WO2015025102A1 - Procédé de caractérisation de la qualité physiologique d'un milieu de culture d'organismes vivants - Google Patents
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- WO2015025102A1 WO2015025102A1 PCT/FR2014/052080 FR2014052080W WO2015025102A1 WO 2015025102 A1 WO2015025102 A1 WO 2015025102A1 FR 2014052080 W FR2014052080 W FR 2014052080W WO 2015025102 A1 WO2015025102 A1 WO 2015025102A1
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Classifications
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- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
- A01K63/00—Receptacles for live fish, e.g. aquaria; Terraria
- A01K63/04—Arrangements for treating water specially adapted to receptacles for live fish
Definitions
- the field of the invention is that of periodic or continuous physico-chemical analysis of the quality of an aqueous medium, especially in aquaculture or agrifood.
- patent FR2947634 discloses a device for measuring at least one physico-chemical parameter of a water, said device comprising means for measuring the concentration of active chlorine in the form of hypochlorous acid of said water.
- the document WO2012 / 153048 describes an analysis system comprising a device for the analysis of a liquid sample, in particular water or a biological solution such as a drop of blood, of the consumable type and comprising a substrate on which is deposited a set of sensors comprising at least a first sensor for measuring the pH of the liquid sample, a second sensor for measuring the oxidation-reduction potential of the liquid sample, a third sensor for measuring the resistivity or the electrical conductivity of the liquid sample, a set of connection means of all the sensors, and a reading interface of the device comprising a set of complementary connection means arranged to be connected to all the sensors, means for representation in at least three dimensions of the analysis of the liquid sample according to the processing of the values of the measurements by the processing means, interpretation means, representation means, said interpretation means being arranged to provide a analysis result, based on a comparison of the position of a point representative of the measurements made and reference regions defined in the same space relating to the type of sample analyzed.
- the solutions of the prior art provide a monitoring of physico-chemical parameters such as temperature, pH, conductivity, pressure, or dissolved gases to define the quality of an aqueous medium such as drinking water. Therefore, the object of the solutions of the prior art is to detect any anomaly that would be due to a pollutant or a pathogen then treat this aqueous medium to sanitize and make it usable or consumable thereafter.
- aqueous media can then be used in processes in which the proliferation of living organisms is to be promoted, for example in aquaculture or in fermentation processes involving yeasts or bacteria.
- the physico-chemical quality of these aqueous media influences the development of living organisms that one seeks to cultivate.
- the solutions of the prior art do not take rigorously into account the specificities of the physiological needs of each of the types of living organism in these aqueous media. They collect a multitude of isolated data that are not cross-referenced and related to each other in order to establish and respond to the physiological needs of a given species or group of species. Solution provided by the invention
- the present invention proposes in its most general acceptance a solution for characterizing the physiological quality of a culture medium according to culture conditions of living organisms determined according to the invention. and a method of controlling the characteristics of said culture medium of living organisms.
- the present invention relates to a method for characterizing the physiological quality of a culture medium of living organisms, characterized in that the periodic acquisition, in the development zone of said living organisms, of the physical parameters is carried out.
- -chemicals such as pH, temperature, salinity or conductivity and oxidation-reduction potential, to the calculation of three variables consisting of:
- V 2 a second variable depending on the pH, the temperature and the oxidation-reduction potential
- V 3 a third variable as a function of the oxidation-reduction potential, the temperature and the salinity
- the definition of the physiological quality of said culture medium requires a first step of supervision of said variables and their voluntary or involuntary modification to strictly establish the physiological comfort zone of the crop.
- the voluntary modification of an element may be without limitation the addition of a food, a nutrient, a liquid, a salt, a radiation, a treatment agent or a medicament .
- Unintentional modification of one of the parameters may result, without limitation, in the incidence or intensity of the natural light, the outside temperature or the humidity level.
- variable V 2 is established according to the formula:
- T is understood as the temperature expressed in Kelvin according to the international standard.
- the oxidation-reduction potential and the pH are expressed in accordance with international conventions.
- variable V 3 is established according to the formula:
- the oxidation-reduction potential in mV, the temperature T in Kelvin and the conductivity in mS / m are expressed according to the internationally accepted conventions.
- a set of probes periodically in situ measures the parameters necessary for the determination of the three variables.
- the acquisition of the various parameters of pH, temperature, salinity or conductivity and of the oxidation-reduction potential is subject to the presence of probes placed periodically or continuously in the culture medium. These probes can be connected to data acquisition systems.
