La fermentationExpérience : Risque lié au dégagement de CO2

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SnowBear
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Expérience : Risque lié au dégagement de CO2

Message par SnowBear »

Bonjour,

Je fais un petit sujet autour d'une question que je me posais : "Le CO2 dégagé lors de la fermentation pose t'il un risque dans un espace confiné ?"

Il y a principalement deux risques à avoir trop de CO2 dans une pièce :
- De 15 000 à 40 000 ppm risque d'acidose sur le moyen-long terme.
- A partir de 40 000 ppm le seuil de danger immédiat est franchis et l'on risque simplement une asphyxie à moyen-court terme.
- Non dangereux mais tout de même gênant, on note maux de tête, essoufflement, douleur dans la poitrine dés 8 heures d'exposition à 5000 ppm.

J'ai tout d'abord essayé de répondre à ma question avec des calculs que je vous épargnerais ici mais il y avais encore deux points qui m’embêtais :
- Le CO2 est plus dense que l'air, donc il a tendance à stagner au sol et comme j'ai plusieurs compagnons à quatre pattes je voulais savoir à quel point il s’y accumulait.
- La production de CO2 varie beaucoup lors de la fermentation, donc à quel point le pic de production est t'il important par rapport à mes calculs.

J'ai donc fais l'acquisition d'un petit boitier de détection du CO2 par la methode FTIR : Image
Il est précis à 5 ppm prés et sature à 3000 ppm.

J'ai donc réaliser une ch'tite expérience lors de mon dernier brassin:
Mon bureau
Image

Je suis au pic d'activité de ma fermentation (60 litre d'un mout très fermentescible DI = 1.043 à un taux d'ensemencement de 4.4 x 10^6 cellules viables / ml)
Je brasse dans mon bureau de 20m^3 avec une surface au sol de 9 m².
Je vais donc laisser mon détecteur à 10 cm du sol (hauteur approximative des narines d'un chat) et tout fermer puis faire des relevés toutes les 30 mins.
Bien sûr je ne reste pas dans la pièce pour ne pas fausser la mesure et pour lire la valeur du détecteur, je rentre en apnée dans la pièce rapidement mais tranquillement pour éviter des mouvements d'air tout en y restant le moins longtemps possible (c'est une limite de mon expérience).

Résultats :
- t + 0 min = 554 ppm
- t +30 mins = 723 ppm
- t +60 mins = 882 ppm
- t +90 mins = 985 ppm
Après lecture de la valeur à t +90 min j'ai mis en marche un ventilateur pour homogénéiser l'air de la pièce et après 5 min je suis passé à 1120 ppm stable.
(J'ai reproduits 3 fois l'expérience et les résultats sont similaires)

Analyse :
A première vue le taux de CO2 grimpe progressivement de 287 ppm par heure mais avec le brassage d'air on se rends compte que du CO2 s'accumule bien très prés du sol (environ 25% du total produit) soit +377 ppm par heure au total.

Conclusion :
Dans mon cas je dois donc aérer au minimum toutes les 12 heures pour être toujours en dessous de 5000 ppm.
Et comme on arrive au printemps je pourrais laissé aérer la plus part du temps tout en laissant le détecteur en route pour suivre le taux en direct.

Pour finir, si on devait extrapoler mes résultats pour une autre installation on pourrait dire qu'un litre de bière au pic de fermentation fait grimper le taux de CO2 de 188.5 ppm par heure dans un espace d'un mètre cube.

J’espère que ça pourra servir à certains d’entre vous et n'oubliez pas d’aérer ;)
N’hésitez pas à me faire parvenir vos critiques et vos idées pour approfondir le sujet !

Snow Bear

Source : https://www.inrs.fr/media.html?refINRS=TC%2074
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Re: Expérience : Risque lié au dégagement de CO2

Message par benmince »

Arf ! Merci pour tes mesures . Je ne m'étais jamais posé la question
Je fermente dans la salle de "réception" depuis bientôt 5 ans 19-21°C , une pièce très très peu utilisée , voire pas utilisée du tout
Le chat a survécu , ouf .
J'ai tout de même une prise d'air au dessus de la fenêtre pour la VMC .
Ca peu être utile pour ceux qui fermente dans de petite pièce fermée sans ventilation .

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Re: Expérience : Risque lié au dégagement de CO2

Message par Greg La Bidouille »

Bonjour,

Merci pour cette expérience fort instructive.
C'est surtout au monoxyde qu'il faut faire gaffe en brassant au gaz dans 9m².

Greg.
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SnowBear
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Re: Expérience : Risque lié au dégagement de CO2

Message par SnowBear »

Greg La Bidouille a écrit :Bonjour,

Merci pour cette expérience fort instructive.
C'est surtout au monoxyde qu'il faut faire gaffe en brassant au gaz dans 9m².

Greg.
Salut,
Quand je brasse c'est toujours fenêtre ouverte, c'est surtout l'humidité pendant l'ébu qui craint, je suis obligé de virer mon matos informatique ...
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soldeli
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Re: Expérience : Risque lié au dégagement de CO2

Message par soldeli »

Très instructive cette expérience, merci pour le partage.

J'ai lu il y a quelques temps un article US qui affirmait que 20 litres de moût en fermentation dégageaient entre 400 et 600 litres de CO2.

Ça ferait entre 1200 et 1800 litres dans ton cas avec 60 litres.
Qu'en penses tu ?
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Re: Expérience : Risque lié au dégagement de CO2

Message par SnowBear »

soldeli a écrit :Très instructive cette expérience, merci pour le partage.

J'ai lu il y a quelques temps un article US qui affirmait que 20 litres de moût en fermentation dégageaient entre 400 et 600 litres de CO2.

