appelé génotype humain (qui porte le nouveau nom de C. hominis) et le génotype II (ou génotype bovin). Le génotype humain est spécifique de l’homme tandis que le génotype bovin infecte aussi bien l’homme que le bétail. Le génotype I pourrait être plus adapté ou plus facilement transmis à l’homme que le génotype II (Xiao et al. 2000). Chez les immunodéprimés, les infections peuvent être provoquées non seulement par d’autres

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génotypes de C. parvum que le I et II, mais aussi par d’autres espèces de Cryptosporidium. Ainsi, C. parvum génotype chien, C. felis et C. meleagridis ont déjà été répertoriés dans des cas de cryptosporidiose avec des signes cliniques (Xiao et al. 2000, Hunter et Nichols 2002).

La dose infectieuse provoquant la contamination de 50% de la population semble

fonction du statut immunitaire de l’hôte et des caractéristiques des oocystes ingérés. Elle varie d’une centaine à une dizaine d’oocyste.

Au niveau pathologique, la période d’incubation s’étend entre 2 et 14 jours. Chez

l’immunocompétent, les symptômes les plus courants sont des diarrhées abondantes et aqueuses de 3 à 12 jours, des douleurs abdominales, des nausées et vomissements, éventuellement une fièvre modérée. Une personne apparemment guérie peut cependant continuer à excréter des oocystes de façon asymptomatique pendant plusieurs semaines. Chez les sidéens notamment, la cryptosporidiose peut fréquemment évoluer vers une forme chronique grave.

Deux médicaments sont reconnus comme étant plus efficaces que les autres chez

l'immunocompétent et parfois chez l'immunodéprimé : il s'agit de la Paramomycine et du Nitazoxanide (NTZ). La Paramomycine est un antibiotique qui réduit la diarrhée, mais n'arrête pas l'excrétion (Datry 1995). Pour le patient immunocompétent, ces médicaments sont un complément utile mais non indispensable à la guérison de la maladie. En revanche, chez les patients immunodéprimés l’efficacité des médicaments est très variable en fonction des individus.

La prévalence est estimée entre 1 et 2% en Europe, entre 0,6 et 4,3% en Amérique du

Nord et entre 5 et 10% en Asie, en Australie, en Afrique, en Amérique du Sud et en Amérique centrale (Datry 1995). Chez l’enfant, la prévalence est plus importante que chez l’adulte, surtout chez les moins de deux ans. Chez l’immunodéprimé, la prévalence serait de 11% en Grande-Bretagne, de 16% aux USA, 21% en France et 41% en Haïti (Datry 1995).

De nombreuses épidémies ont été répertoriées essentiellement dans les pays anglo-

saxons. En 1993 à Milwaukee, environ 403 000 personnes atteintes sur les 1 610 000 habitants que comptait la ville. La présence d’oocystes dans l’eau potable était à priori due à une contamination des eaux distribuées par les eaux usées (Peng et al. 1997). Deux épidémies françaises récentes intervenues en 1998 et 2001 ont mis en cause pour la première 150 enfants (Guyonnet et Claudet 2002) et pour la seconde 480 personnes (AFSSA 2002). L’excrétion d’un grand nombre d’oocystes dans l’environnement (de 109 à 1010 oocystes par hôte au cours d’une même infection) (Smith et Rose 1998) et le caractère cosmopolite de Cryptosporidium facilitent sa propagation.

2.2.3 Parasites émergents

2.2.3.1 Les microsporidies Ce sont des parasites obligatoires intracellulaires très répandus dans l'environnement.

Les microsporidies sont des agents pathogènes opportunistes qui atteignent principalement les personnes infectées par le VIH (Svedhem et al. 2002). Des sujets immunocompétents peuvent toutefois être infectés eux aussi. On n'a pas détecté de microsporidies pathogènes pour les êtres humains dans les eaux de surface ou les eaux potables, ce qui est probablement attribuable à la sensibilité limitée des méthodes de détection actuelles. Comme les microsporidies ont une taille semblable à celle des grosses bactéries, les procédés classiques

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de coagulation/sédimentation et de filtration devraient réussir à les éliminer. Il n'existe toutefois pas de renseignements sur l'efficacité de ces procédés à cet égard. On connaît très peu de choses sur la sensibilité des microsporidies aux désinfectants. Des recherches récentes indiquent toutefois que les rayons ultraviolets (UV) sont très efficaces comme désinfectants pour inactiver les microsporidies (Huffman et al. 2002).

2.2.3.2 Toxoplasma gondii Toxoplasma gondii est un parasite intracellulaire obligatoire qui atteint presque tous les

animaux à sang chaud, y compris les êtres humains. Les chats excrètent les oocystes de cet organisme dans leurs matières fécales. Les oocystes sont extrêmement résistants aux conditions environnementales et semblent demeurer infectieux pendant plusieurs mois (à des températures de !5 °C) (Dubey 1998). Même si ce microorganisme a tendance à causer des symptômes bénins ressemblant à ceux de la grippe, il peut mettre en danger la vie des sujets dont le système immunitaire est compromis et des femmes enceintes. Les données concernant la distribution de cet organisme dans les sources d'eau sont rares, mais les oocystes survivaient jusqu'à 17 mois dans l'eau du robinet. En 1995, il a été signalé en Colombie-Britannique 110 cas aigus de toxoplasmose, dont 42 femmes enceintes et 11 nouveau-nés (Bowie et al. 1997). La contamination des réservoirs serait attribuable à des matières fécales de chats (domestiques et sauvages) (Isaac-Renton et al. 1998; Aramini et al. 1999). Les renseignements disponibles sur l'efficacité avec laquelle les procédés de traitement de l'eau peuvent éliminer ou inactiver Toxoplasma gondii sont limités. La grande résistance des protozoaires aux procédés usuels actuels de désinfection (Korich et al. 1990) rend l’évaluation de ces risques sanitaires indispensables pour mieux identifier l’exposition réelle de la population. Pour ce faire, les chercheurs sont en train de développer des techniques de mise en évidence rapide de Toxoplasma gondii en milieu hydrique.

