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Revision as of 01:13, 9 November 2019

Tutorial de avatarLow-tech Lab | Categories : Housing, Food

This tutorial aims to facilitate the understanding of the life cycle of the black soldier fly and to learn how to grow it for domestic use. This technology was documented during the stopover of the Nomade des Mers expedition in Malaysia. The company EntoFood, which we visited, has been doing research on these flies for nearly 8 years and is preparing to launch its large-scale production unit. It will allow the treatment of 300 tonnes of organic waste per day!

License : Attribution (CC BY)

Introduction

Waste management, particularly in urban areas, is considered as one of the most important environmental issues for the coming years. The recycling of organic waste (bio-waste) is still quite limited although they represent more than a third of our garbage. Today, most of this organic waste, although recoverable, is buried or incinerated, bringing major environmental problems (pollution of the soil, air and groundwater, demand for increasingly large storage areas, etc.). The strong growth of urban populations makes it a major challenge for municipalities and more and more solutions are being tested.

An increasingly common solution is the conversion of organic waste by insects or larvae, including those of the black soldier fly (Black Soldier Fly, BSF): Hermetia illucens. This solution has attracted a lot of attention over the last decade for its speed of waste treatment as well as for the promising possibility of using harvested BSF larvae as a source of protein for animal feed, thus offering a valuable alternative to conventional feed (fishmeal in particular)

Whether on a medium or small scale, the breeding of black soldier fly larvae requires very few resources and makes it possible to effectively treat bio-waste by transforming it into a compostable and hyper-nutritive residue for the soil. In addition, larval recovery is possible to feed domestic animals (ducks, chicken, geese, fish...).

In summary, this are the advantages of growing BSF:

  • The larvae are composed of ±40% protein and ±30% crude fat. This insect protein is of high nutritional quality and can be an interesting resource for animal feed (chickens, geese, ducks, fish...)
  • Larvae have been shown to neutralize most disease-transmitting bacteria, such as Salmonella spp or E. coli, thus limiting the risk of disease transmission to animals and humans. [1]
  • A reduction in the wet mass of organic waste of between 50 and 80%.
  • The residue, a substance similar to compost, contains nutrients and organic matter that can be used directly on crops.
  • Livestock farming is inexpensive and does not require sophisticated means of production. This makes it an accessible solution in all regions of the world.
  • The black soldier fly (BSF) can be found in nature worldwide in tropical and subtropical regions between latitudes 40°S and 45°N

Video overview

Materials

The materials used will depend on the support used to build the living space of your larvae. This can be done in a wooden box, a drum cut in half, a large plastic box...

For the boat, we chose a wooden box because we had recovery boards

For an order of size, a box of ----- per ----- will allow to treat ---- kg of waste per week

For the box (120/65/30cm):

  • 120/65cm x2 wood boards
  • 120/30cm x2 wood boards
  • 65/30cm x2 wood boards
  • Iron angles
  • Hinges
  • Screw
  • Paint and varnish
  • Plastic tray of 100/60/15cm
  • Plank and pieces of wood to make the ramp
  • Inner tube
  • Staples
  • Plastic box to collect larvae

For the aviary (80/50/45cm):

  • Wood bars of 80/5/2cm x4
  • Wood bars of 41/5/2cm x2
  • Wood bars of 40/5/2cm x2
  • 50/45cm plywood board (for the bottom)
  • Hinges
  • Screw
  • Angles
  • Mosquito net
  • 50/10cm board (for opening)

For nymphs and egg laying:

  • Cardboard or wooden plates separated by pins
  • A box to put some waste
  • A box to put the nymphs
  • Dry substrate (coconut fiber...)
  • A box for the hydration of flies
Don't forget to protect the living space from the water. The eggs will burst with water!

Tools

The tools will also depend on the living space, for the construction of the box you will need:

  • An electric or hand saw
  • A hole saw
  • Drill/screw or screwdriver
  • Stapler
  • Sander
  • Brushes and rollers

Step 1 - Construction of the breeding box

The breeding environment can be made with various materials. For the prototype of the boat for example, we built a wooden box in which we put a plastic bin containing the waste and larvae (See photo). For example, you can use a plastic drum cut on top, or a simple plastic box.