- the method for characterizing the physiological quality of a culture medium of living organisms comprises at least one step of processing the measurements made by the probes.
- the steps of processing the measurements of the probes are performed by a raw data processing system that can be on site or remotely. These processing steps allow the establishment of triplets of variables that will be projected in three dimensions in order to establish the precise positioning of the culture medium and consequently its physiological quality.
- the method of characterizing living conditions of living organisms comprises the following steps:
- the establishment of triplets makes it possible to precisely qualify the crop in real time and to identify any imbalance that could affect the development or survival of the species to be cultivated. If the triplet is outside the physiological comfort zone of the crop species then corrective action will be taken. The positioning of said triplet makes it possible to precisely decide the action to be carried out.
- the method for characterizing the living conditions of living organisms makes it possible to define the three-dimensional domains characteristic of beneficial agents and at least one other for the species to be cultivated in the medium.
- the specific three-dimensional domain (s) of one or more beneficial agents may overlap or overlap with the specific three-dimensional domain (s). (s) of the crop species.
- the method for characterizing living conditions of living organisms makes it possible to define the characteristic three-dimensional domains of pathogenic agents and at least one other domain for the species to be cultivated in the medium.
- the method of characterizing the living conditions of living organisms promotes the culture of living organisms in an aqueous medium by maintaining aquaculture aquaculture in the three-dimensional domain corresponding to the species cultivated in the medium.
- Aquaculture farming is understood to mean the field of aquaculture including, but not limited to: shellfish farming, fish farming, shrimp farming, seaweed farming ...
- the method for characterizing the culture conditions of living organisms makes it possible to determine at least one three-dimensional domain favoring the development of beneficial organisms for the fermentation of biological material.
- the method for characterizing the culture conditions of living organisms allows to control the fermentation conditions of biological material for the production of alcoholic beverages.
- the method for characterizing living conditions of living organisms makes it possible to control the fermentation conditions of biological material for the production of agri-food products.
- the specific culture conditions of living organisms in their culture medium such as an aqueous medium, for example of a particular species, are determined according to the following steps:
- the method for controlling the characteristics of a culture medium consists in modifying at least one of the cultivation conditions in order to make the triplet evolve towards the three-dimensional domain characteristic of the cultured species corresponding to the physiological comfort zone of said cultivated species.
- the invention also relates to a culture plant of living organisms comprising:
- the said installation is intended to implement the processes for characterizing the physiological quality of a culture medium of living organisms, of characterization of the culture conditions of living organisms and of control of the characteristics of a culture medium of living organisms previously described.
- a fish farm includes a pond filled with the culture medium of the species to be raised, a species of sea fish.
- a set of probes capable of measuring pH, temperature, salinity or conductivity and the potential for oxidation. reduction of the culture medium is periodically implanted in said basin.
- This set comprises a pH measuring probe, a second temperature measuring probe, a third probe for measuring the salinity or conductivity of the culture medium and a fourth probe for measuring the oxidation-reduction potential.
- These different probes are formed of one or more sensors, single-parameter or multi-parameter. The measurements are standardized by the control of the nominal parameters of the ignition probes and their calibration. Measurements are acquired automatically or entered manually depending on the device used in the data processing system.
- These four types of probes can be connected to a data acquisition system as well as to a data processing device.
- V 2 is calculated according to the following formula by the combination of temperature parameters, oxidation reduction potential and pH measured:
- the temperature is in degrees Kelvin and the potential for oxidation reduction in mV.
- V 3 is calculated according to the following formula by the combination of oxidation reduction potential, temperature and conductivity parameters in mS / m:
- the variables pH, V 2 and V 3 define triplets which are then projected in three dimensions on a graph.
- measurements of the culture at different times and in different conditions are necessary.
- Actions enabling triplets to be restored to the physiological comfort zone of the cultivated species are listed in order to have a catalog of actions to be carried out according to the displacement of the triplets inside and outside the physiological comfort zone.
- this reference database makes it possible to define the specific physiological comfort zone of the cultivated species according to its stage of development by observation of the positive or negative proliferation as a function of the triplets measured at a previous time.
- the measurements are carried out either continuously or periodically in the basins by probes. They can be connected to a system of acquisition and recording of measurements by a network of cables. These raw data are then integrated into a processing system to establish the variables pH, V 2 and V 3 .
