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Technischer Bericht NTB 93-33

Wachstum mikrobieller Mischkulturen unter anaeroben, alkalischen Bedingungen

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Ciment et béton constituent les principales barrières ouvragées d'un dépôt final pour déchets de faible et moyenne activité et représentent par conséquent également la partie la plus importante du volume de stockage total. En raison de la composition chimique du béton utilisé et des circulations d'eau dans la roche d'accueil modèle, on doit s'attendre à ce que durant plus d'un million d'années le pH aux abords du dépôt se situe au delà de pH 10.5. Par ailleurs la quantité de carbone est limitée dans les eaux souterraines aux alentours du dépôt. Comme des micro-organismes seront présents dans le dépôt final et que ceux-ci devraient en outre trouver de bonnes conditions de vie dans les déchets mêmes, on a étudié dans quelle mesure une activité microbienne était possible dans les conditions extrêmes prévalent dans le champ proche du dépôt.

Des cultures alcalophiles mélangées, provenant d'habitats alcalins et de marnes valanginiennes, ont été enrichies pour les investigations. On a sélectionné pur cette étude des bactéries anaérobiques à modes d'échanges de matières par fermentation, réduction de sulfates et génération de méthane. Des cultures mélangées ont été étudiées sous conditions alcalines pour déterminer l'influence du pH et de la concentration de carbone sur leur croissance et leur activité.

Toutes les cultures mélangées étudiées sont alcalophiles. Le taux de croissance optimale des cultures se situe entre pH 9.0 et pH 10.0. La limite d'activité des cultures mélangées à fermentation se situe vers pH 12, celle des réductrices de sulfates vers pH 11 et celle des méthanogènes vers pH 10.5. Lorsque les sources de carbone sont limitées les cultures mélangées ne peuvent plus croître que sous un pH alcalin modeste. Seules les cultures de fermentation peuvent survivre à pH 13 lorsque le carbone est limité.

Les organismes des deux modes d'échanges de matières strictement anaérobiques (réducteurs de sulfates et méthanogènes) manifesteront au début tout au plus une activité très modeste dans la zone de stockage pour des valeurs de pH dépassant 10.5. Par contre les bactéries à fermentation devraient être à même de survivre dès le début sous les conditions extrême prévalent dans la région du stockage et créer, bien qu'avec une croissance lente, des niches où règneraient des conditions moins extrêmes, dans lesquelles finalement des organismes moins résistants aux conditions alcalines pourront se développer. On ne saurait donc exclure une activité microbienne et ses conséquences sur la sûreté d'un dépôt final, même sous les conditions extrêmes pouvant y régner.

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