L'aération du bassin

De Encyclopedie du Bassin
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Préambule[modifier]

La vie aquatique dans un bassin artificiel nécessite l’étude d’une aération appropriée à la faune et la flore de ce microcosme.

Plutôt que de suivre des idées reçues et multiplier pompes à air, diffuseurs, cascades examinons le pourquoi et le comment d’une aération de bassin.

Un bassin est naturellement oxygéné par sa surface : l’oxygène se diffuse dans l’eau par toutes les interfaces eau/air. Plus la surface entre eau et air est grande, plus le bassin a la capacité à capter l’oxygène de l’air. Ainsi entre deux bassins de volumes égaux, celui possédant la plus grande surface sera le plus dynamique et le plus réceptif.

Le second apport naturel en oxygène d’un bassin, provient de l’activité photosynthétique diurne des algues et des plantes (plantes immergées). En vivier sans plante, le duvet d’algues tapissant les parois du bassin participe aussi à cette activité

Dans un bassin qui ne contient ni algue ni plante aquatique, l’oxygène provient essentiellement d’une diffusion de l’oxygène de l’air dans l’eau. Cette diffusion répond à la loi des gaz et dépend de la pression atmosphérique. En raison de la forte densité de poissons dans les bassins à koïs, il se révèle indispensable d'utiliser des moyens techniques pour maintenir un niveau d'oxygène adéquat.

L'oxygène dissous s’exprime en milligrammes oxygène (O2) par litre d’eau (mg/l). La notion de pourcentage de saturation est également employée, elle indique la quantité d'oxygène contenue dans l’eau proportionnellement à la quantité d'oxygène que l'eau peut contenir à une température déterminée.

Besoins du bassin[modifier]

Forum-Bassin : La surcharge de matière organique entraine la prolifération de bactéries nocives dont la mort entraine la libération de toxines combattu par une dose constante et prolongée d’oxygène.

Les koïs nécessitent une concentration d’oxygène minimale de 4 mg/ litre. Une valeur de saturation (6 à 12 mg/l) peut être obtenue sans trop de difficultés avec un équipement moyen.

La valeur minimale conseillée de 6 mg/litre, peut baisser dans une zone d’inconfort pour les poissons, cela peut dépendre de la température, et est surtout constatée dans les bassins surpeuplés.

Les esturgeons nécessitent un minima de 70% de saturation en oxygène (soit +/- 5,8 mg/litre à 15°).

Les bactéries de la filtration, grandes consommatrices en oxygène, nécessitent de maintenir une valeur minimale d’oxygène dissous de 3 mg/l, pour un taux de nitrification à 100 %.

Avant d’atteindre la concentration létale, une concentration insuffisante présente un problème pour les poissons qui doivent faire un effort pour respirer. La respiration du poisson se fait par diffusion à travers la membrane de l'épithélium (mouvement des branchies). La différence de pression en oxygène entre des deux côtés de la membrane, et la finesse de celle-ci, sont essentielles pour l'absorption d'oxygène.

En cas d’acidose ou d’alcalose, du mucus épaissit cette membrane et entrave cette diffusion d’oxygène. Le poisson souffre, car sa respiration est entravée même si le taux d’oxygène dans le bassin est à saturation. L'eau est pauvre en oxygène: si un litre d'air contient 260 mg d'oxygène (pression atmosphérique de 760 mm Hg), un litre d'eau n’en contient que 11,2 mg à saturation (à 10°), soit près de 23 fois moins.

Facteurs influençant la diffusion de l’oxygène dans l’eau[modifier]

La température est un facteur déterminant, une eau froide est plus riche en oxygène qu’une eau chaude. Plus la température du corps des poissons de nos bassins est élevée, plus ils ont besoin d'oxygène, hors la température de ceux-ci est dépendante de celle de leur milieu.

A défaut d’un contrôleur mesurant l’O2 avec une sonde, vous pouvez avec moins de précision, mesurer ce paramètre avec des tests à gouttes. Pour évaluer le pourcentage de saturation, la valeur mesurée au test à goutte se compare à la valeur maximum que peut contenir l’eau à la température du test.

