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L'aquarium récifal

Questions fréquentes

... ce qui suit n'est que mon avis.

  1. Comment construire une cuve en verre ?

  2. Comment alimenter un refuge sans pompe ?

  3. Pourquoi mettre l'eau du bac à la terre ?

  4. Comment choisir une pompe de remontée ?

  5. Comment mesurer le débit de remontée ?

  6. Comment réaliser une descente silencieuse ?

  7. Comment dimensionner les pompes de brassage ?

  8. Comment empêcher le venturi de l'écumeur de se boucher ?

  9. Combien faut-il utiliser de pierres vivantes (PV) ?

Éclairage

  1. Comment choisir rapidement un luminaire ?

  2. Combien de lux pour mon bac ?

  3. Quel PAR pour mon bac ?

  4. Quelle CCT (quelle couleur) ?

  5. Quelle durée d'éclairage ?

  6. Quelle sera la durée de vie de ma rampe LED ?

  7. Quel est l'angle des lentilles de ma rampe ?
  1. Quelle salinité (ou densité) ?

  2. PPT ou PSU ?

  3. Comment étalonner un réfractomètre
    ou un conductimètre ?

  4. Quelles valeurs pour les paramètres ?

  5. Comment choisir et régler un RAC ?

  6. Le pH est trop faible (ou trop élevé) : que faire ?

  7. Quels appareils de mesure choisir ?

  8. Quel est l'intérêt du rH ?

  9. Quel est le rapport idéal NO3/PO4 ?
    Concept de Redfield

  10. Peut-on modifier le rapport Calcium / KH d'un RAC ?
Autres questions fréquentes spécifiques à l'utilisation du logiciel RV Reef Tools
  1. Comment construire une cuve en verre ?
Je construis l'aquarium couché, reposant sur sa face arrière.
  1. Je place donc d'abord la face arrière sur le plan de travail.
  2. Je place (sans colle) le fond à la verticale, j'utilise des cales pour le maintenir perpendiculairement mais de façon à pouvoir le retirer facilement.
  3. Je retire le fond, je nettoie convenablement les surfaces de collage au trichloréthylène (à défaut à l'acétone), je colle des bandes de papier cache 3 mm plus loin que la surface de collage afin que le silicone ne salope pas le verre.
  4. J'encolle la face arrière, je viens poser le fond verticalement qui doit "tomber" tout seul à sa place, le silicone s'écrase sous le poids de la vitre ce qui donne un joint d'environ 2 mm, je lisse le congé et je retire le papier cache dans la foulée avant que le silicone commence à "prendre" puis je ne touche plus à rien jusqu'au lendemain.
  5. Le lendemain idem avec les 2 petits côtés.
  6. Le surlendemain c'est au tour de la face avant que je n'ai qu'à poser au dessus.
Le logiciel disponible gratuitement ici vous donnera l'épaisseur des vitres à utiliser.
  1. Comment alimenter un refuge sans pompe ?

90% (dans mon cas) de l'eau passe donc par dessus A' puis par dessous D pour arriver dans la remontée;
10% de l'eau passe par dessus A'' pour alimenter le refuge puis en sort en passant par dessus B pour arriver dans la remontée.
  • A' et A'' ont la même hauteur (une seule vitre en fait), l'eau passe par dessus (niveau constant pour l'écumeur);
  • D est une chicane qui évite que les bulles produites par la chute de l'eau dans la remontée soient envoyées dans le bac par la pompe, l'eau passe par dessous
  • B est 1 cm plus bas que A
  • C part du fond jusqu'en haut de la cuve technique, il découpe A en 2 parties, le débit se répartit en fonction des longueurs relatives de A' et A''
  1. Pourquoi mettre l'eau du bac à la terre ?
S'il y a une fuite de courant entre un appareil électrique et l'eau (les numéros se réfèrent aux illustrations ci-dessous)
  1. si le bac n'a ni différentiel ni mise de l'eau à la terre cette fuite de courant s'écoule à la terre en traversant l'aquariophile qui reçoit une chtouille quand il met les mains dans l'eau et la secousse persiste tant qu'il y laisse les mains
  2. si le bac a seulement un différentiel l'aquariophile reçoit une chtouille quand il met les mains dans l'eau, si le courant est suffisant ceci fait déclencher le différentiel, la secousse s'arrête donc mais il l'a quand même reçue, sinon l'électrisation persiste tant qu'il laisse les mains dans l'eau;
  3. si le bac a seulement une mise de l'eau à la terre la fuite de courant s'écoule directement à la terre, l'aquariophile ne ressent rien en mettant les mains dans l'eau mais le problème persiste jusqu'à devenir grave au point de détériorer certains éléments de l'installation
  4. si le bac a une mise de l'eau à la terre et un différentiel, celui-ci déclenche dès qu'il y a une fuite;
    c'est la seule solution qui protège complètement l'installation et l'aquariophile.