2.2.3.3 Les amibes libres Les amibes libres représentées par Acanthamoeba et Naegleria sont des parasites

facultatifs, pathogènes opportunistes, vivant sous deux formes (libres ou parasites). Présentes dans le sol et l’eau, elles se nourrissent de bactéries. Le kyste, forme de résistance, se développe lorsque les conditions du milieu deviennent défavorables (manque de nourriture, accumulation de déchets, dessication), il survit dans la nature jusqu’à l’amélioration des conditions de croissance.

Les acanthamibes sont présentes très largement dans toutes les eaux douces, eaux

naturelles de surfaces (lacs, étangs, mares fleuves, rivières…) où en profondeur (nappes phréatiques) voire les eaux résiduaires ainsi que dans les bacs de refroidissement des centrales (y compris centrale nucléaire). Dans les bâtiments modernes, il est possible de retrouver des acanthamibes dans les systèmes de climatisation et d'humidification. Au sein des bâtiments, il est possible également de retrouver des acanthamibes dans toutes les collections de terres (jardinières) et d'eau (pots de fleurs).

Les maladies provoquées par ces amibes, ne sont pas des diarrhées, mais des

encéphalites en générales fatales, difficiles à diagnostiquer et manquent de traitements thérapeutiques efficaces. Plusieurs facteurs sur les 20 dernières années, sont à l’origine du nouvel l’intérêt porté à ces pathogènes :

- l’épidémie de HIV qui conduit à une augmentation du nombre de cas d’encéphalites amibiennes

- l’augmentation des loisirs aquatiques dans des eaux chaudes, exposant la population à Naegleria fowleri, responsable de meningoencéphalites.

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Des quelques genres d'amibes libres potentiellement pathogènes pour l'homme le genre Acanthamoeba peut être à l'origine de kératites graves dont la fréquence apparaît liée à la diffusion très large du genre dans la nature, à ses caractéristiques eco-biologique particulières et au port de lentilles cornéennes, notamment hydrophiles, où à l'existence d'un traumatisme oculaire, même minime.

3 Les virus Les virus sont 10 à 100 fois plus petits que les bactéries. Tandis que les bactéries vivent

de façon autonome, les virus ne sont pas capables de vivre seuls. Dans l'environnement le virus survit sous une forme inerte, « le virion ». Du fait de leur parasitisme intracellulaire obligatoire, les virus sont incapables de se multiplier à l’extérieur de leur hôte.

3.1 Les virus présents dans le milieu hydrique De nombreux virus sont susceptibles d’être véhiculés par le milieu hydrique.

L’expression « virus entériques pathogènes pour l’homme » regroupe l’ensemble des virus capables de se multiplier au niveau de cellules cibles du tractus gastro-intestinal humain. Cette multiplication peut soit engendrer des troubles plus ou moins importants chez l’hôte, soit rester asymptomatique. Éliminés avec les selles des personnes infectées, les virus entériques sont retrouvés dans les eaux usées avant de contaminer le milieu naturel. C’est ainsi que plus de 140 serotypes de virus entériques différents sont susceptibles d’être retrouvés dans le milieu hydrique (Gantzer et al. 1998). Le tableau 2 présente les principaux virus pathogènes entériques et leur classification. Tableau 2: Principaux virus entériques retrouvés dans le milieu hydrique (d’après Nicand et al. 1998, Kohli et al. 2001) Famille Genre Espèces

Enterovirus

Poliovirus Coxsackie A Coxsackie B Echovirus Entérovirus Entérovirus 68 à 71

Picornaviridae

Hépatovirus Virus de l’hépatite A Reovirus Reovirus humains Reoviridae Rotavirus Rotavirus humains Norovirus Virus de Norwalk Caliciviridae Sapovirus Sapporo Virus

? sans statut hepatitis E like virus Virus de l’hépatite E Coronaviridae Coronavirus Coronavirus humains Adenoviridae Mastadénovirus Adénovirus humains Astroviridae Astrovirus Astrovirus humains Virus de l’hépatite E a été retiré provisoirement de la famille des Caliciviridae, la classification des calicivirus humpains a été recemment revue sur la base de critère génétiques (Green et al. 2000)

3.2 La transmission Excrétés dans les selles de personnes infectées, les virus entériques sont généralement

transmis par voie digestive, soit directement de personne à personne, soit indirectement à partir d’éléments souillés par des matières fécales. Concernant la transmission indirecte, celle-ci utilise essentiellement le milieu hydrique soit par consommation d’eau, soit par l’intermédiaire d’aliments ou d’objets souillés. Les risques d’infections transmises par l’eau

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varient en fonction de l’agent pathogène. Pour les Entérovirus, le rôle de l’eau de boisson est rarement démontré du fait de nombreuses formes inapparentes. Les agents les plus fréquemment en cause sont les virus des hépatites A et E ainsi que les calicivirus et plus particulièrement les Norovirus (Skraber 2003). Il existe une très nette incidence saisonnière pour certaines épidémies d’origine virale. Ainsi, dans les pays tempérés, il est observé une recrudescence des entéroviroses pendant la saison estivale. À l’inverse, les épidémies de gastro-entérites à rotavirus, adénovirus, calicivirus et astrovirus présentent un pic au cours des mois les plus froids. Des pics épidémiques du virus de l’hépatite A ont été observés en automne-hiver (Skraber 2003).

