Rôle du brassage
Rubrique : Technique
Auteur : JLC
Niveau : Débutant
Introduction
Très souvent il est conseillé au débutant d’augmenter la puissance du brassage que celui-ci a initialement prévue pour son aquarium. Pourquoi un brassage aussi fort ? Ne risque t-il pas de gêner les animaux du bac ?
Voici quelques éléments de réponse à ces interrogations.
Le brassage un rôle multiple
Le brassage assure de diverses fonctions essentielles dans l'aquarium :
Ces fonctions sont toutes nécessaires, notamment l'oxygénation de l'eau, qui permet de s'affranchir totalement des antiques diffuseurs alimentés par des compresseurs à air beaucoup moins efficaces qu’un bon brassage de surface. Il faut noter qu'un complément est fourni par l'écumeur et par les mouvements d'eau de la décantation (descente et surverse, puis pompe de remontée).
Utilisation
La nature nous sert de modèle. Les récifs sont baignés dans une mer soumise à un très fort hydrodynamisme et voici quelques principes de base à la réalisation de l'installation :
Le nombre de pompes doit être en rapport avec le volume total de l'aquarium et le biotope reproduit. La puissance d'une pompe est indiquée en litres/heure. Pour un aquarium récifal de petit volume Il faut compter un minimum de 30 à 40 fois le volume du bac brassé par heure, le calcul se fait en additionnant la capacité de toutes les pompes. Par exemple : Pour un aquarium de 100 litres il faut entre trois et quatre pompes de 1000 litres par heure.
Les pompes sont placées à très faible profondeur et dirigées vers la surface pour améliorer les échanges gazeux et la dispersion du film bactérien (fiml 'gras'), les remous en surface doivent être même assez forts. Certaines pompes sont prévues pour un montage proche de la surface avec un accrochage par le rebord d’une paroi. Parfois le moteur peut être placé au-dessus de la surface, c’est parfait car la chaleur de ce dernier n’est plus dissipée dans l’eau. Ce point est important avec les aquariums de petit volume. D’ailleurs le fond de l’aquarium doit être moins énergiquement brassé surtout dans le cas d'un lit de sable pour ne pas déranger la macro et microfaune benthique. Cette précaution n'est pas appliquée dans le cas d'un aquarium 'bare bottom' reproduisant une crête récifale abritant des coraux durs où le brassage sera très conséquent.
Un bac ayant un ratio profondeur/surface défavorable nécessite toujours un sérieux brassage pour éviter une concentration de gaz carbonique dans les couches profondes de l'eau. Dans cette configuration il est possible de placer une pompe au fond et diriger le jet vers la surface pour augmenter les échanges entre les couches basses et hautes. Cette disposition remet egalement en suspension les sédiments qui ont tendances à se déposer au fond.
Réaliser un brassage efficace non agressif
En milieu naturel les mouvements d’eau sont liés à la houle et aux courants de marée. Si on écarte la crête récifale externe, lieu du brisant, les masses d’eau, malgré leur immense énergie, se déplacent assez lentement. Pour reproduire celles-ci Il est préférable d’utiliser les pompes à faible vélocité pour un débit donné. Ces pompes à large ouverture sont appelées ‘Stream’ [Tunze, Marea], et n’ont pas l’inconvénient d’un jet à grande vélocité et directif des pompes à turbine qui ont un effet cisaillant [Par exemple Maxi Jet]. En aucun cas le flux sortant d'une pompe ne doit frapper à courte distance les invertébrés fixés. Il faut un dégagement libre d’au moins 30 cm à 60 cm selon la puissance ou mieux briser le jet en dirigeant la pompe de biais vers une vitre ou la surface pour générer un courant indirect.
L’effet de jet est aussi amoindri en choisissant plusieurs petites pompes de moindre puissance. Une pompe produit un courant laminaire dirigé constamment dans le même sens et fini par provoquer une accumulation de sédiments dans un angle de l'aquarium. Il est donc préférable de disposer plusieurs pompes placées en sens opposé et les faire fonctionner tantôt alternativement, tantôt en mode groupé provoquant des flux turbulents aléatoires. Les configurations et effets sont ainsi multipliés. 3 pompes font 8 combinaisons possibles. Revers de la médaille, plusieurs pompes dissipent plus de chaleur dans l'aquarium et sont aussi moins faciles à dissimuler.
