Les légionelles sont des agents pathogènes opportunistes naturellement présents dans l'environnement et dans l'eau potable. L'inhalation d'aérosols contaminés par des légionelles peut déclencher des maladies telles que la légionellose ou la fièvre de Pontiac, qui est moins grave [1]. Bien que ces maladies soient relativement rares, elles comptent parmi les infections d'origine hydrique les plus fréquentes dans les pays industrialisés comme la Suisse. Ces dernières années, on a enregistré une augmentation constante des déclarations [2] (Fig. 1).
C'est pourquoi une équipe multidisciplinaire del'Institut fédéral suisse des sciences et technologies de l’eau (Eawag), de Swiss tropical an public health institute (Swiss TPH), de la Haute école de Lucerne (HSLU) et du Laboratoire cantonal de Zurich (KLZH) a étudié, au cours des cinq dernières années, des questions centrales relatives aux légionelles dans les installations d'eau potable des bâtiments. Les points forts du projet appelé LeCo (Legionella Control in Buildings) comprenaient l'évaluation des risques, l'amélioration des stratégies d'échantillonnage, les méthodes standardisées de détection rapide, la relation entre les sources environnementales et les cas de maladie ainsi que de nouvelles connaissances sur l'écologie des légionelles dans les systèmes d'eau potable. L'objectif général du projet était d'approfondir la compréhension scientifique afin de soutenir ainsi le développement de stratégies pratiques de prévention et de lutte contre les légionelles en Suisse.
L'ordonnance sur l'eau potable et les eaux de baignade (OPBD; RS 817.022.11) fixe depuis 2017 la valeur maximale de 1000 UFC/l (unités formant colonie par litre) pour Legionella spp. dans l'eau des douches. Même si cette valeur maximale semble claire à première vue, de nombreuses questions ouvertes apparaissent lors de la mise en œuvre pratique et de l'interprétation. Ainsi, des stratégies d'échantillonnage différentes en termes d'eau froide ou chaude, de volume d'échantillon (p. ex. 0,5 litre vs. 20 litres), de temps de stagnation ou d'avance (p. ex. 1er litre, 5e litre ou jusqu'à ce que la température soit constante) peuvent conduire à des résultats sensiblement différents. La documentation de l'échantillonnage permet une meilleure interprétation des résultats. Il est également possible de répéter l'échantillonnage à une date ultérieure. Des procédures uniformes sont donc indispensables pour garantir que les valeurs mesurées soient comparables dans le temps et dans toute la Suisse et qu'elles puissent être interprétées de manière uniforme. Dans le cadre du projet, des protocoles de prélèvement d'échantillons d'eau ont été optimisés et établis dans le but d'améliorer la comparabilité et la standardisation entre les laboratoires nationaux. Les méthodes développées ont été diffusées par le biais de la publication SVGW MW 101: "Analyse des installations d'eau potable des bâtiments pour les légionelles: Stratégie d'échantillonnage et prélèvement d'échantillons" (09/2021) et d'autres publications [3]. Les méthodes ont également été intégrées dans des offres de formation continue pour les professionnels (Cours de formation continue à la HSLU: "Prélèvement de légionelles - Stratégies pour contrôler de manière ciblée la présence de légionelles dans les bâtiments").
Comme pour le prélèvement d'échantillons, des méthodes uniformes sont également décisives pour les analyses en laboratoire afin de rendre les résultats comparables. Avec la méthode de culture standard selon ISO 11731:2017, on dispose pour cela d'une méthode standard établie qui favorise la comparabilité des résultats. Toutefois, cette méthode présente aussi plusieurs limites : elle est ainsi gourmande en temps et en travail, et elle est en outre axée en premier lieu sur Legionella pneumophila - toutes les espèces de Legionella ne sont pas cultivables avec la même facilité.
Ces restrictions soulignent le besoin de méthodes d'analyse alternatives, qui permettent une détection plus rapide, automatisable, mais tout aussi fiable. Dans le cadre du projet LeCo, des méthodes qPCR et ddPCR pour la quantification de Legionella spp. et L. pneumophila ont été optimisées et validées sous la direction du KLZH. L'objectif est de publier prochainement une méthode standardisée dans le recueil de méthodes de l'ASEP. Par ailleurs, une méta-analyse de la littérature scientifique actuelle réalisée par l'équipe de l'Eawag a montré une concordance acceptable entre les données PCR et les méthodes de culture conventionnelles pour L. pneumophila, mais pas pour Legionella spp. [4]. L'un des principaux avantages de ces méthodes PCR est qu'elles permettent d'analyser rapidement et simultanément de nombreux échantillons, ce qui favorise une évaluation plus pertinente et axée sur les risques des contaminations par Legionella.
