[PDF] Rapport de stage Le protocole de fractionnement des

RésuméMonstages'estinscritdanslecadreduprojetprimEAU.Ceprojets'articuleprincipalementautourdelathèse deGiuli aBachis quiapourobj ectiflamo délisationd'undéc anteurprimaireparlacréationd'unmodèleliantlesmodèlesADM(AnaerobicDigesterModel)etASM(ActivatedSludgeModel)déjàexistants.Pourcela,unp ilotedesdécanteurs primairesaé téconstrui tauseindelastationdetraitementEstdelavilledeQuébecparl'entrepriseJohnMeunier.Cepilotereçoitlemêmeeffluentquelesdécanteur sprimairesd elastation,e tpermetlamodélisationdeladécantation.Afindemodélis ercorrec tementladécantationprimaire,den ombreusesdonnéessontnécessairestellesquedesinfo rmationshydrauliques,lataille etlavites sedechutedesparticules,laDCO,lesMeSouencoredesdonnéesnécessairesauxmodèlesADMetASM.LemodèleADMplusparticulièrementnécessitedesdonnéessurlefractionnementdeslipides,descarbohydratesetdesAGV(AcidesGrasVolatiles).Monstages'estaxésurl'analysedufractionnementdecesdifférentesmolécules.Ilétaiteneffetnécessaire dedévelopperdesprotocolesadaptésaumatéri eldi sponibleetaulaboratoire.Certainsprotocolesavai entdéjàétérédigésmai snécessitaientdesaméliorationsoudesanalyses surdeséchantillonsréels,alors qued'autresprotocoles étaientencoreàl'essaietnécessitaientdenombreuxtests.Jemesuisdoncintéresséeaudéveloppementdeces3protocoles,etplusparticulièrementaufractionnementdescarbohydrates.Eneffet,ceprotocoleavaitdéjàétéréaliséparuneprécédentestagiaire,maislestestsn'avaientpasétéréaliséssurdeséchantillonsréels.J'aidoncfinidedévelopperceprotocole.Lefractionnementdeslipidesavaitaussiétédéjàdéveloppéparuneautrestagiaire,maisdufaitdelaréactionàl'oeuvre,lamanipulationprenaitplusde9h.J'aidoncfaitdesrecherchesettrouv édesfournisseur sproposantde ssystèmesautomatisésréduisantletempsde manipulation.L'appareiln'apasétécommandéavantlafindemonstage,jen'aidoncpaspudévelopperleprotocole.Enfin,pourlefractio nnementdesAGV, uneméth odeHachbaséesurl'estérificationad'abordétéessayée,maisleséchantillonssesituaienten-dessousdesseuilsdedétection.Uneméthodedetitrageàl'aided'acidesulfuriqueaalorsétéessayéeàl'aided'untitrateurautomatique.Lestestsontétéconcluantsmaisleprotocoledoitencoreêtredéveloppéetcertainsproblèmesinformatiquesdoiventaussiêtreréglés.

RemerciementsJetienstoutd'abordàremercierM.PeterVanrolleghem,monmaîtredestage,pourm'avoiracceptéeauseindesonéquipederechercheetm'avoirdonnélachancedevenirtravaillerauCanada,àl'UniversitéLaval.UngrandmerciàGiuliaBachis,doctorante,poursadisponibilité,sonécouteetsabonnehumeur.MerciaussiàLud iwineClouzot,po st-doctorante,etSylvieLeduc,p rofess ionnellederecherche,pourleuraideetleursoutien.MercibeaucoupàCyrilGarneau,professionnelderecherche,pouravoirprisletempsdem'expliquerlefonctionnementdutitrateur,avoirréponduàmesnombreusesquestionsetm'avoiraidéefaceauxproblèmesrencontrés.JeremercieMichelBisping,responsabledelaboratoire,pouravoirréponduàmesquestions.MerciaussiàImenBelHadj,étudianteàlamaîtrise,pourm'avoirfaitparticiperàsestravauxsurlesViCAs.MercibeaucoupàS ovannaTik,étudianteàlamaîtr ise ,pourm'avoiraidé edansmoninstallation,m'avoirfaitdécouvrirlavilledeQuébecetavoirréponduàmesnombreusesquestionssurlastationd'épuration.Etmerc iàElenaTorfs,Lis ha Guo,JanelcyAlf eres,GaëlleJaffres, Alix-AnneTurcottietSovannaTikencore,pouravoirdécouvertavecmoilaculturequébécoise.Merciaussiauxrelationsinternationalesdel'INSApourl'aidefinancièrequ'ilsm'ontaccordéetVincentSavignacpoursesconseilsavantmonarrivée.Enfin,jeremerciel'ensembledugroupemodelEAUpourleuraccueil.

PerrinePASQUIER-MEUNIERRapportdestage4èmeannéeGPE1IntroductionLetraitementdeseauxuséesreprésenteactuellementunenjeumajeurdanslesstratégiesàmettreenplacepourlasauvegardedel'environnement.Eneffet,l'Hommeutilised'énormesquantitésd'eaupoursesactivités,quellessoientdomestiquesouindustrielles.Leseauxuséesrécupèrenttouslesrejetsdenosactivités,ilestdoncprimordialdelesretraiteravantqu'ellesnesedispersentdansl'environnement.Lapremièreétapedeceretraitementestl'acheminementdeceseauxverslesstationsdetraitement.Danslavillede Québec,les eauxs ontvéhiculéespar3 022kilomètre sdeconduitesavantd'aboutirdansl'unedesdeuxstationsdetraitement.Cesstationstraitentquotidiennementprèsde400millionsdelitresd'eau,soitplusde4000litresàlasecondeetdequoiremplirleColiséetroisfoisparjour.Leseauxsubissentensuitedifférentstraitementsavantd'êtrerejetéesdanslefleuveSaint-Laurent.Cesétapescommencentparledégrillagequiinterceptelesmatièresgrossières.Puisgrâceaudessablage,déshuilageetdégraissage,touslesflottantsoulesparticulesdeladensitédusablesontenlevées.Ladécantationpermetensuited'extrairelamajeurepartiedesmatièressolides.Puisl'eautraversedesbiofiltresquiachèventderetirerlesmatièressolidesenplusdelapollutionorganiquedissoute.Enfin,dejuinàseptembre,ladésinfectionparultravioletspermetdedétruirelesbactériesprésentesdansl'eauafinderendreplussécuritairelapratiquedessportsaquatiquesdansleSaint-Laurent.L'eauestfinalementévacuéeparuneconduitesous-fluvialepermettantladiffusiondeseauxdanslefleuve.Cependant,toutescesopérationsontuncoût,etildevientdoncintéressantdepouvoirlesoptimiser.Pourcela,lamodélis ationestunoutil utilepermettantla compr éhensionetl'optimisationduprocédé.C'estdanscetteoptiqueq ues'inscritleprojet primEAU.L'ob jectifesteneffetlacompréhensiondeladécantationprimaireetlacréationd'unmodèleàpartirdesmodèlesASMetADMd éjàex istants.Cependant,lamiseenplacedu modè leimpliquelaconnaissancedenombreuxfacteurs,te lsquel 'hydraulique,lesbilansde matière,ladistributiondelavitessedechuteetdelatailledesparticules,ouencoreletauxdelipides,decarbohydrates,oud'acidesgrasvolatiles(AGV).Pourcela,unpilotedeladécantationprimaireaétéinstallédansl'unedestationsdetraitementdelavilledeQuébec,quireçoitlamêmeeauquelesdécanteursprimaires.C'estdanscecontextequemonstages'estinscrit,parledéveloppementdeprotocolespermettantl'analysedelaconcentrationenlipides,carbohydratesetAGVdansleseffluentsdupilotedeladécantationprimaire.

PerrinePASQUIER-MEUNIERRapportdestage4èmeannéeGPE2I.Lesac eursduproje primEAU1)L'UniversitéLavalL'UniversitéLavalestlapremièreuniversitéfrancophoneàavoirétécrééeenAmérique.MgrFrançoisdeMontmorency-Laval,lepremierévêquedelacolonie,afondéen1663àQuébeclepremierétablissementd'enseignementdelaNouvelle-France:leSéminairedeQuébec.200ansplus tard,en1852,ceté tablisseme ntcréel'UniversitéLaval, lasourcedeto utl'enseignementsupérieurdelanguefrançaiseauQuébec,auCanadaetenAmérique.Aujourd'hui,l'UniversitéLavalcompteplusde40000étudiantset11000employés.Lesfemmessontaussimajoritairesavec58,8%d'étudiantescontre41,2%étudiants.Enfin,plusde4000étudiantsd'origineétrangèreétudientàl'UniversitéLavalàchaquesession. 2)LegroupederecherchemodelEAULegroupederecherchemodelEAUaétécrééautourdelaChairederechercheduCanadaenModélisationdelaQualitédel'EaudécernéeàPeterVanrolleghem e nfévrier2006. modelEAUapourobjectifl'améliorationdelaqualitédeseauxdesbassinsversants,desrivièresurbaines,desréseauxd'égoutsetdesusinesdetraitementdeseauxusées.Pourcela,desmodèlessontdéveloppéspouroptimiserlessystèmes.Maisl'accentestégalementplacésurlesaspectsméthodologiquesdelacoll ectededonnée setl'évaluationdeleurqualité,l'instrumentation,lecontrôleetl'automatisation.3)LeprojetprimEAULeprojetprimEAUfaitpartiedesétudesencoursauseindemodelEAU.CeprojetestdirigéparleprofesseurPeterVanrolleghemetfaitpartieintégrantedudoctoratdel'étudianteGiuliaBac hisavecl'aidede sonco-directeurPaulLessard.Cepr ojetapourbu tledéveloppementd'unmodèlemathématiqueautour d'undécanteur primaireenliantle sdeuxmodèlesASM(ActivatedSludgeModel)etADM(AnaerobicDigesterModel).Pourcela,unpiloteaétéinstalléauseindelastationdeseauxuséesEstdelavilledeQuébecparl'entrepriseJohnMeunier.4)LastationdeseauxuséesdelavilledeQuébecLesdeuxSTEP(stationsd'épuration)delaVilledeQuébec(EstetOuest)ontétéconçuessuiteauxconsul tationspubl iquesconduitesàlafindesannées 80.Lesefflue ntssontretournésaufleuveSaint-Laurenttoutenrespectantlesnormesderejetspourpermettrebaignadeetsportsaquatiquesauseind ufle uve.Uneétapede désinfection estalors nécessaire.L'objectifdelimiterl esnuisancesdevoisinageamené àlaconc eptiondestationsentièrementcouvertesdisposantd'unsystèmedetraitementdel'air.Deplus,uneseulesalledecontrôlesituéeàlastationEstpilotel'ensembleduréseauetlesdeuxSTEP.LepiloteduprojetprimEAUestinstalléauseindelastationd'épurationEstdeQuébecetreçoitlemêmeaffluentquelesdécanteursprimairesdelastation.