Reproduction des courants de marées
Les cycles lents peuvent être séquencés par des programmateurs horaires journaliers, ce qui est une solution très économique. Dans ce cas les cycles devront être espacés d’au moins 15 minutes et dureront de préférence plusieurs heures pour éviter une usure prématurée du matériel. Cette configuration est bien adaptée à la simulation des courants de marée qu’on rencontre dans les lagons. Pour inverser les courants, les pompes sont commandées séparément l'une après l'autre. L'eau tourne dans un sens, puis dans un autre. Pour créer des flux turbulents, plus ou moins aléatoires aux périodes de marnage, elles sont commandées ensembles avec dans ce cas, un rendement hydrodynamique moins bon. Les pompes placées en opposition en fonctionnement constant créent des flux qui atténuent l’effet de cisaillement des courants laminaires mais le montage est aussi moins inefficace au regard de l'énergie dépensée.
La preproduction de ces cycles est adaptée aux pompes à moteur synchrone (vitesse fixe de la fréquence secteur à 50 Hz). Il est assez facile de reconnaître une pompe synchrone : Le sens de rotation du rotor au démarrage n’est pas toujours le même et au moment de la mise sous tension on entend un bruit désagréable, un grincement de pignons ou claquement. On imagine facilement qu'il ne faut pas le répéter cette opération trop souvent !
En conclusion : Le brassage d’un biotope lagon peut être reproduit économiquement en faisant des cycles de marée de quelques heures (6H) entrecoupés de flux turbulents et cela avec de simples programmateurs horaires journaliers et en utilisant des pompes synchrones.
Il est plus particulièrement intéressant de se rapprocher des cycles naturels obtenus à faible profondeur et de simuler un brassage par vagues. Un séquenceur type ‘Wave maker’ réalise des cycles de quelques secondes. Le but est de reproduire les mouvements de la houle. L’amplitude obtenue dépend de la période des impulsions et de la dimension de l’aquarium. Il suffit de commander une pompe pendant quelques secondes, puis de l'arrêter, ou de la ralentir, quelques secondes également, puis de recommencer ce cycle. Attention cependant, seuls les modèles de pompes à moteur asynchrone acceptent de fonctionner directement dans ce mode pulsé et peuvent être associés à un séquenceur. Cette configuration reproduit les biotopes situés où l’hydrodynamisme de la houle est ressenti (zone de 0 à 3m environ).
Tunze Wave Box
D'autres solutions ingénieuses existent pour recréer un mouvement de houle naturelle avec peu de moyens et ainsi réduire l'effet de jet : Remplissage d'un réservoir au-dessus de l'aquarium avec déverse soudaine ou encore pompe à tête rotative. Toutes ces solutions poursuivent le même but : Agiter l’eau sans causer de dommages aux invertébrés fixés, ce qui arrive s’ils sont placés directement dans l’axe d’une pompe. 'Coyote' membre du forum Francenanorecif travaille actuellement à la solution idéale d'un 'pulseur DIY': La synthétisation d'une fréquence variable permettant l’utilisation de pompes synchrones à faible coût dans l'efficace mode pulsé. Les autres bricolages dans ce domaine n'ont que des résultats incertains et peuvent avoir comme conséquence une dégradation rapide du matériel.
En conclusion : Le mouvement de houle est idéal dans l'aquarium mais plus coûteux ou tout au moins plus difficile à reproduire.
Accalmie nocturne
La force du brassage peut être réduite pendant la nuit pour imiter l’accalmie nocturne du milieu naturel. Mais comme l’action photosynthétique est également suspendue il ne faut pas surtout pas arrêter le brassage pour ne pas augmenter trop le taux de CO2 dans l’aquarium. Autre point : Il est inutile d'utiliser le venturi proposé sur certaines pompes pour injecter de l'air, cela diminue l'efficacité du brassage et les bulles générées sont assez désagréables.
Entretien
Vous devez toujours équiper les pompes d'une crépine pour éviter une aspiration accidentelle d'un animal et prévoir leur nettoyage périodique (crépine très fine si vous avez des anémones, ces dernières finissant tôt ou tard à explorer la pompe). Surveillez l'usure des fils électriques alimentant les pompes en 220V, l'idéal étant de ne pas mettre les fils électriques dans l'eau. Pour faciliter toutes les opérations de maintenance n'enfouissez pas les pompes dans le décor.
