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Fimtration, état de
l'art.
Par
Jens KALLMEYER.
Tandis que divers dispositifs
de filtration ont été disponibles pendant des décennies, plusieurs
nouveaux systèmes ont émergés au cours des dernières années et se
sont avérés appropriés à la maintenance d'écosystèmes marins.
La grande majorité des aquariums marins emploient aujourd'hui une
des méthodes ou des combinaisons suivantes :
1) la méthode " berlinoise"
dont l'élément majeur du système est sans aucun doute le ou les
écumeurs
2) Dénitrificateurs à alcool (ou plutôt carbone) basés sur le système
du dénitrificateur au soufre
3) Filtres à sédiment de différents types (Jaubert, Deep Sand Bed,
Miracle Mud)
4) Filtres à Zéolithe.
Pour chacune de ces méthodes on trouvera dans la littérature des
exemples précis montrant que tous ces systèmes fonctionnent réellement.
Bien que ce soit de bonnes nouvelles, cela signifie que non seulement
le débutant, mais également l'aquariophile expérimenté, peut finir
par douter devant le choix de la méthode la plus appropriée de filtration
pour son aquarium.
Malheureusement il y a eu quelques " querelles de clocher " autour
des ces différentes méthodes. Il y a de nombreuses personnes qui
crient leur avis haut et fort et proclament que " la méthode
Abc… est la meilleure et que toutes les autres, et que spécialement
les méthode Xyz… sont mauvaises "
Malheureusement, bien peu peuvent réellement expliquer pourquoi
une méthode devrait être meilleure que tout autre. De la part de
la plupart des avocats d'une méthode spécifique vous ne recevrez
que des nouvelles du style : " Faites ceci et cela et tout ira
bien, si cela ne devait pas fonctionner alors c'est que vous avez
fait quelque chose de faux mais je ne puis pas vous dire quoi.
"
Cet article ne préconisera pas une méthode en particulier, il
essayera juste d'expliquer les principes biologiques, chimiques
et physiques derrière ces différents systèmes.
Il y a deux substances qui sont d'importance majeure en termes de
qualité de l'eau, les nitrates (NO32-) et les phosphates (PO43-).
Les phosphates peuvent être éliminés de l'aquarium assez facilement
en employant des adsorbants fournis par différents fournisseurs.
Bien que l'achat de nouveaux adsorbants soient une affaire onéreuse,
le niveau des phosphates dans l'aquarium peut être contrôlé de cette
façon. Il n'existe pas de tel adsorbant pour les nitrates ; aussi
doivent-ils être éliminés d'une manière différente. C'est là que
les filtres commencent à devenir intéressants...
Les nitrates dont la formule chimique est NO3-, sont des éléments
composés d'un atome d'azote et de trois atomes d'oxygène. Environ
78% de l'air que nous respirons se compose d'azote, n'importe quelle
eau qui est en contact avec l'atmosphère contient une certaine quantité
de gaz d'azote dissous. Toutes les cellules vivantes contiennent
des composés d'azote, donc tous les organismes absorbent de l'azote.
Bien qu'il y ait tellement d'azote dans l'air, cette source est
inutilisable par la plupart des organismes vivants. Des quelques
rares organismes qui peuvent fixer l'azote de l'air, un seul groupe,
les cyanobactéries, est d'importance pour les aquariums marins.
Les algues et les coraux peuvent employer des sources inorganiques
d'azote, comme l'ammonium (NH4+) tandis que les vertébrés ne peuvent
utiliser que les composés organiques d'azote, comme les acides aminés.
Les nitrates ne sont qu'un composé parmi beaucoup dans le grand
cycle de l'azote. Non seulement d'autres composés sont impliqués,
mais pour ne rien arranger différents processus se produisent simultanément.
Pour comprendre comment les nitrates peuvent être éliminés, nous
devons jeter un coup d'oeil plus approfondi dans le cycle de l'azote
de l'aquarium.
Commençons par " The
Big Stuff "
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Cycle
de l'azote
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Toutes les particules
provenant d'un surplus de nourriture (poissons morts, des excréments
de poissons etc.) forment ensemble la matière organique particulaire
(MOP) et se composent des molécules organiques. Celles d'intérêt
pour le cycle de l'azote sont les protéines et les acides nucléiques.
Ces molécules sont très grandes, elles ont un poids moléculaire
de 100.000 ou plus (ne vous inquiétez pas des unités, elles sont
juste là pour l'échelle). Les bactéries vont décomposer les protéines
en de en plus petites molécules et libèrent finalement des acides
aminés avec un poids moléculaire aux environs de 100. Ces acides
aminés sont assimilés par d'autres organismes ou décomposés en ammonium
(poids moléculaire 19), qui peut être oxydé pour produire des nitrates.
Nitrates et ammonium peuvent être utilisé tous les deux comme source
d'azote par des algues bien qu'elles préfèrent l'ammonium. Si l'ammonium
n'est pas disponible elles convertissent les nitrates en ammonium
à l'intérieur de leurs cellules.
Tous les processus ci-dessus ont lieu dans un milieu où l'oxygène
libre est disponible, (des conditions oxiques), les organismes vivants
sous ces conditions s'appellent des organismes aérobies. Ceux qui
fonctionnent en l'absence d'oxygène (conditions anoxiques) s'appellent
des organismes anaérobies. Veuillez noter que le terme "oxique"
signifie que de particules élémentaires d'oxygène sont dissous dans
l'eau, de même que dans des conditions anoxiques l'on trouve des
composants d'oxygène dissous dans l'eau mais aucune particule d'oxygène
libre. Dans des conditions anoxiques, les nitrates (ou d'autres
substances mais celles-ci sont d'importance mineure pour nous) seront
employés au lieu de l'oxygène pour oxyder la matière organique afin
d'obtenir de l'énergie.
Ceci est fait en deux étapes : Dans la première, un atome d'oxygène
est dépouillé de la molécule de nitrate pour produire des nitrites,
dans la deuxième étape les deux atomes d'oxygène restants sont enlevés
et de l'azote est produit, qui se dissout dans l'eau sous forme
des bulles et éventuellement de gaz.
La transformation des nitrates en nitrites puis en azote s'appelle
la dénitrification. Par ce processus l'azote est perdu, ou enlevé
du système. Là où un aquarium devient pauvre en composés d'azote
et que les algues n'ont pas assez d'ammoniaque ou de nitrates pour
se développer, les cyanobactéries commenceront à apparaître. Car
elles sont le seul groupe qui peut employer le gaz dissous d'azote.
Avec l'efficacité croissante des systèmes de filtre il est possible
de dépouiller un aquarium de presque tous les composés d'azote,
et la croissance de cyanobactéries peut en être le résultat. Il
y a eu de nombreux cas où les gens se sont plaints: "je n'ai
aucun nitrate et phosphate mesurables mais il y a des croissances
d'algues et les coraux ne vont pas bien. J'ai même acheté une nouvel
écumeur, filtre etc. et ça ne va pas mieux ". Dans ce cas, le
premier contrôle à réaliser est de vérifier quel genre d'algues
se développent dans le bac. Si ce ne sont pas des algues mais des
cyanobactéries, le changement du filtre peut réellement aider. Maintenir
un aquarium aux niveaux nutritifs qui sont aussi bas que ceux trouvés
en milieu naturel est un grand avantage. Mais il faut savoir que
ceci signifie qu'un tel aquarium fonctionne sur le fil du rasoir.