Dans le tableau 3 sont indiqués la durée moyenne de l’excrétion virale dans les selles, la concentration virale moyenne par gramme de selles, la dose minimale infectante (DMI) ainsi que le réservoir des différents virus présents dans le milieu hydrique. À l'heure actuelle, un consensus semble s'être établi pour estimer que la DMI pour les virus entériques est faible et toujours inférieure à 50 particules infectieuses (Gerba et Hass 1988). Pour Gerba et al. (1996) certains groupes à risque sont particulièrement sensibles Il s’agit des enfants en bas âge, des personnes âgées, des femmes enceintes et des immunodéprimés. Aux Etats-Unis, Koopmans et al. (2002) rapportent que les virus des gastroentérites seraient responsables chaque année de 79 millions de cas nécessitant 325 000 hospitalisations et causeraient la mort de 5 000 personnes. Tableau 3: Excrétion virale dans les fèces (d’après Nicand et al. 1998)

Espèces Durée

d’excrétion fécale

Concentration dans les selles

Durée d’incubation Transmission Réservoir

Poliovirus Coxsackie A Coxsackie B Echovirus Entérovirus Entérovirus 68 à 71

1 mois 103-106/g H

Virus de l’hépatite A 3 semaines 109/g 10-50 jours contact et voie digestive H

Rotavirus humains 10 jours 1010/g 1-2 jours contact et voie digestive H, M, O

Virus de Norwalk 3 jours Sapporo Virus 12h-15 jours >106/g 12-48 heures contact et voie

digestive H

Virus de l’hépatite E 2 semaines 109/g 10-60 jours voie digestive H, Po, O, R Coronavirus humains

Adénovirus humains 10 jours >106/g 6-10 jours contact et voie digestive H

Astrovirus humains 10 jours >106/g 24-36 heures H, M H : Homme : M : Mammifère ; O : Oiseau ; P : Primates ; Po : Porc ; R : Rat

3.3 La symptomatologie et incidence des principaux virus pathogènes

Les principaux virus responsables de gastro-entérites chez l’homme sont au nombre de quatre: les rotavirus, les calicivirus, les astrovirus et les adénovirus entériques (Kohli et al. 2001, Koopmans et al. 2002). D’un point de vue clinique, après une période d’incubation variant de quelques heures à plusieurs jours, les virus des gastro-entérites sont à l’origine d’une diarrhée associée ou non à des vomissements, de la fièvre et des douleurs abdominales. Dans les cas

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graves, une déshydratation sévère nécessitant une hospitalisation peut être observée. La durée des signes cliniques varie de quelques heures à plus d’une semaine. D’une façon générale, les manifestations cliniques les plus longues et les plus intenses sont observées avec les rotavirus.

Concernant les virus des hépatites, deux virus sont impliqués dans la transmission par le milieu hydrique, il s’agit du virus de l’hépatite A (HAV) et du virus de l’hépatite E (HEV).L'âge de l'individu infecté constitue le facteur prédominant pour les infections provoquées par le HAV. Ainsi, plus de 90 % des enfants de moins de 6 ans infectés par le HAV développent une forme asymptomatique alors que 50 % à 75 % des adultes infectés présentent une forme clinique ictérique (Skraber 2003). Dans ce cas, l’infection se manifeste par de la fièvre, des maux de tête, de la fatigue, des nausées avec des signes d’hépatite (jaunisse). La durée de la maladie est en moyenne de 3 mois. Précisons qu’un vaccin inactivé existe pour la prévention de l’infection par le HAV.

Pour le HEV, les symptômes sont proches de ceux du HAV avec l’apparition d’un ictère hépatique plus ou moins sévère. À noter que l’infection reste asymptomatique dans 50% des cas. La séroprévalence en Europe chez les donneurs de sang est estimée entre 1 et 2 % (Clayson et al. 1995). Le HEV est endémique dans de nombreuses régions du monde, en particulier dans les pays en voie de développement où le HAV est également endémique (Asie du sud, Indes, Afrique) (Koopmans et al. 2002). La mortalité atteint 20 % chez les femmes enceintes en particulier lorsque la primo-infection survient au cours du troisième trimestre de la grossesse (Koopmans et al. 2002).

Les infections à entérovirus sont le plus souvent totalement asymptomatiques. Lorsque des symptômes apparaissent, les infections à entérovirus sont associées à une très grande diversité clinique. Il peut s'agir de syndromes spécifiques (poliomyélite, herpangine ou syndrome main-piedbouche), d'atteintes neurologiques non spécifiques (encéphalites, méningites aseptiques, syndrome de Guillain-Barré), ou de formes plus banales, digestives ou respiratoires. Pour les entérovirus, le rôle de l'eau est rarement démontré du fait des nombreuses formes inapparentes. Pour autant, des entérovirus sont régulièrement mis en évidence dans différents milieux hydriques.

4 Les voies de contamination Les concentrations en microorganismes pathogènes susceptibles d’être observées dans

les eaux usées et ultérieurement dans les eaux de surface, les eaux souterraines, dépendent de nombreux facteurs tels que la dilution, la proportion de personnes infectées dans la population humaine et animale, les techniques de concentration et de détection. Nous détaillerons dans cette partie, les différentes voies de contamination en relation avec l’habitat.