PerrinePASQUIER-MEUNIERRapportdestage4èmeannéeGPE35)L'entrepriseJohnMeunierL'entrepriseJohnMeunierestlafilialeCanadiennedugroupeVeoliaWater.C'estellequiaprincipalementfinancéetconçul'installationdupilotededécantationprimairenécessaireauprojetprimEAU.Spécialistedutraitementdel'eaupotable,deseauxdeprocédés,deseauxuséesetdelagestiondeseauxd'orage,JohnMeunierdessertlesmunicipalitésetlesindustriesnord -américainesdepuis1948.AuCanadaet pluslarge mentsurlecontinentaméricain,JohnMeunierestl'undesplusimportantsmanufacturiersd'équipementsdédiésautraitementdeseauxindustriellesetmunicipales.

PerrinePASQUIER-MEUNIERRapportdestage4èmeannéeGPE4II.ObjectifsdustageLeprojetprimEAUs'inscritautourdelathèsedeGiuliaBachisquiapourbutlamodélisationd'undécanteurprimaireetsonoptimisationparl'ajoutdeproduitschimiques.Cemodèlevasebasers urlesmodèles ASMetADMdéj àexistants.Ce pendant,afindemodéliser ladécantationprimaire,ilestnécessairedeconnaîtredenombreusesdonnéessurl'entrée,lasortie,etlesbouesdudécanteur.Cesdifférentesdonnéessontdécritesdansleschémaci-dessous:Figure1:Donnéesnécessairespourl'étudedupiloteLacaractérisationdudécanteuretlesbilansdematièreontdéjàétéeffectués.L'étudedeladistributiondesvitessesdechuteetdelatailledesparticulesestactuellementréaliséeparImenBelHadj, étudianteàlamaî trise.Giuli aBachis,s'occupequantàelle de larespirométrieetdelaDBOUpourlefractionnementASM.PourlefractionnementADM,leprotocolepourladéterminationdesprotéinesestdéjàréalisé,ilrestedoncl'analysedescarbohydrates,deslipidesetdesAGV.Leprotocolededéterminationdeslipidesavaitdéjàétémisenplaceparuneprécédentestagiaire.Cependant,ceprotoco leétaittrèslongetprenaitunejournée entièredemanipulationpourunseuléchantil lon,jedevaisd onctrouv erunmoyend'o ptimiserceprocédé.L'étudedescarbohydratesavaitaussiétédéveloppéeparuneprécédentestagiaire,maislestestsn'avaientétéréalisésquesurdessolutionsdeglucose,etnonpassurdeséchantillonsréels.Jedevaisdoncvalidercetteméthodeavecdeséchantillonsréels.Enfin,aucunemétho den'avaitétédévelo ppéepourl'étudedes AGV,ilmefall aitalorstrouveruneméthoded'analysedesacidesgrasvolatiles.

PerrinePASQUIER-MEUNIERRapportdestage4èmeannéeGPE5III.Lesprotocolesdefractionnement1)FractionnementdescarbohydratesLescarbohydrates,ousucres,sontdescomposésorganiquesdeformulebruteCm(H2O)n.Leprotocoledéveloppépourle fractionnementdecessucrese stbasésurlaméth odecolorimétriquedeDuboisquipermetl'analysedessucressolublesetparticulairessituésdansunesuspension.Ilestégalementpossibled'analyserséparémentlessucressolublesdessucresparticulairesparcentrifugation.Lorsquecessucressontmisencontactavecduphénoletdel'acidesulfur iqueconcentré,unecouleurjaune-orangéapparaît.Cettecolorationeststableetfonctiondelaconcentrationencarbohydrates.a)ProtocoledefractionnementLaméthodedefractionnementconsisteàprélever1mLdel'échantillonàanalyserdansuntubeàDCOpropreetsec.Ensuite,1mLd'unesolutiondephénol5%m/vestintroduitdanscetube,quiestensuitemélangéauvortex.Puis5mLd'acidesulfuriqueconcentrésontajoutés.Lestubessontalorsmisàchaufferpendant3mindansunchauffe-tubesà105°C,puisplacésàl'obscuritédurant30min.Lorsquelestubesontbienrefroidiàl'obscurité,ilestpossibledelirel'absorbanceà487nm,cettevaleurcorrespondantaupicaperçulorsdubalayageàdifférenteslongueursd'ondesdumélangeréactionnel.Onpeutalorsendéduiredel'absorbancelaconcentrationencarbohydratesgrâceàunecourbed'étalonnageréaliséeàpartirdedifférentessolutionsdeglucosedeconcentrationsconnues.Ilestparfoisnécessairedediluerleséchantillonsàanalyser.Eneffet,lasortiedudécanteuretlesbouessonttrèsconcentréesencarbohydrates.Pourdiluer,onutiliselasortiedudécanteurfiltrée.Eneffet,iln'estpaspossibled'utiliserdel'eaudistilléecarcelachangeraitlamatricedessolutions.LasortieestalorsfiltréesurdesfiltresàMeS(FiltresWhatman934-AH125mm),puisl'entréeestdiluée2foisetlesboues250foisàl'aidedecettesolutionfiltrée.b)AnalyseseffectuéesCeprotocoleavaitétéréaliséparMarionMuselli,unestagiaireprécédente.Cependant,touslestestsavaientétéeffectuéssurdessolutionsdeglucoseetd'eaudistillée,etnonsurdeséchantillonsréels.Jedevaisdoncm'occuperdefinaliserceproto coleafin depouvoirl'utiliserpouranalyserlesdifférentséchantillonsprovenantdesdécanteursetdupilote.Lesanalyseseffectuéessontprésentéesci-dessous:• Ajoutsdosés:Laconc entrationencarbohydratesdeséchantillonsréelsnousétanti nconnue,ilétaitimportantd'avoirunmoyend'évaluerlaprécisionetlajustessedelaméthode.Pourcela,desajoutsdosésontétéeffectués.Cesajoutsconsistaientàintroduireunequantitéconnued'unesolutiondeglucosedansleséchantillonsréels.Enanalysantlaconcentrationsansajoutdoséetavecajout,ondoitretrouverlemêmeécartquelaquantitéajoutée.Unedifférencede10%estnéanmoinsacceptée.

PerrinePASQUIER-MEUNIERRapportdestage4èmeannéeGPE6• Analysedelacourbed'étalonnage:Afindedétermi nerlesc oncentrationsencarbohydratesà partirdel 'absorbance,ilestnécessaired'avoirunecourbed 'étalonnage.Ilfautdonc quecettecour besoitjusteetprécise,ouuneerreurentacheraittousnosrésultats.C'estpourquoilacourbed'étalonnagedoitêtrevérifiéerégulièrementàl'aided'unesolutiondeglucosedeconcentrationconnue.Sil'écartentrelaconcentrationobtenueetlaconcentrationréelleestsupérieurà10%,ilestnécessairederefairelacourbed'étalonnage.• Testdestabilitédeséchantillons:Ilétaitnécessairedesavoirpendantcombiendetempsl'absorbanceétaitstableetpouvaitêtrelue.Pourcela,l'absorbancedesmêmeséchantillonsd'entréeetdesortieavecetsansajoutdoséaétélueàdifférentstemps.• Testd'homogénéisation:Leséchantil lonsd'entréeetdebouesdedécante urétanttrèshétérogènes,lesconcentrationsobtenuesaprèscalculvariaientbeaucouppourunmêmeéchantillon.Destestsontdoncétéeffectuésavecunmixeuretunhomogénéisateuraprèsdifférentstempsdemélangeafind'essayerderendreleséchantillonsplushomogèneslorsdesprélèvements.2)Protocoledefractionnementdeslipidesa)ProtocoledefractionnementLeprotoco ledefractionnementdeslipi desestb asésuruneméthoded'extractionparsoxhlet.L'échantillonàanalyserestacidifiéàpH=2,puisilestfiltré.Lefiltreestensuiterécupéréetintroduitdansunecartoucheencellulose.Cettecartoucheestplacéeaufourà105°Cpendant25min.Unefoisquelacartouchearefroidi,elleestmisedanslesoxhletcommelemontreleschémaci-dessous.Légendeduschéma:1-Billesàébullition2-Ballonenpyrexde250mlremplide100mldesolvant3-Retourdedistillation4-Corpsenverre5-Cartouchedecellulose6-Hautdusiphon7-Sortiedusiphon8-Adaptateurd'expansion9-Condenseur10-Entréedel'eauderefroidissement11-Sortiedel'eauderefroidissementFigure2:Schémadel'extractionsoxhlet