Dans les récifs coralliens les niveaux nutritifs sont très bas,
mais ils sont stables. Les coraux vivent avec des concentrations
nutritives très basses, cependant, ces quelques aliments sont toujours
disponibles. Les molécules organiques se sont avérées une source
importante de nutrition du corail et des algues. Maintenir un aquarium
à des niveaux nutritifs bas n'est pas aussi compliqué, grâce aux
technologies de pointe, mais de là à le maintenir stable à de telles
valeurs basses est hasardeux. Il n'y a qu'un pas entre un niveau
nutritif bas où les coraux seront sains à celui ou aucun aliment
ne sera plus disponible et les coraux seront affamés.
Écumeur / Système
berlinois
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| L'aquarium
de Bernd Mohr de Rüsselsheim. Un superbe exemple de système
berlinois : écumeur + dénitrificateur |
L'écumeur à protéines
élimine les protéines et certains des acides aminés de l'eau, il
enlève donc des substances avant qu'elles ne soient décomposées
en nitrate ou ammonium par des bactéries. Ce qu'un écumeur ne fait
pas est l'élimination de l'ammoniaque et des nitrates. Que cela
signifie t-il pour l'aquariophile ? L'écumeur peut seulement enlever
les substances qui atteignent physiquement l'écumeur. Maintenant
si nous pensons à un aquarium que nous pouvons observer relativement
souvent, un grand réservoir avec, disons, quelques Naso unicornis
ou de grands poissons -anges ou analogues. Comme il n'y a aucun
corail dans le réservoir (uniquement peuplé de chair de poissons
onéreuse) le mouvement de l'eau est habituellement inférieur à celui
dans un aquarium typique de SPS. Cet aquarium est muni de gravier
sur le fond et, parce que les occupants ont faim, le propriétaire
fier ajoute des quantités énormes de nourriture chaque jour. La
matière organique particulaire produite dans ce réservoir ne sera
pas toute transportée dans le filtre mais déposée quelque part dans
le gravier ou entre les roches. Là elle sera décomposée en conditions
aérobies par des bactéries. Ceci mènera à la formation de nitrates
(et de phosphates) qui ne peuvent être enlevés par l'écumeur. Dans
beaucoup de cas de tels aquariums sont notoirement problématiques
en termes de qualité d'eau. Quelle est la solution ? Un plus grand
écumeur peut ne pas être une solution parce même les plus grands
et meilleurs écumeurs ne peuvent qu'écrémer ce qu'ils obtiennent.
Si la transformation des excréments en nitrates a lieu à l'intérieur
du réservoir sans atteindre l'écumeur il n'y a rien qui puisse être
fait. Une augmentation du mouvement de l'eau aide dans une certaine
mesure, mais vous ne voulez pas non plus voire vos poissons collés
aux vitres de l'aquarium.
Est-il possible de sur-écrémer un aquarium ? En principe oui, bien
que beaucoup de gens le nient. Quand la taille de l'écumeur est
ajusté par rapport à l'aquarium, vraisemblablement pas. Il y aura
toujours quelques MOP qui n'atteindront pas l'écumeur et seront
donc disponible pour des bactéries pour produire des nitrates etc...
Cependant, dans les réservoirs avec peu à aucun poissons et avec
un écumeur avec un volume égal à celui de l'aquarium, les choses
peuvent être différentes. Avoir un écumeur qui est plus grande que
nécessaire offre une sécurité additionnelle au cas ou les choses
tournent mal, mais peut-être l'écumeur ne devrait-il pas être sur
la pleine vitesse ou tourner à temps plein. S'il n'y a plus rien
à écrémer, il ne reste alors plus grand chose pour les bactéries
à partir de quoi produire de l'ammoniaque et les coraux et les algues
ont besoin de nourriture.
Bien que l'écumeur soit un superbe outil pour retirer les éléments
non désirés de l'eau, il enlève également beaucoup d'autres choses.
Le micro-plancton tel que des larves, crevettes, etc. ne survivent
pas à un passage par un écumeur. Si vous avez jamais pris une torche
et avez soigneusement exploré un aquarium marin la nuit vous verrez
de grandes quantités de petites créatures flottant dans l'eau.
Récemment un article dans un magazine aquariophile marin allemand
a proposé une nouvelle manière d'augmenter la capacité de filtration
du système berlinois. Par additions de très petites quantités d'alcool
(vodka) dans l'aquarium le nombre de bactéries hétérotrophes a été
apparemment augmenté. Beaucoup de nitrates et de phosphates sont
ainsi fixé par la formation plus grande de la biomasse bactérienne
qui est alors enlevée par l'écumeur. Depuis la publication de cet
article il semble que cette technique peut être une manière très
efficace pour enlever des aliments mais elle n'est apparemment pas
aussi franche qu'elle retentit, les additions d'alcool doivent être
faites très régulièrement et au début la quantité doit être augmentée
dans des étapes très petites. Actuellement beaucoup d'aquariophiles
en Allemagne expérimentent cette technique et qui vivra verra si
cette approche sera réussie à la longue.
Dénitrificateurs
Beaucoup d'utilisateurs de systèmes basé sur un écumeur qui éprouvent
des difficultés avec les niveaux élevés de nitrates, ajoutent un
filtre à nitrate à leur système. Deux manières différentes de réduire
le taux de nitrates sont maintenant généralement disponibles, les
systèmes basés sur l'alcool/carbone et les systèmes basés sur le
soufre, les deux systèmes sont produits par un certain nombre de
compagnies, on trouve également quelques plans et schémas sur le
web.
Dénitrificateur à base d'Acool/Carbone
Ces filtres utilisent les bactéries hétérotrophes. Toutes les organisations
hétérotrophes (animaux, humains, bactéries hétérotrophes) doivent
absorber, ou consommer, des matières organiques comme source de
carbone, les oxyder avec de l'oxygène ou des nitrates etc. pour
gagner de l'énergie. Une source de carbone (habituellement un alcool
ou un matériau plein qui se dissout lentement) est ajoutée à l'eau
qui se déplace très lentement à travers la grande superficie du
filtre. Dans la première étape la source de carbone est utilisée
dans des conditions oxiques par les millions de bactéries dispersées
sur le filtre et l'oxygène est lentement épuisé.
CH2O + O2 = CO2 + H20
Après que l'oxygène soit
épuisé les bactéries anaérobies continuent à décomposer la source
supplémentaire de carbone en utilisant les nitrates au lieu de l'oxygène
pour oxyder le carbone. Les nitrates sont dépouillés de leurs atomes
d'oxygène et plus loin d'abord transformé au nitrites (NO2 -), une
substance très toxique pour nos poissons, et puis en azote élémentaire
(gaz dinitrogène) (N2) qui va au loin dans l'atmosphère.