On trouve des électrodes de mise à la terre; on peut aussi utiliser des résistances titanes à condition bien sur les les alimenter par une prise avec terre.
Pour une durée limitée, tant que l'intérieur des tuyaux de remontée et de descente restent humides, on peut se contenter le mettre l'eau de la cuve technique à la terre.
Voir les explications détaillées.
  1. Comment choisir une pompe de remontée ?
Le Turn Over (TO) est la fréquence du renouvellement de l'eau de l'aquarium; toutefois parce qu'il est difficile de connaître le volume occupé par les PV et le matériel
le Turn Over est par définition égal au débit de la pompe divisé par le volume du bac sans déduire quoi que ce soit qui ne serait de toute façon qu'une grossière estimation;
par exemple avec un débit de remontée de 1.000 l/h le TO d'un bac de 200 litres sera égal à 5; on recommande en général un TO compris entre 3 et 4.
Pour choisir une pompe de remontée il faut connaître le volume du bac, le TO et les caractéristiques de la canalisation de remontée à savoir
  • la hauteur à remonter (différence de hauteur entre le niveau d'eau du bac et le niveau d'eau de la cuve technique, voir dessin);
  • la longueur du tuyau de remontée;
  • le diamètre du tuyau de remontée;
  • le nombre et type de coudes (90°, 45°, normal ou large).
Ensuite ceci permettra d'obtenir une liste de pompes qui conviennent.
  1. Comment mesurer le débit de remontée ?
Le logiciel mentionné dans le point précédent permet de calculer le débit de remontée; si la pompe est opérationnelle vous pouvez aussi le mesurer comme ceci :
  • arrêter la pompe et attendre que l'eau redescende, fermer la descente, démarrer la pompe
  • laisser l'eau commencer à descendre sous la cloison du compartiment de remontée ce qui permet d'établir le débit
  • démarrer un chrono
  • l'arrêter quand le niveau est descendu de quelques cm
    en même temps surveiller que le bac ne déborde pas !
  • on peut calculer le volume pompé : longueur x largeur du compartiment de remontée x la différence de hauteur
on connait le temps pour pomper ce volume, il suffit de diviser le volume par ce temps pour obtenir le débit en faisant attention aux unités.
Il faut démarrer le chrono quand l'eau arrive sous la cloison afin que la pompe ne puisse prendre l'eau que dans le compartiment de remontée, et l'arrêter avant que le niveau atteigne la pompe car le volume qu'elle occupe perturberait le calcul.
Par exemple : compartiment de 40 x 22 cm, 15 secondes pour que le niveau baisse de 10 cm
Volume pompé : 40 x 22 x 10 = 8.800 cm³ = 8,8 dm³ = 8,8 litres
Débit : 8,8 litres en 15 secondes = 8,8/15 = 0,59 litre par seconde = 0,59 x 3.600 = 2.124 litres par heure
  1. Comment réaliser une descente silencieuse ?
Pour qu'une descente ne fasse pas de bruit il suffit de noyer son entrée.
Cet article vous explique comment faire : Robinet de surverse".
  1. Comment dimensionner les pompes de brassage ?
Un brassage de l'ordre de 20 à 30 fois le volume du bac est suffisant.
Si on conseille 40 fois c'est parce qu'on considère qu'il y a plusieurs pompes qui ne tournent pas en même temps.
Par exemple si on a 2 pompes de 20 fois (ce qui fait 40 en tout) mais qu'on les fait fonctionner à tour de rôle le brassage moyen est de 20 fois.
Pour qu'un brassage soit efficace il faut qu'il soit varié afin d'aller débusquer les sédiments dans tous les recoins du bac.
Mieux vaut donc 2 pompes de 20 fois qui tournent alternativement qu'une seule de 20 fois qui tourne en permanence.
Ce qui est encore mieux c'est l'oscillateur.

En résumé :
  • prévoir au moins 2 pompes;
  • débit total maximum = au moins 40 fois le volume du bac afin de pouvoir faire varier leur débit;
    de ce fait le débit réel est nettement moindre que 40 fois le volume : un débit moyen de 20 à 30 fois c'est bon;
  • si on place les pompes sur oscillateur il n'est plus besoin de faire varier leur débit puisque leur orientation change en permanence; puisque les pompes tournent à 100% on peut se contenter de pompes moins puissantes (plus petites, non réglables donc moins chères) pour un débit total de 20 à 30 fois le volume;
  • ajouter une pompe de brassage en surface vers la surverse.
  1. Comment empêcher le venturi de l'écumeur de se boucher ?
Il suffit d'alimenter l'écumeur via une minuterie qui l'arrête de temps en temps : l'eau (salée) remonte alors dans le venturi et y dissout les concrétions de sel.
Au début (premier récifal début 2002) je n'arrêtais pas de devoir nettoyer le venturi; je ne l'ai plus jamais fait depuis août 2003 : il s'arrête pendant 1/4 d'heure toutes les 6 heures (4 fois pas jour); je n'ai notamment jamais nettoyé celui du Deltec TC2060 en service depuis juin 2011.
  1. Combien faut-il utiliser de pierres vivantes (PV) ?
Les PV sont destinées à abriter les bactéries qui se chargent de l'épuration de l'eau.
Leur volume dépend donc du volume pollueur : le bac; il ne faut donc pas prendre en compte le volume de la cuve technique.
Ordre de grandeur : diviser le volume brut du bac par 7 pour obtenir le poids de PV en kg.
Si on compte utiliser des pierres sèches (Aquaroches, Real Reef Rocks, ...) diviser le volume brut du bac par 10.
Le poids obtenu sera majoré si le bac contient beaucoup de pollueurs : poissons, coraux mous, ...
  1. Comment choisir rapidement un luminaire ?
Remarque : la liste obtenue n'est pas une recommandation mais une sélection dans la base de données des luminaires qui répondent aux critères saisis.
  1. Commencez par le module Répartition de l'éclairage
    • Choisissez votre bac dans la liste déroulante "Choisissez un bac commercial"
      Si votre bac ne se trouve pas dans la liste, saisissez ses dimensions : longueur, largeur, hauteur, hauteur d'eau, et éventuellement celles de la surverse et de la ceinture.
    • Cliquez sur "Trouver rampe"
  2. Vous arrivez dans le module Choix d'un luminaire
    Saisissez le nombre max de rampes que vous comptez mettre en oeuvre.
    Le logiciel vous donne la liste des luminaires moins longs que votre bac qui conviennent à une puissance de 50 à 80% pour la superficie du bac;
    par exemple il donnera la même liste pour un bac de 120 x 60 cm que pour un bac de 85 x 85 cm parce qu'ils ont la même superficie;
    pour les différencier il faut examiner la répartition de l'éclairage, pour ce faire
  3. sélectionnez un luminaire dans la liste
    • Si le bouton n'est pas actif il n'est pas possible de visualiser la répartition de l'éclairage pour ce luminaire, choisissez en un autre.
    • Si le bouton est actif cliquez dessus (ou double-cliquez sur la ligne sélectionnée)
      Vous revenez dans le module Répartition de l'éclairage
      L'écartement entre les luminaires, s'il y en a plusieurs, ainsi que la hauteur au-dessus de l'eau sont calculés automatiquement.
      • Cliquez sur "Dessiner".
      • Si le résultat ne vous plait pas ou pour essayer une autre rampe il suffit de faire une autre choix dans la fenêtre "Choix d'un luminaire" ce qui vous ramène au point 3.
Ensuite il reste à prendre en considération la disponibilité, l'esthétique, le budget, ... et aussi via les forums la qualité de fabrication, la fiabilité, le bruit des ventilateurs éventuels, l'efficacité du sav, ... sans oublier le côté pratique pour les réglages, la pose et l'encombrement.
  1. Combien de lux pour mon bac ?
Afin que chacun puisse décider de l'éclairement qu'il souhaite je préfère qu'il utilise le logiciel plutôt que de fournir une réponse toute faite, mais si on me demande mon avis c'est avec un éclairement de 14.000 lux au milieu, pourquoi ?
Je me base sur le fait qu'on constate le maximum de pousse de la plupart des coraux, durs ou mous, avec un éclairement d'environ 20.000 lux; il ne sert donc à rien d'éclairer plus, ils ne pousseront pas davantage.
D'autre part en dessous de 5.000 lux les coraux ne poussent pratiquement plus, il ne faut donc pas éclairer moins.
Sachant que dans le fond d'un bac de 60 cm de haut il reste environ la moitié de l'éclairement mesuré en surface, avec 20.000 lux en haut il reste 10.000 lux en bas (le double du minimum requis) donc 14.000 lux en moyenne : je pense que c'est un bon compromis, c'est la valeur que le logiciel utilise par défaut, plus exactement il calcule l'éclairement à atteindre en surface pour avoir 14.000 lux au milieu, ce qui ne signifie pas que les coraux ne pousseront pas si on éclaire moins.
Il ne faut cependant pas oublier ceux qui regardent l'aquarium, nous, humains, avec notre œil qui ne voit pas bien le bleu : il faut donc bien éclairer même les coraux qui n'ont pas besoin de beaucoup de lumière sinon nous les verrions mal.
D'autre part dans un local muni de grandes baies vitrées il serait utile d'augmenter l'éclairage pour que le bac contraste avec son ambiance, et réciproquement au fond d'une pièce sombre; c'est la raison pour laquelle le logiciel permet de modifier cette valeur de 14.000 lux.