4.1 Les eaux de surface et de loisirs

4.1.1 Présence des protozoaires dans les eaux de surface et de loisirs Dans les eaux de surface, les contaminations du milieu sont dues à l’homme et aux

animaux. Les pourcentages d’échantillons positifs en Giardia présentent de grandes variations et s’échelonnent de 6,7 à 100% selon les apports en rejets urbains ou agricoles. Pour les échantillons positifs, les concentrations sont généralement comprises entre 101 et 102 kystes/100 L. Comme pour l’ensemble des échantillons environnementaux, très peu d’études reportent des valeurs concernant la viabilité des kystes dans les eaux de surface. Ainsi, Wallis et al. (1996) montrent que seulement 2,2% des kystes sont infectieux par inoculation à des gerbilles. Globalement, les épidémies de giardiose dues à une contamination des eaux

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récréationnelles aux Etats-Unis semblent peu nombreuses et représentent 272 personnes contaminées sur une période de 11 ans (Porter et al. 1988).

Les oocystes de Cryptosporidium émis dans les déjections des animaux sauvages et d’élevage qui vivent sur les bassins versants, se retrouvent dans les eaux de surface. La contamination des eaux environnementales peut être accentuée par une pratique agricole commune qu’est l’épandage des fumiers sur les terres. Dans la plupart des régions du monde considérées plus de 60% des prélèvements contiennent des oocystes de Cryptosporidium. En Afrique du sud et en France, des valeurs de 25 ou 44 oocystes par litre ont respectivement été observées, mais même dans ces pays, les concentrations moyennes rejoignent les valeurs observées dans les autres pays (0,6 oocystes/L) (Chesnot 2003).

Concernant les eaux de piscines, Fournier et al. (2002) ne détectent pas de kyste de Giardia lors de l’analyse d’eau prélevée dans six piscines en France. Porter et al. (1988) reportent aux Etats-Unis, une épidémie de giardiose dans une piscine concernant neuf personnes, provoquée par une contamination fécale de l’eau associée à un défaut du traitement par chloration.

Les eaux des piscines constituent un environnement favorable aux contaminations par

Cryptosporidium. En effet, du fait de la résistance des oocystes au chlore et des risques accrus de contamination fécale dans ce contexte, l’absorption accidentelle d’eau peut entraîner une contamination par le parasite (Fayer et al. 2000). Rose (1997) insiste notamment sur la survenue de cinq épidémies aux U.S.A entre 1988 et 1994, toutes imputables à des eaux de piscine et dont quatre avaient été contaminées à la suite d’un accident fécal ; suivant les cas de 37 à 87 personnes ont été impliquées.

4.1.2 Présence des virus dans les eaux de surface et de loisirs Les densités en virus pathogènes pour l’homme sont très variables pour une même

catégorie d’eau (tableau 4). Les eaux de rivière réceptionnent la contamination fécale apportée par des eaux usées brutes ou épurées. Les densités virales y varient de 0 à 100 particules virales pathogènes par litre (10–100% d’échantillons positifs par PCR).

Tableau 4 : Présence des virus dans les eaux de surface (d’après Schwartzbrod 2000)

Localisation Type d’eau Virus Echantillons positifs (%) Auteurs

Suisse Rivières et lacs Enterovirus 17,5% Gilgen et al. 1995 Martinique Rivière Enterovirus 3 % Pommepuy et al. 1995 Pays-Bas Rivière Norovirus 83% Lodder et al. 2000

Floride Lac Enterovirus 40% Quintero-Bettencourt et al. 2000

4.2 Les eaux de consommation

4.2.1 Présence des protozoaires dans les eaux de consommation Globalement, la concentration en kyste de Giardia est inférieure au seuil de détection

pour 80% des échantillons analysés. En Grande-Bretagne, pour les 20% d’échantillons positifs contenant des kystes de Giardia, les concentrations sont variables mais généralement inférieures à 5 kystes.100/L (Smith et al. 1993) avec des pourcentages de kystes viables élevés (42 et 50%).

12

Giardia est généralement le microorganisme le plus fréquemment mis en cause dans les épidémies à partir d’eau destinée à la consommation humaine aux Etats-Unis (Lee et al. 2002). Entre 1986 et 1988, Levine et al. (1990) comptabilisent neuf épidémies de giardiose par consommation d’eau dont six sont dues à un traitement de potabilisation mettant en œuvre une chloration en l’absence d’un système de filtration. La plupart des épidémies à Giardia, mettent en cause l’efficacité du traitement de potabilisation avec soit une chloration en l’absence de filtration, soit une chloration insuffisante. Une contamination du réseau d’eau potable par de l’eau impropre à la consommation est également observée dans certains cas.

Les concentrations en oocystes de Cryptosporidium dans l’eau potable sont faibles. Pourtant la transmission des oocystes par l’eau potable est la voie majoritaire qui conduit aux épidémies importantes. Le large spectre d’hôtes et la grande quantité d’oocystes potentiellement excrétés par chaque individu infecté assure la contamination des eaux environnementales et a fortiori celle des ressources hydriques utilisées pour la production d’eau potable. Par ailleurs, la forte résistance des oocystes aux composés chimiques classiquement utilisés dans les traitements de potabilisation (comme le chlore) ainsi que leur petite taille qui leur permet de franchir les barrières physiques (comme les filtrations sur sable), favorisent la persistance des oocystes dans les eaux potables. La contamination des eaux potables par des eaux usées dans les réseaux d’assainissement constitue une autre possibilité de contamination. Dans un cas comme dans l’autre, du fait de la faible dose infectieuse, lorsque les oocystes sont introduits dans l’eau potable, même en faibles concentrations, il existe un risque réel de contamination.

4.2.2 Présence des virus entériques dans les eaux de consommation Enfin, l’eau d’alimentation destinée à la consommation humaine peut parfois être

contaminée par des virus entériques pathogènes pour l’homme comme l’indiquent Soule et al. (1999), qui ont mis en évidence des Entérovirus et Adénovirus dans des prélèvements en France (Isère). Il existe cependant très peu d’études épidémiologiques et environnementales permettant de caractériser la contamination virale des eaux. Quelques données ont été répertoriées dans le tableau 5.

