En fait il est surtout dit " naturel " car la base de la technique de filtration s’appuie uniquement sur un ensemble d’organismes vivants à la différence des autres méthodes qui utilisent du matériel (écumeur, filtre biologique, mécanique ou chimique, etc ..) pour maintenir la qualité de l’eau. Il ne s’agit pas d’opposer ces techniques, chacune d’entre elles ayant fait ses preuves. Comptant sur des mécanisme différents pour atteindre leur but, elles demandent une réflexion et des actions qui leurs sont propres.

Voir : Récapitulation des systèmes naturels et perspectives de développement

Ainsi en " Jaubert ", notre attention va se porter en grande partie sur le lit de sable et sa flore bactérienne. C’est par là, que nous allons commencer. Puis nous regarderons l’éclairage, le brassage et pour ceux qui en font le choix la décantation.

-I- Comment installer un système " Jaubert " ?

Comment préparer le lit de sable ?

Bien choisir sa cuve

- Dans le choix de la cuve et la définition de sa hauteur, ne pas oublier que le lit de sable (plenum compris) aura une épaisseur d’environ 15 cm, le reste au-dessus étant pour le volume d’eau.

- Pour un volume égal, une cuve plus profonde que haute, offrira, en plus de l’esthétique, une plus grande surface au sol utile.

Une couche d’eau sous le sable : le plenum

La couche de sable est posée sur une grille surélevée par rapport au fond de l’aquarium. Cela crée une couche d’eau sous le sable : le plenum. Sa fonction est de permettre de meilleurs échanges gazeux dans le lit de sable en évitant les zones anaérobies (privées d’oxygène). La couche supérieure du sable est aérobie sur quelques millimètres puis le gradient d’oxygène baisse rapidement jusqu’à devenir anoxique (O2 < 2mg/l mais pas à zéro). Cela permet alors l’installation d’un ensemble bactérien très efficace. Le plenum emmagasine (entre autres choses) les nutriments en attente de traitement. Cela en fait une réserve de nourriture pour le lit de sable qui ne se trouve pas dans l’aquarium. Attention, il ne faut pas croire que cela permet de ne pas faire attention à ce que l’on met dans le bac (population, nourriture, etc ..) – Pour plus de détails voir chapitre II.

Des systèmes sans plenum

Dans les systèmes " DSB " (Deep Sand Bed - donc sans plénum), des zones anaérobies existent. Ce type de maintenance, elle aussi naturelle, fonctionne bien. Elle s’appuie sur une flore bactérienne différente (due à la différence du milieu qu’implique le sable utilisé et l’absence de plenum). La présence d’une microfaune riche est indispensable contrairement au système à lit de sable et plenum.

Pour une étude comparative des deux voir :

Les systèmes naturels à lit de sable : les DSB et les sytèmes avec plenum

Comment aménager le plenum ?

Plusieurs techniques existent pour obtenir une couche d’eau de 2 à 3 cm de haut.

1. On peut surélever des grilles de filtre sous sable grâce à des tuyaux pvc d’un diamètre de 2,5 cm. On les pose sur le fond de l’aquarium tous les 10 cm. On peut les coller avec un point de silicone. Il ne reste plus qu’à assembler les grilles et les mettre dessus. Sur ces grilles on ajoute une moustiquaire afin d’empêcher qu’avec le temps de fines particules passent dans le plenum et finissent par le remplir.

Exemples de constructions de plenum :

Cliquer sur les images

2. En partant du même matériel, on peut aussi attacher les grilles au tuyau (colle, colliers d’électricien , etc) en dehors du bac. On enveloppe alors l’ensemble (dessus et dessous comme un paquet cadeau) avec de la moustiquaire et on met le tout dans le fond du bac. En faisant ainsi, on préserve mieux le plenum.

3. Une autre méthode consiste en l’utilisation de tube pvc d’un plus gros diamètre (40 mm) que l’on coupe en section de 40 mm. Ces petits bouts de tuyau sont posés verticalement sur le fond de l’aquarium. Les grilles sont posées dessus, puis la moustiquaire. Cela évite les volumes d’eau emprisonnés dans les longs tubes posés horizontalement sous la grille. Cela permettrait une meilleure homogénéisation de l’eau dans le plenum. Notez aussi que j’ai choisi dans ce cas de réaliser un plenum haut de 4 cm et pas seulement de 2,5 cm. J’ai voulu essayer cela lorsque j’ai du refaire mon bac. Des expériences ont montrés qu’un plenum pouvait aller jusqu’à 5 cm. J’ai refais mon bac, car mon plenum s’était effondré a cause d’une mauvaise réalisation. J’ai essayé cette autre solution.

