Certificat en biotechnologie LABORATOIRE DE MICROBIOLOGIE

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Feb 19, 2013 (4 years and 5 months ago)

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LABORATOIRE DE MICROBIOLOGIE ENVIRONNEMENTALE
Identification du cours
Titre du cours : Laboratoire de microbiologie environnementale
Numéro du cours : MCB-2702
Nombre de crédits : 3
Pondération : 1-0-4-4
Trimestre : Hiver 2011
Pavillon : Cégep de Lévis-Lauzon
Locaux : Cours théorique : G-102
Laboratoire : A-348
Plage horaire : Lundi 18h à 23h
Liens du cours avec les objectifs du programme
Les biotechnologies de l'environnement visent principalement l'exploitation et la
valorisation de la biomasse résiduelle. Ces activités prennent une importance grandissante
dans le contexte social actuel où l'on revendique avec de plus en plus de force la réduction de la
pollution et la protection de l'environnement. Ce mouvement est renforcé au plan économique par
la nécessité pour nos sociétés industrialisées de rationaliser la gestion de nos ressources
renouvelables.
La microbiologie environnementale porte sur l’étude des interactions des microorganismes
avec leur environnement, que ce soit l’air, l’eau ou le sol. Il est ainsi possible d’utiliser les
connaissances sur ces interactions afin d’en faire bénéficier la société, comme par exemple afin
de décontaminer des sols, de protéger la qualité de l’eau ou de valoriser la biomasse.
Ce cours tentera donc d’exposer la contribution des microorganismes de l’environnement
à la valorisation de la biomasse, et tentera également de présenter le côté pratique de certaines
biotechnologies utilisées dans ce domaine. Ce côté pratique permettra de compléter et d’améliorer
la compréhension des biotechniques appliquées en environnement.
Buts et objectifs du cours

Pour satisfaire aux exigences théoriques de ce cours, l’étudiant devra être en mesure
de:
- présenter une vue d’ensemble des biotechnologies, comme par exemple celles utilisées
dans la valorisation de la biomasse ;
- expliquer et comparer les implications pratiques de ces biotechnologies ;
- décrire l’utilité de certaines techniques d'analyses physico-chimiques et biologiques
pertinentes dans le domaine des biotechnologies.

Objectifs d’habiletés techniques du cours :
- appliquer et comprendre l’utilité de certaines techniques d’analyses physico-chimiques et
biologiques pertinentes des biotechnologies;
- appliquer ses connaissances générales sur les mécanismes biologiques impliqués dans la
valorisation et l’exploitation de la biomasse;
- élaborer un protocole expérimental et structurer une expérience;
- opérer un réacteur biologique.
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Contenu du cours
 Horaire
Semaine Date
Cours
Théorie Laboratoire
1 10 jan. Accueil
Montages et introduction aux techniques
d’analyse chimique environnementale
2 17 jan. Paramètres biochimiques et physicochimiques
Introduction aux techniques d’analyse chimique
environnementale et prise de données
préliminaires
3 24 jan. Cycles des éléments Échantillonnage (1)
4 31 jan. Traitement des eaux usées (1) Échantillonnage (2)
5 7 fév. Traitement des eaux usées (2) Échantillonnage (3)
6 14 fév. Visite industrielle
7 21 fév. Traitement des eaux usées (3)
Échantillonnage (4)
Mini-test visite (5%)
8
28 fév.
Traitement des eaux usées (4)
Échantillonnage (5)
Rapport de laboratoire – Partie 1 (15%)
9
7 mars
Semaine de lecture
10 14 mars Examen laboratoire (20%) Analyse microbiologique (1)
11 21 mars
Thèmes à déterminer entre :
Biocatalyseurs
Bioplastiques
Biocarburants
Biopesticides
Compostage
Traitement des sols contaminés
Analyse microbiologique (2)
Atelier d’écotoxicologie
12 28 mars
Échantillonnage (6)
Identification des inconnus 1
13 4 avril
Échantillonnage (7)
Identification des inconnus 2
14 11 avril
Visite industrielle
Remise du cahier de laboratoire (10%)
Rapport de laboratoire- Partie II (15%)
15 18 avril Examen final – théorie et laboratoire (30%)
NOTE :CET HORAIRE EST SUJET À DES MODIFICATIONS.
