pompe de brassage pas cher

Les trois fondements techniques de la méthode berlinoise sont l’éclairage, l’écumage et le brassage. La lumière est un sujet vivement débattu, on parle de T°Kelvin, de puissance, de répartition, de lux ou de lumen…. L’écumage, n’en parlons pas, c’est un sujet de dissertations sans fin… Quant au brassage, la mention « X fois le volume du bac par heure » semble suffire. Pourtant, que de problèmes résolus ou évités par un brassage adapté ! Et a chaque fois qu’un débutant à un soucis (ou un amateur confirmé, d’ailleurs !), on lui demande : quel brassage tu as ? Et quand il a tout bien détaillé…on ne sait pas trop quoi en faire…

Je me suis décidé à écrire cet article car je planchais sur la question pour mon propre compte , et je me suis rendu compte que toutes les notes que j’ai prises et toutes les archives que j’ai consultées seraient peut-être ( ?) intéressantes pour d’autre que moi.

Il faut bien s’entendre sur le but de ma démarche : je souhaitais créer une base de calcul qui permette en toute objectivité et assez précisément de comparer les brassage de différents bacs, pour les rapprocher des valeurs de bacs qui tournent bien. Cela, tout en prenant en compte les variables telles que : nature du flux, géométrie du bac, pression de pompe, amplitudes horaires, modifications de sens, largeur des flux, population concernée, impératifs thermiques etc…

I) Les buts et limites du brassage

Reconstituer la nature ?

Si on raisonne en termes d’énergie déployée en comparaison avec le milieu naturel, nos bacs sont des flaques d’eau tranquilles par un jour sans vent. Et ça, même pour ceux d’entre nous qui ont le plus grand nombre de « litres par heure ».

Sans même prendre en compte les courants de marées et les courants locaux, l’énergie déployée par le seul ressac est considérable, et il suffit d’être au bord d’un étang un jour de vent moyen pour s’en convaincre. L’onde de la vague (verticale) quand elle arrive au pied de la berge en pente douce se libère en énergie horizontale : il en résulte un va et vient de la masse d’eau très important et régulier.

Ce va et vient peut se chiffrer en termes d’amplitude ou par de savants calculs en mécanique des fluides : mais on a une vitesse de circulation de l’ensemble de la masse d’eau de 0.5 à 1m par seconde, alternativement dans les deux sens.

RESSAC : Photo trouvée sur le site http://philaparis.free.fr/

Si nous voulons reproduire cette énergie au moyen de pompes habituelles, un bac de 1m étant typiquement un bac de 200 litres, il faut donc un brassage de 200L par seconde, soit 720000 litres heure. Ceci peut etre obtenu en mettant 720 pompes de 1000L/H ou encore 60 turbelles streams de 12000l/h.

Prévoyez également l’implantation du bac directement a coté d’une centrale électrique.

Conclusion N°1 : il est tout a fait absurde de vouloir a tout prix recréer les conditions naturelles lorsqu’on parle de brassage. Cela ne signifie pas que l’observation des lois de la nature et en particuliers des marées ne soit pas une bonne chose. Juste qu’il ne faut pas se faire d’illusions !

Les avantages & Les inconvénients

Il n’est pas si absurde de se demander  » pourquoi brasser ? « . Je me suis posé la question car après tout, savoir  » pourquoi « , c’est déjà avoir une idée de  » comment « . Voici la liste des raisons qui rendent le brassage nécessaire.

Bienfaits :

Sédimentation : en mettant en suspension les sédiments, nous favorisons leur élimination, à la fois en les fractionnant et en leur donnant une opportunité de partir vers la surverse. Cette notion de fractionnement induit tout de suite celle de turbulences. Cette mise en suspension lutte contre trois effets indésirables majeurs :
PO4 l’accumulation des sédiments favorise la formation de PO4.
NO3 L’accumulation de sédiments provoque la formation de NO3
PH l’accumulation de sédiments par l’action combinée des NO3 et des acides organiques provoque la baisse du PH
O2 : l’agitation de l’eau lui permet d’être saturée en O2. Cela a deux grands effets :
Potentiel redox : l’action oxydante de l’oxygène permet aux différentes réactions chimiques de se faire dans de bonnes conditions (en tout cas, dans les conditions que nous désirons)
La respiration : nous pensons bien sur à la respiration des poissons, mais aussi à celle des coraux et des bactéries.
CO2 : chasser le CO2 par une vigoureuse agitation de la surface permet tout à la fois de maintenir le PH élevé en dissociant les éventuelles traces d’acide carbonique, et de ne pas risquer de zones hypoxyques non contrôlées dans le bac (la vitesse de diffusion du CO2 dans l’eau est bien plus élevée que dans l’air).
Apport en Ca+ (et autres minéraux) : on y pense peu, mais pour que nos invertébrés fixes puissent se développer correctement il faut mettre à leur portée les éléments dont ils ont besoin.
Musculation : c’est un fait bien connu que les poissons en milieu agités sont plus musclés et moins gras. Cela ne peut qu’être favorable à leur santé.
Film gras : L’agitation vigoureuse de la surface favorise l’élimination du film gras.