Tableau 5 : Virus isolés dans les eaux utilisées pour l'alimentation humaine

Pays Virus Auteurs

Canada Poliovirus, Coxsackie B Payment et al. (1985)

France Réovirus Schwartzbrod et al (1985)

Afrique du Sud Entérovirus (17%) Adénovirus (4%) Hepatitis A (3 %)

Grabow et al. (1999)

Afrique du Sud Poliovirus (12 %) Coxsackie B (88 %) Vivier et al. (2001)

4.3 Le réservoir animal L’Homme, les animaux domestiques ou d’élevage et enfin les animaux sauvages

constituent des réservoirs potentiels de Giardia. Giardia lamblia est considérée comme étant la seule espèce pathogène pour l’Homme, mais elle est également isolée chez les animaux.

Chez les animaux domestiques (chiens et chats), des prévalences supérieures à 10 % sont fréquemment observées quelque soit le pays concerné. Chez les animaux d’élevage, on constate que les prévalences sont nettement plus élevées chez les jeunes animaux que chez les

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adultes. Chez les jeunes bovins la prévalence varie de 10 à 50 % suivant les études, alors qu’elle est généralement inférieure à 10 % chez les bovins adultes. Björkman et al. (2003) comparent les prévalences de Giardia, Cryptosporidium parvum, Escherichia coli K99+, ainsi que des Rotavirus et Coronavirus chez des veaux laitiers et constatent que parmi ces cinq agents pathogènes, Giardia intestinalis présente la prévalence la plus élevée.

Pour Cryptosporidium, l’espèce C. parvum est responsable de la quasi-totalité des cryptosporidioses humaines. La spécificité d’hôte très restreinte du génotype I implique que l’homme soit l’unique réservoir, en revanche le réservoir du génotype II est constitué de nombreux mammifères. En effet, qu’ils soient sauvages, d’élevage ou domestiques, 152 mammifères au moins sont impliqués dans la dissémination des oocystes, parmi lesquels des chiens, des chats, des ruminants et des rongeurs (Fayer et al. 2000).

Les fèces des animaux contaminés constituent la plus grande source d’oocystes dans l’environnement et l’habitat. Ils sont le point de départ de la contamination du milieu aquatique : les résultats des études menées pour évaluer la contamination des eaux de surface montrent que Cryptosporidium est omniprésent.

4.4 Les interactions entre les compartiments hydriques La figure 1 représente de façon schématique les réservoirs et les différentes voies de

contamination des microorganismes entériques pathogènes. Eliminés dans les selles, ils se retrouvent dans les eaux usées qui constituent ainsi le premier maillon d'un cycle au centre duquel se trouve l'homme en tant que contaminateur mais également en tant que récepteur final des agents pathogènes véhiculés par l'eau.

Figure 1 : Schéma des interactions entre les réservoirs et les voies de contamination par les protozoaires

Homme Animaux

domestiques ou sauvages

Eaux usées brutes

Eaux usées traitées

Eaux de surface

Eaux souterraines

Aliments

Eaux potables

Eaux récréatives

Contact

Sol Eaux de

mer

Contamination inter-humaine

Selles contaminées

Consommation d’aliments contaminés

Ruissellement Irrigations

Rejets

Déficiences du système de

traitement de

Infiltration

Défaillance du traitement

Défaut d’étanchéité du réseau

Ressource en eau

Contamination inter-animale

Eaux de baignades contaminées

Selles contaminées et effluents d’abattoir

Défaillance du

Eaux de piscines

contaminées

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5 Survie, résistance et inactivation Les principaux paramètres qui déterminent le risque de contamination parasitaire et virale sont : i) Du point de vue de l’hôte : - l’âge, - le niveau d’hygiène qui est souvent lié au niveau socio-économique, - l’immunodéficience des personnes exposées ou plus généralement leur état de santé. ii) Du point de vue des parasites et virus : - leur concentration dans les selles, - leur durée d’excrétion, - leur dose infectieuse nécessaire pour permettre leur multiplication au sein de l’hôte, - leur capacité à conserver leur pouvoir infectieux hors d’un organisme, c’est-à-dire leur

capacité de survie.

5.1 La survie des microorganismes pathogènes

5.1.1 La survie des protozoaires aux conditions environnementales Pour Giardia, une température comprise entre 0 et 10°C semble être la plus favorable à

la survie des kystes de Giardia muris (DeRegnier et al. 1989). Par contre des températures inférieures ou égales à –4°C entraînent une inactivation totale des kystes dans l’eau, le sol et les selles en moins d’une semaine (Olson et al. 1999). Pour des températures proches de 25°C, la survie des kystes dans l’environnement diminue à deux semaines Pour Cryptosporidium, les oocystes sont sensibles à la dessiccation puisque qu’ils perdent leur infectiosité en seulement trois jours, en revanche les recherches menées sur la survie des oocystes dans les fèces de bovins, dans l’eau de rivière ou dans l’eau de mer montrent qu’ils sont très résistants dans les environnements humides (Anderson et al. 1985). La moitié d’une population d’oocystes demeure infectieuse après 30 jours d’immersion dans une eau de rivière (Robertson et al. 1992).

5.1.2 La survie des virus aux conditions environnementales Une étude bibliographique réalisée par Rzezutka et Cook (2004) rassemble des données

de survie des Enterovirus dans les eaux et les aliments. Les taux d’inactivation varient en fonction de l’eau, la perte de pourvoir infectieux est de 73,4% par jour dans des eaux de distribution, de 43,7% par jour dans des eaux de surface non-polluées et de 33% par jour dans des eaux souterraines. Les Enterovirus peuvent donc survivre plusieurs jours dans le milieu hydrique.