Le tableau suivant permet ce calcul :

- le test est réalisé à une température (eau) de 22° et le test à goutte indique 8,0 mg/l.

- le tableau indique à 22° une valeur de 8,72 mg/l,

- le pourcentage de saturation est donc : (8,0 / 8,72) x 100 = 91,74 %


Suivi du calcul - Tableau


Suivi du calcul - Graphique


L’agitation et le fractionnement de l’eau influencent la diffusion d’oxygène dans l’eau. En optimisant les échanges gazeux entre l’eau et l’air avec une cascade ou d’autres systèmes, on parvient à améliorer la concentration en oxygène, mais aussi générer des problèmes.

La pression atmosphérique, l’altitude à laquelle est construit le bassin, et la salinité ont également une influence. La solubilité de l'oxygène dans l'eau diminue avec la baisse de la pression atmosphérique et l'augmentation de la salinité. Le sel parfois utilisé par des propriétaires de bassin, plus souvent au Japon, diminue (mais légèrement, vu la faible concentration) la solubilité de l’oxygène dans le bassin. L’influence de ces facteurs restant moindre que celle due à la température.

Les appareils de contrôle de l’oxygène disposent de correctifs pour l’altitude ou la pression atmosphérique et si le capteur est de qualité, il est possible de consulter la valeur O2 en continu, de manière fiable.

Les moyens techniques[modifier]

Outre l’aération du bassin par des bondes avec diffuseurs,
des pompes 80 l/min sont utilisées pour aérer le filtre biologique
(tapis japonais) et assurer le brassage/aération des Hel-X.
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Source : Les Naiades

La diffusion d’air dans l’eau au moyen de pompes à air et diffuseurs est le procédé le plus usité. Les amateurs plus avertis utilisent plutôt des concentrateurs d’oxygène plus répandus dans certains pays.

Un concentrateur injecte dans le bassin de l’oxygène pur, alors que des diffuseurs libèrent dans l’eau…. de l’air, qui ne contient que 21% d’oxygène, et d'autres gaz comme l'azote ! De surcroit ces bulles d’air émises dans le bassin ne sont en contact que très peu de temps avec l’eau, le rendement du transfert n’est donc pas des plus conséquent.

Un bon dispositif doit provoquer un mouvement de convection : placé à la partie la plus profonde, le diffuseur va créer une colonne de fines bulles d’air provoquant un brassage en brisant la stratification thermique et va soulever la masse d’eau du fond, la mettant en contact avec l’air atmosphérique en surface, générant un transfert optimal.

Une cascade est aussi un bon outil d’oxygénation : non par convection mais par le phénomène de fractionnement augmentant fortement l’interface air / eau.

Un concentrateur d’oxygène permet un bon apport d’oxygène, mais il doit être complété par un brassage énergique du bassin.

Les Airlift permettant une circulation d’eau entre la filtration et le bassin présentent un avantage économique mais des pompes à eau restent préférables.

L’influence du CO2[modifier]

Le dioxyde de carbone, gaz présent dans l’eau, provient de la diffusion du CO2 de l’air, et de la respiration des poissons et des autres organismes vivants.

Tout comme l’oxygène, le CO2 de l’air diffuse dans le bassin sous l’influence de sa pression partielle dans l’air selon la loi des gaz. La quantité de CO2 que peut contenir l’eau est limitée par l’état de saturation. La concentration maximale du gaz que peut contenir le bassin dépend de la pression atmosphérique, de la température et aussi de la salinité de l’eau.

La quantité de CO2 dans l’eau issue de l’air est faible, proportionnellement à la quantité générée par la respiration des poissons et des bactéries, surtout dans un vivier à koïs dont la densité de poissons est forte.

En effet, 32 g d’oxygène consommé produit environ 44 g de CO2 !

Le CO2 à une influence sur les poissons, mais aussi sur l’eau du bassin.

Le niveau de CO2 dans l’eau détermine la facilité avec laquelle le poisson peut respirer, une concentration trop élevée dans l’eau entraîne son augmentation également dans le sang du poisson, et en diminue le pH. Cette acidification du pH sanguin diminue la capacité de l’hémoglobine à transporter l’oxygène.

