Expériences assistées par ordinateur utilisant un oxymètre Par Alice Marcotte en collaboration avec Gilles Sabourin et des élèves de Sciences de la nature du collège Ahuntsic

Quelques exemples d’expériences Demande biochimique en oxygène des eaux usées Productivité végétale Métabolisme d’homéothermes et d’hétérothermes Respiration des levures Respiration de bactéries Respiration de graines en germination

Mesure de la demande biochimique en oxygène (DBO) des eaux usées Question à explorer : Quel est l’impact de la matière organique dans les eaux usées? Exemples de projets traitement physico-chimique des eaux usées domestiques traitement par décantation et filtration biologique qualité d’eaux naturelles facteurs abiotiques d’un étang eutrophisation Comparaison de la validité des tests de demande biochimique et de demande biologique en oxygène (DBO et DCO) sur les eaux domestiques et industrielles Mathieu Beaudry, Virgile Dufresne, Isabelle Emond et Jonathan Godin. Étude de l’influence des conditions climatiques sur certains facteurs abiotiques d’un étang Émile Archambault, Isabelle Chénard-Fortier et Laurence Marcoux Analyse comparative des eaux d’une usine de traitement des eaux usées domestiques et d’une usine de filtration d’eau potable Steve Bourgault, Charles Cusson, Geneviève Des Roches et Sarah-Ann Quesnel  Étude ponctuelle de l’efficacité du traitement physico-chimique d’une usine d’épuration des eaux usées Pascal Côté, Yann Dazé et Karine Wilhelmy Étude de l’épuration des eaux usées en usine par décantation et filtration biologique Patricia Audet, Marie-Eve Gougeon, Marie-Eve Perron et Marie-Eve Sauvé Qualité de l’eau potable en fonction de son contenu organique Marie-Claude Boisjoly, Yannick Méthot et Martin St-Pierre Étude comparative de la qualité d’eaux naturelles de la région de Montréal Prunelle Bergeron, Josée Brodeur, Guy-Anne Brunet et Hugo Camato Étude comparative des traitements biologique et physico-chimique des eaux usées Vincent Duchesne, Julie Fortier, Caroline Lamoureux et Gabriel Andre Leiva-Torres

Marcotte et Sabourin, Collège Ahuntsic Demande biochimique en oxygène (DBO5) d’eaux usées à différentes étapes du traitement Marcotte et Sabourin, Collège Ahuntsic

Comparaison des valeurs de DBO avec le volume de solides sédimentables Marcotte et Sabourin, Collège Ahuntsic

A. Marcotte et G. Sabourin, Collège Ahuntsic Comparaison des valeurs moyennes de DBO d’échantillons d'eaux usées sur quatre sessions A. Marcotte et G. Sabourin, Collège Ahuntsic

Productivité végétale Question à explorer : quelle est l’influence de la luminosité sur le taux d’oxygène dissous dans une solution d’algues? Effets de variations de luminosité et de température sur le rendement photosynthétique d’algues unicellulaires Michel Lancop et Patricia Calixte Effet de la concentration de dioxyde de carbone sur la productivité primaire Karim Benkirane, Rosanna De Falcis, Benoit Filiatrault et Garsendy-Emmanuel Guillaume Mesure de la production d’oxygène de cultures d’algues Vincent Blais, Nicolas Charron et John Duong Étude comparative de la photosynthèse chez Cabomba et Egeria Maxime Bastien, Marie-Claude Hevey et Phuong Dung Tran L’étude de la photosynthèse et de la respiration cellulaire de Limnophilia sessiliflora Carla Antoine , Sabine Augustin-Fils, Rose-Carmen Décembre et Dina Ramanampanoharana Influence de la salinité sur l’activité photosynthétique de l’algue Chlorella sp. Ameur Ait El Manceur, Marie-Ève Gauthier, Evelyne Quevillon et Ly Nguyen Effet du Gaz Carbonique sur les Algues Éric Bouchard, Yara Ikke et Ateia Kanao  Influence de la luminosité sur la productivité nette d’oxygène de la Chlorella Caroline Beaulieu, Nathalie Bergeron et Marie-Josée Lefebvre Les effets de différentes longueurs d’onde sur la photosynthèse des algues Andréane Lauzé, Sophie Morin, Marilyn Simoneau et Simina Stan L’influence du phosphate sur l’eutrophisation Tathiana Bertrand, Mariela Garcia-Blanes et Louise Hénault-Éthier L’influence de la salinité sur la production nette d'oxygène d’algues d’eau douce Gabriel Com, Caroline Marcil et Gerardo Serrano L’effet de la concentration de sel sur la productivité nette d’algues vertes Esther Joanis, Tony Kwan, Annick Michaud et Jean-Michel Tessier Effet des phosphates sur la reproduction et la productivité des algues Julien Dugré, Gabrielle Forget et Daniel Sanche Effet de la concentration du gaz carbonique sur la prolifération des algues Juan-Andrés Gonzalez, Annie Lapierre, Marie-Renée Lambert et Isabelle Quintal Les effets des produits nettoyants sur la productivité des algues Marc Despaties, Kassy Landry et Delphine Marchand Recherche d’alternatives à la culture de Chlorella Myra Blanchette, Maryse Forest-Tremblay et Audrey Simard Influence du pH sur la photosynthèse et la viabilité de l’algue Chlorella Elaine Debien, Annie Delisle, Marie-Lise Lamarre et Marie Claire Paquet