Remarque : les valeurs indiquées concernent l'éclairement permanent des coraux.
Chaque fois qu'on modifie cet éclairement il faut le faire progressivement de façon à ce que les coraux s'y habituent; c'est notamment le cas lorsqu'on importe dans son aquarium un corail qui était maintenu dans des conditions d'éclairement différentes : il faut l'acclimater à son nouvel environnement.
En particulier si le bac dans lequel le corail arrive est en fonctionnement on ne peut évidememnt pas réduire l'éclairage au détriment des autres habitants; si le nouvel arrivant était moins éclairé il faut commencer par l'installer dans le fond et loin du milieu du bac, puis l'amener progressivement à sa place définitive.
  1. Quel PAR pour mon bac ?
Les coraux sont très tolérants vis à vis du PAR : de 2.000 à 50 µEinstein/m²/s.
A midi, sous les tropiques on mesure 2.000 µEinstein/m²/s à la surface et étant donné l'absorption de la lumière par l'eau il reste 300 µEinstein/m²/s à 20m de profondeur.
En moyenne sur une journée ça fait du 400/800 µEinstein/m²/s à 0m et 60/100 à 20m.
Bien sur ça peut varier selon la quantité de particules en suspension, mais les coraux qui nous intéressent sont tous susceptibles de se maintenir dans ces valeurs.
Pour beaucoup de coraux la photosynthèse est au max à 400 µEinstein/m²/s ce qui indique que cela ne sert à rien de dépasser cette valeur; et à 100 µEinstein/m²/s, la photosynthèse même si elle n'est pas au max reste correcte.
Avec une CCT del'ordre de 15.000K le PAR est environ égal à l'éclairement divisé par 50, donc PAR = 400 à 100 µE/m².s correspond à un éclairement = 20.000 à 5.000 lux.

La remarque du paragraphe précédent est aussi valable pour le PAR.
  1. Quelle CCT (quelle couleur) ?
Que signifie CCT ?
Il s'agit de l'acronyme pour Correlated Color Temperature (Température de Couleur proximale).
Qu'est-ce que la température a à voir dans la couleur ?
Quand on chauffe de plus en plus fort un "corps noir", par exemple un morceau de graphite, ou un bout de charbon de bois, il devient d'abord chaud (il émet des rayons infrarouges qu'on sent mais qu'on ne voit pas), puis rouge, orange, jaune, blanc ...

La température de couleur est par définition la température exprimée en Kelvin à laquelle il faut chauffer un corps noir pour obtenir la couleur en question.

Cependant avec nos éclairages, qu'ils soient HQI, T5 ou LED, on ne parvient pas à reproduire exactement les couleurs par lesquelles passent un corps noir chauffé, alors on utilise la température de couleur proximale c'est à dire celle qui donne la couleur la plus proche de celle d'un corps noir chauffé.
D'autre part les zooxanthelles absorbent le dioxyde de carbone libéré par les coraux symbiotiques et fournissent en retour divers nutriments à leur hôte.
Ces composés carbonés complexes sont fabriqués par photosynthèses par des pigments comme les chlorophylles a et c et des caroténoïdes avec l'aide de l'énergie fournie par la lumière.
Comme le montre le graphique ci-contre ces pigments sont particulièrement sensibles aux couleurs bleues et rouge, très peu à la lumière verte qu'il est donc inutile d'utiliser.
Cependant plus on s'enfonce sous la mer plus le rouge est absorbé par l'eau; il n'est donc pas naturel d'éclairer nos coraux en rouge même si ils pourraient utiliser cette lumière.

En conclusion il est judicieux d'éclairer nos coraux avec une lumière qui est d'autant plus bleue qu'on souhaite représenter une scène aquatique profonde, la couleur effectivement utilisée est surtout une question de goût de l'aquariophile.
  1. Quelle durée d'éclairage ?
En dessous de 5.000 lux les coraux ne poussent plus.
Pour 60 cm d'eau il reste dans le fond la moitié de l'éclairement en surface et pour avoir 14.000 lux à mi-hauteur il faut 20.000 lux en surface; il y a donc 10.000 lux dans le fond du bac.
Par conséquent si la rampe fournit à son max 20.000 lux en surface, en dessous de 50% il y a moins de 5.000 lux dans le fond et les coraux n'y poussent pas.
En dessous de 35% c'est au milieu du bac qu'on atteint plus les 5.000 lux.
Même si les phases de lever/coucher sont importantes, surtout pour les poissons, afin qu'ils se réveillent sans stress et se préparent à aller dormir, il n'y a pas lieu de prolonger ces phases en dessous de 35% de puissance d'éclairage et même pas en dessous de 50%.
Le graphique ci-contre illustre ces propos.
L'échelle verticale représente la profondeur sous l'eau.
L'échelle horizontale représente le pourcentage de pousse des coraux.

