Le compostage des carcasses de bioconfinement pour le contrôle de l'épidémie de maladies infectieuses dans le bétail

La vidéo montre un exemple d'étude menée au Centre de recherche de Lethbridge, financée par le programme CRTI du gouvernement fédéral ainsi que par Alberta Agriculture. L'objectif du projet est d'évaluer l'ensilage cotonneux comme méthode d'élimination des carcasses lors d'une éclosion de maladie infectieuse dans une population de bovins de boucherie. Cette technique avait déjà été utilisée par le Dr Lloyd Spencer de l'ACIA pour contrôler l'éclosion de grippe aviaire survenue dans la vallée du Fraser il y a quelques années.

L'objectif du projet consiste essentiellement à contrôler efficacement l'agent infectieux et à empêcher sa propagation à toute autre population de bovins environnante. Pour y parvenir, une réponse très rapide est nécessaire en ce qui concerne l'élaboration d'une méthode d'élimination, méthode qui doit être prête et opérationnelle dans un délai de 24 heures au maximum. C'est pourquoi, dans la conception de cette expérience particulière, nous utilisons des matériaux disponibles localement pour l'ensemble du processus de compostage, matériaux qui peuvent facilement être rachetés auprès de fournisseurs agricoles locaux, ce qui nous permet de construire les structures en moins de 24 heures.

Le cadre extérieur de la structure était basé sur l'utilisation simple de paille d'orge comme matériau de structure. Nous avons placé de petites couches de paille au fond de la structure, au cas où il y aurait une infiltration provenant du processus global de compostage, afin que ces petites balles absorbent tout liquide éventuel. Nous utilisons ensuite de grandes balles carrées comme murs extérieurs de la structure.

Ainsi, notre objectif était d'examiner si nous pouvions utiliser un modèle similaire, mais en l'agrandissant considérablement afin de traiter la grande taille corporelle des bovins de parc d'engraissement pleine échelle. Le niveau de confinement que nous avons utilisé dans cette étude était bien plus élevé que celui d'un processus de compostage typique. Nous avons utilisé de grandes balles de paille afin de contenir l'ensemble du tas de compost au sein d'un cadre structuré.

Nous avons collecté du fumier provenant du parc d'engraissement du centre de recherche Lepar, et nous l'avons préparé en le faisant passer dans un épandeur afin de l'aérer, ce qui permettait de chauffer les nouvelles quantités. En réalité, c'est essentiellement la première fois qu'une telle opération est tentée à une aussi grande échelle et sans un niveau de confinement aussi élevé. L'une des préoccupations que nous avions lors de notre première tentative portait sur la possibilité d'obtenir une quantité importante de liquide issu du processus de compostage.

Nous avons donc volontairement installé un système de drainage, le tas de compost, afin d'essayer de recueillir tout liquide pouvant être produit pendant le processus de compostage. Nous utilisons un plastique standard pour ensilage. Il s'agit du même plastique disponible que les parcs à bovins utilisent pour couvrir leurs fosses à ensilage.

L'idée du plastique est de l'inclure afin d'obtenir un niveau de sécurité très élevé. En pratique, tout ce qui se trouve dans le tas de compost est retenu à l'intérieur de la barrière en plastique. Nous déposons une couche de paille d'orge au fond de la structure de compostage comme agent absorbant, et également pour faciliter le processus de compostage.

En outre, nous avons placé des émetteurs de température à l'intérieur même du compost. Ces émetteurs enregistrent désormais en continu la température tout au long du processus de compostage, puis nous récupérons ces émetteurs à la fin du compostage et téléchargeons les données de température couvrant toute la durée du compostage. L'un des inconvénients liés à l'utilisation du plastique est qu'il risque fortement de restreindre l'apport d'oxygène dans le tas de compost.

Ici, nous avons utilisé des tuiles ou des tuyaux de drainage simples, du type couramment employé en construction domestique, et nous avons placé ces tubes tous les 5 mètres environ sur l'ensemble de la structure de compostage. L'objectif visé était de garantir une circulation de l'air vers le bas du tas de compost afin que le compostage constitue un processus aérobie et non anaérobie, un processus dans lequel l'oxygène est exclu et qui conduit essentiellement au même résultat que la fabrication du ensilage. Or, nous ne souhaitions pas que cela se produise.