L'état d'un fil électrique après quelques années de bons et loyaux services...
Astuces
Les pompes munies de compartiment de filtrage [Hagen 802] en plus de la crépine peuvent aussi servir de filtre occasionnel ou permanent, très efficace pour retirer les particules de sédiments et les déchets en suspension. Une chaussette ou bas très fin permet aussi de faire un filtre provisoire efficace à moindre frais (astuce signée SingingLarvae). Vous devrez nettoyer très fréquemment le perlon ou autres masses filtrantes pour que cette filtration ne fonctionne uniquement qu’en mode mécanique [CF. Filtre externe].
Le système de brassage d’un volume réduit n’est pas facile à réaliser car celui-ci doit être puissant sans pouvoir bénéficier du recul suffisant pour ne pas cisailler les invertébrés. On ne peut pas jouer sur les phénomènes d’oscillation obtenus dans des bacs de plus grandes dimensions. Pour cela Il faut diriger les pompes de façon à obtenir des flux indirects. La lutte contre l’augmentation de température fait aussi qu’il est très préférable de placer des pompes de brassage à l’extérieur de la cuve en passant éventuellement par des passes parois (CF. le système ‘closed-loop’ de l’aquarium de 27-L).
Un interrupteur général, qui permet de couper temporairement toutes les pompes de brassage, est bien pratique lors des opérations de maintenance ou de distribution de nourriture et aussi pendant les prises de vue photographiques.
En conclusion…
Vous devrez faire preuve d'ingéniosité pour la réalisation d’un brassage efficace sans être dévastateur, discret tout en restant facile d’entretien.
Auteur : JLC
Niveau : Débutant
Introduction
Très souvent il est conseillé au débutant d’augmenter la puissance du brassage que celui-ci a initialement prévue pour son aquarium. Pourquoi un brassage aussi fort ? Ne risque t-il pas de gêner les animaux du bac ?
Voici quelques éléments de réponse à ces interrogations.
Le brassage un rôle multiple
Le brassage assure de diverses fonctions essentielles dans l'aquarium :
- Il améliore la dissolution des gaz de l'air dans l'eau,
- Disperse les sédiments et mets en mouvement les particules, éliminées ainsi plus facilement par la filtration mécanique,
- Evacue le mucus sécrété par les coraux,
- Apporte une eau chargée d'oxygène et de nourriture indispensable pour les invertébrés fixés, à la microfaune et microflore des pierres vivantes,
- Disperse le film de protéines de surface,
- Équilibre la température,
- Il reproduit le mouvement naturel de l'eau
Ces fonctions sont toutes nécessaires, notamment l'oxygénation de l'eau, qui permet de s'affranchir totalement des antiques diffuseurs alimentés par des compresseurs à air beaucoup moins efficaces qu’un bon brassage de surface. Il faut noter qu'un complément est fourni par l'écumeur et par les mouvements d'eau de la décantation (descente et surverse, puis pompe de remontée).Utilisation
La nature nous sert de modèle. Les récifs sont baignés dans une mer soumise à un très fort hydrodynamisme et voici quelques principes de base à la réalisation de l'installation :
Le nombre de pompes doit être en rapport avec le volume total de l'aquarium et le biotope reproduit. La puissance d'une pompe est indiquée en litres/heure. Pour un aquarium récifal de petit volume Il faut compter un minimum de 30 à 40 fois le volume du bac brassé par heure, le calcul se fait en additionnant la capacité de toutes les pompes. Par exemple : Pour un aquarium de 100 litres il faut entre trois et quatre pompes de 1000 litres par heure.
Les pompes sont placées à très faible profondeur et dirigées vers la surface pour améliorer les échanges gazeux et la dispersion du film bactérien (fiml 'gras'), les remous en surface doivent être même assez forts. Certaines pompes sont prévues pour un montage proche de la surface avec un accrochage par le rebord d’une paroi. Parfois le moteur peut être placé au-dessus de la surface, c’est parfait car la chaleur de ce dernier n’est plus dissipée dans l’eau. Ce point est important avec les aquariums de petit volume. D’ailleurs le fond de l’aquarium doit être moins énergiquement brassé surtout dans le cas d'un lit de sable pour ne pas déranger la macro et microfaune benthique. Cette précaution n'est pas appliquée dans le cas d'un aquarium 'bare bottom' reproduisant une crête récifale abritant des coraux durs où le brassage sera très conséquent.