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Formule pédagogique
Cours théoriques
Une période d’une heure est prévue par semaine pour la partie théorique et son contenu
sera étroitement en lien avec le sujet des laboratoires. De plus, les notions abordées dresseront
un portrait global des biotechnologies environnementales les plus communes.
Laboratoires
- En équipe de 3 ou 4 personnes, les étudiantes et étudiants devront réaliser une
expérience parmi celles proposées. L’attribution des sujets expérimentaux sera
effectuée par le professeur lors de la première ou seconde rencontre.
- Les étudiantes et étudiants devront respecter les règles de sécurité en vigueur au
laboratoire.
- Les étudiantes et étudiants apprendront le fonctionnement de plusieurs types de
traitements appliqués à la dépollution des eaux usées. Voici la liste des expériences :
o Lagunage : Épuration biologique des eaux usées avec ou sans aération dans
des bassins (étangs). Possibilité de 2 variantes.
o Biofiltration : Enlèvement des polluants des eaux usées avec l’aide de biomasses
fixées ou libres au travers desquelles s’écoulent les eaux. Possibilité de 6
variantes.
o Boues activées : Élimination des substances polluantes grâce à l’activité
biologique en présence d’oxygène. Possibilité de 2 variantes.
o Réacteur biologique rotatif (RBR ou Rotofix) : Épuration biologique des eaux
usées à l’aide d’un biofilm immergé par intermittence dans les eaux.
o Réacteur biologique séquentiel: Dispositif d’épuration biologique des eaux usées
en plusieurs étapes (remplissage, réaction, décantation, soutirage, repos)
- À la suite d’une recherche théorique permettant à l’étudiante et à l’étudiant de
comprendre les principes mis en jeu dans le procédé expérimental qui lui a été attribué,
chaque équipe devra élaborer son protocole expérimental et structurer son
expérimentation afin d’évaluer scientifiquement l’efficacité du procédé mis en cause.
Visite industrielle
Une ou deux visite(s) sera(seront) organisée(s) au cours du trimestre dans des
établissements œuvrant dans le domaine des biotechnologies environnementales afin de
démontrer les applications théoriques et pratiques des notions abordées en classe. Cette(ces)
visite(s) sera(seront) une occasion idéale pour apprécier la pertinence entre le cours de
microbiologie environnementale et les milieux de travail. L'évaluation de la (des) visite(s) se fera
à l'aide d’un mini-test réalisé à la fin de la visite ou au début de la période théorique suivant la
visite et celui-ci sera réalisé individuellement. Il s'agira d'un court questionnaire portant sur les
aspects fondamentaux et pratiques de la visite industrielle visée. En cas d’absence à une visite
sans justification, l’étudiante ou l’étudiant ne pourra passer le contrôle et les points accordés ne
lui seront pas attribués.
Si l’organisation des visites s’avérait trop difficile, elles seraient remplacées par d’autres
activités. Des consignes précises seraient alors données en classe si nécessaire.
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IMPORTANT :
Les étudiantes et étudiants doivent s’attendre à dépasser le cadre horaire. Les activités
de laboratoire en environnement sont des expériences qui durent de plusieurs jours à plusieurs
semaines. Donc, afin de suivre les processus de façon continuelle, à tour de rôle les étudiantes
et étudiants se présenteront au laboratoire afin de procéder à des vérifications et ou à des
lectures, etc.
Aussi, des visites sont prévues à l’extérieur des plages horaires et l’étudiante ou
l’étudiant doit donc être disponible pour ces visites de jour.
Disponibilité
La disponibilité du professeur sera établie lors de la première rencontre.
