La biomasse au sein du biofouling représente une communauté complexe où de nombreuses interactions ont lieu entre les organismes (macro et microorganismes) ainsi qu'avec les surfaces qu’ils colonisent. La compréhension de ces interactions est essentielle à bien des égards. D'un point de vue pratique, cela nous permettra de développer des stratégies de prévention et de gestion du biofouling plus efficaces, de comprendre leurs impacts sur les surfaces, de préserver l’intégrité des surfaces immergées ou humides, de réduire les impacts environnementaux, et de stimuler l'innovation dans divers secteurs industriels.
La recherche sur les mécanismes pionniers de colonisation est donc essentielle. Sur un plan plus fondamental, cette recherche nous aide à approfondir notre compréhension du fonctionnement des communautés de micro-organismes, y compris les dynamiques de compétition, de coopération, et d'adaptation au sein de ces écosystèmes complexes. De plus, cela nous permet d'explorer les successions biologiques au fil du temps et de mieux comprendre le rôle du biofilm en tant que processus d'adaptation et d'évolution.
De nombreux mécanismes microbiens sont impliqués dans le développement du biofouling, tels que la microtopographie des surfaces, l'adsorption, la sécrétion de molécules adhésives aux surfaces et à d’autres microorganismes, la sécrétion et l’assemblage de macromolécules biologiques et la communication cellulaire, etc. Ainsi, les microorganismes produisent une matrice extracellulaire polymérique qui les lie aux surfaces, amorçant ainsi la formation d'un biofilm précurseur, étape initiale du biofouling, détermine les propriétés mécaniques de la biomasse fixée, et joue un rôle clé dans le devenir du biofouling.
Enfin, les biofilms contribuent aux problématiques globales de l’antibiorésistance de par leurs propriétés intrinsèques et via le transfert de gènes de résistance aux antibiotiques. Ils sont ainsi utilisés depuis de nombreuses années en eau douce en bioindication de la qualité des milieux aquatiques. Par ailleurs, les mécanismes impliqués dans les processus de diversification impliquant les microeucaryotes (microalgues, mycètes, protistes) restent très faiblement étudiés comparativement au stade bactérien.
AXE 1
Au niveau communautaire, le biofouling implique une diversité considérable de microorganismes (bactéries, archées, microalgues, champignons, protistes etc.) et de macroorganismes (crustacés, vers, macroalgues, etc.).
Des espèces non-indigènes, considérées comme une des principales causes de la perte de la biodiversité à l’échelle mondiale, constituent une part variable des communautés des substrats durs marins, que ce soit en terme de diversité ou d’abondance.
L'identification de cette diversité d'organismes et l'appréhension de leurs dynamiques écologiques, et pas uniquement en lien avec les processus d’adhésion, sont cruciales pour évaluer les risques liés au biofouling et développer des stratégies de gestion efficaces et durables. L’environnement (physico-chimie, hydrodynamique, interactions biotiques, …) semble jouer en particulier un rôle primordial dans ces dynamiques spatio- temporelles.
Parmi les organismes colonisateurs, de nombreuses espèces ingénieures modifient les surfaces ce qui constitue des habitats et des sources de nourriture pour de nombreuses autres espèces marines (effets récifs). Elles modifient les cycles biogéochimiques et contribuent à la productivité des écosystèmes. D’une manière générale, l’enjeu aujourd’hui est donc de mieux caractériser les mécanismes essentiels à l’adhésion, à la mise en place, à la croissance et à l’évolution des biofilms et du biofouling pour concevoir des stratégies de prévention du biofouling.