Nourrissage : cette question s’est posée à moi car je suis depuis peu l’heureux hébergeur d’un tubastraea. Les courants apportent un tas de choses à manger (plancton, poissons imprudents, sédiments, particules animales ou végétales…) aux animaux fixés, coraux ahermatypiques, anémones, crustacés fixés (balanes), spirographes, etc. En captivité cette manne n’est pas inépuisable, mais certains animaux répondent aux stimuli du courant pour accepter à manger, au moins les premiers temps. Un autre aspect du nourrissage : on trouve dans  » le récifal D&S  » une description assez détaillée de l’alimentation de certains invertébrés fonction du courant, et pour être plus exact, de la vitesse de circulation de l’eau. Bien que parfaitement inapplicable dans nos bac, cette étude a le mérite de montrer que la vitesse de circulation de l’eau eut influer la performance alimentaire de certains invertébrés, même essentiellement photosynthétiques.
Forme des coraux et matrice pour calcification : les coraux ne déposent pas le carbonate de calcium au hasard et en ordre régulier, sans quoi ils auraient tous exactement la même forme : sphériques, ou oblong avec un déport qui dépendrait exclusivement du courant dominant, comme pour les stalagmites et stalactites. Il fabriquent en réalités des filaments qui servent de matrice sur laquelle se réalise la calcification. Cette matrice est fortement influencée par les courants, et donc, deux clônes du même corail, placés dans des conditions de turbulences différentes, auront des formes différentes. Les formes les plus branchues donc les plus appréciées habituellement sont générées par des courants plus forts.

Algues parasites : on lutte efficacement contre elles grâce a un vigoureux brassage. Il y a plusieurs raisons a cela : celles évoquées au sujet de la sédimentation en particulier : on les prive de ressources. (au moins en partie).
Homogénéiser la température.

Micro-environnement : le fait de fortement agiter l’eau débarasse les invertébrés de leur micro-environnement (une couche d’eau  » grasse  » ou saturée en mucus) qui sans cela les étoufferait. Par la même occasion et dans le même ordre d’idée, cela permet aux coraux mous (sarcophyton) de muer correctement.
Répartition de la lumière : l’agitation de la surface provoque l’effet bien connu des lignes brillantes sur les surfaces immergées. Cela évite la formation de points chauds et aurait ( ?) un effet stroboscopique sur les invertébrés.
Mais il n’y a pas que des avantages à un vigoureux brassage !

Méfaits :

Flux cisaillant : les pompes centrifuges universellement utilisées fonctionnent avec une pression d’eau assez élevée, et des vélocité initiales (C’est à dire, à la sortie de la pompe) très élevées également. Ces deux phénomènes associés provoquent un effet de contre courant très localisé qu’on appelle  » flux cisaillant « , car le courant généré par la pompe de A vers B provoque par dépression un courant équivalent de B vers A. Un corail placé au mauvais endroit subit donc deux courant violents et opposés en deux points de son squelette, ce qui peut conduire a l’arrachement du tissu.
Sable : difficile de garder le sable en place avec beaucoup de brassage! Les projections de sable gênent les anémones, les fungias et autres coraux libres placés sur le fond, mettent à jour le fond de la cuve, projettent dans les airs (si j’ose dire) les animalcules qui vivent dans le substrat…

Chutes : Un courant trop fort provoque la chute intempestive et répétée des boutures et des bénitiers avant leurs fixations, ce qui pose des problèmes à répétitions à chaque introduction de nouveaux invertébrés.
Bruit: et enfin le bruit des vagues est une entrave réelle a une augmentation significative du CAF domestique…
Elévation de la température : les pompes sont pour ainsi dire refroidies par eau, et l’efficacité des moteurs magnétiques n’est en réalité pas très élevée. Par exemple, une pompe de 1000L/H en théorie consomme typiquement 14W, dont seuls 5 à 8 (soit 40%) sont convertis en mouvement d’eau, le reste étant dispersé en chaleur dans le bac. Avoir une demi douzaine de ces pompes dans un bac est donc semblable à avoir une résistance de 30 watts branchée 24/7/365. cet effet peut sembler négligeable au regard de la chaleur dispersée par les HQI, mais à l’époque des grosses chaleurs c’est un facteur sensible !

Conclusion N°2 : Il y a bien plus d’avantages que d’inconvénients à un fort brassage !

Des normes bancales.

Parler de  » normes  » est une hérésie obligatoire. Bon, je les cite tout de même car elles sont standardisées et donnent une idée initiale, mais vraiment je n’aime pas beaucoup cette approche. Nous allons voir que définir l’équipement idéal n’est pas possiblement définissable par une fraction du genre : X volume du bac/heure.

 » Pour un bac….on compte ….

Bac à poissons : 5 fois le volume du bac par heure.

Bac à coraux mous ou LPS : 8 à 12 fois

Bacs à coraux durs sps : plus de 20 fois.  »

Personne ne parle jamais des bacs à anémones, vous avez remarqué ? Ca fait trop mal, j’imagine…

Par ailleurs, cette façon de décrire le problème est très incomplète puisqu’elle ne tient pas compte de la répartition géométrique des courants, ni de leur variation (un facteur pourtant essentiel)

Allez, un exemple concret !

…un bac de 250 litres avec décantation inférieure de 50 litres, peuplé de quelques pomacentridés, de quelques mous branchus tels que clavularia ou sinularias, de quelques sarcophyton, avec en pièce maitresse un bel euphylla, doit être brassé à environ 3000 litres par heure, si on s’en tient à la formule traditionnelle : bac pour mous ou LPS, 10-15 fois le volume du bac par heure.

Et tout de suite nous touchons aux limites de ce genre de normes. En effets, si ce bac est équipé de 3 pompes de 1000L/H, et que son propriétaire est consciencieux, il ne manquera pas de remarquer que les courants, trop réguliers, provoquent la formation de zones  » mortes  » où la sédimentation est importante. Alors il voudra mettre ses pompes sur programmateur pour générer des courants variables et des turbulences, mais il va s’apercevoir que quand toutes les pompes ne fonctionnent pas, son brassage est trop faible…d’ou une nécessité de multiplier les pompes…d’en mettre, disons, 5, pour en avoir toujours entre 1 et 4 en fonctionnement, voire 0 au moment de nourrir…

Et là, une question se pose : avec 5 pompes de 1000 litres/heure, quel est le brassage de son bac ?