A droite, les tubes posés verticalement avant l'ajout des grilles. A gauche, les tubes, la grille et le lit de sable en place.

Le plenum doit rester dans le noir. Les bactéries de la dénitrification n’aiment pas la lumière et on évite aussi une pousse d’algues sous le plenum qui aurait enrichi celui ci en O2 même si, chose étonnante, le plenum contient de l’oxygène à un niveau supérieur au lit de sable. Pour cela certains construisent une grille plus petite que la surface du fond de l’aquarium bien enveloppée dans une moustiquaire. Cela permet ainsi de faire tomber du sable autour de la grille. Pour ma part je préfère poser cette grille sur toute la surface. On voit bien, à travers la vitre, à l’intérieur du plenum. Il faut donc construire le meuble autour. Celui-ci cachant le plenum de la lumière. Avec une partie amovible, on peut toujours jeter un coup d’œil sous la grille et vérifier que cet espace n’est pas bouché par du sable.

Un exemple montrant l’attention à apporter au choix du matériaux pour créer le plenum : Article de capei (sur Océan Passion)

Il faut maintenant ajouter le sable.

Quel sable choisir ?

Différents sables peuvent être utilisés pour permettre l’installation d’une flore bactérienne efficace et assurer ainsi une bonne filtration biologique. Cependant certains sables et certaines tailles de grains sont préférables notamment pour la supplémentation. L’objectif final est à prendre en compte dans ce choix.

Ce qui est en vogue en ce moment, (et pour de bonnes raisons ;) ), c’est du sable d’aragonite.

Quelle épaisseur pour le lit de sable et quelle taille pour les grains de sable ?

Plus le grain est fin et plus les colonies de bactéries pourront être importantes (la surface de colonisation par unité de volume étant plus importante). Cependant en dessous de 1mm, il y a risque de problème. Cela gênera une bonne diffusion à travers le lit de sable avec un risque d’anaérobie par endroit. Au dessus de 1mm jusqu’à 8mm, cela fonctionne. Plus le grain augmente et plus importante est la diffusion. Cela implique un sol plus épais pour avoir un milieu anoxique et une quantité de bactéries équivalente à celle d’un sol avec des grains plus fins. La microfaune (venant principalement des pierres vivantes car il est difficile de trouver du vrai sable vivant) aidera à la diffusion dans le sol. Dans le sol les différentes zones (en fonction du gradient d’oxygène) ne varient pas seulement avec la profondeur. Les mouvements d’eau dans le sable existent verticalement et horizontalement.

D’après différents essais, les meilleurs résultats sont obtenus avec une épaisseur de 10-12 cm environ et un grain de sable de 1-2 mm.

Un sol mal établi peut provoquer une poussée d’algues incontrôlable ou autres problèmes …Voir : Système à lit de sable et plénum ou système Jaubert

Le sable d’aragonite

Le choix de l’aragonite est encouragé par ses possibilités de dissolution. En effet alors que l’aragonite peut se dissoudre à un pH de 7,5 , la calcite se dissout à partir de 6,5. Le maerl, le sable de corail ou coquiller sont en majeure partie constitués de calcite.

L’aragonite vendu en aquariophilie vient des Etats Unis. Il y a en France des carrières de sables calcaires d’origine marine très probablement d’aragonite. Il peut être intéressant de rechercher de ce coté pour une utilisation dans nos bacs. A suivre.

En pratique : comment ajouter le sable ?

Sur le plenum recouvert ou enveloppé d’une moustiquaire, on ajoute le sable. Il est possible de mettre d’abord une première moitié du sable, de le recouvrir d’une autre moustiquaire puis d’ajouter le reste du sable. Cette opération a pour but de s’assurer que des animaux n’iraient pas fouiller dans le sol jusqu’au plenum. En effet si une voie est ouverte entre la surface et le plenum, ce dernier se retrouverait oxygéné et le système irait à sa perte. Cependant en dehors de certains poissons ou crevettes, peu d’animaux peuvent réaliser cela. Il faut aussi faire attention à ne pas faire monter la première moustiquaire trop haut le long des paroies. En effet avec l’ajout du sable, la moustiquaire se pli et crée des « tunnels » où le sable n’entre pas. Cela peut alors créer des voies directes pour l’eau vers le plenum.