Supposons un bac avec 60 cm de hauteur d'eau éclairé à 20.000 lux en surface : à 100% de puissance (courbe bleue) la pousse est à son maximum (100%) en surface; elle est réduite à 60% à mi-hauteur et à 33% dans le fond : on peut donc disposer les coraux selon leurs besoins en lumière sur toute la hauteur du bac.
Pendant les phases d'allumage/extinction
  • quand la puissance de la rampe est réduite à 75% (courbe rouge) la pousse atteint encore 67% en surface mais elle n'est plus que de 17% dans le fond et 37% à mi hauteur;
  • quand la puissance de la rampe est réduite à 50% (courbe verte) la pousse n'atteint plus que 33% en surface et elle est nulle dans le fond;
  • quand la puissance de la rampe est réduite à 33% (courbe violette) la pousse n'atteint plus que 10% en surface et elle est nulle à mi-hauteur et fatalement plus bas.

Les chiffres donnés sont purement indicatifs
En d'autres termes les phases d'allumages/extinction sont peu productives pour les coraux, d'autant moins qu'il est placé profondément, c'est évident.
Mais surtout, pour une même durée totale d'éclairage de, par exemple, 10 heures
la pousse sera nettement moins forte si on allume et éteint progressivement pendant chaque fois 3 heures, avec un maximum de lumière pendant 4 heures
que si on allume et éteint progressivement pendant chaque fois 1 heure, avec un maximum de lumière pendant 8 heures.

Une autre raison de limiter la durée des phases d'allumage et d'extinction est que pendant ces phases les coraux doivent continuellement s'adapter à la modification de l'intensité de l'éclairage, explication détaillée dans Guide de la pratique des aquariums récifaux © Jörg Kokott 1 Types d’éclairage et types de lampes

Par conséquent chez moi c'est 1h pour allumer progressivement, 1h pour éteindre progressivement, et entre les deux 8 h pleins feux.
  1. Quelle sera la durée de vie de ma rampe LED ?
On distingue 2 éléments qui mettent un terme à l'usage d'une rampe.
  1. Durée de vie statistique
    Une LED qui a une durée de vie de, par exemple, 50.000 heures signifie que sur un grand nombre de LEDs
    la moitié aura rendu l'âme après 50.000 heures
    la moitié de ce qu'il reste soit le quart aura rendu l'âme après 50.000 heures supplémentaires
    ...
    Cette fin de vie brutale est imprévisible : dans un lot de LEDs données pour 50.000 heures une LED ou un autre élément peut très bien rendre l'âme après 10 minutes de focntionnement.
  1. Perte de luminosité
    Au fur et à mesure qu'elle fonctionne la luminosité diminue et ce d'autant plus vite qu'une LED est utilisée à une puissance proche de sa puissance maximale admissible.
    Par exemple une LED utilisée à sa puissance max verra sa luminosité diminuer de 20% après 30.000 heures.
    La même LED utilisée à 50% de sa puissance max verra sa luminosité diminuer de 20% après 40.000 heures.
    Plus une LED est utilisée à forte puissance, plus son rendement (le flux lumineux produit par Watt fourni) diminue; le rendement d'une rampe est donc un bon indicateur du stress des LEDs : plus une rampe est stressée plus son rendement est faible; on peut réduire le stress en dimmant la rampe.
En pratique :
  • cherchez le rendement de la rampe à puissance max, en lumens par Watt;
  • divisez ce rendement par la puissance à laquelle vous l'utilisez : vous obtenez un rendement pratique;
  • le graphique ci-contre vous donnera une idée de la perte de luminosité en fonction de son âge.