Courriel :
marie-christinesimard@hotmail.com
Documentation
Toutes les notes de cours et présentations seront disponibles sur le site internet Lévinux, dont le
fonctionnement sera expliqué à l’étudiante ou l’étudiant lors de la première rencontre. Les
documents listés dans la section Bibliographie du présent plan de cours s’avèreront très
pertinents. Par ailleurs, un montant d’argent sera exigé pour les frais de photocopie de certains
documents (Plan de cours, Examen, etc.).
Chaque équipe devra consigner ses manipulations et observations dans un cahier de laboratoire
qui sera évalué tout au long de la session.
Évaluation des apprentissages
Élément d’évaluation Pondération (%) Date prévue
Rapport de laboratoire – Partie I 15 28 Février
Mini-test visite 5 21 mars
Examen de laboratoire 20 21 mars
Identification des inconnus 5 28 mars et 4 Avril
Rapport de laboratoire – Partie II 15 11 Avril
Carnet de laboratoire 10 11 Avril
Examen final (théorie et laboratoire) 30 18 Avril
La note de passage du cours (seuil de réussite) est de 50%; l’étudiante ou l’étudiant doit obtenir
50% au total de ses évaluations.
En cas de plagiat ou de travaux individuels identiques, la note 0 sera attribuée au travail ou à
l’évaluation et ce, pour toutes les personnes concernées.
En cas d’absence à une évaluation, l’étudiante ou l’étudiant doit référer aux règlements en
vigueur à la Faculté des sciences et génie de l’Université Laval.
Un retard dans la remise des travaux entraînera la perte de 10% de la note accordée au travail par
jour de retard, ouvrable ou non.
Un maximum de 10% pourra être retranché sur toute évaluation dont la qualité du français n'est
pas adéquate.
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L’attribution des notes finales sera effectuée selon les barèmes ci-dessous :
95 à 100 = A+ 90 à 94 = A 86 à 89 = A-
83 à 85 = B+ 80 à 82 = B 77 à 79 = B-
74 à 76 = C+ 70 à 73 = C 65 à 69 = C-
60 à 64 = D+ 50 à 59 = D -de 50 = E
NOTE : Tout travail, rapport, évaluation, examen ou autre document d’évaluation demeure
la propriété du département et n’est pas remis aux étudiantes et étudiants. Ces documents
pourront être consultés par les auteurs s’ils le désirent.
Bibliographie
American Public Health Association (APHA). 2005 ou 1999. Standards Methods for the
Examination of Water and Wastewater. 20
e
ou 21
e
édition. xx pages.
Bliefert C. et R. Perraud. 2001. Chimie de l’environnement : Air, Eau, Sols, Déchets. DeBoeck
Université, Paris-Bruxelles, 477 pages.
Campbell, N.A. & J. B. Reece. 2007. Biologie, 3e édition, ERPI, St-Laurent, 1334 pages.
Leslie Grady Jr. C. P., G.T. Daigger & H.C. Lim. 1999. Biological Wastewater treatment, 2
e
édition. Marcel Dekker, New York. xx pages.
Maier R. M, I.L. Pepper & C. P. Gerba. 2000. Environmental microbiology. Academic Press,
California – London, 585 pages.
Metcalf & Eddy. 2003. Wastewater Engineering : Treatment and Reuse. McGraw Hill, New
York, 1819 pages.
Prescott M.L., J.P. Harley et D.A. Klein. 2003. Microbiologie, 3
e
édition, De Boeck, Bruxelles,
1164 pages.
Rittman B. E. & P.L. McCarty. 2001. Environmental Biotechnology : Principles and
Applications. McGraw Hill, New York, 754 pages.
Tessier, Louis. 2007. Technologies des bioprocédés industriels. CCDMD, Montréal, 336
pages (45$, Commande en ligne possible).
Tortora, G. J., B. R. Funke & C. L. Case. 2003. Introduction à la microbiologie, ERPI, St-
Laurent, 945 pages.
Bonne session !