5000/250 = 20 fois ?

Probablement pas…il est parfaitement clair qu’un norme chiffrée est incapable de rendre compte de la réalité du brassage. Et encore, cela ne vaut que pour les flux  » laminaires « , et ne tiens pas compte des flux pendulaires (ressac) ni des turbulences.

D’autant qu’on peut ajouter quelques questions sournoises et pas si évidentes :

Faut-il compter le volume brut ou net de la cuve, c’est à dire son encombrement ou son volume d’eau ? Déduit-on alors le volume du décor ?
Faut-il compter le débit nominal des pompes (constructeur) ou le débit réel (mesurable) ?
Faut-il inclure ou non la pompe de remontée dans le calcul total ?
Faut-il ou non inclure le volume de la décantation dans le volume total ?
Compte-t on le total de l’équipement (dans notre exemple, 20 fois), le maximum en service (ici, 16 fois), le mininum ( 4 fois), ou une moyenne {[(1+4)/2]* 1000} / 250 = 10 fois ?
On note ainsi que le dernier calcul est celui qui se rapproche le plus de la réalité telle que nous la  » ressentons « , c’est donc peut-être là une approche empirique acceptable.

Ce sont ces questions (de débutant, peut-être) qui m’ont servi de fil conducteur. Pour anecdotiques qu’elles puissent sembler, elles entraînent de vraies variations qui m’ont troublé –comme elles troubleront tout débutant un peu consciencieux d’ailleurs. Par exemple, toujours avec le même bac :

On peut prendre en compte les valeurs constructeurs pour la totalité de l’équipement et le volume d’eau net du bac, soit 5000L/H pour 180 L, ou un brassage de 28 fois, très correct ! au regard des  » normes  » classiques.
On peut prendre les valeurs mesurables des pompes (au moins 20% plus basses), le nombre moyen de pompes en fonctionnement et le volume total brut + décantation, soit 2000 L/H pour 300L ou un brassage de moins de 7 fois….
On parle bien du même bac ! Alors, les habitués vont hausser les épaules en disant :  » le bon brassage, c’est quand il y en a assez !  » ce qui n’aidera pas les novices !

Conclusion N°3 : il n’y a pas de norme, seulement des règles générales. Débrouillez-vous avec !

II) Le matériel, comparaison et performances

Il faut noter que le matériel diffère selon le type de flux que l’on veut mettre en œuvre. Les trois flux fondamentaux, pendulaires, laminaires ou turbulents, ne seront pas obtenus de la même façon.

Les flux laminaires sont les plus simples à générer. N’importe quelle tête motrice fait l’affaire. Ces têtes motrices sont de deux types : centrifuges ou profilées et fonctionnent sur deux systèmes électriques : synchrones ou asynchrones.

Dans le premier cas, elles tournent toutes à la même vitesse, car leur vitesse ne dépend que de la fréquence du courant électrique, soit 50 changement de sens par seconde, ou 50*60s= 3000 tours par minute. Le sens de rotation de la pompe est aléatoire, il dépend du sens du courant au moment où la pompe est mise sous tension. Cela oblige à avoir une  » hélice  » qui est tout, sauf une hélice puisqu’elle doit être symétrique pour être aussi efficace dans les deux sens. Cela explique à la fois pourquoi ce sont toujours des pompes centrifuges (la pression de sortie est déterminée par la force centrifuge imprimée par le rotor, et de débit de la pompe ne dépend donc que de la taille du rotor corrélée a la puissance du bobinage, ou  » stator « ) et pourquoi leur rendement est si bas : à chaque changement de sens du courant, une séquence électrique sur deux ne participe pas à la rotation de l’hélice, donc le rendement est par définition inférieur à 50%. NB : En plus, l’autre séquence électrique est dispersée en chaleur. Elles ont cependant l’avantage d’être très bon marché, très robustes (car dépendant d’une technologie éprouvée depuis des dizaines d’années), peut encombrantes, et de fournir une pression d’eau élevée, ce qui est intéressant pour en faire des pompes de relevage.

L’autre type de pompe, les pompes électroniques asynchrones (c’est à dire non synchronisées avec le sens du courant) sont beaucoup plus efficaces, pour les mêmes raisons : le courant est passé par un genre de transfo qui  » redresse  » le courant , l’hélice qui tourne toujours dans le même sens peut avoir un vrai profil d’hélice et donc ne pas être centrifuge, et la puissance utile est en fin de compte bien plus basse donc l’effet calorifique plus faible. Techniquement plus abouties elles sont aussi beaucoup plus chères à l’achat et un peu encombrantes. Il faut préciser que si on fait un comparatif en terme de prix d’achat et de débit fourni, elles sont assez intéressantes, d’autant plus qu’elles consomment beaucoup moins et qu’elle peuvent éviter l’acquisition d’un groupe froid.

Les flux pendulaires sont les flux les plus typiques du milieu marin, et aussi les plus difficiles à imiter. Ils nécessitent la mise en place de systèmes à houle difficiles à réaliser. Pourtant, quoi de plus beau que de voir se balancer en cadence tous les mous et les gorgones ? Les systèmes du type boite à vagues, bien conçus, permettent en principe d’arriver à ce même résultat, mais en pratique, on obtient plus facilement beaucoup d’éclaboussures et des sytèmes grippés par le sel qu’une vraie houle. Autre inconvénient : la surface du bac étant soumise a des variations de plusieurs centimètres, l’aspiration par les systèmes de siphon peux devenir techniquement difficile a gérer (désamorçage intempestif), et par l’aspiration par les surverses peut devenir bruyante (amorçage et arrêt en cycle permanent).

