AUGMENTATION DES PHOSPHATES,
KALKWASSER ET REACTEUR A CALCAIRE

Rudolf Hüster - DAS AQUARIUM - Juin 1997

Une prise de position de Knop en 1997 a cr?? une certaine agitation parmi les aquariophiles marins associ?e ? une certaine incertitude. Dans cette prise de position on nous sert l'histoire inou?e du ?m?chant? Kalkwasser et de l'augmentation ?myst?rieuse? des phosphates dans le bac r?cifal. L'utilisation de Kalkwasser conduirait d'abord ? la formation de s?diments calcaires inoffensifs contenant des phosphates. Ceux-ci deviendraient dangereux quand, lors de l'installation d'un r?acteur ? calcaire, la valeur du pH serait diminu?e par le CO₂. Alors d'importantes quantit?s de phosphates seraient lib?r?es en peu de mois conduisant ? des invasions d'algues qui n'ont pu ?tre ma??tris?es aux USA et aux Philippines par l'interm?diaire de l'?cumage. Vrai ou faux? Que faut-il vraiment croire?

En dehors de la lumi?re, les coraux n?cessitent pour leur croissance des combinaisons azot?es, des macro- et oligo-?l?ments, de grandes quantit?s d'ions calcium et de CO₂ pour la constitution de leur squelette. C'est pourquoi depuis des d?cennies on rajoute avec succ?s une solution d'hydroxyde de calcium (Kalkwasser d'apr?s Wilkens). Depuis 1994 deux m?thodes ont pris le dessus, ne fournissant pas seulement du calcium au syst?me, mais aussi du CO₂ sous forme d'hydrog?nocarbonate (Hebbinghaus, 1994 ; Balling, 1994). En pr?sence d'une teneur en calcium aux alentours de 400 ppm si on donne aux coraux en plus du CO₂ sous forme d'hydrog?nocarbonate ils r?agissent en augmentant leur croissance. Cependant le CO₂ constitue aussi une substance nutritive tr?s importante pour les algues. Une pr?sence cons?quente de phosphates et de fer conduit ? une croissance explosive des algues (Paluda, 1996 ; Knop, 1997). ?Tous les aquariophiles honn?tes m'ont toujours confirm? qu'on en arrivait ? des d?veloppements massifs d'algues, depuis les algues unicellulaires d?rivantes jusqu'aux algues filamenteuses ind?sirables? (Wilkens, 1997). Aussi le probl?me des algues est-il facile ? expliquer tant en Allemagne qu'en Norv?ge, en Am?rique et aux Philippines. Toutefois l'augmentation myst?rieuse des phosphates lors de la mise en route d'un r?acteur ? calcaire du type Hebbinghaus reste inexpliqu?e (Brockmann, 1995 ; Paluda, 1996 ; Knop, 1997)

Lors de chaque nourrissage, que l'on ne doit pas n?gliger dans l'int?r?t de ses poissons (Thaler, 1997), nous introduisons dans notre syst?me des liaisons organiques phosphat?es. Les phosphates sont soit absorb?s et int?gr?s dans la masse cellulaire des coraux et des algues en croissance, soit d?compos?s et accumul?s dans l'eau sous forme de phosphates min?raux. En pr?sence de teneurs en calcium suffisantes ces phosphates min?raux sont pr?cipit?s sous forme d'apatite difficilement soluble en pr?sence des valeurs de pH alcalines rencontr?es dans les bacs r?cifaux (Jander-Blasius, 1976 ; Hollemann-Wiberg, 1976) et se d?posent sous forme de minuscules cristaux sur le d?cor et sur le sol. Cette apatite (3Ca₃ (P0₄)₂ x Ca(OH)₂) est tr?s difficile ? dissoudre et constitue pour cette raison la partie la plus importante de l'?mail des dents et des structures solides de notre charpente osseuse. En pr?sence d'une combinaison si difficile ? dissoudre on peut ? peine imaginer que des phosphates puissent ?tre extraits par dissolution ? partir des s?diments d'apatite (s?diments calcaires contenant des phosphates selon Knop, 1997) ou de d?bris coralliens par l'interm?diaire de l'acide carbonique.