Par exemple ATI Sirius X utilisée à 80%
rendement 58 Lm/W / 0,8 = 77 Lm/W
à raison de 10 heures de fonctionnement par jour elle aura perdu 20% de sa luminosité initiale en 10 ans;
il faudra la pousser à son maximum pour obtenir la même luminosité que lorsqu'elle était neuve.
  1. Quel est l'angle des lentilles de ma rampe ?
Une LED émet un cône de lumière, nous cherchons à déterminer l'angle au sommet (25° sur le premier dessin).
Pour ce faire il suffit de disposer une feuille de papier blanc verticalement à l'aplomb d'une LED (2ème dessin).
Le cône de lumière est alors clairement visible comme le montre la photo.
Afin de simplifier la mesure de l'angle vous pouvez télécharger et imprimer ce Gabarit.
  1. Quelle salinité (ou densité) ?
La salinité est le poids de sel contenu dans un kg d'eau salée, elle ne dépend donc pas de la température mais il n'est pas possible de la mesurer directement.
Alors les physiciens ont inventé plusieurs méthodes pour déterminer indirectement la quantité de sel qu'il y a dans l'eau de mer, ce qui rend effectivement les choses complexes.
  1. on peut mesurer la conductivité, qui dépend de la salinité mais aussi de la température, à l'aide d'un conductimètre qui corrigera la conductivité en fonction de la température (il a donc besoin aussi d'une sonde de température) et affichera la salinité;
  2. on peut mesurer l'indice de réfraction, qui dépend de la salinité mais aussi de la température, à l'aide d'un réfractomètre qui corrigera l'indice de réfraction en fonction de la température de sa vitre (ATC = Automatic Temperature Compensation) et affichera la salinité (et aussi, pour la plupart des réfractomètres, la densité D20/20);
  3. on peut mesurer la masse volumique, càd le poids d'un litre d'eau salée, à l'aide d'un aréomètre, elle dépend de la température;
  4. on peut mesurer la densité, càd le poids d'un litre d'eau salée divisé par le poids d'un litre d'eau pure, à l'aide d'un densimètre,
    il existe plusieurs températures de référence :
    • D20/20 (eau salée à 20°C par rapport à eau pure à 20°C) : c'est ce qu'on lit dans un réfractomètre bien étalonné;
    • D20/4 (eau salée à 20°C par rapport à eau pure à 4°C) : c'est ce qu'on lit dans un réfractomètre Red Sea bien étalonné;
    • D25/4 (eau salée à 25°C par rapport à eau pure à 4°C) : c'est ce que donnent les aréomètres JBL et Aqua Médic.
      Puisqu'un litre d'eau pure à 4°C pèse exactement un kg, D25/4 = poids d'un litre d'eau salée divisé par un = poids d'un litre d'eau salée = masse volumique à 25°C !
Ce n'est finalement pas bien compliqué mais ce qui vient surtout semer le doute c'est qu'en anglais "Masse Volumique" se dit "Density" qui est souvent mal traduit en français par "Densité" ("Densité" se dit en anglais "Specific Gravity" d'où le SG D25/4 qu'on trouve sur les aréomètres JBL et AM.)
Il se fait que les vendeurs compliquent encore les choses en confondant ces notions.
Alors simplifions et retenons le minimum essentiel :
  • le moins ambigu c'est de parler en termes de salinité, elle doit être de l'ordre de 35 ppt, pas moyen de se tromper;
    elle se mesure directement avec un réfractomètre ou un conductimètre qui présentent cependant des difficultés d'étalonnage;
  • pour contourner le problème d'étalonnage l'aréomètre est idéal, l'inconvénient est qu'il ne donne pas la salinité mais la masse volumique en grammes par litre,
    mais ce n'est pas compliqué non plus : il suffit de retenir qu'on doit être aux environs de 1.023,3 g/l à 25°C, disons entre 1.022,6 et 1.024,1 g/l.
    Le graphique ci-dontre permet de convertir la masse volumique d'un aréomètre JBL (l'erreur avec une autre marque est négligeable) en salinité; cliquez sur le graphique pour l'agrandir.
Il est peut-être compliqué de comprendre le pourquoi du comment mais en pratique c'est très simple.
  1. PPT ou PSU ?
ppt = part per thousand = parts pour mille = grammes (de sel) par kilogramme (d'eau salée)
La salinité s'exprime en ppt mais il est impossible de la mesurer directement.
Alors les océanographes ont inventé le PSU = Practical Salinity unit qui permet, à l'aide d'une formule, de convertir la conductivité en salinité; ils se sont arrangés pour que 35 PSU corresponde à une salinité de 35 ppt.
Par conception ces 2 unités sont donc équivalentes.
  1. Comment étalonner un réfractomètre ou un conductimètre ?
L'étalonnage à l'eau osmosée est loin de la valeur à mesurer et les étalons du commerce ne sont pas fiables.

Un réfractomètre ne mesure pas la salinité mais l'indice de réfraction; il suffit de lui soumettre "quelque chose" qui a le même indice de réfraction que l'eau de mer.
La recette nous est donnée par Randy Holmes-Farley dans Reefkeeping : il suffit de dissoudre 36,5 g de sel de cuisine dans 963,5 grammes d'eau; la salinité de cet étalon n'est pas de 35 ppt mais de 36,5 ppt, mais comme il a le même indice de réfraction que l'eau de mer à 35 ppt le réfractomètre n'y voit que du feu : s'il est bien étalonné il indiquera 35 ppt.

Une autre possibilité est d'étalonner le réfractomètre avec de l'eau de sont bac dont on connaîtra la salinité par un test ICP, cette méthode convient aussi pour étalonner un conductimètre.
Attention au fait qu'ATI ne donne pas la salinité de l'eau du bac mais celle d'une eau de mer naturelle qui aurait le même taux de sodium, ce logiciel permet de calculer la salinité réelle en fonction des résultats ICP.
  1. Quelles valeurs pour les paramètres ?
  1. Calcium et Magnésium
    Dans toutes les mers du monde même si la salinité varie (35 ppt en moyenne, 40 ppt dans la mer Rouge, ...) la proportion entre les différents éléments est constante.
    Par exemple dans l'eau "normale" à 35 ppt on trouve 413 ppm de calcium
    dans la mer Rouge à 40 ppt on trouve 413 x 40 / 35 = 472 ppm de Ca
    le rapport entre le taux de Ca et la salinité est constant et égal à 413/35 = 11,8
    de même le rapport entre Mg et Ca est toujours égal 3,12
    je ne vois pas pourquoi on ferait autrement dans nos bacs. c'est ce que fait le Log Book et aussi ce module KH Ca Mg
  2. Alcalinité
    Pour le KH c'est un peu différent : dans l'eau de mer naturelle à 35 ppt il est à 6,44 : c'est à mon avis le minimum pour assurer la calcification; ce minimum doit être proraté à la salinité, par exemple 6,44 x 40 / 35 = 7,36 dans la mer rouge à 40 ppt.
    Dans nos bacs on conseille un KH plus élevé pour stabiliser le pH; ceci ne présente pas d'inconvénient pour la calcification, les coraux n'utilisent pas le surplus; cependant le KH maximum dépendrait des nitrates : plus le taux de NO3 est faible plus le KH devrait être faible afin d'éviter les nécroses des coraux; à mon avis le KH doit être compris entre 7 (prorata salinité) et une valeur qui dépend du taux de nitrates.
    Selon Red Sea le KH maximum serait égal à 7 + le taux de NO3 multiplié par 3
    Par exemple, pour une salinité de 35 ppt et un taux de NO3 de 0,5 ppm le KH devait être compris entre 7 et 7 + 0,5 x 3 = 8,5.
    Toutefois et quel que soit le taux de NO3 le KH ne peut pas dépasser 11.
  1. Nitrates et Phosphates
    Toujours selon Red Sea
    • Récifal mixte : NO3 entre 1 et 2 ppm, PO4 entre 0,08 et 0,12 ppm
    • SPS dominants : NO3 entre 0,25 et 0,50 ppm, PO4 entre 0,01 et 0,02 ppm
    • SPS oligotrophe : NO3 et PO4 nuls
  2. En résumé
    • taux calcium optimal = salinité x 11,8
    • taux magnésium optimal = taux calcium x 3,12
    • KH minimum = 7 x salinité / 35
    • KH maximum = KH minimum + 3 x taux de NO3
  1. Comment choisir et régler un RAC ?
Le volume du substrat dépend de sa granulométrie, du volume d'eau du système (bac + cuve technique) et de la consommation KH.
  1. Pour connaître la consommation KH, il suffit de mesurer le KH du bac et de le mesurer à nouveau exactement 24 heures plus tard, sans ajouter pendant cette période d’éléments qui pourraient modifier le taux de calcium ou le KH (il faut notamment arrêter le RAC !) et de faire la différence des 2 mesures.
    Cette technique précise n'est cependant applicable que si on veut ajouter un RAC à un bac peuplé en fonctionnement; si ce n'est pas le cas on peut estimer grossièrement la consommation comme ceci :
    • la plupart des aquariums récifaux présentent une consommation de l'ordre de 1°KH par jour;
    • si le bac contient peu de coraux durs on peut compter 0,75°KH par jour;
    • les bacs fortement peuplés de gros coraux durs auront une consommation proche de 1,5°KH par jour.