L'analyse pangénomique de toutes les séquences de légionelles connues, réalisée dans le cadre du projet LeCo, a identifié plus de 120 espèces différentes de légionelles [7], ce qui double presque le nombre d'espèces connues jusqu'à présent. Ces espèces se distinguent parfois considérablement par leur pathogénicité, leur persistance environnementale, leurs interactions avec les biofilms ainsi que par leur distribution spécifique à la source dans différents réservoirs d'eau.
Dans une autre étude LeCo [5], l'équipe de l'Eawag a analysé des biofilms provenant de tuyaux de douche suisses à l'aide de nouvelles méthodes d'analyse moléculaire. Legionella spp. a été détectée dans 80% des échantillons, la plupart des biofilms contenant plusieurs espèces de Legionella présentes simultanément. L. pneumophila était en revanche plus rare (dans 57% des échantillons seulement) et ne représentait généralement qu'une petite partie de la population de légionelles (valeur moyenne) (Fig. 2). Premièrement, cela nécessite une meilleure compréhension de l'écologie des espèces non-pneumophiles. Deuxièmement, cela suggère que les ressources limitées dans la gestion de la légionellose devraient plutôt être ciblées sur L. pneumophila; une évaluation largement partagée par les chercheurs sur la légionellose [2, 6].
Un problème central réside dans le fait qu'à l'échelle mondiale, dans plus de 90% des cas sporadiques de légionellose, la source de l'infection n'est jamais identifiée (ou seulement au prix d'efforts considérables). Cela complique considérablement l'élaboration de directives pratiques et efficaces. En collaboration avec le projet SwissLEGIO (Swiss TPH) lancé par l'Office fédéral de la santé publique (OFSP), des isolats de légionelles provenant de personnes malades ont été comparés à des isolats environnementaux prélevés et traités systématiquement dans les ménages (notamment dans les robinets de cuisine et les douches) et dans l'environnement des personnes malades au moyen du Whole Genome Sequencing (WGS) [3]. Au total, les équipes de l'Eawag et du Swiss TPH ont analysé plus de 600 échantillons d'eau. Sur les 74 ménages concernés, des isolats cliniques étaient disponibles pour 28 cas. Dans deux de ces cas seulement, le WGS a permis de mettre en évidence une concordance génétique presque totale entre les échantillons des ménages et les isolats des patients (différence SNP de 0 à 1 entre l'isolat clinique et l'isolat environnemental). Les résultats montrent que les installations domestiques peuvent certes constituer une source potentielle de légionellose, mais qu'elles ne sont probablement pas la source principale en Suisse. Cela souligne que d'autres réservoirs environnementaux tels que les tours de refroidissement, les stations d'épuration ou le compost (Fig. 3) pourraient jouer un rôle plus important. Des stratégies de prévention efficaces doivent donc être plus larges et prendre en compte d'autres réservoirs environnementaux.
Les douches domestiques ne semblent pas toujours être la source principale des cas de légionellose en Suisse. Cependant, si elles sont contaminées par L. pneumophila (et non par Legionella spp.), elles représentent un risque évident d'infection. Ce point a été étudié dans le cadre du projet à l'aide de simulations de douche et d'évaluations quantitatives des risques microbiens. Le nombre d'agents pathogènes inhalés, qui dépend en grande partie des concentrations de légionelles dans l'eau ainsi que de la formation et de la répartition des aérosols, est déterminant à cet égard [7]. Une constatation importante a été que les températures élevées de l'eau renforcent considérablement la formation de gouttelettes et augmentent ainsi encore le risque d'infection par rapport à une douche froide. En ce qui concerne les concentrations critiques, les modélisations indiquent que des valeurs de L. pneumophila supérieures à 1000 UFC/l dans le premier litre d'eau chaude de la douche ainsi que des valeurs à partir d'environ 25 UFC/l dans l'eau contaminée de manière systémique sont associées à un risque d'infection plus élevé [8]. Ces résultats montrent clairement que même des concentrations relativement faibles de L. pneumophila dans l'eau des douches peuvent représenter un risque pertinent. Une surveillance continue n'étant pas réalisable dans la pratique, l'accent est mis sur les mesures préventives pour un contrôle efficace des légionelles.