Étape 1 : CH2O + 2 NO3
= 2NO2- + CO2 + H20
Étape 2 : 2 CH2O + 2 NO2- = N2 + CO2 2 + 2 H2O
Réaction globale : 3 CH2O + 2 NO3 = N2 2 + CO2 3 + 3 H20
Les dénitrificateurs
à base de carbone ont l'avantage principal d'éliminer les
nitrates très efficacement et rapidement. L'auteur a par le passé
relié son filtre à nitrates à un autre aquarium et les niveaux de
nitrates sont passés d'environ 50 mg/l à moins de 5 mg/l dans un
délai de deux semaines. Mettre en marche un nouveau filtre peut
prendre quelques semaines mais par de l'eau et de la boue bactérienne
d'un système équilibré, un filtre peut être démarré en 1 semaine.
Cependant, une difficulté importante avec ces systèmes est la nécessité
d'avoir un apport d'eau et d'alcool à un taux constant. Ceci signifie
qu'au moins pendant la phase de démarrage on doit mesurer ses niveaux
de nitrates et de nitrites fréquemment afin d'ajuster ses apports
d'eau et d'alcool très soigneusement et lentement. Malheureusement
il n'y a aucun rapport fixe à l'addition de l'eau de l'alcool. Il
dépend de la quantité de nitrates qui est dans l'eau et du filtre
lui-même (taille, géométrie, matériel de filtration). La quantité
d'alcool qui peut être ajoutée à un tel filtre augmentera les premières
semaines à mois, car le démarrage de la population bactérienne se
fait lentement, augmentant de ce fait sa capacité de filtration.
S'il y a trop de source de carbone supplémenté pour la quantité
d'eau traversant le filtre tous les nitrates seront épuisé avant
que la source de carbone ne soit épuisée et du sulfure d'hydrogène
se formera. Le sulfure d'hydrogène est toxique et pue (les oeufs
putréfiés). S'il y a trop d'eau traversant le filtre et trop peu
d'alcool, l'eau de sortie contiendra toujours des nitrates, ou même
pire, la dénitrification étant inachevée des nitrites sont relâchés.
À l'intérieur de ces filtres une énorme quantité de biomasse s'accumulera
ce qui peut mener à obstruer le filtre. Déboucher un tel filtre
est l'un des travaux les plus répugnants que les aquariums marins
peuvent probablement offrir. Vous manipulez de la boue bactérienne
pure. Ce problème peut être évité en installant une pompe de circulation
interne dans le filtre ainsi l'eau traverse le filtre à vitesse
élevée. Toutes les nattes bactériennes excessives seront dispersées
et la source d'eau et de carbone beaucoup plus également distribuée
dans le filtre, augmentant de ce fait son efficacité. Un certain
bouchon de biomasse se produira toujours.
Le contrôle du flux et
l'addition de la source de carbone peuvent être faites de différentes
manières. Beaucoup d'utilisateurs de dénitrificateurs à base d'alcool
utilisent un compte-goutte afin de réguler le flux. L'alcool, ou
toute autre source de carbone peut être ajouté au filtre de différentes
manières : En ajoutant un certain volume avec une seringue chaque
jour, à l'aide d'une pompe péristaltique, en utilisant un matériau
plein qui se dissout lentement, ou un sachet en plastique d'où l'alcool
se répand lentement. Il s'est avéré que toutes ces méthodes fonctionnent
bien. Une approche plus pointue est d'installer une sonde redox
et de surveiller le niveau redox à l'intérieur du filtre. La sonde
peut être reliée à un contrôleur qui met automatiquement en marche
une pompe péristaltique. Un dénitrificateur fonctionne au mieux
dans un certain régime redox et par l'ajout d'une source de carbone
ou d'eau de l'aquarium afin que la valeur désirée puisse être maintenu.
Beaucoup d'utilisateurs de sondes redox réalisent l'accroissement
de la biomasse beaucoup trop tard. La sonde sera éventuellement
couverte en boue bactérienne et isolée de l'eau environnante. Elle
mesurera toujours quelque chose, mais les résultats peuvent être
complètement différents de ceux de l'eau du filtre. Le nettoyage
et le calibrage réguliers de la sonde est une chose nécessaire pour
garder un tel fonctionnement de système.
Qu'importe la marque
du dénitrificateur basé sur l'alcool/carbone qui est employé, elle
devrait avoir une chambre finale de réaction bien aérée. Si du sulfure
d'hydrogène ou des nitrites s'échappent du filtre, ces composés
seront oxydés en sulfates ou en nitrates, respectivement. Il y a
un autre aspect important de la chambre finale : l'eau qui sort
d'un filtre fonctionnant bien ne contient aucun oxygène, ainsi un
peu d'aération ne fera pas de mal.
Dénitrificateur au
soufre
L'autre genre de dénitrificateur sont les dénitrificateur au soufre.
Ceux-ci n'utilisent pas les bactéries hétérotrophes mais les autotrophes.
Ces organismes se procurent de l'énergie en oxydant la matière inorganique
(dans ce cas-ci le soufre), ce que les bactéries hétérotrophes
ne peuvent faire dans un dénitrificateur basé sur l'alcool. Les
bactéries transforment d'abord le soufre en sulfate en l'oxydant
avec l'oxygène, une réaction simplifiée est montrée ci-dessous.
2 S + 3 O2 + 2 H2O =
2 SO42- + 4 H+
après que l'oxygène soit
épuisé les bactéries utilisent les nitrates pour oxyder le soufre
2 S + 2 NO32- + 2 H2O
= N2 + 2 SO42- + 4 H+
les deux récations produisent
du sulfate et de l'hydrogène, c'est pourquoi de l'acide sulfurique
se formera et le pH chutera. Les dénitrificateur au soufre ont une
deuxième chambre remplie de pierre à chaux ou de gravier de corail
pour neutraliser l'acide.
H+ + CaCO3 = Ca2+ + HCO3-
La réaction globale qui
a lieu dans ce dénitrificateur peut être écrite en tant que :
2 NO3 + 2 S + 4 CaCO3
+ 2 H2O = N2 + 2 SO42- + 4 CA 2+ 4 CO32-
L'effet positif de tout
ceci est que le dénitrificateur agit simultanément comme un réacteur
à calcium, mais sans chance de régulation. Quelques aquariums
équipés de dénitrificateur au soufre montrent des niveaux de calcium
> 700 mg/l. Un autre effet positif est que l'on doit contrôler uniquement
la quantité d'eau transitant par ce système, la nourriture pour
les bactéries est le soufre qui est déjà dans le filtre. Le débit
de l'eau peut être effectué par les systèmes décrits précédemment,
du robinet d'arrêt au compte-goutte, en passant par les sondes redox
et le pilotage par ordinateur. Ce système de filtre a quelques effets
inhérents qui doivent être pris en compte. L'eau en sortie contient
du sulfate, qui est l'un des constituants chimiques principaux de
l'eau de mer. Comme de plus en plus de sulfate est ajouté à l'aquarium
par la dissolution du soufre dans le filtre, un lent mais régulier
décalage ionique se produira. Ceci peut avoir des effets sur la
composition chimique globale de l'eau. Il y a eu des cas de rapportés
où l'on a observé que le décalage ionique était devenu si
dramatique qu'il fut impossible de maintenir le pH dans l'aquarium
à des niveaux satisfaisants, des baisses de pH à 7 ont pu être observé.