PerrinePASQUIER-MEUNIERRapportdestage4èmeannéeGPE7Audessusdusoxhletestplacéunrefrigérant,eten-dessoussetrouveunballon.Ceballonaétépeséàvideaupréalable.Onplacealorsdel'hexanedansleballonquel'onchauffegrâceàunchauffe-ballon.L'hexanevas'évaporeretsecondenserdansleréfrigérant.Ilvaalorsretomberdanslesoxhlet, solubilisantai nsilesl ipidessetrouvantdanslac artouchedecellulose.Unefoisquel'hexaneatteindraleniveauduhautdusiphon,unevidangevaseproduire,c'est-à-direquetoutl' hexanevareto mberdans leballon,entrainantainsil eslipides.Celas'appelleuncycle.Uncycledure3min,etilestnécessaired'avoir20cyclesparheurependant5heures.Unefoisl'extractionterminée,onrécupéreleballonetonévaporelesolvantàl'aided'unévaporateurrotatif.Ilestalorspossibledepeserleballoncontenantleslipides.Ladifférencedemasseduballonavantetaprèsextractiondonneralamassedelipides,etàpartirduvolume d'éc hanti llonfiltré,il seraposs iblededéterminerla concentrationdelipidesdansl'échantillon.b)TravaileffectuéCeprotocoleavaitétéréaliséparAurorePoli,uneprécédentestagiaire.Jel'aidoncrefaitaveclesindicationsdonnées,etajoutéquelquesdétailsmanquants.Enrevanche,legrosproblèmedecetteanalyseestsalongueur.Eneffet,ilfautcompterunejournéeentièrepourréaliseruneseuleanalyse.Sil'onvoulaitanalyserl'entrée,lasortieetlesbouesdupilote,ilfaudraitcomp ter3jou rscompletsetlesan alysesneseraientpasr éalisée sentriplicata.Ilyauraitdoncdegrandsrisquesd'erreurs.Deplus,cettemanipulationdoitsefairesouslahotte,etprendbeaucoupdeplace.Ellemonopoliseraitdonclahottepouruneseuleextractionetempècheraitlaréalisationd'autresexpériencespuisqu'iln'yavaitpasd'autreshottesdisponibles.Ilétaitdoncnécessairedetrouverunemanièreplusefficaced'analyserletauxdelipidesdansleséchantillons,soitenoptimisantleprocédé,soitentrouvantuneautreméthodeoud'autresappareils.Montravails'estdoncportésurl'améliorationdeceprotocole.3)ProtocoledefractionnementdesacidesgrasvolatilesPourlefractionnementdesacidesgrasvolatiles,différentesméthodesontétéétudiées.Eneffet,audébutdemonstage,nousvoulionsanalyserlesAGVparchromatographiegazeuse.Cependant,commejen'étaislàque3mois,jen'auraispaseuletempsd'apprendreàutilisercetappareiletàréaliserunprotocolequen'importequiauraitpueffectuersansformationpréalable.Lechoixs'estdoncensuiteportésuruneméthodeHachbaséesurl'estérification.Pourcetteméthode,lesréactifssontplacésdansdesvialsenverreetlavaleurdelaconcentrationestluedirectementdanslespectrophotomè treportable, commemon trésurlaphotoci-dessous.Lesrésultatssontdonnéssurl'écrandel'appareiletsontexprimésenmg/Ld'acideacétique.

PerrinePASQUIER-MEUNIERRapportdestage4èmeannéeGPE8Figure3:atérield'analysepourlaméthodeHachLeprotocoledecetteméthodeestdécritci-dessous:• Filtreroucentrifuger25mLd'échantillon• Prélever0,5mLdusurnageantetajouter1,5mLd'éthylèneglycolet0,2mLd'acidesulfurique19,2N• Placeraubain-mariependant3min• Refroidirà25°C• Rajouter0,5mLdechlorhydrated'hydroxylamine,2mLd'hydroxydedesodium4,5N,10mLdesolutionsulfuriquedechlorureferriqueet10mLd'eaudéionisée• Laisserréagir3min• LireauspectrophotomètreDifférentsessaisontétémenésmaisilsn'ontpasétéconcluantscommeonpeutlevoirdansletableauci-dessous:Tableau1:RésultatsdestestsdelaméthodeHachpourl'analysedesAGVTestConcentration(mg/L)destriplicataEntréepilote(13juillet)822Remplid'eauEntréepilote(14juillet)2Remplid'eau3Entréedécanteur(29juillet)Bouchondéfectueux2128Entréedécanteur(1eraout)2392Eneffet,nousavonsd'abordrencontréunproblèmeaveclematériel.Ilnousfallaitplacerleséchantillonsaubain-marie.Or,nousn'avionspasdebain-marieadaptépourcetypedevials.Iladoncétédécidéd'utiliserunbécherremplid'eauetplacésuruneplaquechauffante.Pourles2premiersessais,lebécherchoisiétaittropgrand,lestubessesontalorsrenversésdanslebécheretsesontremplisd'eau.Pourlestestssuivants,unesolutionaététrouvéeenattachantlestubesentreeuxavecunélastiqueetenlesplaçantdansunbécherplusétroit.Cettetechniqueafonctionnépourles2testssuivants.Lorsdu3èmetest,undestubess'estremplid'eaumaiscettefoisàcaused'unbouchondéfectueux.Cependant,commeonpeutlevoir,lesvaleursdesconcentrationssonttrèsdifférentesentrelestriplicatas.Eneffet,lesconcentrationsdeséchantillonssesituaienten-dessousduseuildedétectiondecetteméthode.Cettetechniqueadoncétéabandonnée.Unetroisième méthodeaalorsétéessayée.Cette techniquere posesurletitragepHmétriquedesionsprésentspardel'acidesulfuriqueà0,05N.Elleprésentel'avantaged'avoirdesseuilsde détectionbeau coupplusfaibles,et depermettr eenmêmetempsl'analysedestauxd'ammoniac ,dephosphateetde bicarb onate.Dep lus,unap pareil

PerrinePASQUIER-MEUNIERRapportdestage4èmeannéeGPE9permettantletitrageautomatiquede10échantillonsenmêmetempsétaitdéjàprésentaulaboratoire.Ilestprésentésurlaphotosuivante:Figure4:TitrateurautomatiqueprésentaulaboratoireCetappareil estcomposéd'unsil opouvant contenir10récipientsoù sontplacésles échantillons.Lesiloestl'appareilaucentredelaphoto.Ilestreliéàgaucheàunordinateurquirecevralesdonnéesunefoisletitrageterminé,etàdroiteautitrateurproprementditquipeutcontenirsoitunacidesoitunebaseselonletitragequel'onsouhaiteeffectuer.C'estdanscetitrateurquel'onprogrammeletitrageendonnantlesparamètresdetitrationetd'arrêt,levolumedel'échantillonetlesdonnéesàenvoyeràl'ordinateur.Enfin,au-dessusdusilosetrouveunbrasautomatisécontenantunagitateuretoùl'onplacelasondepHetlasondereliéeàl'acideoulabasepourl'ajoutlorsdutitrage.Commecetappareiln 'avaitpasété utilisédepuisplusie ursannées,ilétaitd'ab ordnécessairedefairedesessaisavecdessolutionsconnuesafindevoirs'ilfonctionnaitbien.J'aidoncréalisédessolutionsd'acétatedesodiumdansdel'eaupotablequej'aititréavecdel'acidesulfuriqueà0,05N.Aveccettesolution,noussavionsàpeuprèsautourdequellesvaleurslespicsdeséquivalencesdevaientsesituer.Lebutétaitdoncdevérifiersinousobtenionsbienlesrésultatsattendus.4)AnalyseglobaledesentréesetsortiesdupiloteAfind'avoirunaperçuglobaldesréactionsàl'oeuvrelorsdeladécantationprimairedanslepilote,ilaétédécidéderéaliseruneanalyseglobaledesentréesetsortiesdupilote,enmêmetemps.Eneffet,jusqu'àprésent,chacunprenaitseséchantillonsséparémentpourledéveloppementdesesprotocoles.Comm ebeaucoupdeproto colesétaientàpr ésentterminés,nousavonsdoncprélevél'entrée,lasortieetlesbouesdupiloteetnousavonsmesurélaDCO,lesMeS,ainsiquelestauxdecarbohydratesetdelipidesafindevoirenquoicertainsaspectspouvaientinfluencerlesautres.

PerrinePASQUIER-MEUNIERRapportdestage4èmeannéeGPE10IV.Résultatsetanalyse1)Fractionnementdescarbohydrates• Ajoutsdosés:Lestableauxsuivantprésententlesrésultatsdestestsavecajoutsdosés:Tableau2:RésultatsdestestsavecajoutdoséConcentration(mg/L)EntréedécanteurEntréedécanteuravecajoutdoséde40mg/L46,185,444,985,951,4130,9SortiedécanteurSortiedécanteuravecajoutdoséde20mg/L17,738,519,442,018,141,5SortiedécanteurfiltréeSortiedécanteurfiltréeavecajoutdoséde20mg/L6,324,12,323,52,524,4Tableau3:RésultatdestestsavecajoutdosépourlesbouesConcentration(g/L)BouesdedécanteurBouesavecajoutdoséde5g/L3,27,93,05,62,46,7D'aprèslesrésultatsobtenus,ilesttoutd'abordpossibledeconstaterqueleséchantillonssonttrèshétérogènes.Eneffet,tousleséchantillonsontétéanalysésentriplicata.Or,lesvaleursvarientbeaucoupentrelesdifférentstriplicatas.Ensuite,àpartunrésultatpourl'entréedudécanteur,onretrouvebienlesvaleursattenduespourlesajoutsdosés.Celaprouvequelaméthodeestcorrecteetdonnebienlesrésultatsattendus.Onconstatelesmêmesrésultatspourl'analysedesbouesdedécanteur.Lestriplicatassonttrèsdifférentslesunsdesautresavecousansajoutsdosés.Cependant,pourresterdanslabonnegammed'absorbance,leséchantillonsdoiventê tredilués.Les bouesnotammen tdoiventêtrediluées250fois.Celaentraineunegrandeerreursurlamesure.Eneffet,pourdiluer250fois,onprélève4mLquel'ondiluedans1Ldesortiefiltrée.Ilestcependanttrèsdifficiled'avoirunéchantillonreprésentatifdansseulement4mL.Etdemême,lorsdesajoutsdosésdansl'échantil londilué,l'erreur estensuitemultipliéepar250lorsducalc uldelaconcentration.Enfin,onremarquequ elasortie filtréeprésenteunecon centrationen

PerrinePASQUIER-MEUNIERRapportdestage4èmeannéeGPE11carbohydratestrèsfaible,cequipro uvequelaso rtiepeutbienêtreutil iséepou rlesdilutions.Afindevérifierlavaliditédelacourbed'étalonnageréaliséeparunestagiaireprécédente,unesolutiondeglucosedec oncentration connueaété analysée.Les résultatssontprésentésci-dessous:Tableau4:Testavecunesolutiondeglucosedeconcentrationconnuede50mg/LConcentration(mg/L)d'unesolutiondeglucosede50mg/L58,152,462,3Ilestp ossibled econstaterquelesconcentrati onsobtenuesnecorrespondentpasàla valeurattendue.Cette différencepeutavoir différenteso rigines.D'abord,lacourbed'étalonnagen'apasétéréaliséeparlamêmepersonnequecellequiaensuiteréalisécestests.Celapeutentrainerdesdifférencesdemanipulation.Ensuite,laméthodeutiliseunesolutiondephénolà5%m/v.Cettesolutiondoitêtregardéeaufraisetàl'obscurité.Ellepeutêtreutiliséependant6mois.Ilestpossiblequecettesolutionaitévoluéaucoursdes6mois,c'estpourquoid'autrescourbesd'étalonnagesontétéréalisées.• Analysedelacourbed'étalonnage:Lesdifférentescourbesd'étalonnagesontprésentéesci-dessous:Figure5:Courbed'étalonnageréaliséeparuneprécédentestagiaire