Une installation optimisée dans un bâtiment doit idéalement concilier deux objectifs clés: la protection contre les risques microbiologiques et la minimisation de la consommation d'énergie. En ce qui concerne l'eau chaude, cela peut représenter un défi considérable. Dans la circulation de l'eau chaude, une température d'environ 55 °C est considérée comme un seuil critique pour inhiber efficacement l'établissement de légionelles. De même, il est essentiel que les conduites d'eau chaude qui ne circulent pas soient rapidement refroidies après utilisation à des températures inférieures à 25 °C et que l'eau froide reste toujours en dessous de 25 °C, faute de quoi des conditions favorisant le développement de légionelles se créent (Fig. 4). Cependant, avec l'augmentation des températures ambiantes et les conséquences du changement climatique, le respect de cette limite d'eau froide devient de plus en plus un défi. Dans le cadre du projet, une équipe de la HSLU a examiné les installations d'eau potable de plusieurs bâtiments et a documenté les erreurs de planification et d'exploitation récurrentes. Parmi les défauts les plus fréquents figuraient des conduites d'eau froide et d'eau chaude insuffisamment isolées, des raccords de circulation défectueux, un ajout central d'eau froide ainsi qu'une documentation incomplète des installations sanitaires. De tels déficits favorisent souvent non seulement la croissance des légionelles, mais augmentent également la consommation d'énergie. Les résultats montrent clairement que les directives techniques existantes offrent certes une base solide, mais que leur mise en œuvre conséquente dans la planification, l'exploitation et la maintenance est encore insuffisante. Il en résulte un besoin évident d'une meilleure communication, d'une formation ciblée de toutes les personnes concernées ainsi que d'une application plus conséquente des règles établies de la technique du bâtiment.
Les plus grands défis en matière d'hygiène de l'eau potable se situent dans les derniers tronçons de conduites qui ne circulent pas. Pendant la stagnation, l'eau chaude se refroidit à la température ambiante, tandis que l'eau froide peut se réchauffer. Si l'eau stagne dans la plage de température microbiologiquement critique entre 25 et 45 °C, la croissance des légionelles est favorisée. Les sections périphériques sont particulièrement considérées comme critiques, même si des températures élevées sont atteintes dans la circulation [9]. La norme SIA 385/1:2020 présente une répartition possible des étages. Le groupe de travail de cette norme est parti du principe que le tronçon situé à l'intérieur de ce mètre pouvait être maintenu au-dessus de la plage de température critique du point de vue microbiologique par la circulation à contre-courant. L'équipe de la HSLU a toutefois pu démontrer, dans le cadre d'études en laboratoire, que la circulation à contre-courant n'est pas efficace sur l'ensemble du tronçon. Après une stagnation, le tronçon maintenu passivement au chaud tombe dans la plage de température critique de 25 à 45 °C. La réalisation correcte de la répartition des étages est donc décisive pour garantir que les tronçons maintenus passivement au chaud et non maintenus au chaud prévus dans les réglementations ne tombent pas dans la plage de température critique du point de vue microbiologique, même pendant des phases de stagnation prolongées. C'est pourquoi des solutions ont été développées, dans lesquelles un tronçon est maintenu au-dessus de la plage de température critique par une circulation à contre-courant, même pendant les périodes de stagnation. Plusieurs options alternatives de conception et de construction ont été proposées et seront prises en compte dans les futures réglementations.
En Suisse, la désinfection chimique est typiquement considérée comme le dernier recours pour le contrôle des légionelles. En règle générale, elle se limite à des désinfections de choc agressives en cas de contamination extrême. Il existe néanmoins quelques arguments en faveur d'une désinfection continue dans les bâtiments où les autres mesures n'ont pas fonctionné ou dans lesquels des personnes particulièrement vulnérables sont régulièrement exposées. L'équipe de l'Eawag a examiné les directives nationales et internationales ainsi que la littérature spécialisée sur les désinfectants chimiques. Elle est arrivée à la conclusion que les directives suisses actuelles limitent fortement la mise en œuvre pratique d'une désinfection chimique continue dans les bâtiments et que les valeurs maximales fixées sont probablement trop basses pour permettre une gestion efficace des légionelles. Il serait judicieux de repenser les directives et les recommandations en matière de désinfection en tenant compte des aspects et des défis particuliers des systèmes de distribution des bâtiments, afin d'éviter les incertitudes ainsi que l'application ou la mise en œuvre de solutions inefficaces.
Une approche dite "probiotique" constitue l'exact opposé de la désinfection chimique. Elle mise sur des microbes qui inhibent les légionelles en occupant des niches, en entrant en concurrence avec les nutriments et en exerçant une attaque biochimique directe [10]. L'équipe de l'Eawag a isolé plusieurs bactéries anti-Legionella et a montré à l'échelle du laboratoire leur capacité à inhiber la croissance de différentes espèces de Legionella [11]. Le biosurfactant viscosine a pu être identifié comme la substance active inhibitrice la plus probable. Bien qu'il s'agisse de développements prometteurs, il est difficile de reproduire ces résultats dans des conditions plus réalistes. Jusqu'à présent, cette approche n'en est toutefois qu'à un stade précoce de la recherche et des études supplémentaires sur l'efficacité, la stabilité et la sécurité sont nécessaires avant même d'envisager une application pratique.