De plus, le colmatage du soufre peut être un problème dans de tels
filtres. Les billes de soufre collent ensemble et forment de plus
grands blocs empêchant de ce fait l'eau de couler au travers
du filtre, laissant seulement quelques canaux et réduisant ainsi
l'efficacité nettement.
Les dénitrificateurs au soufre ne devraient pas être équipés d'une
chambre finale aérée. L'aération ferait précipiter le carbonate
de calcium dissous et un bloc massif de pierre à chaux en serait
le résultat. Certains ont proposé l'idée d'introduire une source
de carbone dans un dénitrificateur au soufre. Tandis que dans des
applications industrielles ceci est fait fréquemment et avec des
résultats très bons, ce serait peut être l'une des choses les plus
stupides que l'on puisse faire dans un aquarium !
Dans un dénitrificateur alcool-soufre les bactéries autotrophes
travailleront en oxydant le soufre tandis que les bactéries hétérotrophes
réduiront les nitrates en oxydant le carbone. Comme vous pouvez
le voir dans l'équation ci-dessous, le pH de l'eau descendra et
peut plonger jusqu'à des valeurs vraiment non souhaitables. Qui
plus est, du sulfure d'hydrogène se formera. Dans ce cas vous pourrez
observer la diminution de la quantité de sable de corail dans le
filtre (et le taux de calcium augmenter) et très vite de l'acide
sulfurique pur sortira de ce filtre. Si vous n'abaisseriez pas le
pH de votre aquarium en y versant l'acide de votre batterie de voiture
vous ne voudriez également pas ajouter une source de carbone à votre
dénitrificateur au soufre. Le problème actuel est redox, mais les
effets sont dramatiques si l'écoulement de l'eau n'est pas commandé
en conséquence. Il est possible, mais extrêmement difficile, de
contrôler un tel système de filtre.
La bonne nouvelle à propos de ces filtres anti-nitrates est qu'en
général il n'y a presque aucune manière d'en faire de trop. Dans
les deux systèmes les bactéries effectuent le travail et elles ont
besoin de nitrates pour survivre. Si la concentration en nitrates
chute au-dessous d'un certain seuil, les bactéries cessent de travailler
et entrent dans une étape dormante, comparable à l'hibernation.
Cependant, les taux variables en nitrates rendront nécessaire d'ajuster
le débit de l'eau et l'adjonction de carbone en conséquence, ainsi
gardez un oeil sur ces filtres.
Les filtres à sédiments
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| Système
Jaubert : le plenum |
Ces systèmes ont peut-être
la plus longue histoire. Au cours des années beaucoup de modifications
ont été faites mais tous ces systèmes se fondent sur une chose :
un lit épais de sable. Trois types différents peuvent être identifié,
le système Jaubert, les Deep Sand (DSB) et le Miracle Mud Filter
(MMF). Ces filtres sont installés directement dans l'aquarium (Jaubert,
DSB) ou dans un réservoir séparé (MMF). Tous ces systèmes se fondent
sur un effet physique, appelé le transport advectif. Cet effet décrit
le transport continu des particules et de matériel dissous (par
exemple : nitrates, oxygène, etc...) dans un liquide (eau de mer)
par un milieu poreux (le substrat). Quand l'eau circule sur une
surface de substrats elle coule en dedans et en dehors et également
horizontalement à l'intérieur de ceux-ci. Des composés dissous tel
que les nitrates seront transportés de l'eau vers les substrats
et vice versa. L'écoulement de l'eau à travers ces substrats diminue
avec la profondeur. La profondeur à laquelle l'eau entre dans un
substrat est déterminée par deux facteurs, la vitesse de l'eau recouvrant
le substrat et granulométrie du substrat. Plus la vitesse
de l'eau est élevée et plus la granulométrie du substrat
est grande, plus la pénétration est profonde.
L'eau circule sur le substrat et parce que sa surface n'est pas
absolument lisse de petites turbulences se produiront. Du côté du
grain qui fait face au courant la pression augmentera tandis que
de l'autre côté la pression sera inférieure. C'est cette différence
de pression qui fait se déplacer l'eau dans cet espace. Tous ces
petits mouvements entre les grains causeront alors un écoulement
de l'eau au travers du substrat. Dans ce substrat il y a des bactéries
qui décomposent la matière organique disponible. À la surface elles
emploieront l'oxygène car il est disponible et fourni sans interruption
par l'advection. Plus profondément dans les sédiments l'advection
devient plus lente et donc la disponibilité de l'oxygène diminue
et s'arrête par la suite complètement. Dans les parties anoxiques
des sédiments la dénitrification aura lieu. Dans les cas où des
couches très épaisses de substrat sont employées ou il y a une grande
quantité de matière organique, la quantité de nitrates ne sera pas
suffisante pour que les bactéries décomposent la matière organique
complètement. Dans ce cas du sulfate sera employé au lieu de nitrates
et du sulfure d'hydrogène sera produit. Au cours des dernières années,
et particulièrement depuis l'introduction des dénitrificateurs,
le sulfure est devenu un point presque constant de soucis et certaines
personnes ont perdu des poissons ou même des aquariums entiers dus
à l'empoisonnement au sulfure d'hydrogène.
Comme il est tout à fait
facile de produire du sulfure d'hydrogène dans un dénitrificateur,
est-ce également un danger important des filtres à sédiments ? L'auteur
pense que non, pour la raison suivante : le sulfure d'hydrogène
est une substance qui contient du soufre dans son état redox le
plus réduit (-2). La forme principale de soufre en eau de mer est
le sulfate (SO42 -) qui contient du soufre dans son état redox le
plus oxydé (+6). Il y a beaucoup de bactéries chimioautotrophes
qui se procurent de l'énergie par l'oxydation du sulfure, encore
mieux, certains n'emploient pas l'oxygène mais les nitrates pour
l'oxydation du sulfure. La réaction qui fonctionne dans un dénitrificateur
au soufre est fondamentalement identique simplement pas avec du
soufre mais avec du sulfure d'hydrogène. Dans la théorie il serait
possible de construire un filtre anti-nitrates qui fonctionne au
sulfure d'hydrogène au lieu du soufre élémentaire. L'auteur ne préconise
aucun test et n'oserait pas le faire lui-même mais il est toujours
encore tenté.
Si le sulfure d'hydrogène est produit réellement dans le substrat,
il le sera dans la partie la plus basse. Pour avoir des effets toxiques
sur les poissons il doit leur parvenir, c.-à-d. qu'il doit sortir
du substrat. Ce processus est plutôt lent, bien plus lent que l'advection
(et nous savons qu'il n'y a pratiquement aucune advection dans la
partie inférieure, autrement l'oxygène serait disponible et aucun
sulfure ne se formerait). De toute façon, pendant le long chemin
vers le haut du fond de l'aquarium au travers du sable fin dans
la colonne d'eau il sera employé comme source d'énergie par les
bactéries oxydatrices du sulfure. Par conséquent la plus grande
erreur que l'on puisse faire quand on observe la formation de sulfure
dans un lit de sédiments est de le remuer. Par l'agitation le sulfure
d'hydrogène est immédiatement libéré du substrat dans l'eau où il
peut tuer les poissons. L'agitation mécanique d'un sédiment profond
est à peu près le pire que l'on puisse faire de toute façon. Les
bactéries vivent dans des zones très étroites définies par la disponibilité
des aliments. La colonne sédimentaire peut être vue comme un écosystème
avec beaucoup de petites niches. L'agitation volatilisera littéralement
ces niches. Vous ne vous attendriez pas à ce que les animaux et
les plantes dans une forêt se sentent bien après que vous ayez déraciné
ces arbres, arraché la broussaille et retourné le terrain végétal,
mélangé tout cela et tout jeté derrière vous. Pensez maintenant
aux bactéries dans leur micro-environnement sensible.