- the physiological quality of the culture medium according to the cultured species is permanently or periodically controlled and appropriate corrective actions can be taken as soon as the triplets deviate from the physiological comfort zone.
- FIG. 1 represents the cumulative projection of triplets of variables calculated during a given period in a given aquaculture basin and the target zone of physiological comfort of the produced species (1) delimited by a frame. This zone is comprised in slightly basic pH and around the neutrality of the oxidation-reduction potential. Each triplet is represented by a point numbered incrementally.
- Some points (3, 3 ') are located in an area that is acidic and oxidizing. This area is favorable for the development of mushrooms for example. Depending on how long the crop stayed in this area, mushrooms had the opportunity to appear.
- the analysis of the characteristics of these points (3, 3 ') makes it possible to know if the culture has regularly rocked in this zone to return towards a correct pH, having not left room for the proliferation of mushrooms or if the culture remained long in this area, allowing time for the mushrooms to appear.
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Abstract
La présente invention concerne un procédé de caractérisation de la qualité physiologique d'un milieu de culture d'organismes vivants. On procède à l'acquisition périodique, dans la zone de développement desdits organismes vivants, tel qu'employé en aquaculture.On procède à l'acquisition périodique, dans la zone de développement desdits organismes vivants, des paramètres physico-chimiques tels que le pH, la température, la salinité ou conductivité et le potentiel d'oxydo-réduction, au calcul de trois variables constituées par : - le pH, - une deuxième variable V2, fonction du pH, de la température et du potentiel d'oxido-réduction, - une troisième variable V3, fonction du potentiel d'oxido-réduction, de la température et de la salinité, pour déterminer un triplet (pH, V2, V3) caractéristique de la qualité physiologique dudit milieu. Un domaine tridimensionnel de triplets caractéristiques peut être établi correspondant à la zone de confort physiologique desdits organismes vivants.
Description
PROCEDE DE CARACTERISATION DE LA QUALITE PHYSIOLOGIQUE D'UN MILIEU DE CULTURE D'ORGANISMES VIVANTS
Domaine de 1 ' invention
Le domaine de l'invention est celui de l'analyse physico-chimique périodique ou en continu de la qualité d'un milieu aqueux, notamment dans l'aquaculture ou 1 ' agroalimentaire .
Etat de la technique
Il est connu de l'art antérieur des dispositifs de mesure d'au moins un paramètre physico-chimique d'un milieu aqueux afin de contrôler la qualité par exemple d'une eau lors de son traitement.
Ainsi, le brevet FR2947634 décrit un dispositif de mesure d'au moins un paramètre physico-chimique d'une eau, ledit dispositif comprenant des moyens de mesure de la concentration en chlore actif sous forme d'acide hypochloreux de ladite eau.
Il est également connu de l'art antérieur des systèmes de mesure et de suivi de la qualité de l'eau potable reposant sur des relevés de température, de pH, de conductivité, de pression, ou encore de gaz dissous tels que l'oxygène ou le dioxyde de carbone.
Le document W02012/ 153048 décrit un système d'analyse comprenant un dispositif pour l'analyse d'un échantillon liquide, en particulier de l'eau ou une solution biologique telle une goutte de sang, du type consommable et comprenant un substrat sur lequel est déposé un ensemble de capteurs comprenant au moins un premier capteur de mesure du pH de l'échantillon liquide, un deuxième capteur de mesure du potentiel d'oxydo-réduction de l'échantillon liquide, un troisième capteur de mesure de la résistivité ou de la
conductivité électrique de l'échantillon liquide, un ensemble de moyens de connexions de l'ensemble des capteurs, et une interface de lecture du dispositif comprenant un ensemble de moyens de connexions complémentaires agencé pour être connecté à l'ensemble des capteurs, des moyens de représentation en au moins trois dimensions de l'analyse de l'échantillon liquide en fonction du traitement des valeurs des mesures par les moyens de traitement, des moyens d'interprétation, des moyens de représentation, lesdits moyens d'interprétation étant agencés pour fournir un résultat d'analyse, basé sur une comparaison de la position d'un point représentatif des mesures réalisées et de régions de référence définies dans le même espace relatif au type d'échantillon analysé. Inconvénients de l'art antérieur
Les solutions de l'art antérieur proposent un suivi de paramètres physico-chimiques tels la température, le pH, la conductivité, la pression, ou encore de gaz dissous pour définir la qualité d'un milieu aqueux tel qu'une eau de consommation. Par conséquent, l'objet des solutions de l'art antérieur est de détecter toute anomalie qui serait due à un polluant ou un pathogène puis de traiter ce milieu aqueux pour l'assainir et le rendre utilisable ou consommable par la suite.