For the construction:

1. Preparation of the boards

  • Using an electric or hand saw, cut the 6 boards to the right lengths
  • Sand the boards
  • Apply an undercoat on all sides of the boards and allow to dry
  • Apply a coat of wood paint and let it dry
  • Apply a coat of varnish (optional) and let it dry

2. Assemblage de la boite

  • A l'aide des équerres et des vis, assembler les planches sur le fond de la boite
  • A l'aide d’équerres et de vis, lié les différents côtés de la boite
  • Découper des tasseaux permettant de renforcer l'intérieur de la boite et d'y fixer le couvercle
  • A l'aide de vis, fixer les tasseaux sur la partie supérieure des parois
  • Préparer le couvercle en installant des charnières.
  • Installer le couvercle sur la boite et fixer les charnières

3. Préparation du bac de déchet

Si votre bac de déchet n'est pas très haut, il peut être utile de mettre un obstacle supplémentaire contre la fuite des larves

  • Passer une vieille chambre à air usagée tout autour de votre bac et laisser une partie sortant vers l'intérieur
  • Agrafer la chambre à air au bac
  • Déposer le bac au fond de la boite et le coller contre un côté

4. Préparation de la rampe

  • Découper la planchette en forme de trapèze pour que celle ci forme une rampe en étant posée sur les déchets et rejoigne le bord de la boite avec un angle inférieur à 45 degrés
  • Découper des tasseaux épousant les formes extérieurs de la rampe
  • Les fixer grâce à des vis sur la rampe

5. Pose de la rampe

Pour faciliter la maintenance, nous mettons la rampe sur charnière pour pouvoir la relever et enlever facilement le bac des déchets

  • Installer une charnière sur la partie inférieure de la rampe
  • Fixer la charnière sur la boite

6. Découpe des ouvertures de la boite

Afin de permettre l'entrée des mouches et la sortie des larves, il faut percer des trous sur les côtés de la boite.

Pour les larves:

  • Prendre les mesures de l'endroit ou arrive la rampe et compter 2cm de hauteur pour l'ouverture
  • A l'aide d'une perceuse, faire des trous aux 4 extrémités de votre ouverture
  • A l'aide d'une scie, relier ces trous afin de créer une ouverture

Pour les mouches

  • Sur les cotés de la boite, percer à l'aide d'une scie cloche une dizaine d'ouvertures de 5cm de diamètres

7. Pose de la boite de récolte des larves

  • A l'aide de vis, fixer la boite en plastique sous la fente de sortie des larves
Bien vérifier que la rampe est bien calée contre la paroi pour que les larves ne puissent pas retomber dans le bac. Si besoin, agrafer un support allant de la rampe à la boite de collecte

8. Supports de pontes (si pas de volière séparée)

  • Découper des morceaux de cartons assez épais de 10cm par 5cm.
  • Assembler 4 morceaux grâce à de la ficelle
  • Fixer deux vis sur les tasseaux aux deux extrémités de la boîte
  • Accrocher une ficelle à ces vis
  • Accrocher les supports de pontes à la ficelle pour que ceux-ci soient au plus près des déchets

Les recommandations générales pour la conception du milieu de vie sont les suivantes:

- Dimensionner votre bac de déchets en fonction de votre volume hebdomadaire. En effet, il ne faut pas une trop grosse couche de substrat donc il est mieux de pouvoir étaler ses déchets plutôt que de les empiler

- Percer des trous pour que les mouches femelles puissent venir pondre à l'intérieur.

- Mettre les supports de pontes au dessus des déchets, au plus proche. Ceux ci peuvent être constitués de cartons alvéolés ou de planchettes de bois séparées par une punaise (Il faut laisser un interstice dans lequel les mouches vont venir pondre). Lors de l'éclosion, les larves tomberont directement dans les déchets

- Avoir un bac de déchet bien étanche pour empêcher les larves de s'enfuir en cas de manque de nourriture.

- Mettre une rampe pour la sortie des larves. Celle ci peut être inclinée jusqu'à 45 degrés mais privilégier une pente plus douce. Les larves ayant tendance à suivre les bords de la boite pour trouver la sortie, il peut être bien que la rampe fasse toute la largeur de la boite

- Eviter les trous d'aération sur le dessus pour protéger au maximum le substrat de la pluie.
Ne pas faire entrer de l'eau en contact avec des oeufs, ceux ci exploseraient !
Sur les photos, on peut voir les plans du système que nous avons fait valider et qui fonctionne sur le bateau. Les trous d'entrée/sortie des mouches sur le dessus ont été rebouchés et la volière fixée au couvercle changée en une volière séparée, voir ci-dessous.


Step 2 - Construction de la volière (optionnel)

Si votre projet d'élevage de BSF se fait dans un milieu chaud toute l'année avec une présence naturelle des mouches, cette étape est inutile. Si au contraire vous pensez que les mouches ne viendraient/resteraient pas naturellement (comme nous sur le bateau), il est possible de créer un système en cycle fermé.

Après avoir tester un système ou la moustiquaire était directement située au dessus de la boite, nous avons décidé de construire une volière séparée, pour des questions d'étanchéité surtout. Nous avons pu reboucher les trous sur le dessus de notre boite et nous pouvons mettre les mouches et les œufs à l'abri en cas de mauvais temps.

