Réflexion pédagogique et apprentissages réalisés

Réflexion pédagogique

Le but derrière cette démarche d'observation-expérimentation était de valider la possibilité de transférer un projet de vermicompostage en salle de classe du primaire. Afin de s'assurer de la réussite d'une telle implantation, il est pertinent de s'engager avec un maximum d'informations et avec une expérience permettant d'éviter des erreurs qui pourraient être fatales soit pour les vers ou soit pour la crédibilité d'un tel projet. Il importerait donc qu'un enseignant intéressé commence un vermicompost à la maison puis transfère l'expérience dans une classe en vue d'expérimenter ce nouveau contexte avant de l'implanter à plus grande échelle. Le choix du vermicomposteur sera déterminant dans la gestion du projet. Celui-ci devrait être géré par une main-d'oeuvre appliquée et suffisamment nombreuse si la séparation du compost et des vers devait être réalisée à la main (ce qui serait le cas si le présent vermicomposteur serait utilisé en classe). Un système plus important permettant à plusieurs classes de déposer leur compost pourrait peut-être être mis en place pour une gestion plus efficace si un local s'y prêtait (salle de chauffage ou salle des chaudières, car sombre et chaud).

Ainsi, si le système en place est efficace et que la gestion des apports respecte les règles, aucune odeur désagréable ne devrait provenir du vermicomposteur. Un compost extérieur permettrait une plus grande facilité d'opération, mais la dégradation n'est pas aussi rapide ni aussi intéressante qu'avec des vers. Il s'agit là d'une excellente opportunité pour observer les organismes responsables du recyclage efficace des matières organiques. Leur efficacité est inspirante pour les élèves de tous les niveaux et leur proximité permet une observation permettant d'aller au-delà du simple dégout pour les vers de terres.

Un système tel que présenté dans ce projet est plus pédagogique qu'une infrastructure plus perfectionnée ou chacun ne fait que déposer des restes organiques. Être proche du procédé, effectuer le brassage, trier les vers, tout cela crée un esprit de participation au processus et un enclenchement de réflexions et d'apprentissages. C'est une façon simple de mieux comprendre ce qui est essentiel et modestement si peu apparent dans cette nature trop comprise en surface seulement.

Apprentissages

Les apprentissages réalisés dans le cadre de cette expérimentation prennent place dans le domaine des sciences et technologiques (PFEQ 2001). C'est à travers une problématique d'observation et de compréhension du phénomène du vermicompostage que nous avons pu découvrir les paramètres qui régissent la vie des vers rouges dans leur environnement artificiel.

Nos apprentissages proviennent de la démarche

liée à la documentation:

-alimentation suggérée, alimentation à proscrire, types de litières, conditions optimales, traitement du compost.

liée à l'expérimentation-observation:

- vitesse de décomposition, effet du terreau, traitement quantitatif du compost (poids et volumes transformés), proportion des résidus transformés en liquide, état général du compost au fil du temps, mise en perspective d'une quantité de consommateur vs une quantité de compost, appréciation qualitative de l'effet du liquide de compostage sur une plante, évaluation de la reproduction des vers rouges, efficacité du type de bac à composter.

Nos apprentissages sont bien sûr en lien avec les compétences en sciences et technologies du PFEQ:

PROPOSER DES EXPLICATIONS OU DES SOLUTIONS À DES PROBLÈMES D’ORDRE SCIENTIFIQUE OU TECHNOLOGIQUE

• En identifiant les propriétés des éléments observables (couleur, texture, masse, masse volumique, aspect).
• En observant les changements physiques et chimiques.
• En observant un phénomène naturel de décomposition et de transformation.
• En observant les caractéristiques du métabolisme et de la reproduction des vers rouges.
• En recherchant la place des vers rouges dans la classification.
• En recherchant sur l'alimentation des vers rouges.
• En mettant en lumière un maillon de la chaîne alimentaire.
• En observant l'interaction des vers rouges avec leur milieu (habitat).
• En expérimentant une technologie de l'environnement (vermicompostage).

METTRE À PROFIT LES OUTILS, OBJETS ET PROCÉDÉS DE LA SCIENCE ET DE LA TECHNOLOGIE

• En utilisant des outils (balances, ruban à mesurer, tasse à mesurer).
• En effectuant des opérations mathématiques liées au concept de la masse volumique.
• En fabriquant un environnement artificiel (vermicomposteur).

COMMUNIQUER À L'AIDE DES LANGAGES UTILISÉS EN SCIENCE ET EN TECHNOLOGIE

• Par exemple, en utilisant les termes exacts (nom des matériaux, des outils etc.) et aussi les unités de mesures avec leur nomenclature appropriée (volume: Litres, cm3; masse: grammes, kg).
• En nous référant au mode de classification des êtres vivants pour la présentation de l'espèce à l'étude (règne, embranchement, classe, sous-classe, ordre, sous-ordre, famille, genre).