Ces milieux aqueux peuvent ensuite être utilisés dans des procédés dans lesquels la prolifération d'organismes vivants doit être favorisée, par exemple en aquaculture ou dans des procédés de fermentation impliquant des levures ou des bactéries. Or la qualité physico-chimique de ces milieux aqueux influe sur le développement des organismes vivants que l'on cherche à cultiver. Les solutions de l'art antérieur ne tiennent pas rigoureusement compte des spécificités des besoins physiologiques de chacun des types d'organisme vivant dans ces milieux aqueux. Elles recueillent une multitude de
données isolées qui ne sont pas recoupées et reliées entre elles afin d'établir et de répondre aux besoins physiologiques d'une espèce ou d'un groupe d'espèces données. Solution apportée par l'invention
Afin de remédier aux inconvénients de l'art antérieur, la présente invention propose dans son acceptation la plus générale une solution de caractérisation de la qualité physiologique d'un milieu de culture selon des conditions de culture d'organismes vivants déterminées conformément à l'invention ainsi qu'un procédé de pilotage des caractéristiques dudit milieu de culture d'organismes vivants.
La présente invention porte sur un procédé de caractérisation de la qualité physiologique d'un milieu de culture d'organismes vivants, caractérisé en ce que l'on procède à l'acquisition périodique, dans la zone de développement desdits organismes vivants, des paramètres physico-chimiques tels que le pH, la température, la salinité ou conductivité et le potentiel d'oxydo-réduction, au calcul de trois variables constituées par :
- le pH,
une deuxième variable V2 fonction du pH, de la température et du potentiel d'oxydo-réduction,
- une troisième variable V3 fonction du potentiel d'oxydo- réduction, de la température et de la salinité,
pour déterminer un triplet (pH, V2, V3) caractéristique de ladite qualité physiologique dudit milieu.
L'on comprend par organismes vivants tout organisme appartenant au vivant, qu'il soit un microorganisme ou du règne animal, végétal ou bactérien, unicellulaire ou pluricellulaire , simple ou complexe.
L'on comprend que la définition de la qualité physiologique dudit milieu de culture nécessite une première étape de supervision desdites variables et de leur
modification volontaire ou involontaire afin d'établir strictement la zone de confort physiologique de l'espèce cultivée. La modification volontaire d'un élément peut être non limitativement l'ajout d'un aliment, d'un nutriment, d'un liquide, d'un sel, d'un rayonnement, d'un agent de traitement, d'un médicament. La modification involontaire d'un des paramètres peut résulter non limitativement de l'incidence ou de l'intensité de la lumière naturelle, de la température extérieure ou encore du taux d'humidité.
Avantageusement, la variable V2 s'établit selon la formule :
Ct x pH + (C2 / T) x f (potentiel d'oxydo-réduction, T)
et C2 sont des constantes et T se comprend comme la température exprimée en Kelvin selon la norme internationale. Le potentiel d'oxydo-réduction et le pH sont exprimés conformément aux conventions internationales.
Avantageusement, la variable V3 s'établit selon la formule :
[f (potentiel d'oxydo-réduction, T)]2 x conductivité
Le potentiel d'oxydo-réduction en mV, la température T en Kelvin et la conductivité en mS/m sont exprimés selon les conventions internationalement admises.
Selon un mode préféré de réalisation, un ensemble de sondes périodiquement in situ mesure les paramètres nécessaires à la détermination des trois variables.
L'on comprend bien que l'acquisition des différents paramètres de pH, température, salinité ou conductivité et du potentiel d'oxydo-réduction est subordonnée à la présence de sondes placées périodiquement ou en continu dans le milieu de culture. Ces sondes peuvent être reliées à des systèmes d'acquisition de données.
Avantageusement, le procédé de caractérisation de la qualité physiologique d'un milieu de culture d'organismes vivants comporte au moins une étape de traitement des mesures effectuées par les sondes.
Les étapes de traitement des mesures des sondes sont réalisées par un système de traitement des données brutes qui peut être sur place ou à distance. Ces étapes de traitement permettent l'établissement des triplets de variables qui vont être projetés en trois dimensions afin d'établir le positionnement précis du milieu de culture et par conséquent sa qualité physiologique.
