• Rabardel Lucille, étudiante M2 EPET (contact: rabardel.lucille@gmail.com)

• Castel Lucie, étudiante M2 EPET (contact: castel.lucie@yahoo.fr)

• Volatier Benoit, créateur de la start up MisterLombric (contact: hello@misterlombric.com)

• Date de début: 12/09/18

• Date de fin estimée: 14/01/19

• Descriptif du projet: En collaboration avec la start up Mister Lombric, nous cherchons à mettre en place un vermicomposteur dans un container. Pour cela nous voulons calculer la productivité en compost en un temps donné et connaître les conditions optimales à la production de ce compost

• But: Calculer la productivité maximale en compost dans un vermicomposteur

• Objectifs:

-Rechercher les conditions optimales à la culture du ver Eisenia fetida

-Productivité d'un lombricomposteur ( En combien de temps les vers transforment la matière pour obtenir du Lombricompost)

-Comportement Eisenia fetida Lombricomposteur domestique

-Test du lombricompost sur germination et croissance du maïs tomates

-Recherches sondes portatives connectés alertes (hygrométrie, T°c,pH) pour conteneur et surveillance lombricomposteur

Pourquoi ???

L'édition d'un diagramme de gantt permet de pouvoir plannifier les taches a effectuer avec une date de rendu . Outils pratique logistique

Recherche bibliographique sur les expériences déjà réalisées sur le Lombricompostage:

Expériences nombreuses sur différents intrants, sur les conditions optimales de la croissance et de la reproduction des vers et leurs activités de compostage .

En revanche des conclusions très contradictoires

Retour d'expérience de particulier sur les Lombricomposteur de particulier:

-Marie France Dignac, Chargée de Recherche INRA

-Bioferme Cravent-Lommoye

-Benoit Volatier, start up Mister Lombric

-Malcom Hammer, start up Compost Urbain

Résultats :

-pH neutre autour de 7.

-Température entre 15 et 25°c si dépasser les vers diminuent leurs activités, rentrent en dormance, et s'enfouissent plus profondément.

-Hygrométrie de l'intrant: entre 70 et 90 % HR, pour assurer les fonctions physiologiques, épidermes hydratées respiration tégumentaire.

-Obscurité car vers vivants naturellement dans litières et les premiers centimètres de terre .

-Alimentation des vers:

Se nourris de la matière organique en décomposition. Déchets organiques ménagés (nourriture diversifiée) et fumier de vache /cheval . Au préalable besoin de laisser vieillir les intrants frais à l'air libre ( dégagement de gaz, phase chaude, colonisation de micro-organismes aidant au compostage)

-Activité de Vermicompostage:

Le ver adulte mange l'équivalent de la moitié à une fois son poids par jour. 50g de matières sèches (environ 150g de déchets frais) pour 7 vers adultes. Après 196 jours de vermicompostage, le plateau de minéralisation du C était atteint avec 50% du C initialement présent dans les déchets est perdu pendant le compostage. On trouve aussi des chiffres pour le nombre de vers 25 000 vers/m3 et pour la durée de vermicompostage 4 à 12 mois.

-Sensibles à l'eau potable car riche en chlore, aux ETM, pesticides. Certainement sensibles aux produits parasitaires en effet utilisation des Lombrics en test Ecotox/Pesticides

-Cycle de vie et reproduction:

Le temps de maturité sexuelle des vers est de 3 mois, il faut 3 semaines pour que les vers sortent de leur cocon, un cocon peut contenir entre 1 à 4 vers juvéniles. Donc il faut environ 4 mois pour qu'une population de vers juvéniles double à quadruple. 100g de crottin de cheval est transformé en compost en 10 semaines par 5 vers juvéniles au départ.

Pourquoi ?

Volonté de répondre au demande de la satr-up . Et avoir des chiffres concrets sur l'activité de décompostion des vers de compost

Mise en place d'un protocole réaliste pour la durée du projet :

Début 19/11 Fin 14/01

Tester différentes densités en vers afin de déterminer une production optimale de lombricompost.

Détermination de 3 densités de vers à tester. Quantité d'intrant: fumier maturé 3 semaines.

3 réplicats par condition.

Mise en culture vers, fumier à 80 % d'humidité dans des petits pots avec un carré de kraft afin de maintenir l'humidité.

Mesure poids des vers chaque semaine.

Observation diverses reproduction, cocons , vers.

Prélèvement intrant mesure et analyse MO et C/N permet d'avoir l'état de l'intrant au cours du temps.