23/08/2011

31/08/2011

PerrinePASQUIER-MEUNIERRapportdestage4èmeannéeGPE13Ilestpossibledeconstaterquelescourbesd'étalonnagesvarientbeaucoupentreelles.Commetroisd'entre ellesontétéré aliséesparlamêmeper sonne,ladifféren ceentremanipulateurnepeutpasexpliquercettevariation.Enrevanche,lessolutionsdeglucosesontassezinstab les,cequi pourraitexpliquerlesdiff érencese ntrelescour bes.C'estpourquoiunemoyennedesd ifférentesco urbesd'étalonnagesaétécal culée.Iles tcependantnécessairedevérifierrégulièrementlajustessedecettecourbed'étalonnageavecunesolutiondeglucosedeconcentrationconnue.Sil'écartestsupérieurà10%,ilfautrefaireunecourbed'étalonnage.• Testdestabilitédeséchantillons:Lestestsdestabilitédeséchantillonssontprésentésci-dessous:Figure9:Testdestabilitésurl'entréedudécanteurFigure10:Testdestabilitésurlasortiedudécanteur

Entréedudécanteur

Sorbedudécanteur

PerrinePASQUIER-MEUNIERRapportdestage4èmeannéeGPE14Onconstatequeleséchantillonssonttrèsstablesetpeuventmêmeêtremesurésaprès24hsansquelavaleursoitmodifiée.L'absorbanceévoluequelquepeuentre30minet1heuremaiscelan'apasunegrandeincidencesurlavaleurfinale.Leséchantillonspeuventdoncêtrelusàn'importequelmomentaprèsleurmiseàl'obscuritéetleurrefroidissement.• Testd'homogénéisation:Destestsontd'abordétéeffectuésenmixantleséchantillonsavecunblenderpendant10min.Lesrésultatssontprésentésci-dessous:Figure11:Testdemixagesurl'entréedupiloteFigure12:Testdemixagesurl'entréedudécanteurIlestpossibledeconstaterd'aprèscesgraphiquesquelemixagedénatureleséchantillons.Eneffet, lemélange provoqueuneaugmenta tiondelatemp ératurede seaux usées,changeantainsilesconcentrations.Lemixageaublenderadoncétéabandonné.L'homogénéisateuraensuiteétéutilisé.Cetappareilm ete nmouvementlesparticul es,rendantainsil'échantillonplushomogène.Lesrésultatssontprésentésci-après:

Entréedupilote

Entréedudécanteur

PerrinePASQUIER-MEUNIERRapportdestage4èmeannéeGPE15Figure13:Testd'homogénéisationsurl'entréedudécanteurOnconstated'aprèslesrésultatsquel'homogénéisateurn'apasd'effetsurl'homogénéitédeséchantillons.Eneffet,pourl'entréedudécanteur,l'échantillonestaussihomogènesansagitationqu'après10mind'homogénéisation.Cetappareiln'ayantpasd'effetprobant,etsonutilisation prenantassezdetemps,l'homo généisationaétéaband onnée.Les échantillonssontsimplementbienmélangésavantetentrechaqueprélèvement.Cependant,l'hétérogénéitéentrelestriplicataspeutaussiêtreexpliquéeparlamanièredemanipuler.Eneffet,l'acidesulfuriqueétaitajoutéparunepipettede5mLetunepoireàpipeter.Cettemanipulationprenaitbeaucoupdetemps.Or,selonlaméthodedeDubois1,ilfautajouter l'acidesulfurique rapidement.Ilseraitdo ncintéressantd'utiliserunedispensetted'acidesulfuriqueafindevoirsil'ajoutrapided'acidepourraitréduirelesécartsentrelestriplicatas.2)ProtocoledefractionnementdeslipidesAfind'améliorerleprotocoledefractionnementdeslipides,desrecherchesontétémenéespourtrouverd' autrestechniquesoud' autresappare ilspermettantl'optimisati onduprocédé.Mesrecherchesse sontd'abor dconcentréessurdesdemandesde devispo url'achatd'unbancdechauffe-ballons.Eneffet,ilétaitnécessaired'analyserl'entrée,lasortieetlesbouesdupilote,etcelaaumoinsenduplicata,entrainantlebesoinderéaliser6analyses.Or,seulementdeuxchauffe-ballonsétaientdisponiblesdanslelaboratoireainsique5soxhletet5réfrigérants,dumatérielsupplémentaireétaitdoncnécessaire.Lebancdechauffe-ballonsà6placesprésentaitl'avantaged'effectuer6analysesenmêmetemps,ce1ColorimetricMethodforDeterminationofSugarsandRelatedSubstances.DuboisM.,K.A.Gilles,J.K.Hamilton,P.A.RebersandF.Smith.DivisionofBiochemistry,UniversityofMinnesota,St.Paul,Minn(1957).

Testd'homogénéisabon

PerrinePASQUIER-MEUNIERRapportdestage4èmeannéeGPE16quenousrecherchions.Deplus,ilpouvaitrentrersouslahotte,cequin'auraitpasétépossibleavec6chauffe-ballonsséparés.Cependant,aucoursdemesrecherches,j'aitrouvéd'autressystèmespouruneextractionsoxhlet.Ilexisteeneffe tdes systèmesentièrement automatisés permettantlefractionnementdeslipidesautomatiquement ainsiquel' ajoutd'hexaneaucoursde l'analyse,sonévaporationàlafinetlaréutilisationdusolvant.Lechoixs'estdoncportésurcesystèmeetj'aifaitd'autresrecherchesafindecomparerlesdifférentsfournisseursdecesappareils.Lerésultatdecesrecherchesestprésentéci-après:Tableau5:Tableaudesdifférentsfournisseursd'unsystèmeautomatiquesoxhletFournisseurGerhardt(LabSynergy)BüchiFisherFossSoxtec2043FisherFossSoxtec2055FisherFossSoxtec2050Prix($CA-)2264923234169612198426339-ombredeplaces66666ClosedsolventadditionNonOuiOuiFullyautomatedNonNonOuiLessystèmesFisher2055et2050permettaientl'ajoutautomatiquedesolvantalorsquepourle2043,unedispensetteétaitnécessaire.Cependant,cessystèmesrestentbeaucoupplusrapides,sursetéconomiquesensolvantquel'analysemanuelleparsoxhlet.Alafindemonstage,l'appareiln'avaitpasencoreétécommandé,jen'aidoncpaspuallerplusloindanslamiseenplacedeceprotocole.Lorsquel'appareilseralivré,ilfaudraencoremettreenplaceleprotocoled'utilisationdecetappareil.3)ProtocoledefractionnementdesacidesgrasvolatilesLorsdutitragedelasolutiond'acétatedesodiumparl'acidesulfuriqueà0,05N,lacourbesuivanteaétéobtenue:

PerrinePASQUIER-MEUNIERRapportdestage4èmeannéeGPE17Figure14:Courbedutitragedelasolutiond'acétatedesodiumCettecourbedecapacité tamponreprésenteladérivéeduvolume d'acid eajoutéenfonctiondupH.Nousavonspuobserverquelespicscorrespondantauxéquivalencesétaientbienobtenuspo urlepHattendu.Cettetec hniquesembled oncbien foncti onner.Cependant,letitrateurprésentaitunproblèmeinformatique.Eneffet,lorsdenombreuxtests,lesdonnéesn'ontpasétéenvoyéesàl'ordinateuretontétéperdues.Denombreuxessaisontétéeffectuéspourcomprendred'oùprovenaitleproblème,maislasolutionn'apasététrouvéeàcejour.L'ordinateurdoitêtrechangéetlelogicielréinstallé.Uneautrestagiairevaparlasuitereprendrecetteétudeetmettreenplaceleprotocoled'analysedeséchantillonsdudécanteurprimairegrâceautitrateur.4)AnalyseglobaledesentréesetsortiesdupiloteL'analysesimultanéedesdifférentsélémentsenentrée,sortieetbouesdupiloteadonnélesrésultatssuivants:Tableau6:Résultatsdestestssurl'entréeetlasortiedupiloteeS(mg/L)Lipides(mg/L)DCO(mg/L)Carbohydrates(mg/L)Entrée22426,8378,5102Ajoutdoséde40mg/L:207Sortie10721721,8Ajoutdoséde20mg/L:60,5Tableau7:RésultatsdestestsurlesbouesdupiloteeS(g/L)DCO(g/L)Carbohydrates(g/L)Boues8,412,653,2Ajoutdoséde5g/L:11,9

PerrinePASQUIER-MEUNIERRapportdestage4èmeannéeGPE18Cesrésultatssonttousdesmoyennesdestriplicatasanalyséssaufpourleslipides.IlestpossibledevoirquelepassageparlepilotepermetbienunabaissementdesMeS,delaDCOetdes carbohydrates alorsquecesmêmesétudessurles bouesmontrent desconcentrationstrèsélevées.Ilestpossi bledecons taterquelesajouts doséssur lescarbohydratesontdonnédesvaleursplusélevéesqu'attendu.Uneerreurapeutêtreeulieulorsdelamanipulation.Enfinletauxdelipidesn'aétéanalyséqu'enentréeparmanquedetemps.Ilfaudraitanalyserlasortieetlesboues,maisaussil'entréedesdécanteursafindepouvoirentirerderéellesconclusions.