On voit bien ici les plis de la moustiquaire qui créent un "tunnel" vers le plenum et l'interieur du lit de sable

L’eau

Il faut maintenant ajouter l’eau, la brasser, la chauffer, et la saler. On laisse tourner comme cela pendant quelques jours. On la prépare directement dans le bac, vu qu’il n’y a pas encore d’organisme vivant dedans. On ajute le sel en saupoudrant tranquillement afin d’eviter des précipitation.

Les pierres vivantes

Elles sont un point important du système mais bien moins que dans les autres méthodes.

Comment les choisir ?

On prendra entre 10 et 20 kilos par tranche de 100 litres. On les choisira plutôt rondes que plates. Plus elles sont légères et plus elles sont poreuses. Elles apporteront trois choses essentielles (en plus de leur présence) : des bactéries, de la matière organique et de la microfaune. Le choix se portera plus volontiers vers des pierres acclimatées.

Faut-il les nettoyer ?

Il faut quelles soient bien nettoyées de ce qui est en train de mourir mais pas débarrassées de microfaune. Cela permet un meilleur démarrage du système et évite des débuts trop perturbés par l’apparition de pestes comme les algues (elles sont normales en démarrage mais autant éviter une trop grosse explosion quand cela est possible). Dans un précédent bac, j’avais de l’aragonite, des pierres vivantes venant d’un autre bac et un peu de sable vivant (10 kg mais sans aucune microfaune, je peux espérer qu’il a apporté quelques souches de bactéries ….). Je n’ai eu aucune algue ! ! ! ! Dernièrement, en achetant de très belles pierres (légère, sans pourriture, avec des algues calcaires, etc), j’ai trouvé sur une d’entre elles 5 stomatella )

Moins les pierres seront acclimatées et plus il faudra être prudent. Il est même possible de ne pas introduire toutes les pierres en une seule fois. Il faut effectivement penser que le bac n’a pas encore de système de filtration prêt à gérer l’apport de nutriments, de matière organique ….

Utiliser du sable vivant ?

L’utilisation de sable vivant (sauvage ou venant d’un autre bac) est une bonne aide. On peut aussi laisser le bac avec le sable sans pierre pendant quelques semaines en ajoutant pourquoi pas une moule pour aider à l’ensemencement. La quantité de bactéries vari en fonction de la quantité de nourriture disponible donc une moule aidera " un peu " …. Dans ce cas Sam Gamble et Bob Geomans conseillent de n’ajouter que la moitié des pierres vivantes et compléter avec le reste 30 jours plus tard. L’utilisation de bon sable vivant en bonne quantité permet l’introduction de toutes les pierres vivantes d’un coup. . Il faut aussi penser que Sam et Bob ont accès à de pierres vivantes qui n’ont pas beaucoup voyagé et qui n’ont donc pas trop souffert. En France, ce n’est pas le cas. Donc si vous ne trouvez pas de pvs bien acclimatées par un professionnel, il faut le faire vous-même.

Comment positionner les pierres ?

Il faut être prudent dans leur installation. Comme il est important de maintenir une bonne surface de diffusion, il faut maintenir une bonne superficie d’interface sol/eau. Il faut laisser 75 % du sol sans pierres directement posées dessus. Pour se faire, on peut utiliser des pilotis.

Des pierres peuvent être posées directement sur le sable. On en limite au maximum le nombre. Elles peuvent servir de " trépied " pour le reste des pierres qui s’appuieront dessus et ne toucheront pas le sable. Ou encore on pose à même le sable des pierres qui cachent les pilotis.

Le démarrage

Voilà nous avons le lit de sable et les pierres vivantes dans de l’eau " comme il faut " ;)

Il faut laisser tourner le système tranquillement quelques semaines. Dans les mois qui suivent, l’introduction d’animaux devra se faire tranquillement. N’oubliez pas que le lit de sable " s’adapte " tranquillement à de nouveaux besoins. Il ne sert à rien de prendre le risque de déstabiliser le système et de provoquer l’apparition d’indésirables. Aujourd’hui, je suis même d’avis d’attendre bien longtemps avant d’introduire des animaux même des herbivores. Laissez le bac mûrir tranquillement pendant plusieurs mois permet de laisser les différentes phases de se faire. Les différentes algues se développeront, consommeront les différents nutriments issus de l’acclimatation des pvs. Elles prépareront ainsi la venu des autres animaux. Cela demande effectivement beaucoup de patience. La durée dépendra de la qualité des pvs et du sable. Et surtout, ce n’est pas parce que les tests indiquent de bonnes valeurs (nitrites, nitrates, po4, etc) que le bac est prêt à accueillir des animaux ….. voir à ce sujet l’article d’Eric Borneman sur reefkeeping.