Un bac ayant un ratio profondeur/surface défavorable nécessite toujours un sérieux brassage pour éviter une concentration de gaz carbonique dans les couches profondes de l'eau. Dans cette configuration il est possible de placer une pompe au fond et diriger le jet vers la surface pour augmenter les échanges entre les couches basses et hautes. Cette disposition remet egalement en suspension les sédiments qui ont tendances à se déposer au fond.
Réaliser un brassage efficace non agressif
En milieu naturel les mouvements d’eau sont liés à la houle et aux courants de marée. Si on écarte la crête récifale externe, lieu du brisant, les masses d’eau, malgré leur immense énergie, se déplacent assez lentement. Pour reproduire celles-ci Il est préférable d’utiliser les pompes à faible vélocité pour un débit donné. Ces pompes à large ouverture sont appelées ‘Stream’ [Tunze, Marea], et n’ont pas l’inconvénient d’un jet à grande vélocité et directif des pompes à turbine qui ont un effet cisaillant [Par exemple Maxi Jet]. En aucun cas le flux sortant d'une pompe ne doit frapper à courte distance les invertébrés fixés. Il faut un dégagement libre d’au moins 30 cm à 60 cm selon la puissance ou mieux briser le jet en dirigeant la pompe de biais vers une vitre ou la surface pour générer un courant indirect.
L’effet de jet est aussi amoindri en choisissant plusieurs petites pompes de moindre puissance. Une pompe produit un courant laminaire dirigé constamment dans le même sens et fini par provoquer une accumulation de sédiments dans un angle de l'aquarium. Il est donc préférable de disposer plusieurs pompes placées en sens opposé et les faire fonctionner tantôt alternativement, tantôt en mode groupé provoquant des flux turbulents aléatoires. Les configurations et effets sont ainsi multipliés. 3 pompes font 8 combinaisons possibles. Revers de la médaille, plusieurs pompes dissipent plus de chaleur dans l'aquarium et sont aussi moins faciles à dissimuler.
Reproduction des courants de marées
Les cycles lents peuvent être séquencés par des programmateurs horaires journaliers, ce qui est une solution très économique. Dans ce cas les cycles devront être espacés d’au moins 15 minutes et dureront de préférence plusieurs heures pour éviter une usure prématurée du matériel. Cette configuration est bien adaptée à la simulation des courants de marée qu’on rencontre dans les lagons. Pour inverser les courants, les pompes sont commandées séparément l'une après l'autre. L'eau tourne dans un sens, puis dans un autre. Pour créer des flux turbulents, plus ou moins aléatoires aux périodes de marnage, elles sont commandées ensembles avec dans ce cas, un rendement hydrodynamique moins bon. Les pompes placées en opposition en fonctionnement constant créent des flux qui atténuent l’effet de cisaillement des courants laminaires mais le montage est aussi moins inefficace au regard de l'énergie dépensée.
La preproduction de ces cycles est adaptée aux pompes à moteur synchrone (vitesse fixe de la fréquence secteur à 50 Hz). Il est assez facile de reconnaître une pompe synchrone : Le sens de rotation du rotor au démarrage n’est pas toujours le même et au moment de la mise sous tension on entend un bruit désagréable, un grincement de pignons ou claquement. On imagine facilement qu'il ne faut pas le répéter cette opération trop souvent !
En conclusion : Le brassage d’un biotope lagon peut être reproduit économiquement en faisant des cycles de marée de quelques heures (6H) entrecoupés de flux turbulents et cela avec de simples programmateurs horaires journaliers et en utilisant des pompes synchrones.