    Multiplier le volume du système par la consommation KH puis utiliser le graphique ci-contre pour connaître le volume du substrat en fonction de sa granulométrie; le RAC sera un peu plus grand (mais pas trop) pour pouvoir contenir ce volume de substrat.
  1. il faut ensuite établir un débit fixe et ne plus y toucher; ce débit doit être compris entre
    • 1 et 3 fois le volume du substrat de fine granulométrie par heure
    • 0,5 et 1,5 fois le volume du substrat de granulométrie moyenne par heure
    • 1/3 et 1 fois le volume du substrat de grosse granulométrie par heure
  2. Il ne reste plus qu'à ajuster la quantité de CO2 injecté, soit à l'aide du compte-bulles soit en modifiant la consigne pH, afin que le RAC produise exactement autant de carbonates (KH) et de calcium que le bac en consomme.
      Les coraux consomment, et le RAC produit, exactement 7,15 ppm de Calcium par °KH : croire qu'on peut changer cette proportion en modifiant le débit est un mythe;
      nos tests colorimétriques permettent de mesurer facilement une différence de 1°KH, pas 7,15 ppm de Ca, nous allons donc nous baser sur le KH, ce sera plus précis.
      • Consommation bac = consommation KH x Volume système
      • Production RAC = 24 x Débit RAC x (KH sortie RAC - KH entrée RAC)
      • Par conséquent KH sortie RAC = KH entrée RAC + (consommation KH x Volume système) / (24 x Débit RAC)

      Le KH entrée RAC étant évidemment égal au KH du bac, cette simple équation permet de savoir quel KH sortie RAC il faut atteindre en ajustant la quantité de CO2.
      Par exemple
      • volume système = 500 litres
      • consommation KH = 1°KH par jour
      • débit RAC = 4 litres/heure
      • KH du bac = 8 °KH
      KH sortie RAC à atteindre = 8 + (1 x 500) / (24 x 4) = 13,2°KH
      Vous pouvez aussi utiliser ce logiciel qui effectuera les calculs pour vous : Règlage RAC
      Ceci vous donne un réglage de départ qu'il faudra affiner ensuite en mesurant le KH bac, et sur le long terme sur base du taux de Ca du bac.
      Si vous voulez tout savoir du réacteur à carbonate
  1. Le pH est trop faible (ou trop élevé) : que faire ?
A mon avis le pH n'est pas un but à atteindre mais un symptôme : si tout va bien dans le bac le pH devrait être correct tout seul.
C'est un peu la même chose quand on a de la fièvre : elle indique une infection quelque part; on a des outils pour faire tomber la fièvre mais ils ne guériront pas l'infection, ils ne font que la masquer; par contre soigner l'infection va aussi rétablir une température normale.
Idem pour le pH : il ne faut pas utiliser de produits pour le modifier mais trouver pourquoi il n'est pas correct.
En général un pH trop faible est du à un excès de CO2 : RAC mal réglé, écumeur qui prend l'air dans une pièce à vivre, ...
On peut augmenter le pH en faisant en sorte que l'écumeur prenne son air à l'extérieur ou en ajoutant un absorbeur de CO2 à l'entrée.