Les turbulences ne sont pas si difficiles a réaliser, il suffit d’un peu d’imagination et de quelques petites pompes montées sur programmateur ménager. Les courants changeant induits vont générer des turbulences au sein du bac. Une options simple à mettre en œuvre pour lutter contre les zones mortes… Une seule boite à vague bien conçue peut aussi générer beaucoup de turbulences, ce qui est très apprécié par un grand nombre d’organismes.

A) Distribuer la puissance

Les calculs

Données brutes ou nettes ?

J’ai fini par donner la préférence aux données nettes, parce que mon but était de trouver un moyen de synthétiser en chiffres la réalité de mon brassage. Pour refléter la réalité, il y aura bien d’autres sources d’incertitude ou d’imprécision, inutile en plus de partir sur de données arbitraire.

Donc les valeurs qui me servent de base sont les volumes net d’eau, comptant la décantation si elle est externe, et déduisant les volumes  » perdus « , décors et pierres. Je mets la décantation avec, car si je me réfère à mes objectifs de brassage, il y a les équilibres gazeux, et sous cet angle, la décantation est concernée.

Dans le même esprit, je ne compte pas les valeurs nominales des pompes, mais bien les valeurs mesurables, et partant de là, je suis bien forcé d’y inclure le débit de la pompe de remontée, à sa valeur mesurée là encore.

Toutes les pompes ne fonctionnant pas en même temps, les estimations seront pondérées au pro rata du temps de mise en service ; et beaucoup d’animaux n’aimant pas que les courants calmes ou forts, mais bien les changement de courants, le calcul ne sera pas fait à l’heure mais par jour.

La géométrie du bac joue aussi son rôle. Un bac de 100*60*60 a le même volume (360 litres bruts) qu’un bac de 120*60*50. Leurs proportions respectives sont pourtant très différentes et si de plus, le premier a un décor pyramidal central et le second un mur compact contre le fond, il est clair que le brassage ne pourra pas être organisés de la même façon, ne serait-ce que parce que le bac en longueur demandera théoriquement une pompe avec une vitesse initiale plus élevée pour que le flux se maintienne sur la longueur ; à moins de prendre au contraire des pompes à grand débit mais à grosse sortie ou des pompes munies d’élargisseurs de flux.

De plus, si leurs volumes bruts sont identiques, par contre leurs volumes nets sont différents : si les deux bacs sont remplis jusqu’à 10 cm du bord du bac, le premier contient : 100*60*50 = 300 litres d’eau, le second 120*60*40 = 288 litres.

Vélocité

Il faut tenir compte aussi que, à débit égal, la pompe qui a la vitesse d’expulsion initiale (vélocité) la plus faible est celle qui brasse le plus, car elle déplace un front d’eau plus vaste et évite les phénomènes de cisaillements. La vélocité de ce point de vue, peut être considérée comme le rapport entre le débit de la pompe et le diamètre de la buse de sortie. A débit égal, plus la buse est large, plus le front d’eau déplacé est vaste. Donc le volume d’eau déplacé dans l’axe de la pompe est plus grand. (C’est un raccourci… !)

Concrètement cela signifie qu’au lieu de mettre une pompe de 2000L/H dans un angle d’un bac de plus de 100 cm ou 120 cm, il vaut mieux mettre deux pompes de 1000L/H, une dans un angle et l’autre au milieu, toutes deux orientées dans le meme sens et idéalement dotées d’élargisseurs de flux. Autrement dit, la solution B est bien plus efficace que la solution A, bien que le débit total soit semblable. Car pour le même débit, on bénéficiera de la surface cumulée des deux buses et donc, un front d’eau double. On peut encore améliorer cette performance totale en veillant a mettre les deux pompes à deux hauteur différentes, par exemple, une à 1/3 de hauteur depuis le fond, l’autre à 1/3 de hauteur depuis la surface. (Pour bricoler des élargisseurs pour vos pompes, regardez à la fin de l’article dans les liens, section bricolage.)

Le rendement, à débit théorique égal, sera très supérieur, on peut même dire que l’efficacité de brassage est inversement proportionnelle à la vélocité de la pompe.

La vélocité initiale des pompes centrifuge est à peu près constante. Je l’ai mesurée sur les 5 ou 6 modèles les plus courants et on arrive toujours aux environs approximatifs de 80 cm par seconde (mesures multiples faites à 30cm des buses, et sur un mètre). Toute fois, le flux n’est pas cohérent mais conique, et bordé de fortes turbulences. La forme du cône et par suite, la vitesse de circulation, varient en fonction de la forme de la buse, de son diamètre initial et de la pression dans la pompe. Les pompes dont la vélocité initiale est la plus élevée ont par définition les cônes de  » souffle  » les plus étroits. Le brassage de l’eau, c’est en un sens le volume d’eau déplacé, c’est à dire, le volume de ce cône divisé par unité de temps. Il faut prendre conscience que d’un point de vue mécanique, le déplacement d’eau n’est pas relatif à la vitesse de circulation de l’eau mais au volume concerné, ce qui est bien différent !

Conclusion N°4 : Dans l’appréciation de la performance de chaque pompe, les pompes munie d’élargisseurs de flux ou à sortie large, pour un débit équivalent, sont plus efficaces, car elles génèrent moins de turbulences et plus de courants.

