Une vérification supplémentaire a été faite concernant la concentration en oxygène dissous à l’intérieur des échantillons de boue de fosse septique (cf. Figure 23). Cette expérience a permis d’évaluer la consommation d’oxygène par les échantillons de boue de fosse septique selon le volume de l’espace de tête laissé libre dans la bouteille. Deux bouteilles ont été incubées à 35°C pendant une période de quatre jours. Une des deux bouteilles a été remplie avec 50mL d’échantillon de boue de fosse septique alors que la seconde a été remplie sans laisser d’espace de tête. La concentration en oxygène dissous a été mesurée tous les jours avec une sonde HACH™ LDO® à oxygène dissous avec une résolution de 0,01 mg/L. La précision de la sonde est de ± 0,1 mg/L pour des valeurs inférieures ou égales à 8 mg/L, de ± 0,2 mg/L pour des valeurs strictement supérieures à 8 mg/L et inférieures ou égales à 20 mg/L, et ± 10% de la valeur mesurée pour des valeurs strictement supérieures à 20 mg/L. Les résultats ont été reportés sur le graphique à la Figure 23.
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Figure 23 : Oxygène dissous dans l’échantillon de boue de fosse septique (essai 3).
D’après les mesures réalisées, les échantillons de boue de fosse septique contiennent une quantité d’oxygène dissous négligeable. Malgré la différence de volume d’espace de tête laissé libre entre les deux bouteilles, la concentration en oxygène dissous ne varie pas de manière significative sur la durée du test. Cette expérience permet, dans un premier temps, de valider l’aspect anaérobie des échantillons de boue collectés ainsi que le faible impact du volume de l’espace de tête sur la concentration en oxygène dissous dans les échantillons. Cependant, la quantité d’oxygène contenu dans l’espace de tête est consommée lors des incubations réalisées. Dans les premiers jours de l’expérience, cet oxygène est utilisé par la biomasse pour la dégradation de l’échantillon. C’est pour cela qu’une phase de latence de dépression a lieu dans chacun des essais réalisés.
IV.2.2.2. La réalisation des expériences
Trois produits différents et un témoin ont été testés en duplicata. Des bouteilles stériles à sérum Fischerbrand™ en verre de 250mL ont été utilisées. Pour constituer des groupes d’unités expérimentales aussi homogènes que possible, chaque bouteille a été remplie avec 50mL d’échantillon puis répartie de manière aléatoire à l’intérieur de chacun des groupes et indépendamment d’un groupe à l’autre, pour éviter les erreurs de mesure dues au phénomène de bloc. L’objectif est de gagner de la précision en réduisant la variabilité aléatoire. Il y a ainsi une variabilité moindre à l’intérieur des groupes formés par rapport à la variabilité de l’ensemble du matériel disponible. Ensuite, à l’aide d’une micropipette de précision Fisherbrand™ (Finnpipette™
0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 t=0 t=24h t=48h t=72h Oxy gè n e d issou s (m g/ L) Temps Bouteille avec 50mL d'échantillon (257mL d'espace de tête) Bouteille avec 307mL d'échantillon (0mL d'espace de tête)
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II Adjustable-Volume Pipetters), 2mL d’eau déminéralisée ont été ajoutés pour le témoin, et 2mL de bio-additif pour chacun des produits utilisés. Les bio-additifs injectés ont été dilués afin de respecter le ratio prescrit par les fabricants (cf. Tableau 4). Le volume de 2mL a été choisi afin de minimiser l’effet de dilution de l’échantillon de boue de fosse septique. Avant le lancement de chaque expérience, la micropipette utilisée pour introduire les 2mL est vérifiée. La vérification est faite à l’aide d’une balance de précision (cf. Figure 49). Pour vérifier le volume prélevé et versé par la micropipette, 2mL d’eau nano pure sont pipetés puis versés dans un contenant préalablement et minutieusement lavé et taré sur la balance de précision. Si le résultat donné par la balance correspond à 2 g avec une erreur inférieure à 1% et à la précision de la balance (i.e. 10-4), la micropipette est considérée comme délivrant un volume exact. Cette vérification permet d’avoir une confiance dans le volume réel délivré par la micropipette. Avec le temps, l’appareillage de laboratoire nécessite une attention particulière, et certains tests de vérification permettent de garder confiance dans le matériel utilisé. Ensuite, chaque bouteille est placée pendant une durée déterminée (cinq ou dix jours), à une température contrôlée de 35°C, sous des conditions anaérobiques. Pour assurer cette température constante sur l’intégralité de l’expérience, un incubateur à DBO VWR™ respectant les normes de l’APHA (1999) a été utilisé (cf. Figure 60). Ce dernier a été préalablement réglé à la température désirée. La précision de l’incubateur a été vérifiée grâce à un enregistreur de température (cf. Figure 18). Pour respecter les conditions favorables à l’activité bactérienne anaérobie, chaque bouteille est fermée hermétiquement. Les mesures ont été réalisées à trois temps différents : (1) avant le lancement de l’expérience (t=0), (2) à mi-expérience (t=5 jours) et (3) à la fin de l’expérience (t=10 jours) (cf. Tableau 6). Les échantillons qui subissent un temps d’incubation de dix jours ont été également suivis par la méthode Oxitop®. Cette méthode consiste à mesurer la pression créée dans l’enceinte de la bouteille qui correspond à un volume de méthane produit. La méthode de mesure et l’instrumentation utilisées sont détaillées dans la partie explicative de la méthode dans la partie IV.3.1 et en annexes 1 et 6. Toutes les bouteilles incubées aux trois temps ont été analysées pour connaître la quantité de solides dégradés (i.e. solides totaux et solides volatils), l’abattement de la matière organique (i.e. DCO), le nombre de coliformes fécaux, ainsi que le volume de CH4 produit. Toutes ces méthodes de mesure sont détaillées dans la section IV.2.2.3.
IV.2.2.3. Protocoles des analyses et matériel utilisé
Pour évaluer l’effet de ces bio-additifs, plusieurs paramètres ont été analysés et comparés avec les résultats obtenus avec le témoin, où à la place du produit de traitement, 2mL d’eau déminéralisée a été ajoutée pour simuler la dégradation naturelle de la boue de fosse septique. Les résultats ont
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permis de mener une étude statistique pour vérifier les hypothèses formulées. Plusieurs paramètres ont été analysés lors de ces expériences, mais les deux plus importants pour l’étude de l’effet du traitement des bio-additifs concernent la réduction des solides et la réduction de la matière organique. Ces deux paramètres vont permettre de vérifier les spécifications données par les fabricants (cf. Tableau 2). Néanmoins, d’autres paramètres ont été analysés dans le but de compléter l’étude concernant la dégradation des échantillons de boue. Pour chaque paramètre analysé, des réplicas ont été réalisés et ce pour les différents bio-additifs testés ainsi que le témoin, aux différents temps d’incubation.