Chaque chimiste apprend au cours de sa premi?re ann?e qu'il existe des acides faibles et des acides forts et que seuls les forts peuvent chasser les faibles de leur liaison. En d'autres termes : il est simplement impossible que lonnaisseur en microbiologie : ? cause de la faible circulation d'eau et ? la suppression de l'oxyg?ne par l'introduction de gaz carbonique le r?acteur ? calcaire se double d'un filtre d?nitrateur. Il transforme les nitrates (par exemple en ammonium et en azote sous forme gazeuse). Les bact?ries croissent, se multiplient et meurent en partie. Ainsi du phosphore absorb? et int?gr? dans les cellules se trouve ? nouveau lib?r?.

Sur la base des r?gles de Hahnschen concernant la pr?cipitation et l'adsorption (?hlein, 1969) du magn?sium, du mangan?se, du fer de m?me que du strontium, du brome et des terres rares sont entra?n?s lors de la pr?cipitation de l'apatite. Pour le fluor il s'agit m?me d'un ?changeur d'ion naturel (d'o? durcissement de l'?mail avec du phosphate monofluor?). Lors de l'analyse de sable de corail provenant de syst?mes de filtration biologique P. Wilkens et H. Becker ont pu mettre en ?vidence ? la surface des traces de fluor, strontium, lithium et surtout de fer au moyen d'une spectroscopie ? absorption d'atomes (AAS). Apr?s retrait de toutes les combinaisons phosphor?es il n'a pas ?t? possible - comme pr?vu - de trouver une dissolution des phosphates par l'acide carbonique (Wilkens, 1997).

L'utilisation d'hydroxyde de calcium ne sert donc pas seulement ? une augmentation de la teneur en calcium mais aussi ? une pr?cipitation r?ussie et a un d?p?t de s?curit? des phosphates. Aussi faut-il s'attendre ? une augmentation des phosphates apr?s la d?cantation d'un dosage d'hydroxyde de calcium et la stabilisation de la teneur en calcium par addition d'eau dure (ou utilisation d'un r?acteur ? calcaire). Des exp?rimentations ont ?t? effectu?es par P. Wilkens et l'ing?nieur en chimie H. Becker. L' eau d'?vaporation d'un bac contenant des coraux de feu ? la croissance luxuriante a ?t? remplac?e durant un mois par une solution d'hydroxyde de calcium puis durant un autre mois par l'addition d'eau du robinet affichant une duret? carbonat?e de 15° dKH (duret? totale 20° dGH). La teneur totale en phosphore (part li?e organiquement et part min?rale; d?termination par AAS) a augment? dans l'eau de 0,05 ppm ? 0,075 ppm. La teneur dans le liquide du r?cipient d'?cume de l'?cumeur est tomb?e de 0,110,15 ? 0,07/0,08 ppm. Visiblement les phosphates organiques et min?raux attaqu?s par le processus m?tabolique des ?tres vivants sont nettement mieux ?limin?s du circuit par addition d'hydroxyde de calcium que par l'utilisation d'autres combinaisons ou d?p?ts de calcium (soit les biocalcaires). Probablement que les phosphates organiques combin?s (DOP = phosphates organiques dissous) sont hydrolys?s de m?me que les phospholipides sont saponifi?s ? l'endroit de l'addition de la solution extr?mement alcaline d'hydroxyde de calcium (Wilkens, 1994) puis ?cum?s ou pr?cipit?s. L' augmentation r?elle de la capacit? d'?cumage lors de l'introduction d'une solution d'hydroxyde de calcium peut aussi ?tre constat?e par les sceptiques.