Analyse et interprétation

Il est maintenant temps de rendre nos conclusions après 75 jours

d'observations et d'expérimentations.

Analyse des données quantitatives:

Ajouts:

• 27 570 g de résidus de légumes et de fruits
• 800 g de papier déchiqueté
• 500 g de terreau

Total de masse ajoutée : 28 870 g

Total de volume ajouté : 52,4 L

• 43,4 Litres en résidus
• 6 litres en terreau
• 3 litres en papier

Total de liquides retirés :

• 6,125 kg (= +/- 6,125 L)

VOLUME TOTAL FINAL COMPOST : 38 L

MASSE TOTALE FINALE COMPOST : 28,5 kg

Comparaison avec l'état de départ

RAPPEL DE L'ÉTAT DE DÉPART

(extrait du blogue du 24 janvier 2012)

Le compost a été prêté dans les conditions suivantes:

-double bac afin de favoriser l'écoulement des liquides dans le bac inférieur;

-bacs de 26'x19' de type rubermaid bleus (poids: 2,5 kg chacun);

-couvercle percé de trous de 1/8' pour laisser de l'air aux vers rouges (poids: 800g);

- masse de départ : 6,3 kg;

- âge: environ 1 an;

- vers rouges achetés sur une ferme d'élevage au Québec;

-liquide dans le bac du dessous: 860 g;

-bandes de carton ondulé comme couvert;

-volume : env. 8,4 L

-ASPECT: vers grouillants autour des fruits/légumes en décomposition. PLUTÔT HUMIDE. Pas d'odeur/faible odeur normale de décomposition.

ÉTAT PRÉSENT

• Le système utilisé est le même; toutefois le bac premier (celui qui contient le compost) a été perforé davantage pour favoriser un meilleur écoulement vers le bac de réception des liquides.
• L'état de dégradation des résidus est légèrement différent: on retrouve de gros morceaux résiduels (ex: tiges de brocoli) qui avaient été justement laissés ainsi afin de constater la vitesse de dégradation de ces morceaux.
• La diète des vers s'est faite dans le respect des conditions prescrites par le professeur qui nous a prêté le composteur (voir message du 24 janvier 2012).
• Pas de carton ondulé, seulement du papier.
• Du terreau a été ajouté.
• La population des vers est nettement plus élevée.
• Le taux d'humidité est un peu plus bas.
• Le volume (38 L) est 4,5 fois plus important que le volume de départ.
• La masse (28,5 kg) est 4,5 fois plus importante que la masse de départ.
• Les odeurs sont plus fortes au brassage mais restent nulles à proximité du bac fermé.
• Le volume du bac (90 L) est utilisé à près de 42 % comparativement à un volume de départ occupant environ 9 % du bac.

Résumé de l'analyse des données

• En 75 jours, un volume de 52,4 L a été ajouté.
• En 75 jours, une masse de 28, 87 kg a été ajoutée.

Problèmes rencontrés

• Les gros morceaux de résidus ne se décomposent pas rapidement.
• L'écoulement des liquides a été problématique.
• Le brassage est plutôt odorant.
• Le compostage a été limité aux résidus prescrits; par conséquent il reste encore beaucoup de matériaux résiduels qui prennent le chemin de la poubelle.
• Pas de stratégie en place pour séparer le compost utilisable des vers rouges.

En tenant compte du fait qu'une famille de 2 adultes et deux jeunes enfants ont contribué pendant une durée de 75 jours:

• À ce rythme, si 42 % du bac a été utilisé en 75 jours, le bac serait rempli en 179 jours environ, ce qui laisserait supposer qu'au moins deux bacs seraient nécessaires pour une année de compostage régulier.

Suggestions d'après nos observations

• Toujours couper les résidus volumineux en plus petites parties.
• Bien gratter le fond lors du brassage pour favoriser l'écoulement des liquides. Au besoin percer d'autres trous plus grands. Installer un bloc entre les deux bacs qui assure un espacement dans le cas d'un poids de compost trop important dans le bac supérieur.
• Les odeurs occasionnées par le brassage ne durent pas vraiment. Si la température le permet, effectuer le brassage à l'extérieur ou dans un endroit aéré.
• En suivant les indications données sur d'autres sites, on peut s'autoriser à donner occasionnellement des pâtes alimentaires, du riz et du pain. Toutefois, la présence de gras dans ces éléments serait néfaste pour le composteur. Donc, se limiter aux pâtes, riz et pains non assaisonnés serait la bonne marche à suivre.
• Pour séparer le compost utilisable de la population de vers rouges, divers moyens sont envisageables. On peut étendre le compost sur un plastique et former des tas auxquels ont enlève une couche de compost dans la partie supérieure du tas. Les vers n'aimant pas la lumière, ils auront tendance à se réfugier au bas de la pile. Sinon, il faudrait songer à exploiter un système de composteur qui communique avec un second bac. Le but ici serait de cesser de nourrir les vers dans le bac premier et les inciter à traverser dans le bac second où une litière nouvelle et des résidus frais sont présents.
• Pour assurer un bon roulement, il s'avère finalement essentiel de développer un composteur double qui permettrait de séparer le compost et permettre une rotation vers un bac nouveau. Le compost récupéré pourrait ainsi être transféré dans un sac ou un bac pour être utilisé au printemps prochain. Étant donné le fait que ce système permettrait une rotation assez régulière, on pourrait se permettre de réduire la taille des bacs utilisés de moitié.