Les Rotavirus pourraient être capable de résister plusieurs jours dans le milieu hydrique. Raphael et al. (1985) ont démontré qu’une réduction de 99% du titre de Rotavirus nécessitait approximativement 10 jours à 20°C et 32 jours à 4°C.

5.2 La résistance aux traitements de potabilisation Le procédé le plus couramment utilisé dans le traitement des eaux destinées à la

consommation humaine fait intervenir trois étapes constituées par la clarification (coagulation-floculation-sédimentation), la filtration et enfin la désinfection. La filtration est une étape classique du traitement de l’eau. Différents matériaux comme le sable ou le charbon actif peuvent être utilisés. La désinfection est considérée comme étant l’étape décisive pour

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l’élimination des contaminations transmises par voie hydrique. Cette étape fait classiquement appel à un traitement chimique par le chlore libre, le dioxyde de chlore et l’ozone, mais elle peut également utiliser un traitement physique par les UV. Le concept de Ct (produit de la concentration en désinfectant en mg/L par le temps d’exposition en minute) est classiquement utilisé pour évaluer l’efficacité des traitements chimiques. De nombreux facteurs peuvent influencer l’inactivation des micro-organismes par chloration, notamment la température de l’eau, le pH, le temps de contact, la concentration en chlore et la turbidité de l’eau (Clark, 1990).

L’efficacité des traitements chimiques pour l’inactivation de deux protozoaires et d’un

virus est présentée dans le tableau 6. Les oocystes de Crytosporidium présentent un niveau de résistance aux oxydants chimiques (chlore, dioxyde de chlore, ozone) qui est supérieur à celui des kystes de Giardia, et nettement supérieur à celui des Rotavirus.

Tableau 6 : Valeurs de Cta relatifs pour l’inactivation des oocystes de Cryptosporidium, des kystes de Giardia et des Rotavirus par les oxydants chimiques en conditions de laboratoire (Gordon et Bubnis 2000) Microorganisme Chlore Dioxyde de chlore Ozone Cryptosporidium parvum 7200 78 5 à 10 Giardia 47 à > 150 17 0,5 à 0,6 Rotavirus 0,01 à 0,05 0,2 à 2 0,01 à 0,06 a : le Ct correspond au produit de la concentration en désinfectant (mg/L) par le temps de contact (minutes)

Ces microorganismes pathogènes, surtout Cryptosporidium, sont très résistants aux traitements biocides et ne peuvent être éliminés de l'eau que par rétention. Dès 1992, l'Organisation Mondiale de la Santé a recommandé pour la désinfection des eaux, l'usage de traitements multi barrières pour la garantie microbiologique de l'eau. La garantie de désinfection d'une eau de surface n'est obtenue que par une clarification efficace et d'une étape de désinfection. Dans le code de la santé publique, cette obligation s'est traduite dans le décret n°2001-1220 du 20 décembre 2001 dans l'annexe I.2 (référence de qualité des eaux destinées à la consommation humaine) par une limite de turbidité de 0,5 NFU sur l'eau filtrée.

Ce choix technique, qui consiste à ne rien laisser passer, ni bactérie, ni virus, et bien sûr

ni nitrate, ni pesticide, correspond à un choix implicite de solidarité envers les populations à risques, dites aux Etats-Unis les « Yopis » (young, old, pregnant, immunodeficients - jeunes, vieux, femmes enceintes et immunodéficients), plus vulnérables aux risques hydriques. La société, par l'allongement de la durée de vie et les soins sophistiqués, a produit une catégorie de population plus sensible aux risques hydriques. La société, par solidarité envers ces catégories, a choisi des seuils de qualité d'eau extrêmement rigoureux et des technologies adaptées.

6 Les méthodes de détection

6.1 Les méthodes d’analyse des parasites protozoaires A l’heure actuelle, des protocoles de référence (Tableau 7) sont développés par les

normes française ou américaine pour la détection des kystes de Giardia à partir d’échantillons hydriques de faible turbidité (eau potable, eau souterraine, eau de surface). Suite aux étapes de concentration-purification réalisées par filtration sur cartouche et séparation immunomagnétique (IMS), la détection des kystes de Giardia et des oocystes de Cryptosporidium fait alors appel à une technique d’immunofluorescence directe à l’aide

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d’anticorps monoclonaux marqués à la fluorescéine reconnaissant des antigènes de parois suivies d’une confirmation morphologique par microscopie optique.

Tableau 7 : Techniques recommandées de détection des kystes de Giardia et Cryptosporidium par US EPA (1995 et 2001) et l’AFNOR.

ICR US EPA 1995

NF T90-455 AFNOR 2001

1623 US EPA 2001

Filtration sur cartouche 1 mm en polypropylène

Filtration sur cartouche 1 mm en polyethersulfone

Filtration sur cartouche 1 mm en polyethersulfoneConcentration Centrifugation 1500g

10 min Centrifugation 1250g

30 min Centrifugation 1500g

15 min

Purification Flottation Percoll- Saccharose 1,1 IMS IMS

Détection IFA avec Anticorps/FITC et DIC sur membrane 0,22

IFA avec Anticorps/FITC sur lame à puit

IFA avec Anticorps/FITC et DAPI sur lame à puit

Ces méthodes longues et fastidieuses, présentent l’inconvénient majeur de ne pas

détecter spécifiquement les espèces et les génotypes des parasites présents dans les échantillons analysés. Les techniques de biologie moléculaire connaissent actuellement un essor considérable dans l’analyse d’échantillons environnementaux en autorisant une détection spécifique des microorganismes, basée sur leur génome. La PCR (ou Polymerase Chain Reaction) peut ainsi détecter de façon rapide, spécifique et sensible les différentes espèces mais aussi les génotypes qui ne sont pas différenciables sur la base de critères morphologiques. La PCR conventionnelle est basée sur l’analyse des résultats après amplification de l’ADN (d’une partie du génome), en revanche la PCR en temps réel développée plus récemment permet d’évaluer la quantité d’ADN initialement contenue dans un échantillon. L’utilisation d’une gamme étalon amplifiée de façon simultanée avec les échantillons à analyser, permet de connaître leur concentration initiale en microorganismes.