Aussi faut-il s'attendre ? une augmentation de la teneur en phosphates m?me dans le cas de r?acteurs ? calcaire bien r?gl?s type Hebbinghaus. Si de plus un exc?s de CO₂ devait p?n?trer dans le bac ? cause d'un mauvais r?glage les coraux vont arr?ter leur croissance et les algues vont r?gner dans le bac ? partir d'une certaine teneur en phosphates (voir la Mer Rouge et la station de chargement de phosphates). Ce que les aquariophiles ressentent alors comme ?catastrophe? n'est qu'une adaptation de la ?communaut? de vie aquarium? aux conditions environnementales modifi?es.

Tous les bons aquariums bien peupl?s de coraux que P. Wilkens a pu admirer sont selon lui maintenus avec du Kalkwasser. Seules des installations sup?rieures ? 500 litres sont quelquefois pourvues d'un r?acteur ? calcaire (type Hebbinghaus) afin de maintenir l'?quilibre calcaire-acide carbonique et une teneur en calcium aux alentours de 400 ppm (Wilkens, 1997).

? Il n'y a pas de chemin hors duquel il n'y a pas de salut et en ce qui concerne le r?acteur ? calcaire plus encore que pour les diffuseurs de CO₂, qui sont eux aussi utilis?s par certains, il faut se r?f?rer ? la loi de Murphy : soit ils s'arr?tent ou t?t ou tard ils produiront des invasions d'algues de toutes sortes. D'apr?s toutes les connaissances actuelles il semble que l'association des deux m?thodes offre une solution comme les propri?taires de tr?s gros bacs, comme Schmidt et Treuheit, ont pu me le rapporter. Sans aucun doute la constatation d'un aquariophile berlinois est ?galement exacte : qu'est ce que je dois faire d'un r?acteur ? calcaire, je ne veux pas d'un bac ? algues ? (Wilkens, 1997)

Ainsi j'en tire la conclusion suivante :

- pour pr?cipiter les phosphates, du Kalkwasser,

- pour augmenter la duret? carbonat?e un r?acteur ? calcaire ou du Kalkwasser et une addition de CO₂ r?gl?e avec prudence, comme Brockmann l'a propos? en 1995.

Le ? couple infernal ? (selon Knop, 1997) pourrait ?tre au moins un compromis sinon une solution d'avenir.

Bibliographie
BALLING, H. W. (1994): Kalkwasser f?r das Riffaquarium. DATZ (8): 523-525.
BROCKMANN, D. (1995): Wer die Wahl hat, hat die Qual. Ein kritischer Vergieich gebräuchlicher Calcium-Dosierungsverfahren. Das Aquarium (317) : 27-33.
DELBEEK, J. C. & J. SPRUNG (1994/1996) : Das Riffaquarium. Ricordea Publishing, Coconut Groove, USA (Vertrieb : Birgit Schmettkamp Verlag, Bornheim).
HEBBINGHAUS, R. (1994) : Der Löbbecke Kalkreaktor. DATZ (8): 517-522.
HOLLEMANN-WIBERG (1976) : Lehrbuch der Anorganischen Chemie. Walter de Gruyter, Berlin.
JANDER-BLASIUS (1976) : Lehrbuch der analytischen und präparativen anorganishen Chemie. S. H?zel Verlag, Stuttgart.
KNOP, D. (1997) : Betr. Phosphatanstieg, Kalkreaktoren. DATZ (2): 132.
PALUDA, K. (1996) : Betr. Riffaquarium. DATZ (11) : 742743.
THALER, E. (1997): Fisch-Polemik. DATZ (3): 164-172.
OHLEIN, E. (1969) : Römpps chemisches Wörterbuch. Franckische Verlagshandlung, Stuttgart.
WILKENS, P. (1994): Interview in: T. SIEGEL & J. SPRUNG (Hrsg.), Aquarium Frontiers, Aquarium Frontiers Inc., Miami Beach, U.S.A., Summer 1994: 19.
WILKENS, P. (1997) : Briefliche Mitteilung und Nachtrag nach Telefonat mit J. Sprung.

Extrait des "Lettres récifales" nr 10 - septembre 1998