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Exercice dirigé La panse des ruminants peut être assimilée à un réacteur microbiologique (chémostat) dans lequel se produisent les réactions microbiennes.

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1 Exercice dirigé La panse des ruminants peut être assimilée à un réacteur microbiologique (chémostat) dans lequel se produisent les réactions microbiennes suivantes: 6 CH 2 O + 2 H 2 O 2 CH 3 COOH + 2 CO H 2 (I) 4 H 2 + CO 2 CH H 2 O (II) Les parois gastriques de lanimal absorbent au fur et à mesure tout lacétate (CH 3 COOH ) produit; les gaz produits séchappent par le gosier et la biomasse microbienne produite est transférée vers le second estomac de la chèvre qui sen nourrit. Métabolismes microbiens (I) et (II)? (I) Métabolisme organotrophe: fermentation acétogénique (anaérobie) (II)Métabolisme chemolitotrophe: méthanogénèse (anaérobie)

2 Quelle est, à létat stationnaire, la production totale de biomasse microbienne dans la panse de Biquette (en gC/l.jour) ? Etat stationnaire: Culture continue dB 1 /dt = µ 1max. M (CH). B 1 - dil. B 1 CHo CH H2 B1 B2 Q V dil = Q/V CH 2/6 Acetate 4/6 H2 B1 2/6 CO2 1/6 CH4 B2 M (S) = S/(S+Ks) dCH/dt = - µ 1max /Y 1. M (CH). B 1 + dil. (CHo-CH) dB 2 /dt = µ 2max. M (H 2). B 2 - dil. B 2 dH 2 /dt = µ 1max /Y 1. M (CH). B 1 - µ 2max /Y 2. M (H 2 ). B 2 - dil. H 2 µ 1max. M (CH) = dil µ 2max. M (H 2 ) = dil dil /Y 1. B 1 = dil (CHo – CH) dil /Y 1. B 1 = dil /Y 2. B 2 - dil (H 2 )

3 µ 1max. M (CH) = dil µ 2max. M (H 2 ) = dil dil /Y 1. B 1 = dil (CHo – CH) dil /Y 1. B 1 = dil /Y 2. B 2 - dil (H 2 ) prod B 1 = µ 1max. M (CH). B 1 CH = K CH / ( (µ 1max / dil) -1) B 1 = Y 1. (CHo – CH) B 2 = (Y 2 / Y 1 ). B 1 = dil. B 1 = dil. Y 1. (CHo – CH) = dil.Y 1. (CHo–K CH / ((µ 1max /dil) -1)) prod B 2 = µ 2max. M (H 2 ). B 2 = dil. B 2 = dil. (Y 2 / Y 1 ). B 1 = (Y 2 / Y 1 ). prod B 1

4 prod B 1 = dil.Y 1. (CHo–K CH / ((µ 1max /dil) -1)) prod B 2 = (Y 2 / Y 1 ). prod B 1 dil = Q/V = 10 l/jour / 10 l = 1 jour -1 CHo = 720 gC/jour / 10 l = 72 gC/l = 1 j (72gC/l – 0.6gC/l / ( (4 j -1 /1 j -1 )-1) ) = 3.59 gC/l.j -1 = (1/ / 0.05) gC/l.j -1 = 0.12 gC/l.j -1 prod CH4 = prod B 2 / Y 2 = 0.12 gC/l.j -1 / 0.01 = 12 gCH 4 /l.j -1 pour 10 l de panse: 10 l. (12 gC-CH 4 /l.j gC-CO 2 /l.j -1 ) = 240 gC/ j -1 = 240 gC/ j -1 / (12gC/mol) l/mol = 448 l j -1


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