Pour la construction de la volière:

Cadre en bois:

  • Avec une scie, découper les tasseaux et la planche aux bonnes dimensions
  • Avec des vis, fixer les 4 tasseaux de 80cm aux 4 coins de la planches. Veiller à ce qu'ils soient tous dans le même sens.
  • Avec des vis, fixer un tasseau de 41cm entre deux tasseaux verticaux. Mettre son plus petit côté verticalement, sa largeur devant coller parfaitement aux tasseaux verticaux. Il devra être au plus haut, dans la continuité des tasseaux verticaux
  • Avec des vis, fixer le second tasseau de 41cm
  • Avec des équerres, fixer un tasseau de 40cm entre deux tasseaux verticaux. Mettre son plus petit côté horizontalement. Sa largeur devant coller parfaitement aux tasseaux verticaux. Il devra être au plus haut; dans la continuité des tasseaux verticaux.
  • Fixer le second tasseau de 40cm

Moustiquaire et ouverture:

  • Agrafer l'extrémité de la moustiquaire sur un tasseau, sur toute la hauteur.
  • Tirer la moustiquaire en la tendant au maximum jusqu'au tasseau suivant.
  • L'agrafer à chaque fois que vous passez un coin jusqu'à revenir au point de départ.
  • Faire de même sur le dessus de la volière
  • Découper la planche pour l'ouverture
  • Fixer deux charnières sur celle-ci
  • Fixer les deux charnières sur 2 tasseaux verticaux (sur leurs largeurGestion des nymphess)
  • Découper la moustiquaire sur toute la surface de l'ouverture

Gestion des larves:

Dans la volière, mettre:

  • Les supports de pontes placés au dessus d'une boîte dans laquelle sont placées des déchets
  • La boite avec les nymphes dans leurs substrat
  • Une boîte dans laquelle sera placée un tissu imbibé d'eau à changer régulièrement.

Récolter les larves régulièrement et mettre le nombre voulu dans une boîte contenant le substrat sec dans lequel elles vont s'enfouir. Adapter la taille de la boîte en fonction du nombre de larves récupérées

Transférer la boîte dans cet espace et laisser la transformation en mouche, la reproduction et la ponte se faire. Récupérer les supports de pontes et les suspendre au dessus des déchets dans la boîte dans où attendre que ceux ci éclosent avant de les mettre.

Step 3 - Cycle de vie des mouches soldats noires

Avant de pouvoir mettre en place un élevage de BSF, il est important de comprendre son cycle de vie.

Celui se décompose en 4 phases principales:

  • Stade larvaire

Le stade larvaire est le seul ou la BSF va chercher à se nourrir. Ce sera son unique objectif, dans le but de faire une réserve de graisse suffisante pour pouvoir se transformer en nymphe, puis en mouche et se reproduire. Lors de sa vie, la larve prend 6000 fois sa masse initiale (Comme si un bébé atteignait le poids d'un éléphant en 2 semaines!!). A ce stade, la larve est de couleur blanche et passera de quelques millimètres à 2.5 cm de longueur.

Son environnement se limitera aux déchets que vous lui donnerez, dans lesquels elle s'enfouira pour se nourrir.

Ce stade dure en moyenne entre 14 et 16 jours

Pour les larves, les conditions de vie optimales peuvent être résumées ainsi :

- Climat chaud : la température idéale se situe entre 24 et 30°C. S'il fait trop chaud, les larves ramperont loin de la nourriture à la recherche d'un endroit plus frais. S'il fait trop froid, les larves ralentiront leur métabolisme, mangeront moins et se développeront plus lentement.

- Environnement ombragé : les larves évitent la lumière et recherchent toujours un environnement ombragé, à l'abri de la lumière du soleil. Si leur source de nourriture est exposée à la lumière, ils se déplaceront plus profondément dans la couche de nourriture pour échapper à la lumière.

- Taux d'humidité : la source de nourriture doit être très humide avec une teneur en eau comprise entre 60% et 90% afin que les larves puissent ingérer la substance.

  • Pré-Nymphe

Une fois qu'elle a accumulé assez de réserve, la larve va se transformer en pré-nymphe. A ce moment, elle remplace sa partie buccale par une structure en forme de crochet et devient brun foncé à gris anthracite. Elle utilisera ce crochet pour s'extraire de son environnement humide afin de rejoindre un lieu sec, ombragé et à l'abri des prédateurs pour se transformer en nymphe

Il faut donc prévoir une rampe de sortie vers un endroit sec, dans lequel elle pourra s'enterrer pour pouvoir initier le processus de nymphose

  • Nymphe

Une fois dans un environnement propice, la larve devient nymphe, arrête de bouger et est prête à se transformer en mouche. Ce processus va prendre entre deux et trois semaines.