Un éclairage suffisant

Pour l’éclairage, on se basera sur les règles en vigueur en récifal.

L’éclairage est nécessaire aux animaux que nous hébergeons mais aussi à certaines classes de microbes et bactéries qui dégradent les matières organiques à la surface du sol.

Des HQI sont les bienvenus avec 1 à 2 watt par litre.

Plus le bac sera haut et plus il devra être puissant.

On parle souvent de cyanobactéries irréductibles en " Jaubert ". Il y a là une piste. Ces nuisibles aiment une lumière " affaiblie ". Un éclairage inapproprié les aidera à proliférer sur le sable où se trouvent matières organiques et azote gazeux sortant du lit de sable ………

Un brassage mesuré

Comme dans tout bac récifal, on compte entre 15 et 20 fois le volume. Des précautions sont à prendre. On évitera les pompes trop puissantes. On préférera multiplier le nombre des pompes. Il faut absolument éviter que des turbulences trop violentes viennent remuer la couche de sable. Il faut faire des essais de disposition. Des pompes trop puissantes placées sur la vitre du fond dans un bac peu large vont provoquer des tempêtes dans le sable au bas de la paroi frontale sur laquelle le jet de la pompe va s’écraser. C’est le cas avec une maxijet 1000 dans un bac profond de 60 cm… Aujourd’hui et après en avoir discuter avec J. Jaubert, il ne faut pas seulement eviter que le sable ne soit bouger par les pompes. Même sans déplacer le sable, un courrant trop fort à la surface du sol gêne une bonne diffusion. Si un brassage important deveait necessaire, ou si’ l’on ne souhaite pendre de risque, la possibilité de mettre le plenum et le lit de sable dans la décante est une bonne alternative. Voir plus bas.

Les avantages de la cuve de décantation

Elle n’est pas obligatoire. C’est un des points qui décide certains dans le choix de la méthode quand le perçage du bac est problématique ou quand la place manque sous l’aquarium.

Elle est cependant bien pratique. On y range le chauffage qui n’est pas dans le bac. Sans y installer un système de décantation par chicanes ou autre, elle permet de récupérer par siphonnage des sédiments qui s’y trouvent pris. Certains aquariophiles n’utilisant pas de décante utilisent des filtres rapides pour capturer des sédiments (par exemple en installant des mousses sur les crépines des pompes). C’est aussi un endroit calme pour installer un osmolateur. Bien des avantages …… par exemple.

Actuellement, certains aquariophiles installent le lit de sable et le plenum dans la décante. (voir l'exemple de micaetvaly : Mon Jaubert nouvelle génération ). C’est aussi le choix que j’ai fait lors de la modification de mon bac. Pour moi, l’intérêt à été un gain de volume dans le bac principal et la disparition de mes inquiétudes liées au brassage et à la surface à laisser libre de pierre. Dans ce cas, il faut que la surface de la décante soit au moins de la moitié de celle du bac. Le débit entre la décante et le bac principale doit se situer autour de deux fois par heure le volume de la decante (et pas du bac).

L’entretien

Il faut surveiller le lit de sable. Il est nécessaire d’aspirer les sédiments avec une cloche entre une fois par mois et une fois tous les trois mois. L’état de votre bac et sa population vous dicterons la fréquence. Pendant ce temps on vérifie que le sable ne se colmate pas par endroit. On casse les petits blocs de grains de sable collés avec les doigts.

On en profite pour faire un changement d’eau.

Les changements d’eau doivent se faire par petites quantités afin de ne pas déstabiliser l’équilibre ionique de l’eau.

Le maintien des " bons " paramètres de l’eau doit se faire au regard de chaque bac. Nous chercherons à avoir un environnement où les animaux se portent bien et croissent. Les valeurs standards sont : PH=8,2 ; kh=7 ; Ca=420mg/l pour les points principaux.