Bruneau, Dostaler et Ouellet, 1999 Schéma du montage Bruneau, Dostaler et Ouellet, 1999

Bruneau, Dostaler et Ouellet, 1999 Résultats bruts Avec le logiciel Portable Bruneau, Dostaler et Ouellet, 1999

Bruneau, Dostaler et Ouellet, 1999 Résultats bruts Avec le logiciel Portable Bruneau, Dostaler et Ouellet, 1999

Effet de la luminosité sur la productivité

Essai du 30 novembre 2000 : Résultats traités

Diverses variables dans l’étude de la reproduction et de la productivité des algues intensité lumineuse, longueurs d’onde concentration de dioxyde de carbone salinité, pH, température effet des phosphates Effets de variations de luminosité et de température sur le rendement photosynthétique d’algues unicellulaires Michel Lancop et Patricia Calixte Effet de la concentration de dioxyde de carbone sur la productivité primaire Karim Benkirane, Rosanna De Falcis, Benoit Filiatrault et Garsendy-Emmanuel Guillaume Mesure de la production d’oxygène de cultures d’algues Vincent Blais, Nicolas Charron et John Duong Étude comparative de la photosynthèse chez Cabomba et Egeria Maxime Bastien, Marie-Claude Hevey et Phuong Dung Tran L’étude de la photosynthèse et de la respiration cellulaire de Limnophilia sessiliflora Carla Antoine , Sabine Augustin-Fils, Rose-Carmen Décembre et Dina Ramanampanoharana Influence de la salinité sur l’activité photosynthétique de l’algue Chlorella sp. Ameur Ait El Manceur, Marie-Ève Gauthier, Evelyne Quevillon et Ly Nguyen Effet du Gaz Carbonique sur les Algues Éric Bouchard, Yara Ikke et Ateia Kanao  Influence de la luminosité sur la productivité nette d’oxygène de la Chlorella Caroline Beaulieu, Nathalie Bergeron et Marie-Josée Lefebvre Les effets de différentes longueurs d’onde sur la photosynthèse des algues Andréane Lauzé, Sophie Morin, Marilyn Simoneau et Simina Stan L’influence du phosphate sur l’eutrophisation Tathiana Bertrand, Mariela Garcia-Blanes et Louise Hénault-Éthier L’influence de la salinité sur la production nette d'oxygène d’algues d’eau douce Gabriel Com, Caroline Marcil et Gerardo Serrano L’effet de la concentration de sel sur la productivité nette d’algues vertes Esther Joanis, Tony Kwan, Annick Michaud et Jean-Michel Tessier Effet des phosphates sur la reproduction et la productivité des algues Julien Dugré, Gabrielle Forget et Daniel Sanche Effet de la concentration du gaz carbonique sur la prolifération des algues Juan-Andrés Gonzalez, Annie Lapierre, Marie-Renée Lambert et Isabelle Quintal Les effets des produits nettoyants sur la productivité des algues Marc Despaties, Kassy Landry et Delphine Marchand Recherche d’alternatives à la culture de Chlorella Myra Blanchette, Maryse Forest-Tremblay et Audrey Simard Influence du pH sur la photosynthèse et la viabilité de l’algue Chlorella Elaine Debien, Annie Delisle, Marie-Lise Lamarre et Marie Claire Paquet

Métabolisme d’homéothermes et d’hétérothermes À biomasse égale, une souris consomme-t-elle plus d’oxygène que des vers de terre? Différences métaboliques entre hétérothermes et homéothermes Isabelle Cantin, Anick Desmarchais, Marie-Eve Gaudet et Julie Sauriol

Cantin, Desmarchais, Gaudet et Sauriol, 2000 Consommation d’oxygène par une souris dans une étuve à 32°C (avec le logiciel Portable) Logiciel Portable (calcul de la pente avec copie des données dans Excel) Différences métaboliques entre hétérothermes et homéothermes Isabelle Cantin, Anick Desmarchais, Marie-Eve Gaudet et Julie Sauriol Cantin, Desmarchais, Gaudet et Sauriol, 2000

Compilation de résultats bruts Consommation moyenne (mmoles/l*h/g d’animal) Température (Celsius) Souris Vers 10 1,22 0,146 22 0,592 0,0183 30-32 0,397 0,109 35-36 0,807 mort Expliquer à partire des données de la diapo précédente… LES UNITÉS Cantin, Desmarchais, Gaudet et Sauriol, 2000

Cantin, Desmarchais, Gaudet et Sauriol, 2000 Résultats traités Moyenne de trois essais à chaque température Cantin, Desmarchais, Gaudet et Sauriol, 2000