Les résultats du projet LeCo soulignent que le contrôle des légionelles dans les systèmes d'eau potable est une interaction complexe de facteurs microbiologiques, techniques et organisationnels. Une prévention efficace nécessite l'interaction de différents niveaux: un échantillonnage et des analyses standardisés, une compréhension approfondie de la diversité microbiologique, des évaluations de risques différenciées ainsi qu'une technique d'installation optimisée. Cette complexité montre clairement que ni des mesures individuelles ni des disciplines spécialisées isolées ne suffisent à résoudre le problème de manière durable. Il faut plutôt une approche transdisciplinaire qui implique systématiquement les autorités, les instituts de recherche, les partenaires industriels et les exploitants de bâtiments afin de développer ensemble des solutions praticables et efficaces à long terme.
Les résultats de la recherche gagnent en valeur lorsqu'ils sont finalement transférés dans la pratique. Pour cela, dans le cas de la légionellose, de nouvelles méthodes, technologies et connaissances sont nécessaires, qui peuvent être mises en œuvre sous forme de directives, de recommandations et de guides pratiques. Il est important de comprendre que ce processus n'est pas immédiat. L'élaboration de directives est un processus en plusieurs étapes et à long terme, dont la recherche n'est que le point de départ. Dans le contexte du projet LeCo, les autorités fédérales évaluent les résultats scientifiques, en discutent en impliquant les parties prenantes pertinentes et examinent les mesures possibles pour réduire les risques. Les "Recommandations sur les légionelles et la légionellose" publiées par l'OFSP et l'OSAV en sont un exemple. Ces recommandations reposent sur une combinaison de données scientifiques et d'expériences pratiques et aident à respecter les dispositions légales. Elles donnent en outre des orientations dans les domaines non réglementés par la loi en matière de lutte contre les légionelles. Les adaptations de ces directives ne se font donc pas sur la base d'études isolées, mais par l'évaluation consolidée d'une large base de données probantes. Pour être viables, les directives, les règlements et les recommandations doivent être pragmatiques, raisonnables et applicables à long terme.
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[1] Hamilton, K. A. et al. (2018): Outbreaks of Legionnaires’ Disease and Pontiac Fever 2006-2017. Curr Environ Health Rep. 5(2): 263–271
[2] Hammes, F. et al. (2025): Foresight 2035: a perspective on the next decade of research on the management of Legionella spp. in engineered aquatic environments. FEMS Microbiology Reviews 49: fuaf022
[3] Fischer, F. B.; Bigler, M. et al. (2023): Legionnaires’ disease in Switzerland: rationale and study protocol of a prospective national case-control and molecular source attribution study (SwissLEGIO). Infection. 51: 1467–1479
[4] Sylvestre, É. et al. (2024): Quantification of Legionella pneumophila in building potable water systems: a meta-analysis comparing qPCR and culture-based detection methods.
[5] Cavallaro, A. et al. (2024): The impact of DNA extraction on the quantification of Legionella, with implications for ecological studies. Microbiol Spectr. 12(8): e0071324
[6] LeChevallier, M. W. (2025): The Case for Monitoring for Legionella pneumophila in Drinking Water Distribution Systems. Water 17(4): 475
[7] Tang, L. et al. (2024): Applications of Quantitative Microbial Risk Assessment to Respiratory Pathogens and Implications for Uptake in Policy: A State-of-the-Science Review. Environ Health Perspect. 132(5): 56001
[8] Tang, L. et al. (2025): Modelling exposure to aerosols from showers: implications for microbial risk assessment. Building and Environment 275: 112825
[9] Kistemann, T. et al. (2024): Utilizing big data to determine the temperature dependency of Legionella in hot water systems. Water Supply. 24: 2116–226
[10] Cavallaro, A. et al. (2021): Molekularbiologische Methoden. Charakterisierung von Legionellen. Aqua & Gas 12/2021: 34-38
[11] Cavallaro, A. et al. (2024): Variable inhibition of different Legionella species by antagonistic bacteria 2024.
PCR - Réaction en chaîne par polymérase (Polymerase Chain Reaction)
ddPCR - PCR numérique en gouttelettes (droplet digital PCR)
qPCR - Méthode PCR quantitative</p
Le projet LeCo et les connaissances qui en ont découlé n'ont été possibles que grâce à l'étroite collaboration multidisciplinaire de toute l'équipe de recherche LeCo. La combinaison de perspectives et d'expertises professionnelles différentes a permis d'élaborer les connaissances présentées et de les situer dans un contexte global.
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