Selon un autre aspect, le procédé de caractérisation des conditions de culture d'organismes vivants comporte les étapes suivantes :
- une caractérisation des paramètres physico-chimiques du milieu de culture permettant la détermination de triplets
l'établissement d'un domaine tridimensionnel des triplets compatibles avec l'objectif de culture et caractéristique de l'espèce cultivée, ledit domaine tridimensionnel correspondant à la zone de confort physiologique de ladite espèce cultivée
- la définition de la qualité physiologique de la culture par l'appartenance d'un triplet mesuré à ce domaine tridimensionnel.
L'on comprend que l'établissement des triplets permet de qualifier précisément la culture en temps réel et d'identifier un quelconque déséquilibre qui pourrait affecter le développement ou la survie de l'espèce à cultiver. Si le triplet est en dehors de la zone de confort physiologique de l'espèce cultivée alors une action corrective sera engagée. Le positionnement dudit triplet permet de décider précisément de l'action à mener.
Avantageusement, le procédé de caractérisation des conditions de culture d'organismes vivants permet de définir les domaines tridimensionnels caractéristiques d'agents bénéfiques et au moins un autre pour l'espèce à cultiver dans le milieu.
L'on comprend que le(s) domaine(s) tridimensionnel ( s ) spécifique ( s ) d'un agent ou de plusieurs agents bénéfiques peuvent se superposer ou se chevaucher avec le(s) domaine(s) tridimensionnel ( s ) spécifique ( s ) de l'espèce cultivée.
Avantageusement, le procédé de caractérisation des conditions de culture d'organismes vivants permet de définir les domaines tridimensionnels caractéristiques d'agents pathogènes et au moins un autre domaine pour l'espèce à cultiver dans le milieu.
Selon une première variante, le procédé de caractérisation des conditions de culture d'organismes vivants favorise la culture d'organismes vivants en milieu aqueux en maintenant l'élevage aquacole dans le domaine tridimensionnel correspondant à l'espèce cultivée dans le milieu.
On entend par élevage aquacole le domaine de l'aquaculture regroupant notamment mais non exhaustivement : la conchyliculture , la pisciculture, la crevetticulture , 1 ' algoculture...
Selon une deuxième variante, le procédé de caractérisation des conditions de culture d'organismes vivants permet de déterminer au moins un domaine tridimensionnel favorisant le développement d'organismes bénéfiques pour la fermentation de matière biologique.
Selon une troisième variante, le procédé de caractérisation des conditions de culture d'organismes vivants
permet de maîtriser les conditions de fermentation de matière biologique pour la production de boissons alcoolisées.
Selon une quatrième variante, le procédé de caractérisation des conditions de culture d'organismes vivants permet de maîtriser les conditions de fermentation de matière biologique pour la production de produits agroalimentaires.
Les conditions spécifiques de culture d'organismes vivants dans leur milieu de culture tel qu'un milieu aqueux, par exemple d'une espèce en particulier, sont déterminées selon les étapes suivantes :
acquisition périodique de paramètres physicochimiques dans une zone de développement des organismes vivants dans leur milieu de culture, lesdits paramètres physico-chimiques comportant le pH, la température, la salinité ou conductivité, le potentiel d'oxydo-réduction
- le calcul de trois variables constituées par une première variable, le pH ; une deuxième variable V2 fonction du pH, de la température et du potentiel d'oxydo-réduction ; une troisième variable V3 fonction du potentiel d'oxydo-réduction, de la température et de la salinité,
- la détermination d'un triplet constitué des trois variables (pH, V2, V3) et caractéristique de la qualité physiologique dudit milieu
- l'établissement d'un domaine tridimensionnel des triplets compatibles avec l'objectif de culture et caractéristique des organismes vivants cultivés, ledit domaine tridimensionnel correspondant à la zone de confort physiologique desdits organismes vivants cultivés
- la définition de la qualité physiologique de la culture par l'appartenance d'un triplet mesuré à ce domaine tridimensionnel .
Selon un autre aspect, le procédé de pilotage des caractéristiques d'un milieu de culture consiste à modifier au moins une des conditions de culture pour faire évoluer le triplet vers le domaine tridimensionnel caractéristique de l'espèce cultivée correspondant à la zone de confort physiologique de ladite espèce cultivée.