Il est généralement dit que les lits de sable assurent seuls toute la supplémentation en tampon, calcium et autres éléments. Ce n’est pas tout à fait " vrai ". Le sable choisi influencera beaucoup cette capacité. L’aragonite est plus efficace. Dans mon expérience, j’ai toujours vu mes bacs se stabiliser autour 350-400 mg/l pour le calcium. Les coraux se portent bien et poussent. Si le calcium venait à trop descendre, il peut être utile d’en ajouter mais toujours en douceur. Plus que dans d’autres systèmes, la précipitation du calcium est possible. On préférera un réacteur à calcaire à un réacteur à calcium. En cas d’utilisation d’hydroxyde de calcium, il faut bien vérifier dans le sol le risque de colmatage (dû à la précipitation). On plonge de temps en temps un couteau dans le sol à la recherche de bloc de grains de sable. On les brise alors entre les doigts.

Lorsque l’on voit le calcium baisser, il faut se demander où il va. Va-t-il seulement dans la consommation ? Pas sûr. Si cela était le cas, le calcium chuterait encore et toujours dans un bac où on n’en ajoute pas et où on ajoute tout de même des consommateurs. Il y a comme un niveau optimal pour chaque bac. C’est pourquoi, si vous avez un bac où les animaux se portent bien et croissent (peut-être pas aussi vite que dans les bacs berlinois), il n’est pas nécessaire de courir après un taux de calcium élevé ….. Le calcium va précipiter sur le sol ou les roches (substrat calcaire) et attendre d’être dissout. Il est plus simple d’ajouter du sable ……

-II- Le système " Jaubert " : Comment ça marche ?

Ce système s’appuie donc sur le lit de sable. Nous allons examiner ce qui se passe à l’intérieur afin de mieux comprendre son fonctionnement et mieux envisager les gestes à réaliser.

A l’intérieur du lit de sable, le taux d’oxygène baisse progressivement. On caractérise alors différentes zones en fonction de ce taux. Trois types nous intéressent : oxique, anoxique et anaérobie. Dans chacune d’elles, on retrouve des bactéries et des microbes adaptés à l’environnement. Ces bactéries cherchent à croître et à se reproduire. C’est pour cela qu’elles consomment de l’énergie. C’est cette consommation qui nous intéresse car l’un des effets directs est la réalisation du cycle complet de l’azote. Un effet secondaire est la dissolution du sable qui apporte calcium, tampon, et autres oligo-éléments (strontium par exemple).

Dans le milieu naturel

Examinons ce qui se passe dans le sable en comparant avec le milieu naturel.

La zone oxique

Dans la nature, l’eau au-dessus du sol est fortement oxygénée. C’est ce que l’on recherche aussi en aquarium en installant le meilleur brassage possible. A la surface du sable, il y a une couche contenant une forte quantité d’oxygène : la zone oxique. Une zone est oxique au dessus de 2mg/l d’oxygène. Cette couche est épaisse d’environ 1 cm. C’est à cet endroit que l’azote organique est minéralisé en ammonium. Cette zone est oxydante (redox élevé).

L’interface oxique/anoxique

En dessous, sur une épaisseur de 1-2 cm, le taux oxygène descend à 2mg/l. C’est l’interface oxique/anoxique. A l’intérieur de celle-ci, le redox est encore élevé. Les réactions sont toujours oxydantes. L’ammonium est transformé en nitrite. C’est la nitrification.

Plus sur le cycle de l’azote : L'épuration biologique en aquarium

La zone anoxique

Encore en dessous, l’oxygène est inférieur à 2mg/l mais supérieur à zéro. En fait on considère, le milieu comme anoxique jusqu’à 0,5 mg/l d’oxygène. En dessous, on le considère en anaérobiose. Cette interface anoxique peut atteindre les 2 mètres. Dans cette zone, les nitrates sont dégradés et il y a production d’azote gazeux. Là, le redox est plus bas et réducteur.

La zone anaérobie

Enfin, plus bas, le milieu devient anaérobie. Dans ce milieu peut se produire une réduction de nitrates, mais aussi de sulfates, et d’autres. Cependant les bactéries de cette zone ont un rendement bien moins important que dans la zone précédente. De plus la dégradation des nitrates, si elle produit aussi de l’azote gazeux, encourage aussi son stockage à l’intérieur sous la forme de NH4+. Les bactéries en jeu ne sont pas les mêmes. Le redox est très bas et encore plus réducteur.