  • Mouche

Du moment de son éclosion jusqu'à sa mort, la BSF n'aura qu'un but: se reproduire. Celle-ci vivra environ 1 semaine et n'a pas besoin de se nourrir, seule une source d'eau sera nécessaire pour qu'elle reste hydratée.

Les BSF ont par contre besoin de la lumière naturelle du soleil pour se reproduire ainsi que d'une température optimale comprise entre 25 et 32°C. Une fois qu'elles ont trouvé leur partenaire, les femelles vont chercher un endroit pour pondre. Elles apprécient particulièrement les interstices et les pondoirs peuvent être composés par exemple de carton alvéolé. De plus, elles vont chercher à pondre au plus près de la source de nourriture afin que dés leur éclosion, les larves puissent se nourrir.

La lumière du soleil est un déclencheur du cycle d'accouplement des mouches, il est donc indispensable que le lieu de reproduction soit bien placé

La partie la plus délicate reste la reproduction, le cycle de vie de la mouche étant très court, les conditions d'accouplement doivent être remplies rapidement si l'on veut obtenir les générations suivantes.


Step 4 - Nourriture

La larve de la BSF peut se nourrir de la plupart des déchets organiques même si elle les dégradera plus ou moins. Il est possible de ne leur rajouter de la nourriture que tout les deux à trois jours mais si les larves n'ont plus assez à manger, elles chercheront à s'extraire du bac pour partir à la recherche d'une autre source de déchets.

Les larves se nourriront surtout avec des déchets peu fibreux (fruits trop mûrs, légumes, certaines feuilles comme le chou...), il n'est donc pas utile de mettre les déchets verts (feuilles, branches, herbe). De même, les peaux de fruits épaisses (banane, orange, citron...) ou les noyaux ne seront pas dégradés complètement. Pour autant, elles gratteront toute la nourriture disponible et il peut être intéressant de les mettre, cela ne réduira juste pas le volume des déchets.

Il est aussi possible de leur donner des déjections animales ou humaines (fientes, toilettes sèches...). Les larves détruisant naturellement les bactéries telles que la salmonelle, il semble possible de pouvoir les donner aux animaux sans risque de transmission.

Les conditions de substrat optimales pour les larves peuvent être résumées ainsi :

- Profondeur: une dizaine de cm. S'il y'a plus, les larves iront s'enfouir plus profondément et pourraient ne pas ressortir. S'il y'a moins celles ci ne pourront pas s'enfouir correctement.

- Nutriments : les substrats riches en protéines et les hydrocarbonates facilement disponibles assurent une bonne croissance larvaire.

- Aspect de la nourriture: les larves n'ayant pas d’appareil de mastication, l'accès aux nutriments sera plus facile si le substrat est composé de petits morceaux ou même sous forme liquide ou pâteuse.

- Fréquence de remplissage: toujours vérifier que les larves ont assez de nourriture. Si les larves encore blanches (pas encore au stade de pré-nymphes) cherchent à s'extraire cela peut en être la cause.

- Humidité: 80% d'humidité est l'idéal. Si le substrat est trop sec elles ne pourront pas bien assimiler les aliments, si il est trop humide elles chercheront à sortir vers un endroit plus sec.

Ne pas mettre de marc de café, cela ferait mourir les larves !




Step 5 - Récolte des larves

Au bout de 2 semaines passée à se nourrir des déchets, les larves de BSF peuvent être récoltées. A ce stade, les larves ont atteint leur poids maximum, mais ne se sont pas encore transformées en pré-nymphe. Leur valeur nutritionnelle est donc à son maximum. La récolte est le processus par lequel les larves sont séparées du résidu. Pour ce faire, on peut utiliser un tamis à manuel ou automatisé qui permet de séparer facilement les larves des résidus.

  • Utiliser une pelle pour étaler un couche de compost et de larves sur le tamis. D'après nos essais, il est préférable d'utiliser un tamis avec des mailles relativement grande.
  • Verser de l'eau sur la couche étalée pour emporter les larves dans le bac
  • Une fois le bac plein, verser le dans une caisse sur laquelle vous aurez au préalable installée un filtre plus fin pour récupérer les larves (une moustiquaire fonctionne très bien).
  • Les larves ainsi récoltées peuvent être données directement à manger à des animaux (volailles, poissons...) ou déshydratées (au four solaire par exemple) et réduites en farine pour les conserver.
  • Le résidu de déchets organiques peut être séché au soleil et utilisé comme compost.



Notes and references

[1] Erickson, M. C., M. Islam, C. Sheppard, J. Liao, and M. P. Doyle. 2004. Reduction of Escherichia coli 0157:H7 and Salmonella enterica serovar Enteritidis in chicken manure by larvae of the black soldier fly. J. Food Protection. 67:685-690

https://www.eawag.ch/en/department/sandec/projects/mswm/black-soldier-fly-biowaste-processing/

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