L'on comprend que pour favoriser le retour ou le maintien de la culture dans le domaine tridimensionnel correspondant à la zone de confort physiologique de l'espèce cultivée, il est nécessaire d'appliquer une action corrective qui peut être non limitativement une modification de la salinité, de la température, du pH, du potentiel oxydo- réducteur, de l'éclairage, de l'alimentation, de la teneur en gaz dissouts...
L'invention porte également sur une installation de culture d'organismes vivants comprenant :
- au moins une zone de culture d'un organisme vivant dans un milieu aqueux
- des moyens de mesure de paramètres physico-chimiques dudit milieu aqueux de culture
- des moyens d'intégration desdits paramètres physicochimiques dans un système de traitement des données
- des moyens de calculs de trois variables pH, V2, V3 à partir des mesures desdits paramètres physico-chimiques pour la détermination de triplets caractéristiques de la qualité physiologique dudit milieu aqueux de culture
- des moyens de qualification de la qualité physiologique dudit milieu aqueux de culture selon la zone de confort physiologique dudit organisme vivant cultivé
- des moyens d'ajustement de la qualité physiologique dudit milieu aqueux de culture aptes à maintenir une qualité comprise dans la zone de confort physiologique dudit organisme vivant cultivé.
Ladite installation est destinée à mettre en œuvre les procédés de caractérisation de la qualité physiologique
d'un milieu de culture d'organismes vivants, de caractérisation des conditions de culture d'organismes vivants et de pilotage des caractéristiques d'un milieu de culture d'organismes vivants précédemment décrits.
Description
La présente invention sera mieux comprise au travers de la description d'un exemple non limitatif de réalisation, la pisciculture.
Une installation de pisciculture comprend un bassin rempli du milieu de culture de l'espèce à élever, une espèce de poisson de mer. Un ensemble de sondes aptes à mesurer le pH, la température, la salinité ou conductivité et le potentiel d'oxydo-réduction du milieu de culture est périodiquement implanté dans ledit bassin. Cet ensemble comprend une sonde de mesure du pH, une deuxième sonde de mesure de la température, une troisième sonde pour mesurer la salinité ou la conductivité du milieu de culture et une quatrième sonde pour mesurer le potentiel d'oxydo-réduction. Ces différentes sondes sont formées d'un ou plusieurs capteurs, mono-paramètre ou multi-paramètres . Les mesures sont standardisées par le contrôle des paramètres nominaux des sondes à l'allumage et leur calibrage. Les mesures sont acquises automatiquement ou saisies manuellement en fonction de l'appareil utilisé dans le système de traitement de données. Ces quatre types de sondes peuvent être reliés à un système d'acquisition des données ainsi qu'à un dispositif de traitement des données.
Ces quatre paramètres permettent de calculer trois variables que sont le pH, V2 et V3.
V2 se calcule selon la formule suivante par la combinaison des paramètres de température, de potentiel d 'oxydo-réduction et du pH mesurés :
Ct x pH + (C2 / T) x f (potentiel d 'oxydo-réduction, T)
Ci et C2 étant des constantes. (^=2 , 25000 <C2< 30000 .
La température est en degrés Kelvin et le potentiel d' oxydo- réduction en mV.
V3 se calcule selon la formule suivante par la combinaison des paramètres de potentiel d' oxydo-réduction, de température et de conductivité en mS/m :
[f (potentiel d' oxydo-réduction, T)]2 x conductivité
Les variables pH, V2 et V3 définissent des triplets qui sont ensuite projetés en trois dimensions sur un graphe. Afin de définir précisément la zone de confort physiologique de l'espèce à cultiver, des mesures de la culture à différentes périodes et dans différentes conditions sont nécessaires. Les actions permettant le rétablissement des triplets dans la zone de confort physiologique de l'espèce cultivée (ajout ou modification de l'aliment, modification d'une quantité ou d'un flux d'eau, modification de la fréquence d'une action, etc.) sont répertoriées afin de disposer d'un catalogue d'actions à mener selon le déplacement des triplets à l'intérieur et en dehors de la zone de confort physiologique. Ainsi cette base de références permet de définir la zone de confort physiologique spécifique de l'espèce cultivée selon son stade de développement par observation de la prolifération positive ou négative en fonction des triplets mesurés à un moment antérieur.