Dans un bac " Jaubert "

L’influence de la taille des grains de sable

Ce qui influe sur le gradient d’oxygène est d’un coté la taille du grain de sable et de l’autre la consommation d’oxygène par les organismes colonisant l’endroit. Plus le grain est fin et plus la diffusion est lente. Plus le grain est fin et plus le nombre de bactéries est grand et donc plus il y a de consommation d’oxygène. Donc plus le grain est fin et plus les couches oxique et anoxique sont fines.

Une zone anoxique dominante

Dans la nature l’étendue des fonds marins est à la taille de mer nature … Dans nos bacs, ce que l’on note c’est qu’à l’intérieur de nos systèmes clos, les couches oxiques et anoxiques sont très fines (1-2 cm), on se retrouve vite en anaérobiose avec les risques de dégagement de sulfure connu dans ses zones …. En fait cela est vrai si on utilise un lit de sable épais sans plenum et sans microfaune importante. Avec un plenum, il n’y a pas de zones anaérobies. Il y a donc la couche oxique et le reste est anoxique (on passe donc de 1cm à 10-12 cm ! !). Ce qui va être important car c’est dans ce milieu que vivent des bactéries très efficaces dans la dégradation des nitrates et la réalisation des autres cycles (comme celui du carbone).

Que se passe-t-il dans ce plenum ?

On ne sait pas trop cependant voilà ce que l’on mesure (mesure faite par Sam Gamble dans le livre co-écrit avec bob Goemans : lire ici) : Dans le plenum le taux d’oxygène est bas mais au-dessus de 0,5 mg/l. Ce taux est aussi supérieur à celui du lit de sable ! Le redox est inférieur à celui de l’eau du bac (on s’y attendait) mais supérieur à celui du lit de sable (chose étonnante). On y trouve aussi une forte concentration de nitrates. Le plenum permet en fait de stocker cette " nourriture " en attendant qu’elle soit dégradée par les organismes du lit de sable. Les nitrates retenus là, ne sont pas présents dans l’eau du bac. Attention, il faut pas s’imaginer que cela permet de surcharger le bac. Au mieux, ca ne ferait que retarder un problème ….

Dans notre projet de favoriser le développement des bactéries " efficaces ", le plenum optimise le rendement du lit de sable en évitant les zones anaérobies au rendement bien plus faible et risqué.

Voir article de Bob Goemans et Sam Gamble sur les lits de sable : Les lits de sable - partie I

Un cycle complet de l’azote

Les systèmes à lit de sable sont même bien plus que de simples pourvoyeurs en réduction naturelle des nitrates comme on peut l’obtenir avec une couche de " sugar " de 2-3 cm, au fond d’un bac. Dans ce cas, les nitrates issus du système complet sont dégradés dans le sable. Dans un " Jaubert " tout le cycle de l’azote se produit dans le lit de sable, pas besoin d’écumeur. Et même bien d’autres processus s’y développent. Et tous participent au but recherché.

La dégradation de la matière organique

Revenons à la surface du sol. A cet endroit se déposent des déchets, détritus, etc … Cette matière organique est la source de l’azote (alors dit organique) et du carbone (dit organique). Nous avons peu parlé du carbone. Il est impliqué dans les cycles vitaux des cellules. Du CO2 est produit lors de différentes réactions. Les bactéries dénitrifiantes consomment du carbone. Pensons aussi que les carbonates et bicarbonates ( à la base du tampon tant recherché en récifal et mesuré par le Kh) contiennent du carbone. On peut noter que le carbone, circulant de molécule en molécule se retrouve à un moment ou à un autre en carbonate …(ou en CO2 ou encore en CH4 mais là il y a soucis …) voir article sur cycle du carbone : L’aragonite et le cycle du carbone .

Les déchets à la surface sont attaqués par des microbes mais aussi par la microfaune et les détritivores qui s’occupent des morceaux plus gros. Le but de tout cela, est de réduire cette matière organique afin qu’elle soit assimilable et entre dans les cycles décrits précédemment. En mangeant des déchets, les détritivores (comme les Bernard l’Hermite par exemple) mangent aussi des microbes. Ce qui touche la colonie et va donc pousser celle-ci à se reproduire (pour se maintenir et pour consommer les matières fécales des détritivores) et donc à consommer de l’énergie et par conséquent à agir dans notre sens pour l ‘épuration de l’eau. L’accumulation de matière organique sur le sable est néfaste. Les détritivores semblent donc utiles. Il faut cependant faire attention, car trop de détritivores peut perturber l’équilibre du lit de sable en bouleversant trop la couche de sable Cela peut modifier le taux d’oxygène dans les différentes zones. On peut dire que si la microfaune arrivée avec les pvs est assez importante, les BH peuvent être inutiles voire " dangereux ". Le siphonnage régulier du sol sur une épaisseur de 1-2 cm avec une cloche permet donc d’éviter l’accumulation de matière organique. C’est aussi une forme d’export.