Cela signifie t-il que
les animaux tamiseurs ne devrait pas être maintenu dans un tel système
?
Certainement pas ! Les communautés bactériennes ont un avantage
principal par rapport aux habitants de la forêt, elles peuvent s'adapter
rapidement aux changements de leurs conditions environnementales.
Au cas où une perturbation du substrat se produirait qui ne soit
pas trop grande et n'affecte pas l'aquarium dans son entier, la
communauté bactérienne s'ajustera en quelques heures à ces nouvelles
conditions auxquelles elle se trouve exposée. Certaines bactéries
spécifiques peuvent mourir durant cette tache, mais d'autres espèce
les remplaceront.
Bien qu'ils aiment creuser quelques trous plus profonds ici et là,
l'activité de la plupart des poissons tamiseurs de sable comme les
gobies a lieu à la surface. Même lorsqu'il y a une certaine production
de sulfure au fond d'un aquarium, les poissons ne pourront pas retourner
le sédiment entier tellement rapidement que la chimie entière du
substrat changera ou de vastes quantités de sulfure d'hydrogène
soient libérées. Il y a d'autres animaux qui vivent constamment
dans les sédiments, comme des oursins fouisseurs, quelques concombres
de mer ou des vers. Ces animaux pratiquent leur chemin plutôt lentement
au travers du substrat, la perturbation qu'ils causent est plutôt
petite. Naturellement on doit garder un oeil sur la quantité de
sable tamisé par rapport à la quantité de sable restant à tamiser,
10 couples de gobies dans un aquarium de 200 litres serait un suicide.
En général tous les filtres à sédiments prennent un certain temps
avant d'être pleinement opérationnels. Quand ils fonctionnent finalement,
ils sont extrêmement efficaces mais ils ne peuvent pas être coupés
(retour arrière) comme une écumeur. Il y a eu un cas rapporté où
un Miracle Mud Filter a si bien fonctionné et où les nitrates et
l'ammonium ont été éliminés à un tel point qu'une solution de chlorure
d'ammonium a dû être ajoutée quotidiennement pour maintenir la croissance
du corail, car sans additions les coraux seraient morts. Ceci est
un cas extrême mais démontre clairement les capacités de tels systèmes
de filtration.
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Représentation
schématique d'un système Jaubert
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Le système
Jaubert
L'exemple le plus en avant d'un filtre à sédiments est le système
Jaubert, inventé à l'aquarium de Monaco. Il se compose d'un lit
épais de sable fin, divisé en couche supérieure et inférieure par
un filet fin pour empêcher des animaux fouisseurs d'atteindre les
parties inférieures. Au-dessous de la couche inférieure il y a un
autre filet fin qui repose sur des entretoises, pour créer un espace
entre le fond en verre de l'aquarium et le substrat. Cet espace
à la base, le plenum, est le dispositif le plus important du système.
Comme on permet à l'eau de bouger librement dans ce plenum, les
conditions à la base du substrat sont homogènes. Par un tube il
est possible d'obtenir des échantillons d'eau du plenum et de vérifier
de ce fait les conditions de redox. Au cas où la valeur redox serait
un peu trop basse (c.-à-d. que le système est sur le point de produire
du sulfure) de l'eau serait lentement retiré du plenum et de l'eau
nouvelle pénètre plus profondément dans les sédiments. Certains
utilisateurs le font d'une autre manière, ils ajoutent directement
de l'eau fraîche au plenum pour élever la valeur redox. Ce
dernier procédé peut causer des changements tout à fait brusques
et drastiques de la chimie de l'eau et devrait seulement être employé
très soigneusement et sous surveillance stricte des conditions redox.
Les mécanismes de contrôle que l'on a avec un système Jaubert sont
définitivement supérieurs à tous autres filtres à sédiments.
Établir un tel système cependant, est loin d'être facile particulièrement
dans un grand volume. Vu le poids de la décoration et du substrat
reposant sur le plenum, les entretoises et le filet doivent être
très robustes.
Qu'importe le matériel choisi, quelles sont les connaissances sur
le long terme au sujet de sa stabilité en eau de mer ?
Cette construction est au fond même de l'aquarium, toute réparation
ou maintenance signifie vider l'aquarium complètement. Pensez à
ceci avant que vous ne le construisiez
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| Système
Jaubert dans un élevage privé |
Deep Sand Beds
Très populaires aux Etats-Unis mais pas tellement en Europe les
prétendus lits de sable profonds (DSB), sont à la base une version
plus primitive du système Jaubert. Une couche épaisse de sable fin
est placée dans l'aquarium et c'est tout ! Un filtre ne peut pas
être beaucoup plus facile que ceci. Comparé au système Jaubert il
y a beaucoup de manières de contrôler un DSB. Beaucoup d'aquariophiles
peuvent se sentir inconfortables à l'idée d'avoir un filtre énorme
qu'ils ne peuvent pas contrôler ou commuter en marche/arrêt. Ceux
qui ont installé un DSB sont tout à fait heureux avec lui, même
sur de longues périodes.
Particulièrement parmi des nombreux anciens aquariophiles il y a
une crainte que les systèmes de type Jaubert ou DSB puissent à la
longue poser des problèmes en raison de l'accumulation des débris
dans le sable fin. De par mon expérience le colmatage n'a pas lieu,
il y a même moins d'accumulation de débris que dans les aquariums
avec des gravillons. La question est pourquoi ? L'espace entre les
grains du sable fin est beaucoup plus petit qu'entre du matériel
plus brut. Ceci bloque les particules de nourriture et d'excréments
à la surface du substrat où ils sont mangés par les habitants de
l'aquarium ou emportés dans le filtre. Si vous observez un gobie
tamiseur dans un aquarium avec du sable fin vous pouvez facilement
voir combien ces petits poissons nettoient la surface du substrat.
Dans le cas des gravillons la nourriture tombe dans les espaces
entre les grains et devient indisponible pour des animaux tamiseurs
de surface comme les gobies. D'ailleurs, les animaux tamiseurs de
sable n'aiment pas les matériaux trop gros. Les particules de nourritures
ou d'excréments reposent maintenant entre le matériau brut, de l'eau
fraîche oxygénée peut facilement passer par les interstices et les
particules seront décomposées par les bactéries anaérobies qui produiront
nitrates et phosphates.
Miracle Mud Filter
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Représentation
schématique d'un système à Miracle Mud
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Ce système de filtre
a été développé aux USA et a été présenté au marché européen il
y a quelques années. Le système se compose d'un aquarium séparé,
rempli d'une couche d'un sédiment spécial (Miracle Mud). Sur cette
boue des caulerpes se développent sous un éclairage 24 heures sur
24. Cet éclairage non-stop est nécessaires pour empêcher les caulerpes
de sporuler, après quoi elles meurent. Un dépérissement en masse
peut causer l'effondrement de l'aquarium. Ce filtre fonctionne comme
les deux autres décrits ci-dessus avec l'addition des caulerpes.