Le dioxyde de carbone se dissous facilement dans l’eau formant de l’acide carbonique lequel a un effet sur le pH. On rencontre peu de problèmes liés au CO2 produit par les poissons, sauf si l’eau du bassin est très douce donc peu ou pas tamponnée. Mais si l’on ajoute la production nocturne émise par les plantes ou les algues, on peut se retrouver avec de gros problèmes de respiration, ceci même si la concentration d’oxygène est correcte. Ce type de problème est observé dans des bassins trop peu brassés.

A l’inverse, en aérant à outrance, le bassin peut se retrouver en déficit de CO2. Le pH sanguin des koïs augmentant, entraine cette fois des problèmes respiratoires, et des irritations à l’ammoniac. Une aération trop brutale entraine un bassin déséquilibré dont le pH s’envole à des valeurs « stratosphériques » ! On observe alors des koïs stressés qui se frottent sur les côtés ou même léthargiques dans les cas plus prononcés.

La concentration d’acide carbonique libre influe directement sur les processus respiratoires et sur l'excrétion ammoniacale des poissons. Le dépassement de la concentration de 20 mg/l peut déjà engendrer une acidose: ceci dépend de la concentration en oxygène, du pH (concentration d’ions d’hydrogène), de la dureté de l'eau (concentration en sels minéraux), du régime alimentaire… Dans les meilleures conditions, une concentration de 50 ou 60 mg/l est toutefois tolérée par les koïs sans problème.

Si le niveau de dioxyde de carbone libre tombe en dessous de 1 mg/l, une alcalose respiratoire et une hypocapnie peuvent alors se produire. Des concentrations de CO2 trop faibles au niveau des branchies limitent le passage de l'oxygène de l'eau dans le sang. Cela entraîne une insuffisance respiratoire, une excrétion limitée d'ammoniac et le gonflement des branchies.

Que faire[modifier]

L’aération du bassin ou de l’étang doit être adaptée selon le type (bassin d’ornement ou bassin de grossissement à koïs).

Pour un bassin ornemental, une cascade et une pompe à air avec un diffuseur de 20 cm suffisent pour un volume d’environ 25 – 30 m3. En été, si la photosynthèse est intense, observez vos poissons et si nécessaire aérer de nuit principalement.

Pour un bassin à koïs, contrôlez pH et CO2 et adaptez les mesures en fonction du type d’eau (douce/dure) du type d’aliment (peu ou très protéiné) : on aura ainsi un contrôle plus poussé sur la respiration et les problèmes liés à l’ammoniac.

Enfin, pour les amateurs de koïs et particulièrement ceux qui présentent des koïs à des concours, contrôlez en sus la concentration d’oxygène en continu puisque c’est, avec la température, le paramètre le plus important (de l’eau !) pour s’assurer d’une belle croissance.

Dans tous les cas :

    • Si vous utilisez un concentrateur d’oxygène, ne sous-estimez pas le brassage du bassin, donc prévoyez une diffusion d’air et/ou prévoyez des refoulements d’eau en profondeur du bassin, seule méthode efficace pour faire bouger la masse d’eau correctement. Réglez votre valeur de consigne sur 6 mg/l, ce qui est bien suffisant pour une bonne digestion des aliments. Inutile de doper le bassin à 8 ou 9 mg/l, car en cas de panne, les koïs subiraient un stress inutile. De plus vous réduirez votre consommation électrique.
    • Si vous souhaitez aménager un vivier à koïs, préférez une circulation d’eau par pompes plutôt que par Airlift : cette méthode n’est pas efficace pour donner du mouvement à toute la masse d’eau dans le bassin et accumulée à une filtration très aérée, crée très souvent un déséquilibre des gaz.
    • Si votre bassin à tendance à la formation d’algues, vérifiez l’évolution quotidienne de votre pH et le cas échéant, modifier le pH pour le faire baisser (les algues filamenteuses se développant moins en eau douce) et / ou traiter sans attendre. Des algues pouvant produire des effets néfastes sur la respiration des poissons.

Notes et références[modifier]

Avec la participation de Francis REIS Les Naiades
Article publié dans le numéro 27 de la revue Bassins de Jardin