Interprétation des résultats

Voici nos questionnements de départ: (message du 24 janvier 2012)

Combien de résidus pouvons-nous composter en 2 mois et demi (masse, volume) ?

Si une famille de 2 adultes et 2 jeunes enfants qui mangent régulièrement des légumes et qui cuisinent beaucoup envoient au compost une masse de 28,87 kg pour une durée de 75 jours, on peut faire une moyenne de 385 g par jour / 140 kg par année pour cette famille. En volume de déchets de cuisine, cela représente environ 700 cm3 par jour / 256 L par année.

Quelle proportion du poids disparaîtra en liquides ?

Sur une masse de résidus totale ajoutée durant les 75 jours de 27, 670 kg, 6,125 kg ont été convertis en liquide. Les autres ajouts (terreau et papier) étant secs, il est raisonnable de les exclure. 6,125 kg sur 27,760, cela nous donne un pourcentage d'environ 22 % de la matière qui a été transformée en liquide. Cette proportion est notable car il s'agit d'un moyen facile de se débarrasser écologiquement d'un déchet de table et d'en exploiter les bénéfices en l'utilisant comme apport d'engrais aux plantes d'intérieur. Cette proportion des résidus est plus facile à gérer que le compost puisqu'on peut l'utiliser tel quel immédiatement sur les plantes.

Quel rapport de volume existera t-il entre le volume de départ de l'ensemble des restes vs le volume du compost final ?

La réduction du volume des déchets est très intéressante du point de vue écologique. On constate ici qu'à partir d'un volume de 52,4 L d'ajouts, un volume de 38 L a été mesuré. Ces données sont approximatives puisqu'il faut tenir compte de l'apport de terreau et de papier, mais aussi du fait que le compost contenait encore beaucoup de résidus récents qui auraient pu changer de volume et/ou être convertis en liquides. Tout de même, cette différence de 14,4 L de volume est éloquente: la matière, grâce à l'oeuvre du temps et des vers s'est compactée d'elle même en un terreau riche et en liquides nutritifs pour les plantes. Dans le cas présent, c'est une réduction à 72,5 % du volume de départ qui est apparue. Il serait raisonnable de penser qu'une diminution d'au moins 25 % du volume des déchets de cuisine est envisageable pour ce type de compost et que l'action prolongée des vers (si l'apport en déchet est arrêté) pourrait réduire encore le volume. Si dans ce cas-ci 27,5 % du volume a disparu, cette perte s'explique en partie par le retrait de 6,125 L de liquides de compostage non inclus dans le volume final.

Discussion et critique des résultats: marge d'erreur

• En ce qui concerne la mesure des ajouts faits au compost en termes de résidus et de terreau, les données relatives à la masse sont assez précise (+/-10 g) puisqu'une balance de cuisine a été utilisée.
• En ce qui concerne la mesure du poids total du volume de compost, une marge d'erreur est à signaler. Étant donné que la balance en question est un pèse-personne avec une marge d'erreur de +/- 500 g, il faut relativiser légèrement l'ensemble des résultats mis en relation avec ces données.
• Pour ce qui est des quantités relatives aux volumes décrits: tout volume cité dans ce cadre expérimental est une approximation. Puisqu'il n'était pas raisonnablement possible de mesurer un volume constant et précis ce ces matériaux compressibles, il a été décidé de remplacer les données de mesures tirées des dimensions (profondeur, hauteur, largeur) mesurées des contenants utilisés. La densité du compost ou des résidus est trop variable pour évaluer un volume réaliste et cohérent à chaque fois qu'une mesure doit être effectuée sur un nouvel échantillon. Pour résoudre ce problème, il a été décidé d'évaluer le volume à partir d'une masse volumique. La masse volumique a été mesurée à partir d'un échantillon de résidus (0,635 g/cm3 ou 1,575 L/kg), de compost (0,75 g / cm3 ou 1,333 L /kg) et de terreau (0,08 g/ cm3 ou 12,57 L/kg). Le volume du papier a été calculée par une prise de mesure du papier en pile avant d'être déchiqueté.