En raison de leur croissance elles accumulent d'énormes quantités
de biomasse, ce faisant retirant de grandes quantités de nitrates,
d'ammoniaque, et de phosphates de l'eau. Les algues doivent être
moissonnées régulièrement.
Le " Miracle Mud " est en lui-même un mélange de minerais, mais
ce qui est intéressant c'est qu'il ne contient aucun gravier de
corail ou d'autres carbonates mais seulement du minerai à base de
silice (quartz). Au premier regard ceci semble étonnant sachant
qu'une des premières choses qu'on apprend quand on commence l'aquariophilie
marine est que l'on ne peut pas employer le même gravier que pour
l'eau douce parce qu'il contient du quartz. Bien, tout ne serait
pas aussi mauvais avec ce matériau. La silice contenue dans le MM
ne se dissoudra généralement pas jusqu'à un plus grand degré et
donc ne posera aucun problème majeur. La contribution de la dissolution
du quartz à la quantité de silice contenue dans l'eau est minimale.
N'oubliez pas que le verre n'est rien d'autre que du quartz fondu,
et jusqu'ici il n'y a aucun incident rapporté d'un aquarium se dissolvant
parce que l'eau a été versée dedans.
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| L'aquarium
de Markus Resch, filtration par Miracle Mud |
Cependant, le MM apparemment
diffuserait quelques éléments à l'eau. Le fabricant proclame que
le MM contient et diffuse lentement tous les oligo-éléments nécessaires.
Puisque le MM sera épuisé de ses oligo-éléments après un certain
temps, il doit être partiellement remplacé de façon régulière. La
quantité d'eau traversant le MM est assez importante, certains vont
jusqu'à 10 fois le volume du bac par heure. Si le filtre est en-dessous
de l'aquarium (ce qui est habituellement le cas) toute cette eau
doit passer par un débordement. Si vous avez un grand volume, vous
aurez besoin d'un grand débordement ou d'un grand trou au fond du
bac.
Mais pourquoi tellement d'eau ? Le filtre fonctionne sur le principe
du transport advectif, et parce que les caulerpes ralentissent le
flux considérablement, beaucoup d'eau doit passer par le système
pour avoir au moins un certain courant directement au-dessus du
Miracle Mud. Les caulerpes fournissent un habitat parfait pour de
petits animaux comme des crevettes et des larves qui seront une
nourriture supplémentaire utile pour les poissons dans l'aquarium.
Cependant, toute l'eau qui quitte le MM doit être pompée à nouveau
dans l'aquarium. Ces petits animaux survivent rarement à un voyage
au travers d'une pompe. Le fabricant du MM produit des systèmes
plus petits qui peuvent être installés sur le côté ou derrière un
bac, le Hang-On Filter. Ceux-ci ont une pompe de l'autre côté, l'eau
est pompée dans le filtre et va de nouveau au bac par un débordement.
Dans ce cas-ci les petits animaux du MM atteindront l'aquarium indemne.
Filtres à Zéolite
Les zéolites sont bien connues dans les aquariums d'eau douce depuis
longtemps. Leur capacité de réduire des concentrations nutritives
a rapidement tenté des aquariophiles marins à tester les zéolites
d'eau douce dans des aquariums d'eau de mer. Dans presque tous les
cas ces essais ont fini par une catastrophe importante, principalement
avec des concentrations beaucoup trop basses en calcium. Cependant,
ces dernières années des filtres à zéolite spécifiquement conçu
pour l'eau de mer sont apparus sur le marché et ont vraiment apporté
une amélioration importante à maintenir des SPS très colorés.
Ainsi donc quelle différence y a t-il entre ces bombes à
retardement du passé et ces nouveaux filtres à zéolite ? Ce n'est
certainement pas la conception du filtre elle-même, qui est fondamentalement
un grand filtre à ruissellement type Eheim avec un débit d'eau important.
C'est principalement le type de zéolite utilisé et sa manière d'employer
cette zéolite en tant qu'élément d'un concept général. Mais avant
d'entrer dans les détails il est important de comprendre les principes
de base derrière ce système de filtre.
Les zéolites sont des minerais constitué la plupart du temps par
de la silice et de l'aluminium plus d'autres éléments comme le sodium,
le potassium, le fer, et le manganèse. Le point le plus intéressant
dans les zéolites est leur structure cristalline. Vous pouvez vous
les imaginer comme une éponge avec beaucoup de petits et de grands
trous. Les termes grand et petit devraient être vus dans la perspective
de l'échelle ; les petits trous ont la taille des molécules
simples, environ un billlionième de mètre. La taille de ces
trous dépend de la composition chimique du minerai. Il y a des centaines
de zéolites naturelles différentes et autant de zéolites synthétiques.
Ce qui rend ces minerais si particulier est leur capacité à absorber
des composés spécifiques. Selon leur composition ils absorberont
préférentiellement différents composés. Ceci signifie également
qu'ils absorberont prioritairement un composé plutôt qu'un autre
si tous les deux sont disponibles. Pour la plupart des zéolites
synthétiques utilisés leur spécificité a été déterminée. Cependant,
concevoir les zéolites simplement comme des absorbants est un peu
trop simplifié. Ils sont réellement des échangeurs ioniques.
Les espaces ou l'ammonium se lie ne sont pas vides mais plutôt remplis
de sodium ou de potassium, qui sont les constituants principaux
de l'eau de mer. Dès que de l'ammonium sera disponible, le sodium
et le potassium sera libéré et l'ammonium sera absorbé. Cette réaction,
le remplacement d'un ion pour un autre ion s'appelle l'échange ionique.
Cet effet d'échangeur ionique est de peu d'importance pour l'usage
des zéolites dans la filtration des aquariums marins, toutefois
il est de grande importance dans des applications industrielles.
Pourquoi tant d'essais auparavant avec des zéolites en eau de mer
n'ont-elles pas été couronnés de succès bien qu'elles aient fonctionné
parfaitement en eau douce ? La réponse est simple : Les zéolites
généralement utilisés en eau douce adsorbent l'ammonium, ce qui
est souhaitable en eau douce ET en eau de mer, cependant, elles
préfèrent le calcium. Maintenant vous pouvez vous imaginer ce qui
se produit en eau de mer. Il y a habituellement peu voire pas de
calcium dans l'eau douce utilisée, ainsi les zéolites absorbent
l'ammonium. Puisqu'il y a un taux important de calcium dans l'eau
de mer et que ces zéolites spécifiques préfèrent le calcium c'est
le taux de CA qui chute immédiatement, avec des résultats parfois
catastrophiques.
Les zéolites actuellement utilisées pour l'eau de mer absorbent
préférentiellement l'ammonium, mais c'est juste une partie de l'histoire.
L'autre partie est celle où la biologie entre en jeu. Comme déjà
mentionné, les zéolites ont une structure très poreuse, elles ressemblent
à une éponge. Les plus gros trous sont beaucoup plus grands que
les petits, environ mille fois plus grand. Cette structure poreuse
crée une grande superficie pour que les bactéries puissent s'installer.
