Critères de validation du test BMP selon Holliger et al. (2016) et leurs prolongements

La publication de Holliger et al. (2016) est une synthèse du travail d’un groupe international de chercheurs sur l’uniformisation des tests BMP. Elle définit les éléments obligatoires de la validation : le nombre minimal de répétitions, l’essai à blanc et le témoin positif (cellulose), le critère de durée du test, la méthode de calcul du BMP et les critères de rejet du test ; elle recommande en outre notamment un I/S d’au moins 2 sur base MOS et un rapport complet des conditions. Les critères numériques de validation ont ensuite été précisés sur la base de deux études interlaboratoires internationales (Hafner et al. 2020) et intégrés aux lignes directrices actualisées (Holliger et al. 2021) — c’est cet état actuel que nous décrivons ci-dessous. Il ne s’agit pas d’un acte juridique, mais d’un point de référence pour les laboratoires et les clients.

Portée des recommandations

Les résultats satisfaisant à tous les critères peuvent être qualifiés de « validés » ; dans le cas contraire, le test doit être répété. Les versions actuelles, librement accessibles, des documents (notamment le document 100 « Requirements for measurement and validation of BMP ») sont tenues par le groupe d’auteurs sur le site du DBFZ (dbfz.de/en/BMP).

Critère de fin

Le test s’achève lorsque la production journalière de méthane d’un flacon donné pendant trois jours consécutifs est inférieure à 1,0 % de l’augmentation nette cumulée de méthane issue du substrat (essai avec substrat moins la moyenne des blancs). Lorsque les mesures sont effectuées moins souvent que chaque jour, le test peut être arrêté après le premier intervalle entre mesures (au total au moins 3 jours) au cours duquel la vitesse est passée sous ce seuil. En pratique, pour la plupart des substrats, cela représente d’une quinzaine à quelques dizaines de jours, plus longtemps pour les lignocellulosiques. Certains laboratoires retiennent une durée fixe, par ex. 28 ou 30 jours, mais un tel choix peut sous-estimer le résultat pour les matériaux lentement dégradables. Dans le rapport, on indique la durée réelle et la vitesse de production finale.

Répétabilité et rejet des résultats

L’écart entre répétitions est l’indicateur de qualité de base ; pour la cellulose, le critère actuel est un RSD non supérieur à 6 %. Si un flacon s’écarte nettement (défaut d’étanchéité, erreur de prise d’essai), on peut le rejeter, mais seulement avec une cause documentée. Le retrait arbitraire de résultats « gênants » déforme l’incertitude. Avec un petit nombre de répétitions, l’incertitude est mal estimée.

Rapport

Un rapport correct contient :

1. La description du substrat : origine, préparation, MS, MOS.
2. L’inoculum : source, MS, MOS, pH, dégazage.
3. L’I/S et les prises d’essai.
4. La température, la durée, la méthode de mesure du gaz et les formules.
5. Les résultats des essais à blanc et du contrôle à la cellulose.
6. Les résultats du substrat : moyenne, écart, nombre de répétitions, courbes cumulées.
7. L’information sur les écarts par rapport au protocole.

De 2016 à 2021 : précision des critères

Après l’atelier de Leysin (juin 2015) et la publication des lignes directrices en 2016, deux études interlaboratoires internationales ont été menées, et en 2018 un nouvel atelier s’est tenu (Freising). Hafner et al. (2020) ont analysé plus de 400 valeurs BMP provenant de plus de trente laboratoires de quatorze pays. L’écart type relatif entre laboratoires était de 7,5–24 % et, après application des critères de validation, il tombait sous 8 % pour les quatre substrats étudiés. Les critères de validation recommandés sont : la durée du test (fin lorsque la production journalière pendant 3 jours consécutifs est inférieure à 1 % de l’augmentation nette cumulée), un RSD de la cellulose non supérieur à 6 % et un BMP moyen de la cellulose dans l’intervalle 340–395 NmL de CH₄/g de MOS. Les auteurs ont indiqué que le critère relatif à la cellulose s’était révélé particulièrement important. Les lignes directrices actualisées ont été présentées dans le commentaire de Holliger et al. (2021, en ligne 2020) et sont tenues comme un document ouvert « Requirements for measurement and validation of BMP ».

La méthode de calcul de la production de méthane à partir des mesures (gaz sec, conditions normales, volume du ciel gazeux) est une question distincte — elle est décrite par les documents de la série 200 du même recueil de méthodes ; dans le travail de Hafner et al. (2020), on a indiqué que les erreurs de traitement et de saisie des données figuraient parmi les sources notables de dispersion.

Exemple d’utilisation des critères par le donneur d’ordre

Vous commandez un test d’ensilage et obtenez un résultat de 340 NmL/g de MOS. Vérifiez dans le rapport : l’I/S est-il indiqué (recommandé ≥ 2), le BMP moyen de la cellulose se situe-t-il dans l’intervalle 340–395 NmL/g de MOS avec un RSD ≤ 6 %, le nombre de répétitions (au moins 3) et le critère de fin. L’absence de l’un quelconque des éléments n’invalide pas automatiquement le résultat, mais réduit son utilité — demandez un complément.

Limites

• Les recommandations concernent les tests BMP en batch ; elles n’incluent pas les tests en continu.
• Certains substrats (graisses, matériaux fortement inhibiteurs) exigent une modification du protocole.
• La conformité aux lignes directrices n’élimine pas la dispersion due à l’hétérogénéité de l’échantillon.

Conseils pour les laboratoires

1. Mettez en place une procédure interne fondée sur les lignes directrices actuelles.
2. Participez aux études interlaboratoires, si elles sont disponibles.
3. Archivez les cartes de contrôle des résultats de la cellulose.
4. Actualisez les procédures après lecture de travaux plus récents.

Comment utiliser les lignes directrices dans le contrat avec le laboratoire

Lorsque vous commandez des analyses BMP, inscrivez dans la commande : le protocole (par ex. conforme aux recommandations de Holliger et al. 2016 dans la version actualisée de 2021), le nombre minimal de répétitions, l’I/S requis, le critère de fin, l’exigence de contrôle à la cellulose et le format du rapport avec données brutes. Cela permet ensuite de comparer les résultats de différentes séries et laboratoires et d’éviter des litiges d’interprétation.

Ce qui a changé après 2016

Le nombre d’études interlaboratoires et de travaux sur les calculs augmente, de même que ceux sur les tests avec systèmes de mesure automatiques. Les lignes directrices de 2016 restent néanmoins le point de référence le plus souvent cité. Les recommandations sont actualisées sur la base de nouvelles études interlaboratoires ; il convient donc de vérifier la version actuelle des documents et de préciser dans les rapports selon quelle version le test a été réalisé.

Exemple de liste de contrôle de réception du rapport

• [ ] Les lignes directrices selon lesquelles le test a été réalisé sont indiquées.
• [ ] Le nombre de répétitions et l’écart sont indiqués.
• [ ] Le résultat de la cellulose et de l’essai à blanc est présenté.
• [ ] L’I/S et la température sont indiqués.
• [ ] Le critère de fin et la durée sont expliqués.
• [ ] Les conditions de référence du volume de gaz sont indiquées.
• [ ] Les courbes cumulées sont jointes.