PerrinePASQUIER-MEUNIERRapportdestage4èmeannéeGPE19ConclusionÀl'heuredelaprotectiondel'environnement,letraitementdeseauxuséesreprésenteunenjeumajeurpourlescollectivités.Celapasseparuntraitementefficacedeceseauxuséesavantleurrejetdansl'environnement,maisaussiparl'optimisationdecesprocédés,aussibiendupointdevueénergétiquequ'aupointdevuedel'ajoutdeproduitchimiques.LeprojetprimEAUs'inscritdanscetteoptique.Eneffet,unefoisquetouslesprotocolesd'analyseserontprêtsàêtreutilisés,unegrandecampagned'échantillonnagepourraêtremenéeautourdupiloteinstalléàlaSTEPEstdeQuébec.Cesdonnéespermettrontlamiseenplacee tlestestsdumodè le.Au coursde cettecampagned'échan tillonnage, denombreuxparamètresseronttesté stelsqueledébitenen tréeoul'ajoutdedi fférentsproduitchimiques.Leprotocoled'analysedescarbohydratesestterminéetprêtàêtreutilisé.L'analysedeslipidesestaussiprêtepourlesystèmeclassique.Lesdemandesdedevispourunsystèmeautomatiquesontterminées.Ilrestemaintenantàcommanderl'appareiletàmettreenplaceunprotocoled'analysepourcesystèmeparticulier.EncequiconcernelesAGV,letitrateurdoitêtretestépourtrouverleproblèmeinformatique.Ilfaudraensuitepasseràl'analysesurdeséchantillonsréels.Cestagem'apermisdem'intégreràungroupederechercheetàvoirdel'intérieurlefonctionnementd'uneétudedupointdevuedelarecherche.J'aiessentiellementtravailléaulabor atoire,cequim'aapportéuneplu sgrande connaissanced estechni quesdemanipulation,maisaussiuneplusgr anderigueur. Maisj'aiaussie ffectuédeno mbreuxprélèvementsàlastationd'épurationetsurlepilote.J'aiainsipucomprendreetobserverlefonctionnementdutraitementdeseauxuséesdel'inté rieur.J'aidufaire faceàdes problèmesettrouverdessolutions.Enfinj'aiétédurant3moisunmembreàpartentièredel'équipederechercheprimEAU.J'aiparticipéauxdifférentesréunionsentrelesmembresdel'équipe,etentrelesdifférenteséquipes.J'aipuexposermesrésultatsetendiscuteraveclesautreschercheurs.J'aicependantmisdutempsàêtreopérationnelleetj'aieutendanceàmedisperserentrelestroisprojetsquim'avaientétéattribué.Desobjectifsplusclairsetplusprécisdèsledébutdemonstagem'auraientpeutêtrepermisd'allerplusloindansletravailquim'avaitétéattribué.Enfincestageaététrèsenrichissantdupointdevuedelaconnaissancedumondedelarecherche,maisaussidudomainedutraitementdeseauxusées.

PerrinePASQUIER-MEUNIERRapportdestage4èmeannéeGPE21BibliographieLittérature:ColorimetricMethodforDeterminationofSugarsandRelatedSubstances.M.Dubois,K.A.Gilles,J.K.Hamilton,P.A.Rebers,etFredSmith.DivisionofBiochemistry,UniversityofMinnesota,St.Paul,Minn(1957).ColorimetricQuantificationofCarbohydrates.ContributedbyEricFournierUniversityofAlberta,Canada(2001)ProceduresManualDR/890ColorimeterHachCompanyMethod8196Therapidcol orimetricDeterminatio nofOrganicAcidsandtheirSaltsin Sewage-sludgeLiquorH.A.C.Montgomery,J.F.Dymock,etN.S.ThomWaterPollutionResearchLaboratory,ElderWay,Stevenage,Herts(1962).Guided'utilisateurdutitrateurTitrino794C.GarneauUniversitéLavalGuided'utilisationdutitrateurTitrino794(Metrohm)C.GarneauetM.PujadasUniversitéLavalOptimisationd'undécanteurprimaire.Miseenplaced'unprotocolepourmesurerlateneurenhydratesdecarbonedansleseauxuséesetdanslabiomasseépuratrice.RapportdestageM.MuselliUniversitéLaval,I.U.TdeMarseilleDéterminationdessucrestotauxdansleseauxusées,danslabiomasseensuspensionoutouteautresuspensionliquideM.MuselliUniversitéLavalDéterminationdessolidesensuspensiontotauxetvolatils(méthodegravimétrique)M.PujadasetB.WipliezUniversitéLaval

II Déterminationdessucrestotauxdansleseauxusées,danslabiomasseensuspensionoutouteautresuspensionliquide. Dated'émission:Émispar:Codification:COT-ULAVALPage1de11

III1. IntroductionLescarbohyd ratessontdescomposésorganiquesq uiontpour formulebrute Cm(H2O)n.Ilss ontdonc composésuni quementdecarbo ne,d'hydrogèneetd'oxygène.Lescarbohydratessontdi visésenqu atregroupeschimiques:lesmonosacharides,lesdissaccharides,lesoligosaccharidesetlespolysaccharides.Ilexisteplusieursméthodespourmesurerlaconcentrationencarbohydratesdansleseauxuséesoulabiomasse.LeprotocolequisuitestbasésurlaméthodedeDuboispourlamesuredescarbohydrates.2. Domained'applicationCetteméthodes 'appliqueàladéterminati ondessucrestotauxsolublesou particulairesretrouvésdansunesuspensionliquidecommeleseauxusées.Ilestégalementpossibledesép arerlaformeparticulairedel aformeso lubleparcentrifugationpourpouvoirlesmesurerdistinctement.3. PrincipeetthéorieQuandlescarboh ydrates(sucr es,polysaccharides...)sontenpré sencedephénoletd'acidesulfuriqueconcentré,unecolorationorangéeapparait.Eneffet,l'acidesulfuriquehyd rolyselespolys accharidesetl ephénoldéshydratelesmonosaccharides,cequiprovoqueunecolorationorangée.Lacolorations'intensifiequandlaconcentrationencarbohydratesdel'échantillonestplusforte.Cemélangeréactionnelabsorbedanslevisibleàunelongueurd'ondede487nm.Ils'agitd'uneméthodecolorimétriqueparspectrométrieUV-Vis.4. Fiabilité4.1)InterférencesL'ammonium(NH4+),lesnitrites(NO2-)etlesnitrates(NO3-)àdesconcentrationsélevées(supérieurà500mg/L)formentrespectivementdescomplexesvertfoncé,rougeetbrunproduisantainsiuneinterférencepositivesurlerésultatdel'analyse.Lemélange(phénol,acidesulfurique,solutionétalonouéchantillon)nedoitêtreenaucuncasmisencontactavecdupapier.Lacelluloseprovoquedesinterférencessurlamesuredel'absorbance.4.2)LimitededétectionLalimitededétectionestde5mg/Ldeglucosed'aprèsl'expérience.4.3)LimitedequantificationLalimitedequantificationestde100mg/Ldeglucosecarau-delàl'absorbanceestsupérieureà1,cequifausselalinéaritédeladroited'étalonnage.Cependant,ilestpossibled'analyserdessolu tionsplusconcentréesenle sdiluantavantd elesanalyser.

IV4.4)FidélitéAucunedonnéestatistiquen'estdisponible4.5)RéplicabilitéAucunedonnéestatistiquen'estdisponible4.6)ReproductibilitéAucunedonnéestatistiquen'estdisponible4.7)JustesseAucunedonnéestatistiquen'estdisponible5. PrélèvementetconservationPréleverunéchantillonreprésentatifdansuncontenantenplasti queouenverre.Conserverl'échantillonàenviron4C°etanalyserdansles48heuressuivantleprélèvement.6. Appareillage6.1)MatérielØ Pipetteautomatique(20-200et200-1000μL)Ø Béchersde20,50et100mLØ TubesàDCOvides(Hach)Ø Pipettede5mL(tiroir41-b)Ø Poireàpipetter(tiroir126-a)Ø FiltresWhatman934-AH(125mm)Ø Büchner,erlenmeyer,jointconique,pompeØ 2pipettesde10mLØ 1bécherde100mLPourlesboues:Ø Fiolejaugéede1LØ 1pipettede5mLavecsapoireàpipeterPourlacourbed'étalonnage:Ø Fiolesjaugéesde100mL

V6.2)ÉquipementØ SpectrophotomètreUV/VisØ AgitateurtypeVortexØ Balanceanalytique+/-0,0001gØ Chauffe-Tubeà150°CØ HomogénéisateurØ Centrifugeuse(pourséparerlescarbohydratessolublesetparticulairessibesoin)Ø Étuve7. RéactifsetétalonsØ EaudéminéraliséeØ Solutionmère(20g/Ldeglucose)Dissoudre5gdeglucoseanhydre(numéro955)dansunefiolejaugéede250mLavecdel'eaudéminéralisée.Cettesolutiondoitresteraufraisentrechaqueutilisation.Elleestutilisablependantunesemaine.Unepartiepeutêtrecongeléepourdesutilisationsfutures.Lacongélatio npermetderalentirladég radation descarbohydratesdanslasolutionmaispasdelastopper.Pourpouvoirlaconserverplusieursmoisaucongélateuril fautqu'elleso itconte nuedansuncontenantétanche,parexempledansdestubesenplastiques.Lacongélationrisquederendrelasolutionnonhomogène.Ilfautdoncpenseràbienl'homogénéiser,ensecouantlasolution,avantchaqueutilisation.Ø Solutionphénol5%(m/v)Dissoudre125gdephénoldans2,5Ld'eaudéminéraliséepourenavoirunegrossequantité.Lasolutionpeutseconserver6moisà4C°etàl'obscurité.L'idéalseraitdelacontenirdansunebouteilleambrée.Ø AcidesulfuriqueconcentrédetypeACS(numéro1835)8. ProtocoleanalytiqueØ Conditionsd'opérationsLessolutionsétalons,l'acidesulfurique,lasolutiondephénoletleséchantillonsàanalyserdoiventêtreàtempératureambiante.Ilesttrèsimportantdevérifieravantchaquemanipulationquelestubesnesontpasrayésoufêlés.Eneffet,lestubessontsoumisàdenombreusescontraintes(chauffe-tubesà150°C,é tuve ,réactionentrel'aci desulfuriquee tlephénol...)etiles tpossiblequ'ilscassent.Ilfautdoncvérifieràchaquefoisquelestubesnesontpas

VIfragilisés.Sil'undestubesprésenteuneanomalie,aprèsavoirvérifiéqu'ilétaitbienpropre,ilfautlejeterdanslespoubellesdestinéesauverre.Ø EtapesdemanipulationAvantdecommencerlesmanipulations,ilfautallumerlechauffetubesafinqu'ilsoità150C°lorsdel'étapedechauffage.Deplus,lesmanipulationsduphénoletdel'acidesulfuriquedoiventsefairesouslahotte.Pourallumerlechauffe-ballon,ilfautappuyersurleboutonONsituéàl'arrièredel'appareil.Puisilfautplacerl esdeuxboutons commein diquéssu rlaphotoci-dessous:Préparationdestubes- NettoyerlestubesàDCOavecdel'eauetdusavon- Lesrinceravecdel'eaudistillée- Biensecouerlestubespourfairepartirunmaximumd'eau- Mettrelestubesàl'étuve(situéesurlecomptoirauniveaudutiroir70-a)pourlesfairesécheroulessécheràl'aircomprimé(silefourestutilisé).Pourlessécheràl'aircomprimer,prendreuntuyausituédanslaporte124etleconnecteràunearrivéed'aircomprimécommemontrésurlaphotoci-dessous:

VIIPréparationdeséchantillonspourlacourbeétalon- Lagamme d'étalonnagese faitavecdessolutionsentre0et 100mg/L deconcentrationenglucose.Lesconc entrationsc hoisiessontprésentéesdans letableauci-dessousainsiquelevolumedesolutionmèreàpréleveraveclespipettesautomatiques.Levolumeprélevédoitensuiteêtreplacédansunefiolejaugéede100mL.Compléterlevolumedesfiolesjaugéesjusqu'autraitdejaugeavecdel'eaudistillée.Concentration(mg/L)Volumedesolutionmèreàprélever(μL)10502010030150402005025060300703508040090450100500- Danschaquetube,mettre1mLdessolutionsdelagammeétalon.- Insérer1mLd'eaudistilléedansuntube.Cetubeseraleblancréactif.Lerested esétapesàeffec tuerestdécri tdanslapartie"Fractionnementdeséchantillons»Préparationdeséchantillonsd'eauusée- Pourl'analysedeseauxusées,aucunedilutionn'estnécessairepourlessortiesdudécanteuretdupilote.Enrevanche,ilestnécessairedediluerlesentréesetlesboues.L'entréedoitêtreengénéraldiluéepar2alorsquelesbouesdoiventêtrediluéesentre200et250fois.Ladilutionnepeutsefaireàl'eaudistilléecarcelachangeraitlamatrice.Ilfautdoncdilueraveclasortiedudécanteuroudupilote.Cependant,ilestnécessaired efiltr erlasortieafindene pasmo difierlaconcentrationdeséchantillonslorsdeladilution.- Nettoyerl'erlenmeyeràl'eausavonneusepuisàl'eaudistillée.Ensuitelelaissersécheroulesécheràl'aircomprimécommedécritprécédemment.

VIII- Monterlematérielpourlafiltrationcommemontréci-dessous:- PrendreunfiltreetledéposerdansleBüchner.- Verserlasortie.Enmoyenne,2filtrespermettentdefiltrer3Ldesortie.- Récupérerlasortiefiltréeetlaplacerdansdesbouteillesenplastique.- Prélever50mLdel'effluentd'entréeàl'aided'unepipettede10mLetleplacerdanslebécherde100mL.Commeilestnécessairedepipeter5foisl'entrée,ilfautmélangerentrechaquepipetageafindes'assurerunebonnehomogénéisationdel'échantillon.Pourmélanger,onpeutsoitsecouerlabouteilleenplastiquefermée,soitutiliserlepetitcouteausituédansletiroir122-a.Attentionànepasremuerentournantlecouteau,maisplutôtenl'agitantduhautverslebaspours'assurerquelesparticulesnerestentpasaufond.- Préleverensuite50mLdelasortiefiltréeetleplacerdanslebécher.- Préleverensuite1mLdel'entréediluéeetleplacerdansuntube.Mélangerentrechaqueprélèvement.Engénéral,leséchantillonssontanalysésentriplicata.- Insérer1mLd'eaudistilléedansuntube.Cetubeseraleblancréactif.Lerested esétapesàeffec tuerestdécri tdanslapartie"Fractionnementdeséchantillons»Préparationdeséchantillonsdeboues- Pourl'analysedesboues,ilestnécessairedediluerlesboues200ou250fois.Pourdiluer250fois,prélever4mLdebouesàl'aided'unepipettede5mLetleplacerdanslafiolejaugéede1L.Compléterensuitejusqu'autraitdejaugeaveclasortiefiltrée.(Ladescriptiond elafiltrati ondelasortieestdécritedanslapar tie"Préparationdeséchantillonsd'eauusée»)- Prélever1mLdesbouesdiluéesetleplacerdansuntube.Mélangerentrechaqueprélèvement.Engénéral,leséchantillonssontanalysésentriplicata.

IX- Insérer1mLd'eaudistilléedansuntube.Cetubeseraleblancréactif.Lerested esétapesàeffec tuerestdécri tdanslapartie"Fractionnementdeséchantillons»Fractionnementdeséchantillons:Lesétapessuivantesdoiventêtreeffectuéessouslahotte.- Ajouter1mLdelasolutiondephénol5%àl'aidedelapipetteautomatiquedanschacundestubes.- Fermerlestubes.- Agiterauvortex.- Siunajoutdoséesteffectuésurlestubes(voirlapartiesurlesajoutsdosés),l'ajoutdelasolutiondeglucosedoitêtreeffectuéjusteavantl'ajoutdel'acidesulfuriquepourévitertouteréactionentrelasolutiondeglucoseetl'eauusée.- Ajouter5mLd'acidesulfuriqueconcentréàl'aided'unepipettede5mL(attentioncetteétapepeutêtre dangereuse,il fautmanipulerl'acidesulfuriqu eavecprécautionettenirlestubesparlehautpouréviterdesebrulercarilseproduituneréac tionexothermique).Ilseraitpréférabled'utiliserunedispensettepourcetteopération.Eneffet,ilestdifficiledenepasfairetomberquelquesgoutteslorsduprélèvementdel'acideàl'aidedelapipette,cequiestdangereux.Deplus,leprélèvementdel'acidedanschaquetubeprenduncertaintemp scequi peutentrainerdegrossesdifférencesentrelesdifférentstriplicatas.- Fairechaufferlestubesfermés3minutes(mesuréesavecunchronomètre)danslechauffetubeà150C°.- Mettrelestubes30minutesàl'obscurité.Pourcela,lesplacersimplementdansuntiroir.- Effectuerlesmesuresd'abso rbance(lestubes doiventêtreàtem pératureambiantelorsdelalecture.Iln'estpasnécessairedemesurerl'absorbancedesuiteaprèsles30minutesàl'obscurité.L'absorbancerestestableplusieursheuressilestubessontlaissésàl'obscurité)

XLectureauspectrophotomètreLespectrophotomètreestsituéauniveaudutiroir48-a.- Allumerlespectrophotomètre.Leboutond'allumageestsituéderrièrel'appareil,àgauche.Lespectrophotomètrenécessiteunpetitmomentpoursemettreenroute.Unfoisquel'écran suivants'aff iche,cliquersur"Longueurd'ondeunique»(l'écranesttactile).- Cliquerensuitesur"Options»,puissurλ.Rentrerlavaleurdelalongueurd'onde,soit487nm,puiscliquersurOK.L'écransuivantdoitalorsapparaître:- Insérerletubedeblanc dansl'ap pareil.S'assu reravantq ueletubesoitb ienpropre,etlenettoyeravecunessuie-toutKimwipesibesoin.(Ilyenatoujoursuneboîteàcôtéduspectrophotomètre).- Unefoislamesuredublanceffectuée,lebouton"Mesurer»vaapparaître.Ilsuffitalorsd'insérertouslestubeslesunsaprèslesautresetdecliquersur"Mesurer»ens'assuranttoujoursquelestubessontbienpropresetenlesagitantenlesreversantpourbienhomogénéiser.

XIØ Ajouts dosés Ilpeutêtreintéressantd'analyserégalementleséchantillonsàl'aideajoutsdosés.Eneffet,leséchantillonsanalysésprésententdesconcentrationsinconnuesetilestdoncdifficile dedéterminersilaconcentration ensucre sobtenuesetlaconcentrationréelles.Unesolutionpeutêtrederéaliserdesajoutsdosés.Cettetechniqueconsisteàajouterun equantitéconnuedegluco se etd'analyserleséchantillonsavecetsanscetajout.Si ladifférenc eentre les2conce ntrationsobtenuescorrespondbienàl'ajouteffectué,alorslaméthodeestfiable.Unécartde10%peutêtreaccepté.Pourréaliseru najoutdosé,ilfautréalise runeso lutiondeglu coseà1g/Lparexemple.Unetrèspetitequantitédecettesolutionserautilisée(afindenepasmodifierlevolumeàl'intérieurdestubes),c'estpourquoiiln'estpasnécessairederéaliserungrandvolumedecettesolution.-Prélever0,1gdeglucose.-Leplacerdansunbécherde100mLpréalablementpesé.-Compléteravecdel'eaudistilléejusqu'àcequelepoidsajoutésoitde100gsurlabalance.-Ajouterensuiteunbarr eauaimantéetplacersur unagitateur magnétique.Eneffet,leglucose restesouv entaufonddubéchereti lfautuncertain tempsd'agitationavantquelasolutionsoitbienmélangée.-Lorsdufractionnementdeséchantillons,introduire20μLdecettesolutiondanschacundestubesàan alyseravecajo utdosé.Attention àaj outerlasolutiondeglucosejusteavantd'introduirel'acidesulfuriquepourquelasolutiondeglucosenepuissepasêtredégradéeparl'eauusée.Lorsquel'onajoute20μL decettesolutio ndansuntube, laconcentr ationestaugmentéede20mg/Lpourlasortie,puisqu'ellen'estpasdiluée.Enrevanche,lorsdel'ajoutdelamêmequantité,laconcentrationenentréeaugmentede40mg/Lpuisqu'elleestdiluéepar2,etlaconcentrationdesbouesetaugmentéede5g/Llorsqu'ellessontdiluéespar250.Commeleséchantillo nssontanalys ésentriplicata,pourchaqueanalysec ommel'entréeparexemple,ilyadonc3tubespourl'entréeet3tubespourl'entréeavecajoutdosé. Ø ÉtalonnageVoilàladernièreéquationdelacourbed'étalonnageréalisée:!=!",! !+!,!"Ilestnécessairedevérifierrégulièrementlacourbeétalon.Eneffet,lasolutiondephénolpeutévoluerdurantles6moisdesonutilisation.Pourcela,ilfautpréparerunesolution deconcentrationconnuede glucose dansdel'eaudistillée(parexemple50mg/L)etl'anal yser.Si l'écartentrelavaleu rattendu eetlavaleurobtenuenedépassepas10%,onpeutcontinueràutiliserlacourbe.Enrevanche,sil'écartesttropimportant,ilfautrefairelacourbeétalon.