Pendant que l'ammonium est adsorbé par la structure cristalline,
les bactéries vivant sur ces zéolites obtiennent leur source d'énergie
fournie à leur seuil. Pour augmenter la capacité de filtration une
source de carbone est ajoutée, dans la plupart des cas pas directement
dans le filtre mais dans l'aquarium. Pour accélérer le démarrage
de ces filtres, certaines compagnies offrent des cultures bactériennes
d'amorçage, bien que leur utilité soit discutable.
Que se passe t-il dans ces filtres à zéolites ? En raison de la
structure poreuse du matériau et du film bactérien enduisant la
surface de chaque grain, l'oxygène sera épuisé à l'intérieur de
la zéolite. Sur la surface même, où l'oxygène est encore disponible,
l'ammonium est oxydé par les bactéries autotrophes en nitrates et
immédiatement réduit en azote gazeux par les bactéries hétérotrophes,
ou alors l'ammonium peut être réduit en azote gazeux directement.
Ce dernier processus (oxydation anaérobies d'ammonium, anamox) est
connu pour se produire dans les installations de traitement des
eaux d'égouts en marais artificiels et a tout récemment été identifié
dans la nature pour la première fois. Prouver que ce processus se
produit dans un filtre à zéolites serait fortement compliqué sinon
impossible. Ceci ne devrait pas tracasser l'utilisateur de ces filtres,
la réaction nette est identique, l'ammonium est éliminé de l'eau
et transformé en azote gazeux qui entre au loin dans l'atmosphère.
Toutes ces réactions peuvent seulement avoir lieu quand une source
de carbone est ajoutée. Sans source de carbone les bactéries chimioautotrophes
se fixeraient sur la zéolite chargée en ammonium et l'oxyderaient
en nitrates.
NH4+ + O2 + 3OH - = NO32-
+ 2 H2O
Par conséquent un tel
filtre produirait actuellement des nitrates, et son utilisation
pour des aquariums serait plutôt limitée. Par le retrait constant
de l'ammonium des minerais par les efforts combinés des bactéries
autotrophes et hétérotrophes ces filtres peuvent fonctionner pendant
des périodes prolongées. Néanmoins, après un moment la zéolite est
épuisée et doit être remplacée. Si les bactéries éliminent l'ammonium
des minerais pourquoi ces filtres ne peuvent t-ils fonctionner indéfiniment
? Tout d'abord, les films bactériens obstrueront lentement les pores,
réduisant de ce fait la capacité adsorbante, deuxièmement d'autres
ions seront également adsorbés par la zéolite. Comme les bactéries
n'enlèvent pas ces ions, elles enrichiront lentement les zéolites
et donc finirons par réduire le nombre d'endroits disponibles pour
adsorber l'ammonium. Dans des applications industrielles ces zéolites
sont recyclées. Ce n'est certainement pas une option pour l'aquariophile
à la maison, car il comporte l'utilisation des liquides fortement
agressifs. Si vous faites ceci dans votre cuisine vous jouez avec
votre santé et celle d'autres !
Il y a également une autre manière du retrait nutritif fonctionnant
dans les filtres à zéolite. Alors que les biofilms bactériens s'accumulent,
pas mal de composés d'azote gazeux sont fixés dans la biomasse et
enlevés de ce fait de l'eau. Quand les biofilms deviennent trop
épais et se détachent, l'écumeur peut les capturer et de ce fait
éliminer ces aliments biologiquement fixés de l'eau. Depuis que
ces filtres sont commercialisés, ils se sont avérés capables de
garder des concentrations nutritives aux niveaux habituellement
trouvés dans le Pacifique central, une des eau les moins chargée
en nutriments sur terre. Les importations de SPS extrêmement colorées
des Fiji, de Tonga etc. qui rapidement viraient au brun, conservent
maintenant leurs couleurs étonnantes. Pour beaucoup d'utilisateurs
ce système a fourni une percée dans le maintien de SPS. Même un
certain nombre de fervents possesseurs de SPS sur le long terme
avec des aquariums étonnamment beaux fonctionnant sur différents
systèmes de filtration semblent obtenir des coraux plus colorés
après avoir changé pour une filtration à base de zéolite.
L'avantage principal de ces derniers filtres est également leur
danger principal : Ils éliminent l'ammonium très rapidement et extrêmement
efficacement. Bien que les concentrations en ammonium ne soient
jamais hautes (du moins elles ne devraient pas l'être), c'est un
composant très important dans le cycle de l'azote. En l'enlevant
presque totalement, tous les autres processus seront aussi bien
influencés. Quand ces filtres furent proposés sur le au marché,
certains ont sous-estimé leurs effets sur la chimie globale de l'aquarium.
Dans les aquariums plutôt anciens avec des concentrations nutritives
plus élevées, les coraux s'étaient bien adaptés à ces conditions
et la baisse soudaine a causé une mort massive des colonies qui
avaient bien croît durant des décennies. Les coraux sont morts ou
sont devenus sensibles aux parasites et aux maladies. Si les coraux
ne mouraient pas, les parasites les ont tués. Il semble que les
aquariums qui sont démarrés avec une filtration sur
base de zéolite tournent très bien et sans problèmes principaux
tandis que les aquariums plus anciens sont beaucoup plus difficiles
à modifier.
Les filtres, rien
qu'une boîte noire ?
Y a-t-il un système de filtration qui soit supérieur à tout autre
? La réponse la plus probable est non, mais les fabricants peuvent
penser différemment. Pour chacun de ces systèmes on peut facilement
trouver des exemples d'aquariums tournant très bien, démontrant
que tous ces systèmes fonctionnent, cependant, pour chaque système
un peut facilement trouver des exemples où ce n'est pas le cas.
Le dépannage est toujours problématique et quelle que soit la solution
celle-ci ne peut fonctionner pour l'aquarium pour lequel elle a
été développée. En comprenant les principes de chaque système l'utilisateur
doit pouvoir aborder un problème un peu plus directement au lieu
d'essayer ceci ou cela, et de ce fait causer potentiellement encore
plus de perturbations et des problèmes plus importants.
Avant d'effectuer un changement dans son système de filtration on
devrait toujours mesurer les concentrations nutritives et déterminer
de la façon la plus détaillé possible où se situe réellement le
problème. Parfois ce n'est pas le système de filtration qui en est
la cause mais tout autre chose, comme trop peu de circulation d'eau,
une récente modification de la décoration, le fait d'avoir mis en
suspension de grandes quantités de débris, des intervalles trop
longs dans le changement du filtre mécanique, trop de nourriture
ou pas la bonne.
Un point qui est souvent négligé est le manque de régularité
dans l'entretien. Un écumeur avec une chambre qui est enduite d'un
film gras fonctionne à 10 -20 % de sa capacité. Ne videz pas simplement
le godet, nettoyez le entièrement. Gardez en outre un oeil sur les
pompes et la tuyauterie. Vous serez étonné combien d'efficacité
coûte un film gras sur des ailettes de pompes ou dans la tuyauterie.