Le point le plus important est d'avoir un pH stable : une modification est le signe d'un changement.
Cependant à cause de la photosynthèse (zooxanthelles) le pH change au cours de la journée : il augmente pendant que l'éclairage est allumé et diminue pendant qu'il est éteint.
Il ne faut donc pas comparer des valeurs de pH prises à des moments différents de la journée : pour que le pH ait une signification il doit toujours être mesuré à la même heure.
  1. Quels appareils de mesure choisir ?
  • KH : les tests colorimétriques par exemple Salifert fonctionnent bien, mais j'ai quelques difficultés avec les couleur.
    Le checker Hanna alcalinité HI755 est très facile à utiliser et donne de bons résultats cohérents avec les tests ICP.
  • Phosphates : les tests colorimétriques sont difficiles à lire, les checkers Hanna en valent la peine; il existe 2 modèles
    1. HI713 (phosphate) jusque 2,5 ppm ±0,04 mg/L (ppm) ±4 % de la lecture.
    2. HI774 (phosphate) jusque 0,9 ppm ±0,02 ppm ±5 % de la lecture
    3. HI736 (Phosphore) : pour obtenir le taux de phosphate il suffit de multiplier le taux de phosphore par 95/31.
      Il peut mesurer un taux max de 200 ppb de phosphore ce qui correspond à 200 x 95 / 31 = 612 ppb soit 0,6 ppm de phosphate
      il n'est donc utilisable que si le taux de phosphate est inférieur à 0,6 ppm.
      Par contre il est plus précis que le HI713 et que le HI774 : ±5 ppb de phosphore soit ±0,015 ppm de phosphate.
  • Calcium : je ne suis jamais parvenu à obtenir des mesures cohérentes avec mon checker calcium HI758.
    Malgré contact avec le commercial Hanna Belgique qui m'a fourni toute une série de recommandations, 2 mesures successives étaient différentes, différentes aussi du résultat Salifert, même le vendeur de mon magasin n'y est pas parvenu ni avec mon checker ni avec un exemplaire neuf sortant du rayon.
    Ce graphique montre les différentes mesures effectuées
    J'ai attribué ce défaut à la difficulté de mesurer précisément 0,1 ml d'eau de mer avec une seringue de 1 ml. Hanna le fournit maintenant avec une pipette de précision, j'en ai donc commandé une (30€ en plus du photomètre); résultat : plus de 600 ppm (overflow). Sachant qu'un test ICP chez ATI a donné un taux de 426 ppm de calcium, j'ai définitivement mis le HI758 au rancart.
  • Salinité
      Précision après conversion en salinité
    • aréomètre Aqua Medic 65905 (35 cm) : ±0,13 ppt
    • aréomètre Aqua Medic 65900 (27 cm) ou JBL : ±0,33 ppt
    • réfractomètre optique : ±0,5 ppt
    • réfractomètre digital Milwaukee MA887 ou Hanna HI 96822 : ±2 ppt
  1. Quel est l'intérêt du rH2 ?
Le "Score relatif d'hydrogène" dit rH2 est un paramètre intéressant pour connaître la "bonne santé" d'un aquarium : dans un bac sain le rH2 doit être supérieur à 28.
En biologie, un milieu aqueux dont le rH2 est en dessous de 28, est appelé « anaérobie ». En effet, dans un tel milieu, l'activité d'oxygène [O2] est très faible, les bactéries qui peuvent s'y développer ont une action chimiquement réductrice; c'est le milieu dans lequel se développent les bactéries anaérobies qui réduisent les ions nitrate NO3- en azote atmosphérique N2 (dénitrification anaérobie); dès que le rH2 monte au-dessus de 28, nous sommes en « aérobiose » où l'activité de l'oxygène est plus élevée.
Cependant le rH2 ne se mesure pas, il se calcule, formule simplifiée
rH2 = (ORP + 200) / 30 + 2 x pH
Si vous mesurez déjà le pH et l'ORP (ou Redox) le logiciel Log Book peut le calculer pour vous.

Explication détaillée.

Il est généralement admis que plus l’ORP (Potentiel d'Oxydo-Réduction ou RedOx) est élevé plus la solution est «oxydante»; plus il est bas plus la solution est réductrice ou «antioxydante»; cependant le potentiel mesuré est constitué des échanges d'électrons mais aussi de l'échange de protons alors que pour savoir si un milieu est réducteur ou oxydant on doit uniquement se baser sur les échanges d'électrons c'est à dire sur la concentration en H2 qu'on écrit [H2].
Le potentiel total est donné par la loi de Nernst : EV = (2,303 R T / (2 F)) log ([H+]2/[H2])
avec R = constante des gaz parfaits (8,314 J.K-1), F = constante de Faraday (96500 C.mol-1), T = température en Kelvin (25°C = 298K) on obtient
EV = 0,0296 log ([H+]2/[H2])
Par définition pH = - Log [H+] donc log ([H+]2) = - 2 pH
Comme les sondes Redox donnent le résultat en millivolts avec un décalage de 205 mV parce que les électrodes utilisées pour effectuer la mesure de l'ORP (Ag/AgCl = argent/chlorure d'argent) présentent un décalage de 205 millivolts on obtient la valeur [H2] qui nous intéresse
log (1/[H2]) = (EmV + 205) / 29,6 + 2 pH
enfin en posant rH2 = log (1/[H2])
Score relatif d'hydrogène : rH2 = (ORP + 205) / 29,6 + 2 * pH

Le pH étant le logarithme d'une concentration on ne peut pas calculer le pH moyen en faisant la moyenne des pH, il faut calculer le pH correspondant à la moyenne des concentrations C.
pH = - Log C donc C = 10-pH
Cmoyen = (Cmatin + Csoir)/2 = (10-pH matin + 10-pH soir)/2
pHmoyen = - 10 log {(10-pH matin + 10-pH soir)/2}
Pourquoi le rH2 doit-il être supérieur à 28 ?
Dans l'eau pure Ke = [H2]2[O2] = 10-84 Comme on a aussi [O2] = ½[H2] on obtient ½ [H2]3 = 10-84 d'où [H2] = (2 x 10-84)1/3 = 10-27,7 qu'on arrondit à 28.
Une solution dont le rH2 est situé entre 0 et 28 est dite réductrice ou antioxydante. Lorsque la valeur du rH2 est comprise entre 28 et 42, la solution est dite oxydante.

Si vous souhaitez davantage de détails Intérêt de la notion de rH2 : potentiel d’oxydo-réduction corrigé des effets du pH. et Equation de Nernst
  1. Quel est le rapport idéal NO3/PO4
Pour leur métabolisme, les bactéries ont besoin entre autres de nitrates et de phosphates, voir explication détaillée ici Comment les bactéries exportent nitrates et phosphates.
On entend souvent dire que les NO3 et PO4 doivent être présent dans un rapport fixe N/P=16 qu'aurait découvert Alfred Clarence Redfield (1890-1983); ce n'est pas correct.

D'abord une précision : le rapport de Redfield s'exprime en moles : 16 moles de N pour une mole de P correspondent à 10,44 ppm de NO3 pour 1 ppm de PO4.
Le rapport de Redfield N/P=16 correspond à ce qui est mesuré dans les eaux profondes des océans loin des zones très actives biologiquement.
Ce qui avait stupéfait Redfield c'est que ce rapport était aussi retrouvé dans le plancton de ces zones.
Cela suggérait un lien et cette question : est-ce le vivant qui influe sur la composition du milieu ou le milieu qui conditionne la composition du vivant ? On n'a toujours pas la réponse.
Et surtout on sait aujourd'hui que N/P peut varier de 5 à 60 dans le plancton selon les zones de prélèvements; on ne connait pas l'intérêt de ce rapport N/P=16 dans la nature et encore moins dans nos bacs où les imports et les exports de N et P sont quasiment indépendants.
Pour un atome de phosphore utilisé lors de la photosynthèse, 16 atomes d'azote et 106 atomes de carbone sont consommés alors que 172 atomes d'oxygène sont libérés
C'est le concept de Redfield, il ne signifie pas que ces proportions doivent être respectée pour que les bactéries "fonctionnent".
Il faut en effet les 3, même les 4 en comptant l'oxygène, mais pas nécessairement dans le rapport O/C/N/P = 172/106/16/1.