Les mesures sont réalisées soit en continu soit périodiquement dans les bassins par des sondes. Elles peuvent être reliées à un système d'acquisition et d'enregistrement des mesures par un réseau de câbles. Ces données brutes sont ensuite intégrées dans un système de traitement afin d'établir
les variables pH, V2 et V3. Ainsi la qualité physiologique du milieu de culture selon l'espèce cultivée est en permanence ou périodiquement contrôlée et des actions correctives adaptées peuvent être engagées dès lors que les triplets s'écartent de la zone de confort physiologique.
La figure 1 représente le cumul de projection de triplets de variables calculés au cours d'une période donnée dans un bassin aquacole donné et la zone cible de confort physiologique de l'espèce produite (1) délimitée par un cadre. Cette zone est comprise dans des pH légèrement basiques et autour de la neutralité du potentiel d'oxydo-réduction. Chaque triplet est représenté par un point numéroté de façon incrémentale .
Plusieurs points (2, 2', 2'', 2''') sont contenus dans la zone cible de confort physiologique de l'espèce produite (1). L'objectif est d'avoir un maximum de points dans cette zone cible (1). En connaissant les caractéristiques de ces points, il est intéressant de les analyser pour savoir si ces points correspondent à des triplets au début, milieu ou fin de culture, à des analyses nocturnes, à une saison particulière, ou encore suivant l'ajout d'intrants dans le bassin, etc. Toutes ces corrélations permettent de piloter la culture pour que la production soit optimale et l'apparition de pathogènes minimale.
La majorité des points sont ici au-dessus de la zone cible de confort physiologique de l'espèce donnée (1). Ces points reflètent une eau d'élevage très oxydante, c'est-à- dire que les variables V2 et V3 sont trop élevées, pour un pH correct pour la moitié de ces points. Globalement la culture se situe dans un milieu trop oxydant par rapport à sa cible optimale de croissance, la culture est donc sujette à des problèmes de stress oxydant.
Environ un tiers des points se situent en haut à droite de la zone cible de confort physiologique de l'espèce
produite (1), montrant que le milieu lors de ces mesures était à la fois trop oxydant et trop basique. Cette zone est caractéristique des pathologies liées à un stress oxydant tel que la prolifération de virus.
Quelques points (3, 3') sont localisés dans une zone qui est acide et oxydante. Cette zone est favorable au développement de champignons par exemple. En fonction du temps pendant lequel la culture est restée dans cette zone, des champignons ont eu ou non l'opportunité d'apparaître. L'analyse des caractéristiques de ces points (3, 3') permet de savoir si la culture a régulièrement basculé dans cette zone pour revenir vers un pH correct, n'ayant laissé place à la prolifération de champignons ou si la culture est restée longuement dans cette zone, laissant le temps à des champignons d'apparaître.
Plusieurs points (4, 4') sont situés dans une zone où le milieu de culture est trop réducteur et trop acide.
Aucun point n'apparaît dans la zone alcaline et réductrice dans le quart bas droit du graphe. Cette zone est favorable à la prolifération de bactéries pathogènes ou encore caractéristique de la putréfaction.
Claims
Revendications
1 - Procédé de caractérisation de la qualité physiologique d'un milieu de culture d'organismes vivants, caractérisé en ce que l'on procède à l'acquisition périodique, dans une zone de développement desdits organismes vivants, des paramètres physico-chimiques tels que le pH, la température, la salinité ou conductivité et le potentiel d'oxydo-réduction, au calcul de trois variables constituées par :
- le pH,
une deuxième variable V2 fonction du pH, de la température et du potentiel d'oxydo-réduction,
- une troisième variable V3 fonction du potentiel d'oxydo- réduction, de la température et de la salinité,
pour déterminer un triplet (pH, V2, V3 ) caractéristique de la qualité physiologique dudit milieu.
2 — Procédé de caractérisation de la qualité physiologique d'un milieu de culture d'organismes vivants selon la revendication précédente caractérisé en ce que la variable V2 s'établit selon la formule :
C1 x pH + (C1 I T) x f (potentiel d'oxydo-réduction, T)
3 — Procédé de caractérisation de la qualité physiologique d'un milieu de culture d'organismes vivants selon la revendication 1 caractérisé en ce que la variable V3 s'établit selon la formule :
[f (potentiel d'oxydo-réduction, T)]2 x conductivité 4 — Procédé de caractérisation de la qualité physiologique d'un milieu de culture d'organismes vivants selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'un ensemble de sondes périodiquement in situ mesure les paramètres nécessaires à la détermination des trois variables.