Les modèles 'concurrents' à moteur synchrone Marea et Tunze NanoStream 6015
(NB. La NanoStream 6055 est à moteur asynchrone)
Le mouvement de houle(NB. La NanoStream 6055 est à moteur asynchrone)
Il est plus particulièrement intéressant de se rapprocher des cycles naturels obtenus à faible profondeur et de simuler un brassage par vagues. Un séquenceur type ‘Wave maker’ réalise des cycles de quelques secondes. Le but est de reproduire les mouvements de la houle. L’amplitude obtenue dépend de la période des impulsions et de la dimension de l’aquarium. Il suffit de commander une pompe pendant quelques secondes, puis de l'arrêter, ou de la ralentir, quelques secondes également, puis de recommencer ce cycle. Attention cependant, seuls les modèles de pompes à moteur asynchrone acceptent de fonctionner directement dans ce mode pulsé et peuvent être associés à un séquenceur. Cette configuration reproduit les biotopes situés où l’hydrodynamisme de la houle est ressenti (zone de 0 à 3m environ).
Tunze Wave BoxD'autres solutions ingénieuses existent pour recréer un mouvement de houle naturelle avec peu de moyens et ainsi réduire l'effet de jet : Remplissage d'un réservoir au-dessus de l'aquarium avec déverse soudaine ou encore pompe à tête rotative. Toutes ces solutions poursuivent le même but : Agiter l’eau sans causer de dommages aux invertébrés fixés, ce qui arrive s’ils sont placés directement dans l’axe d’une pompe. 'Coyote' membre du forum Francenanorecif travaille actuellement à la solution idéale d'un 'pulseur DIY': La synthétisation d'une fréquence variable permettant l’utilisation de pompes synchrones à faible coût dans l'efficace mode pulsé. Les autres bricolages dans ce domaine n'ont que des résultats incertains et peuvent avoir comme conséquence une dégradation rapide du matériel.
En conclusion : Le mouvement de houle est idéal dans l'aquarium mais plus coûteux ou tout au moins plus difficile à reproduire.
Accalmie nocturne
La force du brassage peut être réduite pendant la nuit pour imiter l’accalmie nocturne du milieu naturel. Mais comme l’action photosynthétique est également suspendue il ne faut pas surtout pas arrêter le brassage pour ne pas augmenter trop le taux de CO2 dans l’aquarium. Autre point : Il est inutile d'utiliser le venturi proposé sur certaines pompes pour injecter de l'air, cela diminue l'efficacité du brassage et les bulles générées sont assez désagréables.
Entretien
Vous devez toujours équiper les pompes d'une crépine pour éviter une aspiration accidentelle d'un animal et prévoir leur nettoyage périodique (crépine très fine si vous avez des anémones, ces dernières finissant tôt ou tard à explorer la pompe). Surveillez l'usure des fils électriques alimentant les pompes en 220V, l'idéal étant de ne pas mettre les fils électriques dans l'eau. Pour faciliter toutes les opérations de maintenance n'enfouissez pas les pompes dans le décor.
L'état d'un fil électrique après quelques années de bons et loyaux services...Les pompes munies de compartiment de filtrage [Hagen 802] en plus de la crépine peuvent aussi servir de filtre occasionnel ou permanent, très efficace pour retirer les particules de sédiments et les déchets en suspension. Une chaussette ou bas très fin permet aussi de faire un filtre provisoire efficace à moindre frais (astuce signée SingingLarvae). Vous devrez nettoyer très fréquemment le perlon ou autres masses filtrantes pour que cette filtration ne fonctionne uniquement qu’en mode mécanique [CF. Filtre externe].
Le système de brassage d’un volume réduit n’est pas facile à réaliser car celui-ci doit être puissant sans pouvoir bénéficier du recul suffisant pour ne pas cisailler les invertébrés. On ne peut pas jouer sur les phénomènes d’oscillation obtenus dans des bacs de plus grandes dimensions. Pour cela Il faut diriger les pompes de façon à obtenir des flux indirects. La lutte contre l’augmentation de température fait aussi qu’il est très préférable de placer des pompes de brassage à l’extérieur de la cuve en passant éventuellement par des passes parois (CF. le système ‘closed-loop’ de l’aquarium de 27-L).
Un interrupteur général, qui permet de couper temporairement toutes les pompes de brassage, est bien pratique lors des opérations de maintenance ou de distribution de nourriture et aussi pendant les prises de vue photographiques.
En conclusion…
Vous devrez faire preuve d'ingéniosité pour la réalisation d’un brassage efficace sans être dévastateur, discret tout en restant facile d’entretien.
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