Respiration d’une population d’insectes Interface Schéma du montage thermomètre Nous avons compté et pesé trois populations(environ 50 larves de ténébrions). Placées respectivement à 4°C, 22°C et 30°C pour mesurer leur consommation d’oxygène Influence de la température sur le développement des ténébrions Patricia Boucher, Jean-Chistophe Currie, Roxanne Guénette et Lesly Leroy oxymètre larves de ténébrions en chambre métabolique Boucher, Currie, Guénette et Leroy, 2001

Boucher, Currie, Guénette et Leroy, 2001 Mesure de la consommation d’oxygène par des insectes Calcul de la pente sur l’écran avec le logiciel ACQ Le logiciel ACQ, version en développement : mesure de pente prise directement sur l’écran graphique Taux de consommation d’oxygène très faible,trop faibles pour arriver à faire une distinction entre les trois populations. Il est normal que ces taux soient si faibles, car les insectes sont hétérothermes et leurs dépenses métaboliques sont faibles. Boucher, Currie, Guénette et Leroy, 2001

Étude de la respiration des levures Schéma du montage L’influence de la nature des sucres sur la vitesse de consommation d’oxygène des levures Étienne Hébert Chatelain et Louis Versailles La respiration des levures Annick Belley, Sugir Selliah et Sandra Turenne Recherche de la cause du dégagement apparent d’oxygène par la levure Clement Belanger, Jean Francoeur et Jean-Francois Jobin-Lepine Châtelain et Versailles, 2001

Châtelain et Versailles, 2001 Vitesse de consommation d’oxygène par des levures pour différents types de sucres Châtelain et Versailles, 2001

Consommation d’oxygène par des levures Belley, Selliah et Turenne, décembre 2001

Respiration de bactéries Question explorée: Existe-t-il une relation de proportionnalité entre la concentration de solutions de bactéries et leur vitesse de consommation d’oxygène? Respiration bactérienne Nadjib Benhamed, Jeong Mi Kim et Patricia Miranda Professeur responsable de l’équipe: Francis Gagnon

Schéma du montage Capteurs reliés à interface Orphy : A : Oxymètre     B Capteurs reliés à interface Orphy : A : Oxymètre B : Thermomètre Bouillon de culture bulleur   Barreau magnétique Ce schéma nous indique quel est le montage à faire pour prendre la consommation de l’oxygène pour les bactéries E. Coli pour la température de la pièce. Nous avons besoin d’un oxymètre et d’une sonde à thermomètre pour mesurer la consommation d’oxygène à la température de la pièce et d’un barreau magnétique pour homogénéiser le bouillon de culture. La présence d’un buller est nécessaire pour oxygéner le plus possible la culture de bactéries, sinon le taux d’oxygène chutera très rapidement et l’oxymètre ne pourra plus prendre de mesure. agitation magnétique

Résultats bruts Ce graphique représente la consommation d’oxygène par les bactéries E.coli pour les trois erlenmayer de dilution 1, ½ et 1/4 . Nous constatons que les pentes du graphique sont proportionnelles à la dilution et par conséquent, devraient être proportionnelles à la quantité de bactéries. Ici pour l’erlenmayer non dilué, c’est-à-dire dilution 1, la variation du taux d’oxygène en par seconde est de -0.0042 mg/l. Pour l’erlenmayer de dilution ½, la variation est de -0.0022 mg/l et pour le troisième elle est de –0.001 mg/l. Donc nous constatons ici que de l’erlen 1 à l’erlen 2 la consommation diminue de moitié ( de –0.0042 à –0.0022) et nous avions dilué de moitié. Donc dans l’erlen 2, suposement, il devrait y avoir la moitié du nombre de bactéries E.coli et la variation du taux d’oxygène vient appuyer cette suppositon. Mais il va falloir vérifier avec la méthode de comptage par dilution avant de pouvoir faire un affirmation. Ce graphique représente l’expérimentation de la semaine du 10 avril. D’autres expérimentation auraient pu être choisies.

Résultats Traités Ici, nous avons, au lieu d’une seule relation entre le nombre de bactéries E. coli et leur vietesse de consommation d’oxygène, 2 relations. Ceci vient du fait que nous n’avons pas réussit à mettre les 6 point des deux expérience en une seule pente car ils ne coordonnent pas du tout. Comme nous avons dit, le comptage par dilution a fossé les résultats et ainsi pour l’expérience du 10 mai par exemple la vitesse de consommation d’oxygène en mg/ l.s est de 0.0041 pour une population bactérienne évaluée à environ (7x1011) bactéries/cm3; or dans l’expérience du 17 avril à une vitesse de consommation de 0.0031 mg/l.s, la population est d’environ 2x1012)bactéries/cm3. Nous pouvons voir ici une différence énorme qui ne peut être proportionnelle entre la vitesse de consommation d’O2 et la concentration bactérienne. Mais pour les 3 différentes dillutions de la même expérience, la vitesse de consommation d’O2 et proportionnelle à la concentration bactérienne. Comme le montre le graphique, nous avons obtenues 2 pentes pour les 2 expérimentations, et ainsi 2 relations.

Exemple d’activité d’exploration

Merci de votre attention Merci de partager les résultats que vous obtenez avec votre oxymètre : alice.marcotte@collegeahuntsic.qc.ca Merci de votre attention