Le diamètre de la buse varie d’un modèle à l’autre. la plus étroite est peut-être celle de la maxi-jet : 9 mm de diam, et une des plus large celle des pompes Resun avec des buses de pres de 20 mm. Il n’y a là aucun jugement de valeur, car si on rapproche ces surfaces de buses des débits des pompes, on obtiens des fractions tres proches :

MJ750 : diam 9 mm = surface 63 mm² pour 750L/H (11.9/1)

MJ1000 : diam 9 mm = surface 63 mm² pour 1000L/H (15.5/1)

802 hagen : diam 15 mm = surface 176 mm² pour 2000 L/H (11.5/1)

802 hagen : en configuration d’origine 1500L/H (8.5/1)

Resun sp 9000 : diam 20 mm = surface 314 mm² pour 3500L/H (11/1)

Il faut comprendre que cette fraction qui ne couvre aucune réalité physique ne fait qu’illustrer de la façon la plus simple la vélocité des pompes. Plus la valeur obtenue est proche de 0/1, plus la vitesse d’expulsion est basse, plus la valeur obtenue est éloignée de 0/1 (5/1, 12/1 etc.) plus la vitesse d’expulsion de l’eau est élevée, donc susceptible d’engendrer des phénomènes de cisaillement. Une plage de valeur favorable est 4/1 à 7/1. C’est une plage favorable, ce qui veut dire un compromis : pas une valeur cible.

La 802 dans sa configuration initiale propose donc un débit par unité de surface un peu plus faible – c’est à dire une vélocité plus basse. Mais son encombrement et sa consommation électrique ne sont pas proportionnelle à ses concurrentes : par contre, nous verrons tout a l’heure que correctement utilisée elle rivalise avec des modèles bien plus prestigieux, tels que les Streams. Ce qui en termes de performances remet approximativement les compteurs à Zéro.

Si maintenant nous bricolons pour la maxijet un élargisseur de flux de sortie 32 mm ( section de pvc ) nous avons donc un sortie réelle (intérieure) de 28 mm. C’est à dire une surface de 615 mm², et un ratio de 1.6/1. Edifiant ! A débit égal (1000L/H) la vitesse de circulation est réduite par 10, car le front d’eau est 10 fois plus important. Ce qui revient à dire que sur une zone donnée de la circulation d’eau induite par cette pompe, le déplacement d’eau est 10 fois plus important.

NB : il ne faut pas descendre en dessous d’un ratio de 3.5/1, faute de quoi le brassage n’est plus suffisant pour arracher les sédiments aux pierres, d’ou la fourchette favorable évoquée de 4/1 à 7/1.

Adaptons cet élargisseur de flux à une pompe Hagen 802 modifiée à 2000L/H (pour les détails de la modification, voir les liens, section bricolage )

On a 2000L pour 615 mm² soit un ratio de 3.25/1. Comparons avec un autre modèle très connu :

Tunze 6080 : diam 50 mm = surface 1962mm² pour 8500L/H> ratio 4.3/1

Pas si ridicule, le montage ! Evidemment la Stream consomme 15W (contre 21 pour la 802) pour un débit 4 fois supérieur. Et elle prend moins de place que 4 pompes 802 ! Elle vaut aussi 4 fois le prix d’achat. Mais on peut se demander si il ne vaut pas mieux avoir 4 pompes de 2000 L/H à flux élargis que 1 de 8000L, si cela permet par ailleurs de faire varier les courants via des programmateurs. C’est une question de conception personnelle est d’importance accordée à la consommation électrique.

On note aussi que les pompes streams, considérées comme une référence (je n’ai pas d’actions chez Tunze) ont un débit dont le ratio est environ 4.3/1 . On peut encore baisser un peu (disons 4/1) mais en deça, la vitesse de circulation de l’eau n’est plus suffisante pour assurer l’arrachage des sédiments aux pierres vivantes ou un massage suffisant de polypes.

Cette limite définit en même temps la limite de portée d’une pompe : étant donné que le cône va en s’élargissant et que donc le ratio tombe avec la distance, on a donc une distance mini et maxi d’usage. Avec un ratio initial compris entre 4/1 et 12/1 (je vous passe le détail des calculs) on a une portée de 10 cm à 40 cm par 100 litres de débit. (une stream de 12000 perd donc toute influence sensible après 3 mètres de course, ce qui fait déjà un beau bac !, une 6080 de 8500L/H porte à 2 mètres, une 802 boostée avec élargisseur porte à 1.2 mètres etc.)

Globalement, il ne faut rien mettre dans le champs de la pompe à moins de 20 cm de la buse, large ou pas.

Ces considérations assez simples montrent de façon catégorique l’impact de la géométrie de l’aquarium sur la conception du brassage.

En effet, le cône de souffle d’une pompe de brassage couvre par définition une surface plus vaste à une distance plus grande : si l’ouverture est de 45°, le diamètre du cercle balayé par la pompe augmente de moitié quand la distance double, et sa surface augmente par 4 (puisque la surface d’un disque est égale au carré du rayon par Pi). Donc la vélocité en un point donné diminue d’autant. Autrement dit, quand on double la distance, on diminue grandement la vitesse de circulation mesurable.