Ainsi, le développement de techniques autorisant une détection spécifique au niveau

des génotypes apporterait des données essentielles concernant l’étude des voies de transmission entre les différents hôtes et leur rôle dans la contamination de l’environnement. Ces données permettraient notamment de mieux évaluer la place de l’Homme et des autres mammifères en tant que réservoir pour les différents génotypes de Giardia et de Cryptosporidium.

6.2 Les méthodes d’analyse des virus entériques pathogènes Il existe différentes techniques pour mettre en évidence les virus entériques pathogènes

présents dans les prélèvements provenant de personnes infectées (microscopie et immunomicroscopie électronique, immunodétection, culture cellulaire et biologie moléculaire). Cependant, pour la détection des virus entériques à partir du milieu hydrique où leur concentration est faible, ce sont essentiellement les techniques les plus sensibles qui sont utilisées : la culture cellulaire (technique de référence) et la biologie moléculaire.

Pour augmenter la sensibilité de la culture cellulaire, la combinaison de la culture cellulaire avec la PCR a été proposée sous le nom de ICC-PCR (Rigotto et al. 2005) (Integrated cell culture-PCR). Cette technique a été utilisée pour la recherche d’entérovirus, d’adénovirus, d’astrovirus et de virus de l’hépatite A à partir d’échantillons de l’environnement dont l’eau de surface et l’eau potable. Tous les résultats mettent en exergue une nette augmentation de la sensibilité de détection des virus pathogènes par rapport à la seule technique de culture cellulaire. Par ailleurs, cette technique permet un gain de temps

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important. En effet, grâce à une grande sensibilité de la technique de biologie moléculaire, l’ICC-PCR permet de confirmer la présence d’entérovirus en 24 heures contre 3 jours ou plus par culture cellulaire simple Toutefois, malgré ses avantages, cette technique exclut la recherche des virus non cultivables (facteur limitant de la technique de culture cellulaire) tels que les calicivirus

7 Réglementation concernant les parasites et virus dans l’environnement hydrique La rupture d’un cycle parasitaire ou viral peut être envisagée par différents moyens

visant soit à limiter les voies de contamination d’un nouvel hôte, soit à réduire l’intensité d’excrétion des microorganismes pathogènes par un hôte contaminé et limiter la contamination de l’environnement notamment au niveau des ressources hydriques. L’application de traitements de potabilisation efficaces, associés à des mesures d’hygiène voire une immunoprophylaxie devrait considérablement limiter les possibilités de contamination d’un nouvel hôte. De même la mise en place d’un traitement thérapeutique (pour une giardiose) ainsi que la généralisation et l’optimisation des traitements d’épuration des eaux usées et des boues résiduaires devraient réduire le niveau de contamination de l’environnement.

7.1 L’évaluation du risque Il existe peut d’étude d’évaluation du risque lié à l’ingestion d’eau potable. Des seuils de

contamination pour Giardia ont été définis afin d’obtenir un risque de contamination inférieur à 1 personne pour 10 000 par an. L’eau destinée à la consommation humaine ne doit pas contenir plus de 7.10-6 kystes de Giardia par litre pour une consommation quotidienne de 2 litres d’eau par personne (Hashimoto et al. 2002). L’estimation du risque lié à la consommation d’eau potable nécessite ainsi l’analyse d’un nombre élevé d’échantillons et de grands volumes d’eau.

Dans la prédiction et la gestion de risques, la modélisation est une pratique apparue

ces dernières années dans l'étude des microorganismes pathogènes. Elle a pour but principal de définir le risque de contamination dans un contexte donné. La démarche générale pour l'évaluation du risque est : L’identification du risque : définir l'impact en terme de santé publique associé à ce risque La mesure dose-réponse : caractériser la relation entre la dose administrée et l'impact sur

la santé La mesure de l'exposition : déterminer la nature et la taille de la population exposée, ainsi

que la voie, la mesure de la quantité et de la durée d'exposition

Finalement, la caractérisation du risque consiste en l’intégration des trois étapes précédentes et permet d’estimer l'amplitude du problème de santé publique. La modélisation permet de prédire le niveau de contamination de l’environnement, de prédire et d’optimiser l’abattement obtenu pendant le traitement des eaux, mais la modélisation présente également un intérêt pour le législateur qui peut s’appuyer sur celle-ci pour définir les concentrations acceptables des eaux de consommation, des effluents de stations ou des boues résiduaires.

7.2 Réglementation américaine Les eaux de surface et les eaux souterraines sont à la base de l’alimentation en eau

potable. La réglementation américaine pour le traitement des eaux de surface (SWTR : Surface Water Treatment Rule) publiée par l’US-EPA préconise l’élimination de 99,9999 %

18

des bactéries, 99,99 % des virus et 99,9 % des protozoaires pathogènes pour l’Homme par filtration et désinfection (LeChevallier et al. 1993). La concentration résiduelle en désinfectant doit être supérieure ou égale à 0,2 mg.L-1 dans le système de distribution permettant un abattement supplémentaire d’au moins 0,5 log10. La turbidité de l’eau après filtration ne doit pas être supérieure à 0,5 NTU pour 95% des analyses (LeChevallier et al. 1993).

