Soutenance mémoire
L’IRBV
L’IRBV, Institut de Recherche en Biologie Végétale, est issu d’un partenariat entre la ville de Montréal et l’Université de Montréal. Ce centre de recherche et d’enseignement créé en 1990 se situe au cœur du jardin botanique de Montréal. De nombreux chercheurs travaillent dans cet institut et forment des étudiants, dont la plupart sont en maitrise, en doctorat ou post doctorat. L’institut regroupe 21 chercheurs dont les thématiques de recherches couvrent de nombreuses disciplines comme la génomique, la biodiversité fonctionnelle, la phytotechnologie, la lutte biologique et l’aménagement écologique. Les études réalisées à l’IRBV sont autant fondamentales qu’appliquées. Les missions de l’IRBV aujourd’hui :
• le développement constant d’un centre d’excellence pour la recherche en biologie végétale et en biodiversité, tant au point de vue fondamental qu’appliqué,
• la conservation des collections de recherche en biologie végétale, en entomologie et en mycologie,
• la formation de la relève scientifique en biologie végétale et en biodiversité, au baccalauréat, à la maîtrise, au doctorat et au niveau postdoctoral,
• le perfectionnement de la formation de ses chercheurs et de son personnel technique et
• le transfert technologique de ses résultats scientifiques vers la communauté.
Mon maitre de stage, Frédéric Pitre, est un chercheur spécialisé en physiologie végétale et mène des travaux sur la décontamination des sols par la phytoremédiation, la séquestration du carbone… Il coordonne plusieurs étudiants, dont Vanessa Grenier, la doctorante qui me supervise. Vanessa a orienté ses recherches sur le processus de compostage et cet été elle mène des expériences sur la dégradation de contaminants grâce à ce processus. Les pratiques de l’agriculture moderne et intensive nous poussent à utiliser de plus en plus de produits chimiques pour les cultures ou encore les élevages. En raison de cela, nos déchets résiduels se retrouvent contaminés à leur tour. Si le compostage est un moyen de valoriser nos déchets organiques, les produits de ce processus n’en sont pas moins contaminés eux aussi. Les recherches menées sur le compostage sont aujourd’hui importantes puisqu’elles permettent de mieux connaître la façon dont les communautés microbiennes réagissent face à ces contaminants et ainsi trouver des solutions durables pour réduire au maximum l’impact de ces substances (qui se retrouvent ensuite dans l’environnement).
Source de contamination du compost
La provenance de la matière organique sur les sites de compostages est généralement très diversifiée, au même titre que les sources potentielles de contamination et les types de contaminants rencontrés. Les sources possibles de contamination comprennent entre autres : les eaux usées et les boues d’épuration, les herbicides et insecticides (organochlorés, organophosphates, etc.), le fumier provenant de l’élevage de tous les types d’animaux (source d’éléments traces provenant de l’alimentation du bétail) et différents types de biomasse (bois traité, bois issu de démolition et de la phytoremédiation).
Les différents contaminants du compost
• Composants inorganiques : L’arsenic (As), le cadmium (Cd), le plomb (Pb), le chrome (Cr), le cuivre (Cu), le nickel (Ni) et le zinc (Zn) sont des métaux traces (métaux lourds) qui se retrouvent bien souvent dans les composts. Ils proviennent généralement des lisiers, ou de plantes ayant absorbé des gaz d’échappement sur le bord des routes ou encore de boues d’épuration.
• Composants organiques : Les composés organiques ont le potentiel d’être dégradés par les communautés microbiennes lors de leur compostage. Les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) puisqu’ils ont un faible poids moléculaire alors que d’autres sont très récalcitrants comme les biphényles polychlorés (BPC). La dégradation des composés organique dépend de leur structure moléculaire.
Les microorganismes : acteurs de la transformation de la matière organique
Les microorganismes sont les acteurs principaux de la décomposition et de la transformation de la matière organique. Il existe plusieurs types de microorganismes retrouvés lors de la dégradation de la matière organique. Ces types varient en fonctions de nombreux facteurs qui peuvent être :
– les matières premières utilisées,
– le mode de compostage employé,
– le niveau d’aération du compost,
– la disponibilité des nutriments.
Néanmoins, certains groupes de microorganismes sont présents de façon relativement constante puisqu’ils sont associés à des rôles essentiels impliqués dans la dégradation de la matière organique
Les actinobactéries
Les actinobactériessont des bactéries filamenteusesimportantes dans du sol. En effet, ce sont elles qui sont responsables de l’odeur terreuse caractéristique du sol. Lors du compostage, ces bactéries vont dégrader des molécules organiques complexes telles que la cellulose, la lignine et la chitine. Les actinobactéries se développent plus lentement que la plupart des autres bactéries et champignons. Néanmoins, elles sont capables d’être en compétition avec d’autres organismes pour les nutriments et peuvent inhiber la croissance microbienne par la production d’antibiotiques. Ces bactéries vont donc consommer la matière la plus difficile à dégrader, elles passent généralement après les bactéries et champignons qui elles dégradent les fractions facilement dégradables. Certaines espèces d’actinobactéries apparaissent quand même pendant la phase thermophile, mais deviennent très présentes pendant la phase de maturation, quand seuls les composés les plus résistants sont disponibles.
Élaboration et mise en place du dispositif expérimental
Le plan d’expériences est une étape très importante dans la mise en place d’une expérience. Il permet d’acquérir de nouvelles connaissances, de maitriser les paramètres d’entrée pour optimiser l’expérience en limitant les essais « ratés » et obtenir des résultats concluants. Ainsi, avant de réaliser l’expérience, nous avons eu quelques semaines de travail bibliographique. Nous avons lu de nombreux articles scientifiques sur le compost et sur des projets ressemblant à ce que l’on voulait faire. Le but de cette étape était de récolter le maximum d’informations afin de planifier du mieux possible l’expérience. Nous avons donc cherché des données nécessaires à la mise en place de l’expérience telles que le type de contaminant à appliquer, leur concentration, comment construire le composteur, etc. À la suite de cela, Vanessa a élaboré un plan d’expérience qu’elle a présenté à Frédéric Pitre afin de le faire valider. L’expérience consiste donc à créer des composteurs (bioréacteurs) dont le contenu sera traité par différents contaminants. Ces bioréacteurs seront régulièrement brassés grâce à un dispositif que nous avons construit. La température et le taux d’humidité sont des facteurs que nous suivrons, ainsi que le rapport carbone/azote. Nous prélèverons des échantillons à un intervalle qui nous permet de voir ce qui se passe durant les différentes phases pour les analyser par la suite.
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Table des matières
Introduction
I) Hypothèse
II) Les recherches de l’IRBV sur les processus de compostage
1) L’IRBV
2) Le compost et ses contaminants
3) Les différents microorganismes présents dans le compost
III) Matériel et méthode
1) Élaboration et mise en place du dispositif expérimental
2) La conception de l’expérience : le matériel
3) L’essai préliminaire
4) Méthodologie
IV) Résultats attendus et discussion
Conclusion
Références
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