Conclusion N°5 : Plus une pompe est loin plus elle est efficace !!! (dans la limite de sa portée…)

Si on considère que la surface de la buse double (et que donc la vélocité diminue de moitié) à chaque fois que son diamètre augmente de moité, on peut dire arbitrairement qu’une même pompe est moitié plus efficace avec un élargisseur de flux (En réalité, la différence est bien plus importante ! Passer de 9 mm à 28 mm rend une pompe 10 fois plus performante !). Dans les estimations qui vont suivre, pour rendre compte de cette différence, j’ai instauré deux coefficients , 0.8 et 1.2 (car 1.2 est moitié plus grand que 0.8). Les élargisseurs de flux qui montrent ici tout leur intêret doivent cependant être limités : car si ils sont trop larges, le courant qui sort de la pompe est réparti sur une grande surface et n’a plus aucune puissance. Une série de calcul sur cette idée montre que, en gros, les buses commerciales sont généralement moitiè trop petites. Je par donc sur l’idée de les doubler (pour arriver systématiquement a des vélocités exprimables par 5/1 à 7/1). De ce fait, une pompe  » kitée  » est moitié plus efficace qu’une pompe en version d’origine.

Une formule de calcul…

j’ai fini par mettre au point une formule de calcul  » pondérée « . Je vous en livre la formule, les tenants et aboutissants étant les réflexions précitées.

J’appelle A, B, C, D etc. chacune des pompes en service.

Et a, b, c, d etc. leurs débits réels. Faute de pouvoir le mesurer séparément, on peut considérer que le débit réel est 20% plus faible que le débit nominal fabricant.

T est le nombre d’heure de fonctionnement par jour. Ainsi, TA= 12 signifie que la pompe A fonctionne 12 heures par jour, en une fois, deux fois 6heures, ou 3 fois 4 heures, aucune importance.

Et si a = 1000 litres/heures (réels) alors Ta = 12000.

Arbitrairement, je compte en plus un coef (que j’appelle !)de 0.8 pour les pompes sans élargisseurs de flux et un coef (que j’appelle ?) de 1.2 pour les pompes avec élargisseurs ou sortie large.

Exemple :

A est une maxi-jet 1000. Je l’ai mesurée à 880 l/H et elle n’a pas d’élargisseur de flux ; elle fonctionne de 12 heures à 18 heures.

elle compte donc pour a !=880*0.8 soit 704, et donc Ta = 4224.

Je peux maintenant apprécier l’IMPORTANCE de mon brassage. En faisant simplement (si j’ose dire…)

(Ta ?!+Tb ?!+Tc ?!+…Tx ?!) / 24 = brassage.

Indice de brassage

Le chiffre que j’obtiens est une valeur fictive qui correspond en gros a un brassage horaire moyen. En rapprochant cette valeur du volume d’eau net, on a une estimation d’énergie hydraulique dégagée, un indice de 0 à 1, en faisant Brassage / (volume net * 100).

Pour savoir quoi faire de cette valeur, je me suis amusé à faire le calcul pour une trentaine de bac pour lesquels j’avais les infos nécessaires !

Et voilà les moyennes obtenues (j’ai sélectionné des bacs de belle apparence et qui pourraient évidemment servir de modèles…)

Bac à poissons : 0.08 (min : 0.06, max : 0.14)

Bac à coraux mous, lps : 0.16 (min : 0.10, max : 0.21)

Bac à sps : 0.24 (min : 0.18, max : 0.42)

Il faut bien comprendre que ce n’est pas une valeur en soi, mais juste une moyenne rapprochée de bacs réussis.

Cela signifie que si vous avez un bac à poissons et que votre calcul vous indique 0.10, vous avez un brassage comparable à celui de bacs qui fonctionnent bien et que donc, vos éventuels soucis ne viennent pas nécessairement de là. Ou que si vous avez 0.17 en récifal strict, vous êtes sous-brassés, soit que vos pompes ne tournent pas assez dans la journée, soit qu’elles sont mal répartie, soit que vous n’avez pas la puissance nécessaire.

Inversement, si vous avez 0.35 en bac à coraux mous, vous chauffez probablement inutilement votre eau…

Exemple : mon bac.

150*50*60, 70 kg de pierres en tout, décant de 96 litres à demi pleine. Décor pyramidal.

A : Stream 6080 de 23h à 7h, de 11h à 19h

B : Hagen 802 de 23h à 7 h, de 11 à 19 h

C : Hagen 802 de 5h à 13 h, de 18 à 19 h, de 20h à 1 h

D & E: 2 maxi jet 1000 de 5h à 13 h, de 18 à 19 h, de 20h à 1 h

F : Resun sp 9000, 24/24.

A : fabricant, 8500L/H, impossible a mesurer elle compte pour A=8500 – 20% et a= A ? car c’est une sortie large. Donc a ? = 8160. Ta = 8160*16 = 130560

B : fabricant 1500L/H, mais elles sont boostées (voir les liens) et mesurées a 1900L/H. b ! = 1520, et Tb = 1520*16 = 24320

C : Tc = 1520*13 = 19760

D&E : fabricant 1000L/H mesurée à 880 litres flux étroit soit d ! et e ! = 704 et Td et Te = 704*13 = 9152

F : donnée fabricant =3500, utilisée en pompe de relevage elle est mesurée à 2400 l/H. Pas de ! ni ? car son flux et moyen (tuyau de 24) f=2500 et Tf=2500*24 = 60000.

(Ta+Tb+Tc+Td+Te+Tf ) / 24 = 252944 / 24 = 10539.

10539 à rapprocher du volume d’eau de l’aquarium, soit (150*52*50) + (80*30*20) – 40litres (pierres + sable etc…) = 390+ 45 – 40 = 395 litres.