Ça ferait entre 1200 et 1800 litres dans ton cas avec 60 litres.
Qu'en penses tu ?
Salut Soldeli,

Bon du coup je vais répondre à ta question par des petits calculs !!!
La seule approximation que je ferais c'est que je considère tout les sucres simple comme du glucose.
Et j’arrondirais au chiffre significatif.

M glucose = 180 g/mol
M CO2 = 44 g/mol
Masse volumique CO2 = 1.87 g par litre à 20°C

Donc l’équation chimique de la fermentation du glucose c'est : Glucose + 2 ADP + 2 Phosphate --> 2 Éthanol + 2 CO2 + 2 ATP
C'est ce qui permet à la levure de produire son énergie en milieu anaérobie.
Pour 1 mole de glucose on produit donc 2 moles de CO2.

Donc prenons 1 litre de moût standard avec une DI de 1.050 soit un moût à 111 g/l de glucose soit m glucose / M glucose = 111 / 180 = 0.62 mole de glucose par litre
1 litre de moût fermenté a produit 1.24 mole CO2 soit m CO2 * M CO2 = 44 * 1.24 = 55 g de CO2
En litre de CO2 cela donne m CO2 / MV CO2 = 55 / 1.87 = 29 litres
On peut également faire intervenir le taux d’atténuation de la levure (par exemple 85%) donc cela donne 29 *0.85 soit 25 litres de CO2 produits !!!!

Si, je reprends mon exemple pour mon bureau cela donne un volume de CO2 produit de 1.5 mètre cube soit 75 000 ppm (la mort quoi !!!!) mais bon ça dure une bonne semaine la fermentation donc si j’aère tout les jours je suis dans les clous !
Donc Soldeli, oui tu as raison 20 litres de bière "standard" produisent 500 litres de CO2 :) !

Je voulais vous épargnez les calculs mais j'ai pas eu le choix.
Bonne journée

Snow Bear
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soldeli
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Re: Expérience : Risque lié au dégagement de CO2

Message par soldeli »

SnowBear a écrit :
Je voulais vous épargnez les calculs mais j'ai pas eu le choix.
Nan mais au contraire, c'est bien mieux ainsi
Merci pour le partage.

En tout cas on arrive bien aux même conclusions.

Avec cette récente lecture, j'avais dans un coin de ma tête d'utiliser un programmateur pour une extraction séquentielle de l'air de la pièce ou sont nos fermenteurs genre 5 min toutes les heures.
Ta démonstration va me permettre d'affiner la réflexion donc merci beaucoup .
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Re: Expérience : Risque lié au dégagement de CO2

Message par MaudeEtRation »

Très intéressant comme expérience, avec chiffres à l'appui en plus...

Ca m'amène à m'interroger sur l'utilisation de frigos régulés pour la fermentation. Le CO2 est alors en grande partie contenu dans le frigo, et les fermenteurs baigneraient donc constamment dedans. Bon? Pas bon? Pas d'incidence?

Depuis que je me suis monté un frigo régulé, les 2 brassins sur lesquels je l'ai utilisé ont été infectés... Je cherche le fautif...
Dernière modification par MaudeEtRation le 23 févr. 2021 8:00, modifié 1 fois.
maxougoret
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Re: Expérience : Risque lié au dégagement de CO2

Message par maxougoret »

Bonjour,

Tes levures baignent de toute façon en permancence dans le CO2... c'est même ce qui est recherché. :wink:

Maxime
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Re: Expérience : Risque lié au dégagement de CO2

Message par Penn-Maen »

Résultats :
- t + 0 min = 554 ppm
la concentration du CO2 dans l'atmosphère est de l'ordre de 350 ppm. Or, Snowbear attaque à T=0 avec une concentration presque 50% plus élevée. De fait, je pense que la pièce qu'il utilise n'est, à la base, pas correctement ventilée*.
j'avais dans un coin de ma tête d'utiliser un programmateur pour une extraction séquentielle de l'air de la pièce ou sont nos fermenteurs genre 5 min toutes les heures.
Si ta pièce a une fenêtre, et que cette fenêtre dispose d'une entrée d'air (grille en partie haute, quelque fois intégrée au coffre de volet roulant), il n'y a pas d'utilité. Pour info, une grille d'entrée d'air laisse passer à minima 22 m3/h.
Le CO2 est alors en grande partie contenu dans le frigo
un frigo n'est, normalement et par conception, pas étanche. S'il l'était, il serait très difficile d'ouvrir la porte à cause de la différence de pression.

*Remarque générale sur l'aération : à moins que vous ne viviez dans un bocal ou un bathyscaphe, à l'échelle amateur c'est chercher des poux sur la tête d'un chauve. Il me semble que Marjo, à ses débuts en pro, avait des fermenteurs jusque dans son salon ou sa chambre. Si la VMC ou l'aératino normale de votre logement n'est pas en mesure de chasser tout ce CO2, vous avez déjà d'autres problèmes dans votre habitat (champignons, moisissures) qui provoqueront d'autres soucis de santé bien avant vos 20 litres en fermentation. Si vous avez 1500 litres en fermentation, ce n'est plus pareil (mais dans ce cas vous n'êtes plus un amateur, donc vous disposez déjà de matos pro et prenez les précautions qui vont avec). Les intoxications au CO et CO2, sur le forum, je n'en ai trouvé qu'une mention : Particules, à cause d'un brûleur défaillant dans une pièce fermée.

D'ailleurs, en passant, vous avez fait le ratio entre le CO2 produit sur une semaine par votre fermenteur VS le co2 produit par votre gazinière pendant les 2h de mijotage de votre bourguignon carbonnade ? ;)
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Disclaimer : je dis certainement plus de conneries que la moyenne, alors vérifiez !

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