Quelques conséquences de ceci :

Veiller à la stabilité des différentes zones

Il nous faut donc veiller à ce que chaque zone soit stable (oxique ou anoxique).

Il faut déjà une bonne oxygénation, une bonne diffusion de l’oxygène. Pour cela il faut la meilleure, la plus grande surface possible de contact sol/eau. On évite donc de poser trop de pierre à même le sol. On garde l’idée de 75% de surface libre (cf Pr Jaubert). Par l’utilisation de pilotis par exemple. Imaginez une grande surface recouverte de pierre. L’oxygène ne pourrait pas entrer par diffusion à partir de l’eau au dessus. Une diffusion horizontale est possible mais au delà d’une certaine surface cela devient très difficile avec donc un risque d’anaérobie.

La consommation d’oxygène dans les couches oxiques et oxiques-anoxiques (par l’ammonisation et la nitrification ) , garantie qu’en dessous la couche sera anoxique. C’est pour cela qu’il faut éviter d’avoir trop de fouisseurs (poissons genre gobie ou trop de BH), qui en remuant trop profondément pourraient amener de l’oxygène dans la couche anoxique. C’est pour cela aussi qu’on ne remue pas le sable comme on laboure un champ ;).

Le plenum assure que ce ne sera pas anaérobie. On veillera à bien le construire pour éviter toute introduction de sable dans cet espace.

A la mise en route du bac, le sol est (pour une courte période) oxygéné. La mise en route des cycles va rapidement permettre l’établissement des bactéries. D’abord pour l’ammonisation, qui produisant des nitrites, va pousser en retour à la colonisation par les bactéries de nitrification. En même temps que tout cela s’installe, le taux d’oxygène va baisser. Par la suite la production de nitrate avec la présence de CO2 va appeler les bactéries de la dénitrification. Du temps va être nécessaire pour que tout le monde " emménage ". C’est la phase de démarrage. C’est pourquoi, si les pv ne sont pas bien acclimatées, il faudra mieux les ajouter en deux fois afin que le lit de sable s’établisse sans surcharge en nutriments en l’absence de toute la faune bactérienne nécessaire. Une surcharge en sédiments conditionnerait la surface du sable en bloquant la bonne diffusion de l’oxygène et permettant aux algues de s’établir (si elles ont de la lumière …). Donc en phase de démarrage, il est bien de siphonner régulièrement (et toujours en surface du sol sans trop le perturber).

Prévoir le lit de sable en fonction des besoins

La mise en place du lit de sable peut varier en fonction de l’objectif que l’on se fixe : deux critères : population piscicole et besoin en supplémentation.

Des déchets à recycler

Le choix d’une forte population de poissons va devoir nous amener à permettre un bon recyclage des déchets par :

- des détritivores, un siphonnage pour les grosses particules organiques

- une bonne oxygénation pour la minéralisation (si trop de particules organiques -> baisse oxygène ->bon pour les algues). Si beaucoup de déchets sont prévus, il peut être bon d’avoir une couche oxique plus importante. Pour cela l’utilisation d’un grain de sable plus gros (> 2mm) en surface, permet une meilleure diffusion et une couche oxique plus épaisse.

- une bonne zone anoxique pour dégrader les nitrates produits. Pour cela une bonne épaisseur de sable de grain 1-2 mm.

Nous avons donc une couche de sable d’aragonite d’un grain 1-2mm sur 10cm (pas de grain plus fin surtout pour éviter l’anaérobie). Au dessus une couche de 2-3 cm d’un sable au grain plus épais (2-5 mm). On pensera à un bon plenum de 3-4 cm. Le sable d’aragonite (dont la dissolution se produit plus facilement que la calcite), permettra une bonne dissolution liée à l’activité des bactéries. Une bonne activité bactérienne implique une production de CO2 et donc une acidification du milieu.

On peut donc imaginer que cette configuration est bonne même si, on ne compte pas sur une forte population piscicole.