Détermination de la densité de vers et de la quantité d'intrant :

-50 grs d'intrant par pot

150 grs de matière fraîche estimation compostage pour 7 vers adultes: 196 jours pour atteindre phase stationnaire 50 grs de matière fraîche estimation compostage pour 7 vers adultes : 65 jours soit 2 mois pour atteindre phase stationnaire

- 3 densités :

Densité témoin 0 = Sans vers

Densité mini 1 = 0,65 grs de vers soit 2/3 vers adultes

Densité inter 2 = 1,3 grs de vers soit 6/7 vers min 3 adultes

Densité max 3 = 2,6 grs de vers soit 12/13 vers min 8 adultes

Matériels:

-Fumier frais garde républicaine (vermifugation début septembre 2018), vieilli minimum 3 semaines

-Terre Végétale

-12 Petits pots de crème vides soit 9/8,5 grs par pot (pot témoin 22grs)

-Vers de fumier Eisenia fetida

-Eau distillée

Schéma et photos du dispositif expérimental:

Suivi de l'expérience:

-Pesée des vers tous les lundis :

-Relever 1 grs d'intrant tous les lundis : placer dans des tubes Eppendorf 5ml notés , congelés

Observations :

Contamination identification du champignon ?

Photos des cocons:

Résultats:

Masse des vers de D3 < D1 et D2

Nombre de cocons D1>D2>D3

La densité en vers influence leur reproduction et leur masse. Moins il y a de vers plus ils ont de ressources,et donc plus les vers sont gros. A faible densité l’environnement est propice pour la reproduction on note plus de cocons et une augmentation du nombre d'individus .

Évaluation visuelle de l'intrant en fin de manips:

Densité influence la transformation de la matière en effet aux fortes densités , on note que le fumier est plus liquide, les brins de pailles sont plus fragmentés, petits .

La couleur a aussi changé, plus marron que vers, indique la présence d'oxydation et digestion par les vers . On ne note pas la colonisation très peut présent dans les pots . Les micro organismes favorisent la transformation de la matière en compost

Évaluation chimique notamment le rapport C/N :

En effet il est difficile de qualifier la composition chimique d'un compost, et donc sa maturité . Or pour être vendu celui ci doit répondre a une norme NFU44-051 avec les valeurs suivantes :

Pour cela analyse chimique par chromatographie en phase gazeuse réalisée au laboratoire Methys, faisant partie du IEES sur le campus de Jussieu. En effet le laboratoire réalise des analyses chimiques des sols pour des clients extérieurs au campus . Nous donne la proportions des espèces chimiques d’intérêt ici les formes d'azote et de carbone présent sous formes de gazs après combustions des intrants testés

Résultats :

Pourquoi ???

Force de proposition de la Start-up, apport d’un argumentaire scientifique :

- La vente Lombricompost

- Installation lombricomposteur sur une exploitation

Mise en place d'un protocole réaliste pour la durée du projet:

Début maïs : 14/11/2018 Fin 14/01/2019 Début tomate : 05/12/2018 Fin 10/01/2019

Faire pousser des plantes avec de la terre végétale enrichie ou non en compost/crottin

Mettre en avant l' effet des intrants sur la croissance des plantes

Proportion 1/3 compost/crottin et 2/3 terre végétale soit 20 grs de compost et 40 grs de terre végétale

Germination: semences placées sur de l'essuie tout humidifié , à obscurité pendant 4 jours

Utilisation de l'enceinte climatique, le phytotron pour que les semences germent et poussent en condition printemps .

Cycle de lumière 12h/12h, avec 80% de luminosité et une température de 20°c .

Les plantules sont placées dans de petits pots afin qu'elles puisent le plus de nutriments et de C du substrat dans un minimum de temps.

Choix pour le maïs et la tomate : plantes voraces en nutriments , facile à cultiver (même condition de culture), intérêt agronomique

Matériels:

-Fumier frais garde républicaine (vermifugation début septembre 2018), vieilli à l'air libre au potager

-2 type de lombricompost :

1 mature à la sortie du lombricomposteur novembre 2018

1 mature entreposé une année (sortie lombricomposteur 2017)

-Terre végétale peu enrichie en engrais

-80 pots avec plateau et tapis d'humidité

-Semences: tomates et maïs

-Eau distillée

-Balance

-Phytotron du Green Lab et box de culture

Schémas et photos du dispositif expérimental:

Suivi de l'expérience:

Arrosage tous les 3 jours le temps que les racines des plantules atteignent le tapis après Arrosage quand tapis légèrement humide

Observations:

20/11/2018: Contaminations champignon dans condition crottin

21/12/2018: plantule maïs condition compost vieilli/compost jeune mort de 3 plantules cassées à la base de tige en contact avec la terre

Feuilles des plantules jaunies sur les pieds de tomates toute condition:

Résultats:

Taux de germination

Moyennes tailles des plantules

Effet négatif sur la germination du maïs, Exploitation impossible des résultats sur la croissance manque de réplicats

Effet positif du compost sur la croissance des plantules de tomates après 1 mois Recherches bibliographiques associées compte rendu start-up

Fait sens avec la littérature étudiée, des effets antagonistes entre germination et croissance du Lombricompost. Cela est totalement dépendant de l'espèce végétale,de son stade de développement, de la dose de fertilisant utilisée. Effet négatif sur la germination viendrait de la composition du fertilisant plus ou moins riche en acide humique et composées phénolique . Un compost classique semble avoir plus d'effet négatif que le vermicompost qui a un pH plus basique . Recommandations : Utilisation du Lombricompost pour le repiquage de plantules comme on le fait pour la culture de tomates . Pour les plantes de plein champ comme le maïs ou encore les fèves, pois il serait conseillé une application précoce sur la terre afin que la concentration en composés phénoliques et humiques diminuent avant de semer les graines . Dans cette perspectives nous pourrions imaginer le coté désherbant du compost qui limiterai la pousse d’adventives avant les semis . Mais a tester, voir les effets inhibiteur de germination sur les adventives car encore une fois effet dépendant de l'espèce végétale considérée. Concernant la croissance, les effets sont positifs certes et sur des plantules déjà formées, mais cela est dépendant de la dose en effet si l'application en fertilisant est trop importante on note un diminution de la croissance par rapport a des plantules non traité . Donc a bonne dose Boost la croissance des plantules plus grandes avec des parties aériennes et racinaires plus développées . Il a pour effet de renforcé le système de défense des plantes . Les plantules sont moins sujet aux maladies

Pourquoi ???

Des questions restées en suspend surtout après la mort des vers utilisés dans la manip 1 . Nous avons voulus avoir une meilleure idée sur certains points :

- Comportements alimentaires des vers ? - Dynamique d’une population de vers ? - Durée Lombricompostage vs expérience en “Labo “ ?

Mise en place d'un protocole réaliste pour la durée du projet:

Début 13/11/18 fin 14/01/19

Tester le choix alimentaires des vers .

Pour se faire litière (4 litres) placée au fond d'un bac de litière à chat rectangulaire.

A chaque extrémité est placé du crottin vieilli et des déchets organiques (400 grs au total). Les vers sont alors placés au centre du bac.

Le bac rempli est alors couvert de papier kraft afin de limité la perte d'eau.

Regarde chaque semaine où sont placés les vers litière, crottin et déchets organique

Matériels:

-Bac à litière de 20 L

-Vers de fumier Eisenia fetida (200 grs) avec leurs litières (4 litres)

-Fumier frais garde républicaine (vermifugation début septembre 2018), vieilli minimum 3 semaines 200 grs

-Déchets ménagés : mare de café, peau de banane, épluchure de pommes, pommes de terre, carottes, oignons et champignons, poudre de coquilles d’œufs, essuie-tout et rouleaux en carton. 200 grs

Photos et schéma du dispositif:

Observations suivie sur 2 mois:

Les vers semblent avoir une préférence pour la matière déjà bien décomposée .

On ne retrouve aucun vers dans les déchets ménagés trop frais sauf dans le mare de café et les rouleaux en papier .

Les premières semaines les vers sont tous au niveau du fumier .

Dès que les épluchures de pommes de terre et champignon se sont liquéfiées (premiers à se décomposer) les vers changent de coté et se retrouvent dans les déchets ménagés, ils délaissent le fumier.

Dès lors on observe des cocons souvent présents sur les morceaux de rouleaux et en surface de la litière en contact avec le Kraft humide. Attirance forte pour le mare de café frais et les peaux de bananes .