5 — Procédé de caractérisation de la qualité physiologique d'un milieu de culture d'organismes vivants selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte au moins une étape de traitement des mesures effectuées par les sondes.
6 — Procédé de caractérisation des conditions de culture d'organismes vivants comportant les étapes suivantes :
- une caractérisation des paramètres physico-chimiques du milieu de culture permettant la détermination de triplets par le procédé de caractérisation selon l'une quelconque des revendications précédentes
l'établissement d'un domaine tridimensionnel des triplets compatibles avec l'objectif de culture et caractéristique de l'espèce cultivée, ledit domaine tridimensionnel correspondant à la zone de confort physiologique de ladite espèce cultivée
- la définition de la qualité physiologique de la culture par l'appartenance d'un triplet mesuré à ce domaine tridimensionnel .
7 — Procédé de caractérisation des conditions de culture d'organismes vivants selon la revendication précédente caractérisé en ce qu'il permet de définir les domaines tridimensionnels caractéristiques d'agents bénéfiques et au moins un autre pour l'espèce à cultiver dans le milieu.
8 — Procédé de caractérisation des conditions de culture d'organismes vivants selon les revendications 6 et 7 caractérisé en ce qu'il permet de définir les domaines tridimensionnels caractéristiques d'agents pathogènes et au moins un autre pour l'espèce à cultiver dans le milieu.
9 — Procédé de caractérisation des conditions de culture d'organismes vivants selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il favorise la culture d'organismes vivants en milieu aqueux en maintenant l'élevage aquacole dans le domaine tridimensionnel correspondant à l'espèce cultivée dans le milieu.
10 — Procédé de caractérisation des conditions de culture d'organismes vivants selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il permet de déterminer au moins un domaine tridimensionnel favorisant le développement d'organismes bénéfiques pour la fermentation de matière biologique. 11 - Procédé de caractérisation des conditions de culture d'organismes vivants selon la revendication précédente caractérisé en ce qu'il permet de maîtriser les conditions de fermentation de matière biologique pour la production de boissons alcoolisées.
12 - Procédé de caractérisation des conditions de culture d'organismes vivants selon la revendication 10 caractérisé en ce qu'il permet de maîtriser les conditions de fermentation de matière biologique pour la production de produits agroalimentaires.
13 — Procédé de pilotage des caractéristiques d'un milieu de culture d'organismes vivants consistant à modifier au moins une des conditions de culture caractérisée par le procédé de caractérisation des conditions de culture desdits organismes vivants selon l'une quelconque des revendications 6 à 12, pour faire évoluer le triplet vers le domaine tridimensionnel caractéristique de l'espèce cultivée correspondant à la zone de confort physiologique de ladite espèce cultivée.
14 — Installation de culture d'organismes vivants comprenant :
- au moins une zone de culture d'un organisme vivant dans un milieu aqueux
- des moyens de mesure de paramètres physico-chimiques dudit milieu aqueux de culture
- des moyens d'intégration desdits paramètres physicochimiques dans un système de traitement des données
- des moyens de calculs de trois variables pH, V2, V3 à partir des mesures desdits paramètres physico-chimiques pour la détermination de triplets caractéristiques de la qualité physiologique dudit milieu aqueux de culture, V2 étant fonction du pH, de la température et du potentiel d'oxydo- réduction, et V3 étant fonction du potentiel d'oxydo- réduction, de la température et de la salinité
- des moyens de qualification de la qualité physiologique dudit milieu aqueux de culture selon la zone de confort physiologique dudit organisme vivant cultivé
- des moyens d'ajustement de la qualité physiologique dudit milieu aqueux de culture aptes à maintenir une qualité comprise dans la zone de confort physiologique dudit organisme vivant cultivé.
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| US4821445A (en) * | 1986-12-29 | 1989-04-18 | Bass Robert E | Water delivery system and method |
| US6171480B1 (en) * | 1996-06-24 | 2001-01-09 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Automated closed recirculating aquaculture filtration system |
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2014
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4821445A (en) * | 1986-12-29 | 1989-04-18 | Bass Robert E | Water delivery system and method |
| US6171480B1 (en) * | 1996-06-24 | 2001-01-09 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Automated closed recirculating aquaculture filtration system |
| FR2947634A1 (fr) | 2009-07-06 | 2011-01-07 | Otv Sa | Dispositif de mesure d'au moins une propriete d'une eau |
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