Si rien n'aide et que vous n'obtenez toujours pas un fonctionnement
désiré pour votre aquarium, et que rien ne peut vous convaincre
de rester avec votre système de filtration alors effectuez tout
les changements très soigneusement et lentement. Mesurez vos paramètres
de l'eau souvent, deux fois par jour au besoin. Notez les pour dépister
tous les changements !
Pour tous les systèmes présentés dans cet article il y a des descriptions
plus détaillées disponibles au sujet de la façon d'installer et
d'exploiter un tel système etc. SVP lisez-les avant que vous ne
commenciez n'importe quoi. Ces manuels sont habituellement basés
(ou devrait l'être) sur une longue expérience et dans le temps et
vous fournissent des informations beaucoup plus détaillées que cet
article.
Quel système de filtration choisir pour quel aquarium est principalement
déterminé par la place et l'argent que l'on veut investir. Le système
berlinois classique a besoin d'un écumeur qui est disponible dans
beaucoup de différentes tailles et formes, certains se fixent à
l'intérieur de l'aquarium, certains d'autres à côté, d'autres dans
le bac de décantation sous le bac.
Le choix de l'écumeur est principalement déterminé par la taille
de l'aquarium, l'espace disponible, et sa propre fantaisie. Il existe
quelques bons écumeurs très bon marché sur le marché tandis que
d'autres coûtent plus qu'une voiture d'occasion. À part le coût
pour l'électricité il n'y a là aucun coût de fonctionnement, mais
comme tout aquariophile marin s'arrête de toute façon tôt ou tard
de s'inquiéter de sa note d'électricité.....
Les dénitrificateurs sont généralement petits, ils peuvent habituellement
être remplis à part. Selon le degré d'automatisation ces
systèmes peuvent être soit très bon marché ou vous coûter très cher.
Les coûts de fonctionnement ne sont pas élevés, ni les billes de
soufre ni la source de carbone n'est très chère. Comme une source
de carbone beaucoup de gens emploient de la vodka, ainsi vous n'achetez
pas quelque chose pour votre aquarium, vous partagez plutôt une
bouteille avec lui.
Bien que le Deep Sand Bed soit probablement l'option la moins chère
de tous il peut ne pas être conseiller si l'aquarium n'a pas la
taille nécessaire pour adapter un lit de sable de 10 à 15 centimètres.
Il en est de même pour le système Jaubert mais comme déjà mentionné
si l'aquarium est très haut la construction du plenum doit être
très stable.
Un système Miracle Mud laisse plus d'espace dans l'aquarium mais
prend plus de place dans le bac annexe. Tous ces systèmes de filtration
ont des coûts de fonctionnement relativement bas, aucun pour le
Jaubert et DSB, pour le système MM la boue doit être échangé après
plusieurs mois. Cependant, comme aucun oligo-élément
ne devrait être ajouté à un MM ceci peut compenser les dépenses
pour la boue fraîche et peut ramener le coût dans la même fourchette
qu'un Jaubert ou un DSB plus des oligo-éléments.
Le système occupant le moins d'espace est le filtre à zéolite, un
filtre à ruissellement peut habituellement toujours être casé quelque
part. Les coûts de fonctionnement peuvent être plus élevés que pour
les filtres à sédiments, la zéolite devant être remplacée de façon
régulière et des oligo-éléments devant être ajouté,
bien que dans des concentrations très basses. Néanmoins, en maintenant
un aquarium à des concentrations nutritives extrêmement basses,
il importe peu quel système de filtration est employé, la quantité
d'oligo-éléments nécessaires devrait être bien inférieure
à la dose recommandée.
Chaque aquarium est différent et l'on devrait vérifier soigneusement
la quantité d'oligo-élément ajoutés.
Que diriez-vous de de
combiner les différents systèmes de filtration ?
A vrai dire presque tous les systèmes peuvent être combiné, toutefois
quelques combinaisons semblent plus raisonnables que d'autres. Il
faudrait éviter que deux filtres se concurrencent pour les mêmes
substances, par exemple faire fonctionner un dénitrificateur à base
d'alcool et un dénitrificateur au soufre sur le même aquarium. Avoir
un écumeur dans un aquarium même si il ne fonctionne pas est très
sécurisant. Il n'interfère aucun autre système et s'il n'est pas
nécessaire il peut être déconnecté mais si quelque chose va mal
il est disponible et est prêt à fonctionner immédiatement.
Les dénitrificateurs sont habituellement installés dans des systèmes
berlinois, c'est ce pourquoi ils ont été développés à l'origine.
Ils ne devraient interférer avec aucun des filtres à sédiments,
mais un filtre à sédiments bien réglé va simplement
rendre inutile n'importe quel détrificateur à base d'alcool ou au
soufre. Si les taux de nitrates sont très bas le passage de l'eau
à travers le filtre et/ou l'addition d'alcool doit être ajustée.
En général, les dénitrificateurs peuvent être un bon complément
à un système berlinois car ils ne sont pas en concurrence avec l'écumeur
pour l'élimination des mêmes composés.
Les filtres à sédiments n'interfèrent pas la plupart des autres
systèmes. Mais comme déjà mentionné, s'ils fonctionnent bien, il
n'y aura aucun besoin de dénitrificateur d'aucune sorte. D'ailleurs,
ils se concurrenceront pour les nitrates disponible si les concentrations
sont très basses. Particulièrement les systèmes MM épuiseront un
aquarium très rapidement en ammonium et nitrates en raison de la
croissance massive de caulerpes. Dans les cas où les nutriments
sont déjà limités, l'on devrait arrêter ces filtres additionnels
et certainement n'installer aucun nouveau composant, qu'importe
ce que les publicités promettent. Mais qu'importe si un système
fonctionne bien, avoir un système additionnel de filtration
disponible pour le cas où le plus mauvais des scénario se produise
rassure.
Les filtres à zéolite devraient toujours être utilisés avec un écumeur
pour de multiples raisons. À l'intérieur du filtre l'oxygène est
consommé et bien que l'eau se sortie ne soit pas complètement anoxique,
les concentrations seront toujours inférieures à celles dans l'aquarium.
Ceci peut causer une légère insuffisance en oxygène, qui peut facilement
être compensée par un écumeur. Comme les filtres à zéolite éliminent
seulement l'ammonium tandis qu'un écumeur enlève seulement des molécules
beaucoup plus grandes, ces deux systèmes ne se concurrencent pas
mais se complètent. Les biofilms qui s'accumulent autour des grains
de zéolite se détacheront par la suite quand ils deviennent trop
épais et seront expulsés du filtre. Un écumeur peut facilement enlever
ces bactéries. Puisque toutes les cellules contiennent des composés
d'azote, l'élimination des bactéries de l'aquarium est une manière
élégante d'enlever des nutriments de l'eau. S'il n'y a aucune écumeur,
les biofilms flottants se décomposent par la suite et libèrent de
ce fait les nutriments fixés de nouveau dans l'eau.
Qu'importe le système
ou les combinaisons vous choisissez pour votre aquarium, pensez
à la façon dont ils fonctionnent et ce qu'ils font. Tous les changements
devraient être faits lentement et sous constante surveillance.
Aucun système ne peut faire face à l'impatience, à l'inattention
ou au manque de connaissance de l'utilisateur.
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