Un besoin important en carbone organique

Nous venons de nous assurer de la disponiblité en oxygène (pour la zone oxique) et de sa limitation en zone anoxique. D’autres éléments sont nécessaires : l’azote (organique) bien évidemment et le carbone (organique). L’azote organique, généralement, il y en a. C’est même ce dont on veut se séparer. Pour cela il faut, en plus de l’oxygène, du carbone. Ce carbone, il est souvent puisé dans le CO2 (produit par les bactéries et les microbes du lit de sables). Par moment le CO2 peut manquer. Soit par un remuage trop important de la surface du sol par exemple soit par une dégradation des nitrites ailleurs que dans le sol (filtre extérieur ou filtre mécanique non changer qui se transforme en filtre biologique, dans les pv, ….). Il peut aussi manquer dans la phase de démarrage quand les bactéries nitrifiantes ne sont pas suffisamment installées. Dans ce cas, on peut fournir du carbone sous d’autres formes comme le glucose. Trop d’azote et pas assez de carbone va forcer au stockage de l’azote (organique) ou à son assimilation par des algues ; ce qui est une forme de stockage que l’on est obligé d’enlever à la main (export) ou que l’on doit faire disparaître (en les laissant mourir) relâchant ainsi dans le bac les nutriments qui devront pouvoir être dégrader par le lit de sable (ce qui est possible car si les algues régressent, c’est que le lit de sable est entré de nouveau en compétition avec elles et donc est prêt à assimiler le résultat de leur destruction).

La supplémentation

Regardons du coté de la supplémentation. Celle-ci n’est pas toujours assurée. On a vu comment elle est liée à l’activité soutenue des bactéries (celle-ci pouvant être garantie par une population piscicole adaptée au bac) et au type de sable employé. Au regard des invertébrés maintenus, la consommation peut donc être supérieure à la dissolution. Dans ce cas (et dans l’hypothèse où le lit de sable ne puisse être amélioré ou encore la (bonne) pollution augmentée), l’utilisation d’un réacteur à calcaire (fonctionnant finalement sur le même principe – dissolution par CO2 du substrat calcaire) est possible. Pour faire une comparaison avec un berlinois : quand l’utilisation d’un réacteur à calcium n’est plus suffisant pour maintenir un bon taux de calcium – en lien avec l’alcalinité -, on utilise un réacteur à calcaire. L’utilisation d’eau de chaux a pour effet de rapidement modifier les conditions physico-chimiques de l’eau. N’oublions pas qu’en " Jaubert ", quand on ajoute quelque chose dans l’eau, on ne change pas seulement les conditions de l’eau où baignent poissons et coraux. On change aussi les conditions du lit de sable. L’ajout massif de calcium favorise la précipitation (plus que dans les systèmes avec faible couche de sable). Le sol avec un redox plus bas que l’eau de mer favorise " l’attraction " des ions calcium vers le substrat calcaire. Cela provoque l’agglutinement des grains de sable les uns avec les autres créant ces blocs qui, en surface ou à l’intérieur même du lit, empêchent une bonne diffusion.

Voir :

Quand des grains de sable se collent entre eux - le colmatage du sol

Quand les grains de sable se collent entre eux – un autre point de vue

Nous voilà à la fin de cet article qui est fortement inspiré du travail et des conseils de Sam Gamble.

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Bibliographie

Un livre complet sur les mécanismes chimiques et biologiques des systèmes à lit de sable et plenum.

Sam Gamble et Bob Goemans, The New Wave, 2001

Voir ici : The New Wave - Le livre

Tout sur l'installation d'un système Jaubert :

Une série d'articles complets

Articles sur les réactions dans le lit de sable :

Energie vital (sur Mars)

Sable et réduction naturelle des nitrates (sur Mars)

Un site en français regroupant quelques articles :

Océanides

Quelques articles de seascope :

Thomas A.Frakes , Monaco : ''Mesocoms'' Récifaux de la Mer Rouge , seascope n°8, winter 1994

Tom Frakes, L'aquarium de Monaco révisé , seascope n° 10, summer 1994

Bob Goemans, Ph. D, Maitrise Naturelle des Nitrates, seascope n° 11, Fall 1994

Exemple d’un article diffusant de fausses rumeurs : les algues filamenteuses seraient inévitables en jaubert ……. Pour l’anecdote ;) :

Mike Paletta, Le Système Jaubert Revisité, seascope n° 20, winter 1997

Tous ces articles sont consultables sur le site de Recifrance