L’obtention d’une eau de boisson répondant aux critères de l’US-EPA et permettant de

limiter le risque à 1 personne pour 10 000 par an, dépend de l’efficacité des procédés mis en œuvre mais aussi de leur fiabilité lors de variations de la charge en particules et surtout en microorganismes pathogènes des eaux à traiter.

7.3 Réglementation française Les limites de qualité des eaux destinées à la consommation humaine sont indiquées

dans le décret n°2001-1220 du 20 décembre 2001 et ont été publiée le 22 décembre 2001 au Journal Officiel. L’annexe I-2 donne les références de qualité. Parmi les critères de qualité de l'eau distribuée, le paramètre bactériologique mérite la plus grande vigilance car il reflète le risque immédiat pour la santé du consommateur.

La réglementation impose la recherche d'indicateurs de contamination fécale cultivables.

Cette réglementation basée sur des indicateurs bactériens de contamination fécale ne permet pas de prévenir une contamination d’origine animale ou accidentelle. En effet, plusieurs millions de personnes sont confrontées à des contaminations bactériologiques, parasitaires et virales d'origine hydrique de façon plus ou moins régulière.

7.4 Mise en évidence des problèmes liés aux indicateurs L'épidémie de Milwaukee en 1993 aux Etats-Unis a été un tournant dans l'histoire du

traitement de l'eau. En quelques mois, 400 000 cas de gastro-entérite ont été identifiés (dont 80 cas mortels), et si l'origine hydrique de la contamination était suspectée, aucun indicateur de suivi de la qualité de l'eau n'avait bougé, aucun dépassement de norme bactérienne n'avait été enregistré. L'agent microbiologique finalement identifié était un parasite protozoaire, le Cryptosporidium.

Cette épidémie constatée signifiait un triple échec (Miquel 2003) : - un échec de la surveillance : L'Institut de veille sanitaire évoque même « la

focalisation des DDASS sur le risque bactérien, à l'exclusion des risques viraux et parasitaires ». L'indicateur de contamination représentatif de bactéries pathogènes était un mauvais indicateur des contaminations d'origine microbiologique. Même une eau potable pouvait entraîner des épidémies.

- un échec de la connaissance : Les contaminations microbiologiques d'origine hydrique font l'objet d'importantes recherches aux Etats-Unis. Plus de 100 germes ont déjà été recensés. Malgré ces progrès, de très nombreuses incertitudes demeurent, notamment sur les quantités infectieuses et sur le repérage des agents pathogènes. Il fallait plusieurs millions de vibrions du choléra ou de salmonelles pour entraîner la maladie. Il suffit probablement de 1 à 100 unités de protozoaires ou de virus pour entraîner des effets pathogènes. Un niveau qui rend l'identification difficile et coûteuse : la recherche de la bactérie E. coli coûte de l'ordre de 20 euros ; la recherche du Cryptosporidium coûte de 500 à 1000 euros.

- un échec des traitements de désinfection : La virulence de l'épidémie a montré que la désinfection traditionnelle, par voie de chloration notamment, élimine les bactéries pathogènes, mais est parfois sans effet sur d'autres agents microbiologiques. Même avec un matraquage de l'eau au chlore, quelques virus et parasites demeurent.

19

L'inadaptation des critères d'identification des risques et des méthodes de désinfection a

été un formidable défi pour la communauté scientifique et les professionnels de l'eau. Ce défi a été relevé. Les techniques membranaires constituent une barrière de protection efficace contre tous les risques microbiologiques connus. Cette technologie encore émergente progresse rapidement

8 Les virus et parasites présents en relation avec l’habitat Il n’existe pas de virus présents dans l’habitat en dehors du milieu hydrique. Cependant,

certains virus peuvent se retrouver sur différents supports ou aliments, mais leur présence temporaire n’est due qu’à une contamination par l’homme (mains souillées, éternuements).

Par contre, il existe des parasites humains pouvant se retrouver dans l’habitat. Nous

noterons rapidement que des ectoparasites (parasites externes de l’homme) hématophages ou cuticoles (qui se nourrissant de sang ou de peau) peuvent être présents autour de l’habitat comme les moustiques, les tiques et aoûtats. Ils provoquent des désagréments par leurs piqûres prurigineuses. Toute fois, une attention particulière doit être portée sur les tiques, ce sont des acariens susceptibles d’être porteurs de microorganismes pathogènes transmis lors du repas sanguin. La maladie de lyme (transmission d’une bactérie du genre Borrelia) et l’encéphalite à tique (transmission d’un virus appelé TBEV pour Tick-Borne Encephalitis virus) sont les plus fréquentes, surtout dans les régions du Nord-Est de la France et du Sud de l’Allemagne. La présence des tiques autour de l’habitat dépend de la présence d’un milieu forestier à proximité. Ils peuvent être également transporter dans l’habitat par un animal domestique parasité.

De même, nous pouvons retrouver des ectoparasites hématophage introduits par

l’homme ou ses animaux domestiques dans l’habitat. Il s’agit des puces des chiens et chats (Ctenocephalus canis) dont la nymphe se retrouve sur le sol et autres lieux de résidences de ces animaux. Ces insectes hématophages peuvent piquer l’homme sur les chevilles lors de l’absence prolongée de son hôte normal. La puce de l’homme (Pulex irritans) peut également se multiplier rapidement sur son hôte et se retrouver dans l’habitat si les conditions d’hygiènes des habitants sont mauvaises.

Les poux, insectes ectoparasites hématophages, présents sur les cheveux (Pediculus

humanus variété capitis) ou sur les vêtements (Pediculus humanus variété corporis) peuvent se retrouver dans l’habitat par l’intermédiaire de l’homme : taies d’oreiller, sous-vêtements, bonnets, etc.

La présence des ectoparasites dans l’habitat dépend donc de l’état parasitaire des

habitants et de leurs animaux domestiques.

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