Nous souhaitions que l'oxygène pénètre dans la structure afin de maximiser la dégradation des carcasses. Ces bovins provenaient d'élevages locaux où ils étaient décédés principalement de pneumonie, une cause naturelle. Nous n'avons pas abattu ces animaux ni provoqué leur mort dans le cadre de cette étude.

À présent, ces tubes que nous avons placés dépendaient uniquement de l'aération passive, c'est-à-dire de l'air qui circule normalement à travers le tuyau depuis l'atmosphère environnante. Nous n'avons pas utilisé de ventilateurs ni d'autres dispositifs similaires, car en cas d'épidémie de maladie infectieuse, on ne souhaiterait pas propulser l'agent infectieux hors de la structure de compostage vers l'environnement proche. En revanche, dans le cas d'une épidémie classique, on n'appliquerait pas le niveau de précision que nous avons mis en œuvre ici ; toutefois, puisqu'il s'agit d'une expérience, nous utilisons ces dispositifs appelés pyramides de récupération de prélèvements, qui permettent d'insérer des échantillons dans le compost puis de les extraire à des dates ultérieures.

Pour des études ultérieures, nous avons utilisé des micro-organismes modèles, comprenant des bactéries et des virus, que nous avons placés dans de petits sacs blancs, puis insérés dans le triangle avant de les introduire dans la structure de compostage. L'objectif est de s'assurer que le processus de compostage élimine les micro-organismes afin que l'agent infectieux soit détruit pendant le compostage. Nous avons également ajouté d'autres extrémités de substrat, telles que des tissus, du tissu cérébral et de la kératine, qui est la protéine constitutive des sabots et des cornes.

La kératine est très résistante à la digestion, et nous souhaitions déterminer si nous pouvions observer une dégradation de cette protéine très résistante au cours du processus de compostage. Si une dégradation importante était constatée, cela indiquerait clairement que les carcasses seraient également entièrement dégradées. Nous remplissons les pyramides de fumier afin de garantir que l'environnement à l'intérieur de la pyramide elle-même soit très similaire à celui du fumier environnant. Au cours du compostage, seuls trois sacs sont ramenés.

Tous les matériaux ont été pesés dans les sachets avant d'être placés dans la pyramide, ou bien le nombre de micro-organismes a été décompté avant leur mise en place dans la pyramide. Nous allons simplement les distribuer maintenant, dans ce cas précis, à chacune des pyramides, nous avons également inséré des dispositifs de mesure de température afin de mesurer effectivement la température sur le site de chaque pyramide individuelle. À l'intérieur du tas de compost, nous avons placé plus de 20 de ces pyramides dans le tas de compost à deux profondeurs différentes : l'une située à environ un demi-mètre de profondeur dans le tas lui-même, et l'autre à un mètre de profondeur, dans la zone où les carcasses ont été déposées.

À présent, dans des conditions normales, la plupart de ces bactéries modèles ne provoqueraient pas de maladie grave chez l'homme, mais dans des conditions normales, lorsque vous êtes confronté à une éclosion infectieuse, vous remarquerez que les employés portent des gants et des combinaisons de protection, alors que lors d'une éclosion de maladie infectieuse, ils porteraient également des masques et des bottes spéciales. Le niveau d'équipement de protection serait beaucoup plus élevé si vous étiez confronté à une véritable éclosion de maladie. Une fois que nous avons introduit les carcasses, nous avons placé environ 16 animaux dans chacune de ces structures de compostage.

Nous prenions alors le fumier et les recouvrions avec ce fumier chauffé, et vous pouvez voir la quantité de vapeur qui s’en dégage, indiquant que le fumier est déjà en train de chauffer. Avant son introduction dans le tas de compost, nous avons placé le fumier, remplissant complètement la structure, de sorte que les carcasses elles-mêmes se retrouvent à environ un mètre et demi sous la surface du fumier. Vous le voyez ici.

Nous avons ensuite ajouté des orifices d'aération supplémentaires en haut du tas, souhaitant à nouveau garantir un processus de compostage aérobie. Devrions-nous passer à l'espace suivant dans Fred ? Car cela correspond au fait que nous utilisons également ces orifices pour mesurer les types de gaz à effet de serre émis.