Mon brassage, c’est à dire l’énergie hydraulique totale distribuée sur une période quelconque, est donc de 10539 / (395 *100) ou environ 0.27 Je suis donc dans la bonne moyenne d’indice des bacs qui marchent bien…(fourchette 0.18 à 0.42, moyenne 0.24)

Il suffit alors de préciser le mode temporel de fonctionnement (pulsé, marée…) et le nombre de variation pour avoir une vraie idée du brassage. Dans mon cas, il y a 8 changements par jour, qui sont organisés en marées (approximatives) :

Je pourrais donc définir l’organisation de mon brassage comme étant  » des marées de 8*0.27  » ce qui me semble avoir beaucoup plus de sens que de dire 17500L pour 450 litres. Cette deuxième expression est toutefois tellement plus simple ! Mais cela n’empèche pas de se poser la question  » pour soi « .

Applications pratiques

Si vous trouvez que votre bac sédimente un peu, que vos coraux ne sont pas assez stimulés, inutiles de vous précipiter pour acheter des pompes ! N’oubliez pas que la consommation électrique augmente avec l’équipement et que par suite, la tempèrature moyenne augmente aussi. La concentration maximale en gaz dissous baissant avec la température, l’effet obtenu pourrait bien être négatif. Surtout si vous blessez vos coraux à force de multiplier les sorties d’eau étroites. Ce qu’il faut, c’est optimiser l’efficacité de chaque pompe prise séparément. Bricolez lui un élargisseur de flux et augmentez si c’est possible son amplitude horaire. Ne perdez pas de vue que pour la plupart des animaux et aussi pour lutter contre la sédimentation les changements de courants sont aussi importants que leur puissance. Or en augmentant la puissance vous n’influez que peu sur les trajets empruntés par l’eau, il faut donc mieux modifier les plages horaires.
Refaites votre calcul et si vous tombez dans des valeurs qui vous conviennent mieux, attendez quelques jours, vous allez sûrement constater une amélioration !

Dans un bac plus court qu’un plus long à volume égal, pour la même pompe, la formation du cône de circulation sera plus réduite. Le volume d’eau brassé sera donc plus faible. Autrement dit pour brasser correctement un bac  » trapu  » il faut soit plus de pompes avec moins de débit, soit des pompes avec des flux plus larges.
De la même façon, il est inutile de vouloir élargir le flux des pompes de tres faible débit (Mj 750 et même 1000) car on voit que le ration tombe de suite à moins de 2/1, auquel cas la vitesse de circulation n’est plus suffisante pour avoir un effet sur le bac. Autrement dit, si votre fourchette de brassage est trop faible (par exemple, 0.15 pour un bac de lps avec quelques sps) et que vous n’êtes équipés que de ce modèle de pompes, vous ne pouvez pas modifier leur implantation pour améliorer la question : il faudra les faire fonctionner lus longtemps. Et si les cycles de fonctionnement sont déjà bien pensés, alors il faudra envisager de modifier l’équipement.
Dans un bac plus long, la formation du cône sera favorisée, et on peut donc avoir des pompes avec un débit plus élevé ou des flux plus étroits.
Durant les fortes chaleurs, pour économiser de l’énergie, il est possible de repenser l’efficacité de chaque pompe, avec le secret espoir de pouvoir consommer moins ET brasser plus.
Attention : cela ne signifie pas qu’on peut orienter le flux sur les animaux ! Nous parlons bien de mise en rotation du volant d’inertie.

B) distribuer les flux dans le temps

Systèmes à vagues ou à marées

Il ressort des comparaisons que j’ai pu mener que non seulement les aquariophiles en général s’appliquent à créer des brassages changeant mais qu’en plus, ils s’appliquent à reproduire les courants de marées et la baisse du ressac nocturne.

Clairement on a deux types d’implantation bien distincts qui se dégagent.

Les systèmes basés sur les vagues.

Les systèmes basés sur les marés.

Le premier système (vagues) est basé sur un jeu de pompes électroniques de fortes puissances controllées par un  » pulseur  » qui permet de créér des ondes de pressions telles qu’il se forme des  » vagues  » dans le bac. Ce système d’après ceux qui le possède présente deux avantages majeurs : d’abord, il est très naturel, et agite tres bien les invertébrés. Ensuite il offre des options de décorations amplifiées par le peu de matériel présent dans l’eau. D’autre part, les marques les plus connues qui proposent ce genre de produits proposent des options pratiques, telles que la pause repas ou le calme nocturne. Toutefois, j’insiste sur le fait que, indépendamment de la qualité du brassage qui est indéniable, ces systèmes  » pulsés  » sont abusivement appelés  » à vagues « . Une vague est une onde verticale : le pulseur provoque une onde horizontale. A l’aplomb d’une vague  » éolienne « , le mouvement d’eau est pendulaire, dans le flux d’une vague pulsé, il est laminaire intermittent. Les pulsations sont réglées habituellement entre 5 et 15 secondes, les maxis de puissances à 100% et les mini à 30 %.

Les systèmes basés sur les marées ne nécessitent pas de pompes électroniques. Des programmateurs ménagers pilotant des pompes classiques sont suffisants, puisqu’il s’agit de faire fonctionner deux jeux de pompes opposées alternativement sur des plages d’environ 6 heures. Ce système est très simple a mettre en œuvre sur un plan électrique, et peu coûteux : mais pour être efficace, il doit être mis en œuvre dans des aquariums dont le décors permet la rotation de la masse d’eau dans un sens puis dans l’autre. Les bacs dont la décoration est faite d’un mur contre le fond sont donc exclus. Ce qui est bien dommage puisque une grande majorité de bacs sont ainsi décorés.

