Descripteurs quantitatifs de la croissance du biofilm

Matière sèche sans cendre (Figure III-4)

Dans ces expériences, dites de reproductibilité, on attendait a priori une croissance similaire du biofilm au sein des différents canaux.

Lors du premier protocole, les valeurs observées de teneurs en matière sèche sans cendre, qui correspond à la fraction organique du biofilm, sont tout à fait comparables d’un canal à l’autre. On remarque tout de même qu’à la dernière date d’échantillonnage (T18), les valeurs du canal 1 commencent à diverger légèrement de celles observées sur l’ensemble des trois autres systèmes (MSSC (mg.cm^-2) : C1=0,57 ; C2=0,72 ; C3=0,67 ; C4=0,69). Toutefois, les résultats du test de l’analyse de variance¹ sur ce paramètre ne montrent aucune différence significative entre les moyennes des quatre canaux, quelle que soit la date d’échantillonnage.

Dans le cadre de la seconde expérience, l’évolution de la croissance du biofilm est également homogène au sein des quatre canaux sur le paramètre de la matière sèche sans cendre. La croissance est régulière mais assez faible (valeurs finales autour de 0,4 mg MSSC.cm^-2). On observe toutefois, à T14 et T18 des valeurs un peu plus faibles au sein du canal 3 (MSSC (mg.cm^-2) T14 : C3=0,17 ; Moy C1-C2-C4=0,25 ; T18 : C3=0,33 ; Moy C1-C2-C4=0,42). Cependant, pour chaque date d’échantillonnage, les moyennes ne sont pas significativement différentes, mais à T14 et T18 la valeur de p est proche de la limite de significativité (pT14=0,07, pT18=0,07 avec α=0,05). Il semble donc qu’à partir de cette durée d’expérimentation, chaque canal puisse commencer à suivre un cheminement autonome pouvant altérer la reproductibilité des expérimentations, d’où l’adoption de cette limite de durée pour les expériences à venir.

Chlorophylle a (Figure III-5)

Dans l’expérience de reproductibilité avec réserve commune, les tendances observées sur le paramètre de la chlorophylle a sont identiques à celles de la MSSC, tant au niveau du développement homogène au sein des canaux que sur le détachement des valeurs du canal 1 à T18 (MSSC (mg.cm^-2) : C1=1,99 ; C2=2,62 ; C3=2,70 ; C4=2,48). A la différence des résultats de MSSC, les moyennes sont significativement différentes à T18 au seuil α de 5%, le canal 1 se différencie des canaux 2, 3 et 4 qui eux, restent dans le même groupe.

En ce qui concerne l’expérience de reproductibilité avec alimentation séparée, plus favorable à une divergence des canaux en fonction des caractéristiques de la biomasse endogène constituée, l’homogénéité de la réponse des canaux sur le paramètre chlorophylle a peut davantage être discutée. A T14 et T18, le canal 3 se différencie de l’ensemble des autres canaux (MSSC (mg.cm^-2) T18 : C3=1,98 ;

1 L’ensemble des résultats des tests statistiques de comparaison des moyennes est présenté aux tableaux 3-II et 3-III.

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Chapitre III : Résultats - Section 1 : Expérimentations en laboratoire - III. 1. Validation du dispositif expérimental

Moy C1-C2-C4=4,17). Le test de comparaison des moyennes indique effectivement une différence significative à T18. A cette date, le canal 3, par des valeurs plus faibles, se dissocie des trois autres canaux qui restent groupés.

Figure III-4 : Expérimentations de Reproductibilité : Teneurs en matière sèche sans cendre

Figure III-5 : Expérimentations de Reproductibilité : Teneurs en chlorophylle a 0,0

0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

T4 T8 T11 T15 T18

mg MSSC.cm-2

Réserve Commune Alimentation Séparée

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

T4 T7 T11 T14 T18

mg MSSC.cm-2

0,0 2,0 4,0 6,0 8,0

T4 T7 T11 T14 T18

µg chla.cm-2

0,0 2,0 4,0 6,0 8,0

T4 T8 T11 T15 T18

µg chla.cm-2

Réserve Commune Alimentation Séparée

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Nombre total de bactéries (Figure III-6)

Globalement, les valeurs du paramètre "Nombre total de bactéries" ne semblent pas se différencier au sein des quatre canaux au cours des deux expériences de reproductibilité, sauf à la date T11 dans le cas de l’alimentation séparée. Toutefois, les résultats du test d’Anova indiquent plusieurs points de différence significative entre moyennes dont voici les plus marqués :

• ER Réserve Commune : les moyennes des 4 canaux sont significativement différentes de T8 à T18. Toutefois, lorsque l’on effectue les tests de comparaisons multiples, il n’apparaît pas de tendance nette entre les canaux (à T11 : C1≠ de C2, C3 et C4 ; à T15 : C2≠ de C1, C3 et C4 et à T18 : C4≠ de C2 et C3.