Résultats:

Déchets ménagés compostables avant-après 2 mois

Fumier avant-après 2 mois

Importance colonisation micro organismes, rôle important favorisant la décomposition de la matière, les vers ne décomposant que la matière grossière, si ils ont a disposition un apport régulier en matière fraîchement décomposés. L'apport d'un matière régulière et diversifiées comme les déchets ménagers compostables sembles favoriser la reproduction même si les vers ici sont en forte densité dans le bac . On observe de nombreux juvéniles et cocons dans les déchets ménagés compostables et de plus grand organismes en niveau du fumier . Odeur humus Allure compost non mature

Objectif Start-Up : Unité de production Lombricomposteur-Container

Avantages : - Livraison d’une unité de production clé en main - Coûts - Production continue de lombricompost

Inconvénients : -Variations de température -Définir un lombricompost mature pour l’exploitant -Tri des vers long et fastidieux

Idées et solutions :

- Grand bac avec étage sur le modèle d’un lombricomposteur - Ensemencement de l’installation par Litière, vers et intrants - Isolation du container par des moyens simples - Autonomie : mise en place de sondes diverses et vaporisateurs Listes d’appareils , prix et descriptifs et avis fournis à Mister Lombric

Recherche internet et demande de renseignement/Devis sur des sondes autonomes connectés T°c et Hygrométrie Permettrai la surveillance d'un lombricomposteur et Lombricomposteur Conteneur

-Les i buttons : Enregistreur qui permet de prendre des mesures de température et humidité de l'air et non d'un substrat , puis visualisations ultérieur des mesures sur pc. Peut être placé dans un conteneur ou une pièce ou sont entreposer les lombricomposteurs.

Inconvénients : ne peut pas être enterrer et donc peut être sensible à la corrosion , donc peut être limité dans l'usage ! Existe en vente avec un serveur qui permet d'avoir un retour visuel sur le i button et de mettre directement les infos via internet ! mais n'envoi pas les données en temps réel !

Prix : 149 dollars , server et logiciel 157 dollars , logiciel simple 137 dollars .

Lien : https://www.embeddeddatasystems.com/DS1923-F5--Hygrochron-Temperature-Humidity-iButton_p_101.html#soilmoisture https://www.embeddeddatasystems.com/SK-TC-SERVER-2--Thermochron-Server-Starter-Kit_p_157.html

-Tiny Tag étanche TGP 4500 : Enregistreur d'hygrométrie et température 100% étanche ! comme le premier produit. Peut choisir le temps d'enregistrement . autonome 1 an voir plus en fonction de l'usage .

Lien:https://www.geminidataloggers.com/fr/data-loggers/tinytag-plus-2

Prix:282 euros HT avec cordon logiciel etc.. et frais de port

-Enregistreur Prosensor: Porter bluetooth sur 30 m donne directement les informations sur le téléphone . Surveillance des conditions extérieures, de la recherche en agronomie à l'étude des écologies forestières.

Prix: 240,84 euros

Lien: https://www.prosensor.fr/fiche.asp?famille=3&categorie=44&type=30&ID=905&new=&rechtxt=&refsearch=&tri=&ref=

-Sonde Gardena : Température et hygrométrie , connectée reçoit directement les données sur le téléphone, utilisé pour la santé des plantes et savoir quand les arroser peut programmée des alertes ! A planter dans le compost !

Prix:129 euros

Lien:https://www.50five.fr/jardin-et-balcon/jardin/sondes-de-jardin/sonde-intelligente-gardena.html

13/11/2018

Fournit par Benoit Volatier

Estimations du nombre de vers présents dans 4 litres de litières:

-Environ 230 grs de vers

-700 petits vers (moins de 2 cm)

-800 vers (plus de 2 cm): dont 480 juvéniles et 320 clitellés (représente 2/5 des 800 vers).

-Très peu de cocons: certainement déjà trop nombreux,peu de ressource, liés aux conditions climatiques (début d'hiver), cocons déjà éclos vue le nombre de petits vers comptés.

-10/09/18: RDV téléphonique avec Benoit Volatier: définition du problème et premières idées

-Du 14/09 au 21/09: Premières recherches bibliographiques: conditions de vie du vers Eisenia fetida, physiologie du vers

-Du 21/09 au 28/09: Recherches bibliographiques sur la productivité et le rendement de ces vers en compost. Définition d'une problématique et protocoles expérimentales

-02/10/18: RDV avec Benoit Volatier

-03/10/18 au 19/10/19: Amélioration protocole, création diagramme de Gantt

-25/10/18: RDV avec Emmanuel Baudouin, description du projet, ligne conductrice, réponse aux questions logistiques

-26/10/2018: Récupération des vers auprès de la start up Composteur Urbain

-29/10/2018: Visite de la Garde républicaine, écurie du Colonel, récupération de fumier frais Achat et récupération de matériels pour les expériences

-02/11/2018: Début de l'expérience compostage de Crottin frais par Eisenia fetida (lieu: Green Lab), comptage et pesée des vers récupérés

-07/11/2018: Vérification expérience et fin car problème technique: mort des vers

-09/11/2018: RDV Marie-France Dignac, discussion et réponse aux questions sur le lombricompostage domestique, échange chiffres, articles, expériences .