Presque toujours, des petites pompes ont été ajoutées pour répondre à des besoins spécifiques, comme une sédimentation excessive et localisée, un animal particulièrement exigeant, un filtre rapide….Elles fonctionnent habituellement en continu 24/7/365.

Les systèmes à flux continus. Je ne peux pas ne pas les évoquer. Dans ces bacs, toutes les pompes fonctionnent en permanence. Coïncidence ? Parmi tous ceux qui m’ont fait part de leur expérience, il n’y a que dans ces bacs que j’ai entendu parler de problèmes récurrents (cyanos et gelée brune.)

Changements de sens

Dans les deux cas, un des critères frappants est le nombre de fois où les courants changent, c’est à dire le nombre total d’allumages et d’extinction des groupes de pompes dans une journée. Il semble qu’il ne doivent pas être inférieur à 6 fois par jour. Certains bacs alimentés exclusivement par le mode  » pulsés  » doivent être considérés comme offrant un très grand nombre de ces changements, mais de faible amplitude ; le résultat final est le même bien que la conception soit différente. D’autres bacs très réussis sont brassés par un grand nombre de pompes de petites ou moyennes puissances (jusque 1500 litres/heure) dont une partie au moins est pilotée par un programmateur électronique ménager offrant une option  » aléatoire « . Il y a unanimité sur ce système très peu coûteux, parfaitement fiable et très efficace en termes de variabilité des courants (donc pour la lutte contre la sédimentation).

Pause déjeuner !

La coupure totale des pompes pour le temps de distribution est souvent évoqué.

Pendant fort longtemps, je m’y suis refusé, mais comme une partie de mes interlocuteurs, j’ai fini par y venir, tout simplement parce que l’agitation de la surface m’empêchait de profiter pleinement de la vue par le dessus de l’aquarium. Je reste convaincu que pour le nourrissage proprement dit, c’est inutile. A priori, environ la moitié des aquariophiles coupent le brassage pour nourrir, mais seuls quelques uns pensent que c’est indispensable.

Je note que pour nourrir les tubastraea également, c’est bien pratique : l’interruption du courant à heure fixe lui permet de caler son horloge efficacement et de s’ouvrir en grand pour bien profiter du repas. L’absence de courant facilite aussi les opérations de distribution à la pipette.

Cette coupure, bien programmée, permet aussi de travailler le CAF domestique, car quand madame rentre, elle n’est pas heurtée par le bruit, et elle peut admirer confortablement les bénitiers ou autres animaux pour lesquels elle a une prédilection (chez moi, les ocellaris, d’ailleurs, elle a un peu la main lourde !)

Pause dodo !

Le brassage est-il moins fort sur le récif la nuit ?

Tous ceux qui ont un contrôleur offrant cette option (baisser l’intensité du brassage la nuit, contrôlé par une cellule photosensible) s’en servent. Il semblent bien qu’un ensemble de phénomènes météorologiques et hydrodynamiques provoque une baisse du ressac durant la nuit, à commencer par la chute du vent. Pourtant, même plus calme, l’agitation induite reste encore des centaines de fois plus énergiques que dans nos bacs. La justification me semble double au bout du compte :

Les animaux perçoivent cette baisse d’activité ; et pour minime qu’elle soit, elle participe à la mise en place de rythme circadiens salutaires surtout pour les invertébrés.
La diminution du bruit de l’eau évite le divorce du propriétaire du bac.
Consommation électrique

Je n’apprendrai a personne que c’est un vrai problème, à la fois à cause de la facture et de l’énergie dispersée dans le bac. J’ai fait la moyenne d’un certain nombre de bacs pour lesquels j’avais les données. En gros, toutes pompes confondues (y compris écumeurs), on consomme 0.3W par litre d’eau. Ceux qui sont équipés de pompes électroniques consomment nettement moins, environ 0.1W par litre. Cela revient a dire que nous avons (tous !) l’équivalent d’un chauffage de à 5 à 15 W par tranche de 100L, en PERMANENCE, 24/7 ! Y compris quand il fait 35°C dans le salon. Pour compenser, on utilise alors par exemple des ventilateurs : mais ce qui est gagné en chaleur se retrouve très exactement sur la note EDF, puisque le ventilo consomme lui aussi. Il semble plus logique a priori de faire en sorte de consommer moins pour une circulation semblable, même si en réalité, la chaleur évacuée est en premier lieu dispensée par l’éclairage.

Ce qu’il faut retenir :

Il est tout a fait absurde de vouloir a tout prix recréer les conditions naturelles lorsqu’on parle de brassage. Cela ne signifie pas que l’observation des lois de la nature et en particuliers des marées ne soit pas une bonne chose. Juste qu’il ne faut pas se faire d’illusions ! Bien que des courants puissants puissent poser problème, il y a bien plus d’avantages que d’inconvénients à un fort brassage !Il n’y a pas de norme, seulement des règles générales. Débrouillez-vous avec ! Dans l’appréciation de la performance de chaque pompe, les pompes munie d’élargisseurs de flux ou à sortie large, pour un débit équivalent, sont plus efficaces, car elles génèrent moins de turbulences et plus de courants ; de ce point de vue, plus on est loin d’une pompe, plus elle est efficace.

Ne vous laissez pas abuser par des chiffres importants. Les chiffres disent ce qu’on veut. Des pompes de 10m cubes par heure, ça ne veut pas dire grand chose, regardez plutot l’usage qui en est fait.

Je le répète (ça va devenir mon cri de guerre) : les animaux vivent dans les aquariums, pas dans les bouquins. Si ça a l’air de bien marcher chez vous, et que ce n’est pas conforme  » aux normes « , c’est pas grave ! Ne changez rien !