Donc Redfield en aquarium c'est un mythe.
  1. Peut-on modifier le rapport Calcium / KH d'un RAC
Théoriquement un RAC produit du calcium et des carbonates (KH) dans une proportion fixe de 7,15 ppm de Ca par degré KH.
L'assomption qu'il serait possible de modifier ce rapport en agissant sur le débit et/ou le pH revient régulièrement notamment sur les forums.
C'est un mythe, voyons pourquoi.

Je rappelle d'abord que le KH est une façon de mesurer le taux de carbonate (KH = KarbonatHärte en allemand).
Pour simplifier appelons le taux de carbonate "KH" et le taux de Calcium "Ca".

Le squelette des coraux et les substrats utilisés dans un RAC ont la même composition : du KH et du Ca étroitement liés entre eux : KH=Ca.
Dans l'eau de nos aquariums dont le pH est proche de 8 ce KH=Ca est insoluble parce que la liaison "=" entre les deux résiste à l'eau.
En pratique si on place un morceau de squelette de corail ou un cailloux d'ARM dans le bac ils vont y rester sans s'altérer.

Par contre si on diminue le pH en dessous de 7 alors la liaison "=" se brise, les éléments se séparent en KH- et Ca+
Les signes + et - signifient qu'il s'agit d'ions électrisés ce qui n'a pas d'importance ici; ce qui est fondamental est que ces ions sont solubles.
Par conséquent une fois la liaison brisée le KH=Ca insoluble se sépare en KH- et Ca+ qui peuvent se balader à leur gré, c'est ce qui se passe dans un RAC.
Si par hasard KH- et Ca+ se rencontrent à un endroit où le pH est plus élevé ils vont se combiner à nouveau pour former du KH=Ca insoluble : c'est ce qui se passe au sein des coraux qui construisent ainsi leur squelette.
C'est donc l'idée géniale du RAC qui consiste à rendre soluble un substrat calcaire de même composition que le squelette des coraux afin que ceux-ci disposent dans les proportions exactes de 7,15 ppm de Ca pour 1°KH pour construire leur squelette.

Revenons dans le RAC au moment où la liaison "=" se brise, les éléments se séparent en KH- et Ca+; je lis souvent que
  • Plus le pH est acide, plus on sort du KH au dépend du Ca
    En effet, plus le pH est faible plus grand sera le nombre de KH=Ca dissociés pendant une période donnée,
    on aura donc bien d'avantage de KH-, mais aussi de Ca+ !
  • Plus le débit est faible, plus longtemps l’acidité restera dans le RAC donc ça devrait augmenter le KH
    En effet, à un pH donné, plus l'eau passe lentement donc reste longtemps dans le RAC plus grand sera le nombre de KH=Ca dissociés quand l'eau sort, on aura donc bien d'avantage de KH-, mais aussi de Ca+ !
    A un pH donné un certain nombre de KH=Ca sont dissociés par heure; si on diminue le débit on a toujours le même nombre de KH=Ca dissociés par heure mais il sont dissous dans une plus faible quantité d'eau, le KH est donc plus élevé en sortie de RAC mais la quantité de KH- est la même, celle de Ca+ aussi et toujours de 7,15 ppm de Ca par °KH.
Dans les deux cas je ne vois vraiment pas par quelle magie quand on casse un KH=Ca on pourrait avoir plus de KH- que de Ca+ : c'est un pour un.

Il y a toutefois un effet du débit sur le rapport Ca/KH parce que pour acidifier l'eau du RAC on utilise du CO2
Voici la réaction dans le RAC et dans les coraux, pour les allergiques à la chimie je vais essayer de l'expliquer de façon simplifiée
Réaction simplifiée : KH=Ca + CO2 <==> KH- + Ca+
Cette réaction se déroule de gauche à droite dans le RAC et de droite à gauche dans les coraux
Elle signifie que pour dissocier KH=Ca on a besoin de CO2 : que devient-il ? Il est inclus dans le KH.
Le hic est que pour que la réaction fonctionne dans le RAC on doit acidifier l'eau (diminuer le pH), pour cela on doit donc utiliser plus de CO2 que nécessaire pour la réaction;
ce CO2 excédentaire qui se retrouve dans l'eau du RAC (on doit le renouveler en injectant sans cesse trop de CO2) puis dans le bac ce qui a 2 effets en combinaison avec l'eau du bac
  1. acidification de l'eau du bac;
  2. production de KH.
Si on augmente le débit on gaspille donc davantage de CO2 qui va artificiellement augmenter le KH, le rapport Ca/KH n'est plus de 7,15 ppm de Ca par °KH mais est plus faible,
on a trop de KH, c'est un effet connu du fonctionnement d'un RAC; il n'est par contre pas possible d'avoir trop de Ca.
Il faut toutefois comprendre que cet effet pervers est très limité, du moins si on n'augmente pas le débit à outrance, sachant qu'un débit trop élevé va aussi inutilement acidifier l'eau du bac.

Un RAC bien réglé acidifie peu l'eau du bac et produit peu de KH excédentaire.

Enfin un autre élément influence le rapport Ca/KH qui n'est pas exactement égal à 7,15 ppm de Ca par °KH :
le raisonnement ci-dessus considère que le squelette des coraux et les substrats RAC sont uniquement constitués de carbonate de calcium KH=Ca pur.
Ce n'est pas correct, par exemple l'ARM contient aussi des carbonates de Magnésium et de Strontium, les coraux aussi.
Le RAC produit donc du KH- et du Ca+ mais aussi du KH- et du Mg+ et encore du KH- et du Sr+.
Le rapport Ca/KH dépend donc un peu du pH de dissolution des différents composés et par conséquent aussi du pH dans le RAC.

Il n'en reste pas moins qu'on ne peut pas affirmer que Plus le pH est acide, plus on sort du KH au dépend du Ca, ça peut être moins.
Et encore moins que Plus le débit est faible ... ça devrait augmenter le KH car plus le débit est faible plus le KH diminue.