2. Expression du dioxygène dissous en %

En génie fermentaire, le dioxygène dissous est généralement exprimé en unités arbitraires en %. Ceci provient des opérations classiques de calibration des capteurs.

Les capteurs sont généralement calibrés en 2 points :
- un point 0, 0% : un zéro électrique rapide avec les électrodes actuelles ou, avant montage au bioréacteur un 0% sur milieu désoxygéné (par exemple après bullage de diazote) ;
- un point 100% : sur le milieu de culture à saturation avec le bullage d'air ambiant sous une pression donnée et à une température donnée.

Le 100% correspond donc à la saturation du milieu avec une pression partielle en dioxygène de 0,21*Pression totale. Par exemple, si la pression totale est de 1,2 bar dans le bioréacteur (1,2*1013hPa = 1215hPa), la pression partielle en dioxygène est de 0,21*1215=255 hPa. Le 100% ne correspond donc pas avec une saturation à pression atmosphérique d'air ambiant : 0,21*1013=213 hPa, mais à une pression partielle 20% plus élevée ! (20% de dioxygène dissous en plus).

Les mesures de concentration en dioxygène dissous seront ainsi en "unité arbitraire %" par rapport à la concentration au 100% lors de la calibration. 50% signifiera que le milieu est 2 fois moins concentré en dioxygène que lors de la calibration 100%, 25% signifiera que le milieu est 4 fois moins concentré en dioxygène que lors de la calibration 100%, etc.

Il est évidemment possible d'avoir des valeurs de concentration en dioxygène dissous supérieures à 100% : par exemple en augmentant la pression de l'air dans le bioréacteur ou en enrichissant l'air de bullage avec du dioxygène. Ainsi, par exemple avec un air enrichi à 42% de dioxygène et une pression totale augmentée à 1,4 bar dans le bioréacteur non ensemencé et en comparaison au 100% à 1,2 bar d'air ambiant évoqué ci-dessus, on aurait :
concentration en dioxygène dissous (à saturation) = 100% * (42%/21%) * (1,4/1,2) = 233%. (On a pu multiplier le dioxygène dissous par 2,33 par rapport aux conditions du 100%).