Pendant le processus de compostage, tout était hermétiquement scellé afin de garantir que, s'il y avait effectivement un agent infectieux dans le tas, celui-ci aurait très peu de chances de s'échapper. Vous pouvez voir comment nous avons placé des pneus sur le dessus, ce qui limite essentiellement l'accès des oiseaux ou d'autres vecteurs alimentaires au tas dans son ensemble, empêchant ainsi le transfert de l'agent infectieux à d'autres porteurs potentiels. Les fils que vous voyez servent à transmettre la température mesurée à l'intérieur de la pyramide vers un ordinateur situé à l'extérieur de l'enceinte de compostage. Nous surveillons la température à plus de 48 emplacements différents au sein de chaque tas de compost afin d'évaluer la variation spatiale de l'efficacité du processus de compostage. Les tubes ont été utilisés pour mesurer la teneur en oxygène à différentes profondeurs dans le tas de compost.

Comme mentionné précédemment, il est très important que l'oxygène pénètre dans le tas. Or, en raison du niveau de précision que nous utilisons ici concernant le positionnement de ces pyramides, le temps nécessaire pour construire ces structures a été beaucoup plus long que dans des conditions normales. Vous ne placeriez pas les pyramides ni n'adopteriez le degré de précaution que nous appliquons ici afin de ne pas endommager les instruments expérimentaux que nous avons installés à différents moments dans le tas.

Ensuite, pendant le processus de compostage, nous sommes entrés dans l'installation et avons extrait les triangles de l'intérieur, à des profondeurs comprises entre un mètre et un demi-mètre sous la surface du fumier, puis nous avons mesuré si les micro-organismes avaient survécu au cours du compostage, ainsi que la quantité de tissu dégradée pendant cette phase. La chaîne et la solidité du triangle nous ont permis de remonter directement l'échantillon à travers le compost et de récupérer nos prélèvements. À ce stade, dans des conditions normales, si l'on était confronté à une véritable éclosion infectieuse, les températures à l'intérieur du tas de compost, que nous pouvons surveiller depuis l'extérieur, atteignent déjà des valeurs de 70 degrés Celsius, et dès que la température dépasse environ 55 degrés Celsius, la plupart des agents infectieux sont éliminés. Lorsque nous avons effectué les mesures sur les micro-organismes et les virus, c'est-à-dire sur les organismes modèles que nous avions introduits dans le tas, les virus ont été inactivés en une semaine et les micro-organismes ont été éliminés en deux semaines.

Voici maintenant l'ouverture du tas après la fin du processus de compostage. Ce processus a duré environ 150 jours. La température a dépassé 70 degrés dans certaines zones du tas pendant une période supérieure à 70 jours.

La température avait tendance à être plus élevée au sommet du tas qu'à sa base, mais toutes les zones du tas ont dépassé 55 degrés Celsius. Maintenant que nous vidons le tas de compost, s'il s'agissait réellement d'une éclosion de maladie infectieuse, l'agent infectieux aurait essentiellement été éliminé en raison du processus de compostage. Au cours de cette procédure, tandis que nous retirons le matériel, nous récupérons également les émetteurs, les émetteurs de température qui ont été présents dans le tas pendant toute la durée, et nous les sortirons pour les connecter à un ordinateur afin de mesurer quelle a été la température tout au long du processus de compostage à l'emplacement de l'animal.

Nous avons constaté qu'il subsistait quelques indices d'os et de tissus, mais les animaux n'étaient certainement plus reconnaissables. Après le processus de compostage, la taille des tissus était relativement petite, bien inférieure à un kilo ou à 500 grammes. Après le démontage de la structure de compostage, nous avons retourné le matériel et l'avons transféré vers des andains extérieurs, moment auquel tout tissu restant serait dégradé durant le processus de compostage secondaire.

Le facteur déterminant est que, lors de l'ouverture finale, l'agent infectieux aurait déjà été éliminé en raison des hautes températures atteintes pendant le processus de compostage prolongé et du tissu cérébral. Environ 98 % de celui-ci a été dégradé durant les deux premiers mois du processus de compostage.