Discussion des résultats et appréciation:

Bien qu'une approximation des volumes est omniprésente dans le cadre de cette expérimentation, nous considérons toutefois que ces données globales permettent d'apprécier suffisamment l'efficacité d'un compost. Ces approximations ne représentant pas une trop grande marge d'erreur au final, il est donc facile de les excuser puisque de toutes façons, aucun compost ne réagira de la même façon. Pour réussir une étude approfondie, il faudrait utiliser plusieurs vermicomposteurs possédant des caractéristiques de départ identiques et un parcours expérimental identique, le tout dans des conditions stables.

En ce qui concerne l'appréciation qualitative des plantes durant l'expérience visant à comparer les effets d'un apport en liquides résiduels vs un apport en eau seulement, les résultats émis dans le message précédent sont évidemment très approximatifs. Une observation sur un an et plusieurs espèces de plantes différentes avec témoins aurait été plus évocateur.

Fin du cadre expérimental

Après 75 jours d'expérimentation d'un compostage intérieur domestique à l'aide de vers rouges, nous présentons les dernières données quantitatives et nos appréciations qualitatives. Celles-ci seront mises en perspective dans un prochain message.

Dernières données

- 15 490 g de restes de légumes divers ajoutés

- 24,4 L en volume ajouté

- 500 g de papier déchiqueté ajouté

- 4,6 L de liquides de d'écoulement retirés

Notes sur l'aspect final

• Les vers sont en bonne santé : il y a beaucoup de mouvement, la population est plus nombreuse qu'au début. On voit des oeufs, des bébés et des spécimens adultes.
• Le papier est constamment déchiqueté.
• Les morceaux (de petite taille) de légumes sont en général assez bien décomposés.
• Les morceaux plus importants, tels les tiges de brocoli complètes, sont assez difficiles à décomposer.
• L'odeur est plus importante lors du brassage qu'au début, ce qui est assez proportionnel à la masse actuelle du compost.
• Les odeurs émanant du composteur sont quasi-nulles, surtout si le couvercle est fermé. Les odeurs sont présentes au moment et du brassage et un peu après.

Concernant les plantes vertes (expérimentation secondaire)

Dans le cadre de ce projet d'observation, nous avons tenté de comparer la croissance et l'aspect deux plantes araignées fraîchement transplantées. L'une d'elle était arrosée uniquement avec le liquide retiré du composteur, tandis que l'autre plante servait de témoin, arrosée strictement à l'eau.

On peut affirmer que:

• Les deux plantes ont connu une croissance notable.
• Leur taille est assez semblable en terme de hauteur et de diamètre, pour ce qui est de l'aspect général.
• On peut observer que les feuilles de la plante expérimentale sont légèrement plus vertes que celle de la plante témoin.
• Certaines feuilles de la plante expérimentale sont plus longues et plus larges que celle de la plante témoin.
• Au toucher, la plante expérimentale présente des feuilles légèrement plus grasses que celles de la plante témoin.

70 e jour !

LA COLONIE VA BON TRAIN

Après avoir laissé une couche de terreau en guise de couvert (au lieu de mettre du papier déchiqueté), j'ai pu observer ces petits oeufs répartis en différentes concentrations sur la surface. Je présume qu'il s'agit d'oeufs de vers rouges puisque ce n'est pas la première fois que je vois ceux-ci et qu'aucune autre espèce n'a visiblement éclos dans le composteur.

L'ajout de terreau en surface a vraiment fait une différence au niveau de l'odeur: on ne perçoit aucune odeur notable lorsqu'on ouvre le composteur. Le couvert de papier est pratiquement aussi efficace, mais comporte l'avantage de constituer un apport de carbone utile à l'équilibre chimique futur du compost.

Une humidité ambiante est bien visible lorsqu'on ouvre le composteur: des gouttelettes perlent sur le couvercle, signe que les vers ne manquent sûrement pas d'humidité et que la chaleur ambiante est suffisamment élevée.

Il est préférable que les vers bénéficient d'une humidité plus importante que manquante, car ils respirent par la peau qui se doit, elle, d'être humide. Tant qu'il y a un écoulement possible vers le deuxième bac et que l'accumulation d'eau est évitée, tout va pour le mieux.

Dès que l'on ouvre le composteur, il y a presque à tous coups une pousse qui est présente. On peut supposer qu'il est pratiquement impossible de s'assurer d'un compost domestique qui soit neutre.

Le papier est décomposé à une vitesse extraordinaire : jusqu'à maintenant, je n'ai pas été en mesure de trouver des restes de papier enfouis dans le compost. Tout ce papier semble avoir été digéré avec appétit ! Bonne façon de passer le papier d'imprimante inutilisable, à condition de limiter l'encrage au noir seulement et le papier utilisé au papier non-blanchi ...