• ER Alimentation Séparée : à T4, le canal 1 se différencie des autres canaux par une teneur plus élevée en nombre total de bactéries. Le détachement du canal 4 que nous avions remarqué visuellement à T11 est effectif, le test indique qu’à cette date, C4 est différent de C1 et C3. En revanche, à T18, le nombre de bactéries total dénombré dans le canal 4 réaugmente et la moyenne est significativement différente de celles du canal 2 et du canal 3. Pour cette raison, on peut penser que les variabilité observée au sein du canal 4 serait plutôt due à un problème d’échantillonnage plutôt qu’à une réelle cause physiologique.

Proportion de bactéries viables (Figure III-7)

En ce qui concerne la proportion en bactéries viables, les écarts-types sur les valeurs sont assez importants. Pour la première expérience, si l’on considère l’ensemble des canaux, on observe peu d’évolution de ce paramètre (Moy C1-C2-C3-C4≈30%), les valeurs des coefficients de variation sont entre 23 et 46% sur l’ensemble de l’expérience (Tableau III-II).

Dans la seconde expérience, on assiste à une tendance à l’augmentation des valeurs moyennes de proportion de bactéries viables (Moy C1-C2-C3-C4 de 36 à 83%) avec une dispersion assez stable (entre 20 et 32%) (Tableau III-III). Néanmoins, les données sont très dispersées ce qui rend difficile l’interprétation de ce paramètre et affaiblit l’hypothèse d’une augmentation du pourcentage de bactéries viables en fonction du temps.

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Figure III-6 : Expérimentations de Reproductibilité : Nombre total de bactéries

Figure III-7 : Expérimentations de Reproductibilité : Proportions de bactéries viables

Réserve Commune Alimentation Séparée

0%

20%

40%

60%

80%

100%

T4 T8 T11 T15 T18

% bactéries viables

0%

20%

40%

60%

80%

100%

T4 T7 T11 T14 T18

% bactéries viables

1E+04 1E+05 1E+06 1E+07 1E+08

T4 T8 T11 T15 T18

Nombre bactéries.cm-2

1E+04 1E+05 1E+06 1E+07 1E+08

T4 T7 T11 T14 T18

Nombre bactéries.cm-2

Réserve Commune Alimentation Séparée

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Tableau III-II : ER Réserve Commune : Valeurs moyennes sur les 4 canaux, écart-types, coefficients de variation et résultats des tests statistiques calculés sur les résultats de MSSC, Chla, Nombre total de bactéries et Proportion de bactéries viables

MSSC Chla Nombre total de bactéries Proportion de bactéries viables

Date d'échantillonnage

Moy EC CV % p Moy EC CV % p Moy EC CV % p Moy EC CV % p

T4 0,07 0,02 22,3 0,91 ns 0,07 0,026 38,9 0,46 ns 1,2E+07 3,0E+06 25,1 0,07 ns 0,35 0,08 23,2 0,60 ns T8 0,11 0,02 20,1 0,15 ns 0,12 0,040 33,4 0,23 ns 5,4E+06 2,0E+06 37,6 0,049 * 0,30 0,11 36,3 0,03 * T11 0,21 0,02 11,3 0,58 ns 0,43 0,067 15,8 0,20 ns 1,3E+07 6,0E+06 45,0 0,01 * 0,38 0,11 29,7 <0,001 * T15 0,45 0,05 12,2 0,43 ns 1,49 0,222 14,9 0,98 ns 7,3E+06 2,8E+06 38,6 0,01 * 0,33 0,15 45,9 0,03 * T18 0,67 0,11 16,5 0,43 ns 2,45 0,353 14,4 0,02 * 1,1E+07 3,0E+06 26,9 0,03 * 0,27 0,09 33,5 0,02 *

Tableau III-III : ER Alimentation Séparée : Valeurs moyennes sur les 4 canaux, écart-types, coefficients de variation et résultats des tests statistiques calculés sur les résultats de MSSC, Chla, Nombre total de bactéries et Proportion de bactéries viables

MSSC Chla Nombre total de bactéries Proportion de bactéries viables

Date d'échantillonnage

Moy EC CV % p Moy EC CV % p Moy EC CV % p Moy EC CV % p

T4 0,11 0,03 27,9 0,58 ns 0,25 0,083 33,4 0,06 ns 5,8E+06 3,3E+06 56,8 0,002 * 0,36 0,11 31,5 <0,001 * T7 0,12 0,04 31,7 0,30 ns 0,24 0,084 35,1 0,49 ns 4,0E+06 1,5E+06 38,0 0,39 ns 0,50 0,17 33,8 0,009 * T11 0,16 0,04 26,1 0,11 ns 0,57 0,143 25,2 0,11¹ ns 1,8E+06 1,0E+06 58,9 0,01¹ * 0,52 0,14 27,7 0,73 ns T14 0,23 0,06 24,6 0,07 ns 1,33 0,599 45,0 0,17 ns 3,6E+06 8,5E+05 23,4 0,41 ns 0,58 0,12 20,1 0,61 ns T18 0,40 0,07 17,0 0,07 ns 3,62 1,261 34,8 0,03 * 4,8E+06 2,5E+06 52,4 0,02 * 0,83 0,18 21,2 <0,001 * (¹ : normalité non satisfaite)

Légende : Moy : Moyenne p : probabilité du test statistique

EC : Ecart-type * : moyennes significativement différentes CV : Coefficient de variation ns : moyennes non significativement différentes

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