-10/11/2018 au 14/11/2018: Nouvelles recherches, identification problème technique élaboration d'un nouveau protocole.

-13/11/2018: RDV Benoit Volatier retour d'expérience, récupération lombricompost mature et de vers Mise en place d’un lombricomposteur domestique

-14/11/2018: Début expérience germination et croissance du maïs arrosage 3 fois par semaines jusqu'au 14/01

-19/11/2018: Début expérience vers (2) et vérification du taux d'humidité 3 fois par semaines jusqu'au 14/01

-26/11/2018 au 14/01/2019: Pesée et comptage des vers, pesée des intrants (chaque lundi)

-05/12/2018: Début expérience germination et croissance Tomates arrosage 3 fois par semaines jusqu'au 7/01

-06/12/2018: Envoi Comptage de vers litière à Benoit Volatier

-06/12/2018: Contact et retour Marie France Dignac: demande renseignement, recherche un appareil CNS pour combustion du compost

-11/12/2018: Contact et Katell Quenea: demande renseignement, recherche un appareil CNS pour combustion du compost

-15/12/2018: Envoi liste Sondes sélectionnées pour le conteneur à Benoit Volatier

-21/12/2018: Fermeture du Green Lab pour les fêtes. Lucie prend les vers, Lucille les plantules

-23/12/2018: Calcul taux de germination et premiers constats compost sur le croissance des plantes

-04/01/2019: Traitement des données vers, comparaison des densités

-07/01/2019: Arrêt de la manip vers

-11/01/2019: Rencontre avec Katell Quenea pour analyses ratio C/N par chromatographie en phase gazeuse

-14/01/2019 au 18/01/2019: Préparation de l'analyse: lyophilisation et broyage de 6 échantillons: les 3 densités: D1, D2, D3 et le contrôle de la fin de la manip, 1 vermicompost mature fourni par MisterLombric, 1 crottin ayant servi pour la manip. Préparation du power point et de l'oral

-Bioremediation of Distillery Sludge into Soil-Enriching Material Through Vermicomposting with the Help of Eisenia fetida. J Singh, A Kaur, AP Vig - Applied biochemistry and biotechnology 174, 1403-1419 2014, https://doi.org/10.1007/s12010-014-1116-7

-The influence of feeding patterns on growth and reproduction of the vermicomposting earthworm Eisenia fetida (Oligochaeta). AJ Reinecke, SA Viljoen. Biology and Fertility of Soils 10, 184-187, 1990. https://doi.org/10.1007/BF00336133

-Soil moisture and temperature interact to affect growth, survivorship, fecundity, and fitness in the earthworm Eisenia fetida. ML Presley, TC McElroy, WJ Diehl – Comparative Biochemistry and Physiology Part A: Physiology 114, 319-326, 1996. https://doi.org/10.1016/0300-9629(96)00017-5

-Physicochemical requirements in the environment of the earthworm Eisenia foetida. DL Kaplan, R. Hartenstein, EF Neuhauser, MR. Malecki. Soil Biology and Biochemistry 12, 347-352, 1980. https://doi.org/10.1016/0038-0717(80)90008-5

-Comparative studies on biomass production, life cycles and composting efficiency of Eisenia fetida (Savigny) and Lampito mauritii (Kinberg). G. Tripathi, P. Bhardwaj. Bioresource Technology 92, 275-283, 2004. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2003.09.005

-Growth and reproduction of Eisenia foetida in various animal wastes during vermicomposting VK Garg, S Chand, A Chhillar, A Yadav - Applied Ecology and Environmental Research, 2005. DOI: 10.1504/IJEWM.2010.032015

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-Compost and vermicompost as nursery pot components: effects on tomato plant growth and morphology C Lazcano, J Arnold, JG Zaller, JD Martín… - Spanish Journal of …, 2009 - dialnet.unirioja.es

-Vermicompost treatment differentially affects seed germination, seedling growth and physiological status of vegetable crop species G Ievinsh - Plant growth regulation, 2011 - Springer