XII10. RangementPourlenettoyagedestubesetdubécherayantcontenulephénol,unbidonderécupérationspécialdevraêtrefaite nnotantdessus "déchetsphénoletacid esulfurique».Cebidonseraplacésouslahottepoursonutilisation.LorsquelebidonseraremplidemanderauresponsabledulaboratoiredeprévenirlaSSP(ServicedeSécuritéetPréventiondel'UniversitéLaval)pourvenirrécupérerlesbidons.Lebécherayantcontenuseulementdel'acidesulfuriquedevraêtrenettoyédanslebidon"acidesusésinorganiques».Lesgantsetpapiersutiliséspourlenettoyageduplandetravailnedevrontenaucuncasêtreje tésdansles poubellesco mmunes.Ilfautlesmettredansdes sacsplastiquesZiplocenlesfermantcorrectement.Enattendantquelessacsplastiquessoientremplis,ilfautlesstockersouslahotte.Onpeutensuitelesjeterdanslespoubelleslorsqu'ilssontremplis.Lessacsdoiventêtrebienferméspouréviterd'unepartdelais seréchap perlesodeursdeph énoletd'autrepartpourévi tertoutcontactavecdel'acidesulfurique.LesemboutsdespipettesencontactaveclephénoldevrontaussiêtremisdansunsacZiploc.Lorsquecedernierserarempliprévenirleresponsabledulaboratoireafindeconvenird'unendroitoùlesjeter.Lesautresemboutsdepipettequin'ontpasétéencontactaveclephénolserontplacésdanslespoubellespourleverre,demêmequelapipetteayantserviàpipeterl'acide.11. RemarquesLematérielaétéchoisienfonctiondecequiétaitdisponibleaulaboratoiremaisaussiparrapportàl'utilisationdeproduitsdangereuxtelsquel'acidesulfuriqueconcentré.Lesmanipulationsdoiventsefaireenportantuneblouse(ousarrau),desgantsetdeslunettesdesécurité.Afindepouvoireffectuerbeaucoupd'analyses,ilseraitbonderécupérerdestubesàDCO(Hach).Ilfautenprévoir50pourpouvoirfairedesduplicataslorsdesanalyses.Beaucoupdetubesontdéjàétérécupérésmaisilfautfaireattentionàcequ'ilsnesoientpasabimés.Il estdonc préférabled'enrécup érerr égulière mentpourremplacerceuxquiontdéjàé téutilisésplus ieursfois.Avantdefaire unemanipulation,ilfautaussivérifierquelestubesnesontpasfendusetneprésententaucundéfaut.Eneffet,lorsdel'étapedechauffage,ilspourraientsecasser.

XIII11. RéférencesDanielsL.,HansonR.andPhillipsJ.A.,1994.Chemicalanalysis,dansMethodsforgeneralandmolecularbacteriology,P.Gerhardt,R.G.E.Murray,W.A.WoodetN.R.Krieg,AmericanSocietyforMicrobiology,Washington,D.C.,p.512-554.HerbertD.,PhippsP.J.andStrangeR.E.,1971.Chemicalanalysisofmicrobialcells,dansMethodsinmicrobiology,J.R.NorrisetD.W.RibbonsEdt,AcademicPress,LondonetNewYork,p.209-344.Dubois,M.,Gilles,K.A.,Hamilton,J.K.,Rebers,P.A.etSmith,F.(1956).Colorimetricmethodfordeterminationofsugarsandrelatedsubstances.AnalChem,28,p350-356

XIV Déterminationdelaconcentrationenlipidesdansleseauxusées(méthodesoxhlet) RÉALISATION RÉVISION APPROBATION NOM POLI Aurore PASQUIER-MEUNIER Perrine FONCTION Stagiaire Stagiaire DATE 21-02-2011 21-07-2011 SIGNATURE GESTION DES MODIFICATIONS RÉVISION DATE DESCRIPTION DE LA MODIFICATION 01 20-04-2011 Édition du SOP

XV1. IntroductionLeseauxuséessonttoutesdeseauxchargéesdedifférentscomposésprovenantdesrejetsdelapopu lationh umaine,desactivitéscommerci alesetindustrielles.Cecicontribue àpolluerlesmilieuxdanslesquelsceseauxsontdéversées.C'estpourquoi,dansunsouciderespectdecesdifférentsmilieux,destraitementssontréaliséssurceseffluentsparleréseaud'assainissementurbain.Denombreusesparticulessontprésentesdansleseauxtellesquedesprotéines,deslipides,descarbohydrates,etc.Unprojetestactuellementmenépourpouvoiraméliorerladécantationprimaire,quiestuneétapedel'assainissement,enliantlesmodèlesASM(ActivatedSludgeModel)etADM(AnaerobicDigestionModel).Pourcela,ilestnécessaired'analysertoutcequisetrouvedansleseaux.C'estpourquoi,unprotocolesurl'extractiondeslipidesaétémisenplace.2. Domained'applicationLadéterminationdeslipidessefaitparextractionsolide-liquide.Cetteméthodeestuneméthodestandardapproprié epourleseauxusées.Ellepeutêtre utiliséepourd' autredomainecommel'agroalimentaire.Oùtrouve-t-ondeslipides?Leslipides "visibles"sontlesgrais sesanimales(saindoux,graissed'oi e,beurre.. .)etvégétales(huilesvégétales, margarine,ouautresgraiss esvégétalestellesquele beurred'arachide...).Leslipides"cachés"sesitue ntdansdeno mbreuxaliments:viande, charcuterie,poisson,fromage,lait,fritures...Ilestaussipossiblederetrouverdeslipidesdansleseauxderivièreparlaprésenced'alguesparexemple.Onpeutaussitrouverdeslipides"visibles"et"cachés"dansleseauxusées.CeprotocoleaétémisenplacepourleseauxuséesavecdeséchantillonsréelsprélevésàlaSTEPEstdelavilledeQuébec.D'aprèslesrésultatsobtenus,ilaétépossibledeconstaterqu'ilyadeslipidesdanslestroispremièrespartiesdelastation.Eneffet,ledégrilleur,ledessableurdéshuileuretledécanteurprimairecontiennentdesconcentrationsenlipidesdifférentes.Enentréedudéshuileurlaconcentrationestd'environ84mg/Letensortiedoncenentréedudécanteurprimaireontrouveenmoyenne50mg/L.Leslipidessontencoretraitésdansledécanteurprimairegrâceàdesracleurs.Ensortiedudécanteuronconstatequ'iln'yaplusdelipides.Danslesboues,onobserveenmoyenneuneconcentrationenlipidesde150mg/Lcequipeuts'expliquerparuneaccumulationdesboues.

XVI3. PrincipeCommeonpeutlevoirdansleschémaetlalégende,unensemblesoxhletestconstituéd'unballonmonocol,d'uncondenseuretd'unextracteur.Cedernierprésenteunsystèmedetubespermettantlavidangeducorpsenverre.Al'intérieurdelacartouchedecellulose,onyinsèrelesolidedontonveutextraireleslipides.Légendeduschéma:1-Billesàébullition2-Ballonenpyrexde250mlremplide100mldesolvant3-Retourdedistillation4-Corpsenverre5-Cartouchedecellulose6-Hautdusiphon7-Sortiedusiphon8-Adaptateurd'expansion(inutileicicartoutelaverrerieesten24/40)9-Condenseur10-Entréedel'eauderefroidissement11-Sortiedel'eauderefroidissementLeproduitdontonsouhaiteextrairelesmatièresgrassesestplacédanslacartouchedecellulose,puisdansleréservoir soxhlet.Dansl eballon,onintro duitquelquesbillesàébullition,afind'empêcherlesolvantdemonterdanslecorpsdusoxhlet.Ilestnécessairedepeserleballonaveclesbillespouravoirlamasseinitiale.Ensuite,leballonestremplide100mld'hexane.Al'aided'unchauffeballon,lesolvantestportéàébullition.Lebutdecette

XVIIméthodeestd'atteindrelatempératured'ébullitiondusolvantc'est-à-direcelledel'hexanequiestde68°Cafinquelesvapeursmontentdansletubederetourdedistillation(numéro3surlesch émaci-dessus)etsecondensent. L'hex aneretombe alorsdansleréservoircontenantlacartouchedecelluloseetsolubiliselasubstanceàextraire.Leréservoirseremplit,etdèsqueleniveaudusolvantestàlahauteurduhautdusiphon,(numéro6surleschémaci-dessus)leréservoirsevidangeautomatiquement(c'estuncycle).Lesolvantetleslipidessontentrainésdansleballon.Pourréaliseruneextractioncorrecte,ilfautréglerlechauffe-ballondemanièreào btenir20 cyclesparheurependant5heures .Àl afindel'extraction,l'hexaneestévaporéàl'aided'unévaporateurrotatif.Onpèsealorsleballonetladifférenceaveclamasseinitialedonnelamassedelipides.4. PrélèvementetconservationLeprélèvementdeséchantillonsdoitsefairedansdesbouteillesenverre.Cesbouteillesdoiventêtreaupréalablelavéesàl'eausavonneuseetrincéesàl'eaupuisrincéesaveclesolvant(icil'hexane)oudel'acétone,afind'éliminertousrésidusquipourraientinterféreraveclamesure.Pouréviterl'utilisationdel'hexane,ilestaussipossiblederecouvrirlesbouteillesd'aluminiumetdeleslaisserdansunfourà200ou250°Cpendantaumoins1heure.Leséchantillonsdoiventêtreconservésdanslachambrefroideàunetempératurede4°C.Ilsdoiventêtrerenouvelésleplussouventpossible,chaquesemainesipossible.Sil'analysen'estpasfaitedans les2hsuivantl eprélèv ement,ilest nécessaired 'acidifierl'échantillonàfiltreràpH=2,àl'aided'acidesulfurique(environ5mlpour1Ld'échantillon).5. atérielLaverreriesetrouvesurl'égouttoirauniveaudelaporte106oudumatérielcommunaudessusdelaporte7-a.Préparationdel'échantillon:-PapierpH(tiroir86b)-1petitbécherpourl'acidesulfurique-1pipettepasteur(porte64-b)Préparationdelafiltration:Lematérielnécessaireàlafiltrationsetrouvedéjàsurlapaillasse,auniveaudelaporte122-a.-1éprouvette(oucylindre)graduéede250mL-1fiolejaugéede100mL(pourlasuspensiondefiltre)-Erlenmeyer-Pompeàvide-Büchner-Jointconique-PapierfiltreWhatman40(porte120-a)-Disquesdepapierdesoiedediamètre12.5cm(papierdesoieporte125)

XVIIIPréparationdelacartouche:-1petitbécherpouraideràverserlecontenudelacartoucheCartouchesdecellulosescatalo guen°28 0030030mndediamètreinterne*10 0mndelongueuret32mndediamètreexterne*100mndelongueur(tiroir127a)-Fourà105°Cauniveaudestiroirs69-aet68-a(desgantssetrouventsurlapaillassepoursortirlacartouchelorsqu'elleestchaude)

XXI-Ballon(surl'évaporateur)-Aspiration(Tuyauenaluminiumàdroitedel'évier)6. RéactifsIlestnécessaired'utiliserdel'acidesulfuriquepouracidifierl'échantillon(Numéro1835).Lesolvantutilisépourl'extractionestl'hexane,detypeACS.(Numéro801)Cettemanipulationnécessitederincerlematérielavecdel'acétone.Généralement,unepissetted'acétoneestsituéesouslahotteutilisée.Pourlaremplir,ilfaututiliserleflacond'acétonenuméro15.Pourlafiltrationsousvide,ilestconseillédefiltrertoutd'abordunesuspensiondefiltrequiestdudiatomecousearthquivaaiderlafiltrationdel'échantillonenaugmentantlacapacitédufiltre,ilfautdoncpréparerunesuspensionà10g/Ldediatomecousearth.(Numéro605)7. ProtocolePréparationdumatériel:Unjouravantilfautnettoyertoutelaverreriec'est-à-dire:1fiolejaugéede100mL(pourlasolutiondesuspensiondefiltre),deuxpetitsbéchersde50ml(unpouraideràversertoutcequirestedansleBüchneraprèsfiltration,etunautrepourl'acidesulfurique),leBüchner,les2éprouvettes(unede100mLetunede250mL),leréfrigérant,lecorpssoxhlet,leballonetl'évaporateur(rincerlesextrémitésavecdel'eaudistilléepuisavecl'acétone).Pourêtresurquelaverreriesoittrèspropreaprèsl'avoirlavéeavecdusavonetrincéeàl'eaudistillée,ilfautlarinceravecdel'acétone.Unefoisquelaverrerieaétélavée,ilestpréférablederecouvrirlesemboutsdesdifférentsélémentsavecunkimwipe. Eneffet, celapermettraaureste desvapeurs d'acétonedes'évaporertoutenempêchantlesimpuretésderentrerdanslaverrerie.

XXII Préparationdel'échantillon:Sicelan' apasencore étéfait,aci difierl' échantillonàfiltreràp H=2,àl'aid ed'acidesulfurique(àpeuprès5mlpourenviron1Ld'échantillon).Dansl'échantillond'eauxusées,ilyadeslipidesliésauxparticulesetdeslipidesnonliées.Enacidifiantlesliaisons,deslipidesliésvontsecasseretilneresteraquedeslipidesnonliés.VérifierlepHavecdupapierpH.Préparationdelafiltrationsousvide:Préparer100mLdelasolutiondesuspensiondefiltre"diatomaceaousheart»de10g/L.Pourcela,prélever1gàl'aided'unespatulepréalablementlavéeavecdusavonetrincéeàl'eaudistilléepuisà l'acétoneetdépo ser cettemassedanslafiolej augéed e100mL.Compléterjusqu'autraitdejaugeavecdel'eaudistillée.Découperundisquedepapierdesoiede12,5cmdediamètre,puislenettoyeravecdel'acétonepourêtresurqu'iln'yaitaucuncorpsgras.PoserledisquedepapierdesoiedansleBüchner.Poserau-dessusunpapierfiltreWhatman40.Humidifierlepapierfiltreetledisquedepapierdesoieavecdel'eaudistillée.AllumerlapompeàvidepourquelepapieretlefiltresoientbienétalésdansleBüchner.Filtrerlasolutionde suspen sionpuisfiltrerl'échan tillonacid ifiéàl 'aidedel'éprouvette graduéepourconnaitrelevolumefiltré.Pourl'eauuséeenentréeetensortiedudécanteurprimaire,1Lsuffitlorsdelafiltrationtandisquepourlesboues,50mLsuffitcarlefiltresature.Fairelevidejusqu'àcequetoutl'échantillonsoitpassé.

XXIIIPréparationdelacartouche:Avecunepince,roulerlepapierdesoieetlefiltrepuisinsérerletoutdanslacartouchedecellulose.Lescartouchesn'ontpasbesoind'êtrenettoyéesavantdelesutiliser.Al'intérieurduBüchner,aprèsavoirenlevélefiltreetlepapierdesoie,ilresteraunpeudesuspensiondefiltresousformesolide(depoudre),ilfautversertoutcequirestedansunpetitbécherettransvaserlecontenudubécherdanslacartouchedecellulose.DécouperdesmorceauxdepapierfiltreWathman40imbibésd'hexanepournettoyerleBüchnerpourrécupérer tousleslipide squiauraientpus'accroch ersurl esparois(enmoyenneunseulfiltrecoupéen5morceauxsuffit).Insérercesmorceauxdepapieràl'intérieurdelacartouche.Mettrelacartouchedanslefourà105°Cpendant25minutespuislasortiretlalaisserrefroidir10minutesdansundessiccateur.Rincerunboutdel ainedeve rre(justeas sezpourr ecouvrirlefi ltreàl'in térieurdelacartouche)avecdel'hexanepuislelaisserséchersouslahotte.Lalainedeverresertàretenirlefiltredanslacartouche.Intégrercettelainedeverredanslacartouche,au-dessusdufiltre,ettasserletout.Insérerlacartouchedanslecorpsdusoxhlet. ontage:Unefoisquelacartoucheestinséréedanslecorpsdusoxhlet,onpeutl'emboiteraveclebasduréfrigérantetl'attacheravecunepinceaccrochéeaustatif.Ensuiteaprèsavoirpréparéleballoncommeonvalevoirdanslapartie"préparationdel'extraction»onpeutlejoindreenbasducorpsdusoxhletpuislerattacheràl'aided'unepinceausupport.Desserrerensuitelespincesdusupportpourfaireglisserlemontagejusqu'àcequeleballonsoitdanslechauffe-ballon.Connecterlestuyauxd'alimentationd'eauderefroidissement.L'entréedel'eauderefroidissementseplaceenbasduréfrigérantalorsquelasortiesetrouveenhaut.

XXIVPréparationdel'extraction:Insérerdansleballondesbillesàébullition(ilfautinsérerquelquesgrainssoitl'équivalentd'unecuillèreàthé),leplusimportantestdenepasoublierdepeserleballonaveclesbilles).Peserleballonaveclabalancedeprécision(Mo).Poursefairetenirsurlabalance,utiliserunsupportencaoutchoucouunrouleauderubanadhésif.Ajouter100mld'hexanedansleballon.Monterleballonetlesoxhlet.Ouvrirlerobinetd'eauderefroidissement.Allumerlechauffe-ballonà104°C,c'est-à-direplacerleboutonduchauffeballonsurlerepère5.Laissertournerpendant5h,ondoitobserver20cyclesparheure.Malgréleréfrigérant,ilestpossiblequ'unepartiedel'hexanes'évaporedurantl'extraction.Ilpeutalorsarriverquelesoxhletnesevidangeplussileniveaud'hexanedevienttropbas.Danscecas,ilsuffitderajouterdel'hexaneparlehautduréfrigérant.Penseràremplirlacuved'eaudel'évaporateurrotatifetlamettreàchaufferà98°C.Ilfautuncertaintempspourquel'eausoitàlabonnetempérature.Aprèsles5heures,récupérerleballon.Pourcela,éteindrelechauffe-ballontoutenlaissantl'eauderefroidissementalluméepourêtresurquel'hexanenes'évaporepas.Releverlerefroidissement,puislesoxhletetrécupérerle ballon.Lerecou vriravec dupapierd'aluminiumetlelaisserrefroidirsouslahottependant5minutes. Évaporation:Brancherlestuyauxd'alimentationd'eauetd'airpourlapompecommeindiquéci-dessous: 1:Tuyaureliéàlapompe2:Tuyaud'arrivéed'eau3:Tuyaudesortied'eauVérifierquel'emboutenhautduréfrigérantestbienfermépourquelevidepuissesefaire.Placerl'aspirationàlasortiedelapompecommeonpeutlevoirsurlaphoto:123

XXV Placerleballonsurl'emboutrotatif(indiquéparlaflècherouge). Brancherlapompeàvide.Normalement,lorsquelapompeestbranchée,leballontienttoutseulsurl'emboutrotatif.Abaisserleballonafinqu'iltrempedanslebaind'eauàl'aidedelapoignée(indiquéeparlaflèchebleue).Allumerl'eauderefroidissement.Allumerlemoteur.Ilpermetdefairetournerleballondanslebainchauffant.Laissertournerpendant 15minutesenviron(c ompter15minlorsq uel'ébu llitionacommencédansleballon).Ensuiteéteindrel'évaporateur.Pourcela,éteindrelemoteuretlapompe.Releverleballonàl'aidedelapoignée.Casserlevideentournantl'emboutsituéenhautduréfrigérant.Attentionàtenirleballo nl orsquel'oncas selevid e.Éteindrel'eaud erefroidissement.Récupérerleballonpuislelaisserrefroidirdansledessiccateurpournepasavoird'humidité.Pendantcetemps,récupérerleballonindiquéparuneflèchevertesurlafigureci-dessous.Leballoncontientl'hexaneévaporé.Jeterl'hexanedanslebidon"solvantnonhalogéné».Avantdepeser leballoncontenantl eslipid es,ilfautattendrequ eleballonsoitàtempératureambiante.Peserlamassefinale(Mf)àl'aidedelabalancedeprécision.

XXVI Rangementetnettoyage:Touslesrésidusd'hexanedoiventêtrejetésdanslebidonintitulé"solvantnonhalogéné».Laverr erieayantcontenudeslipides doitd'abo rdêtrerincéeavecde l'acétoneafin d'éliminertoutetracedelipides.Ilfautensuitelesnettoyeràl'eausavonneuseetlesrinceràl'eaudistillée.Pourlesbillesàébullition,ilfautlesrinceràl'eaupuislesjeterdanslelavaboblancàcôtédelachambrefroide.Siellessontcolléesdansleballon,ilestpossibledelesdécolleravecunpeud'acétone. Duréedechaqueétape: EtapePréparationdel'échantillonExtractionEvaporationDurée2h305h45min9. CalculsCalculdelamassedelipides(Ml):Ml(g)=Mf(g)-Mo(g)Calculdelaconcentrationfinale(Cf):Cf(mg/L)=Ml(mg)/Volumed'échantillonfiltré(L)10. RemarquesetproblèmespossiblesLamanipulationétanttrèslonguquotesdbs_dbs6.pdfusesText_11