RAC, une autre approche


Rac une autre approche
Matériel utilisé en aquariophilie récifa

Il est loin le temps ou le volume des bacs et leur population permettaient de maintenir des paramètres acceptable via l’ajout d’eau de chaux (manuellement ou couplé à l’osomolateur) ainsi que par de simples changements d’eau.   De nos jours bon nombres d’aquariophiles sont amenés à mettre en route des systèmes plus productif mais pas toujours bien maîtrisés. Le RAC couramment appelé réacteur à calcaire est l’un d’entre eux. 


 Sa mise en route, si dans les premiers temps s’avère la solution miracle, peut rapidement se transformer  en une bonne dose de problèmes. Baisse du PH de bac, augmentation du KH, taux de CA bas sont parmi les plus courants.   Après deux années de fonctionnement sur mon bac je me suis également trouvé confronté à quelques uns de ces soucis. Ayant utilisé pas mal de systèmes je me suis mis à les comparer afin comprendre ce qui pouvais bien se passer.   Afin de ne pas compliquer l’histoire je resterais simple et éviterais les classiques formules qu’on lit bien souvent et qui à moins d’être chimiste, biologiste….ne servent pas vraiment à grand-chose pour les néophytes que nous sommes.

Généralité 

Pour commencer, il faut redéfinir le RAC. De son vrai nom Réacteur à Carbonates et non réacteur à calcaire comme on le lit malheureusement bien souvent. Le terme calcaire ne voulant pas dire grand-chose.  Cette erreur d’interprétation étant vraisemblablement la source des problèmes  rencontrés.

Observations ·

1)  Le DAS

Le fameux Dénitrateur Autotrophe sur soufre. La solution miracle aux problèmes de nitrates.  Ce dernier est à la base constitué d’une chambre garnie de souffre. L’eau du bac est envoyée sous faible débit. Le soufre agissant comme « catalyseur » de l’oxygène, on atteints donc un état anaérobie dans la chambre. Le soufre est colonisé par des bactéries anaérobies qui pour respirer pratique la « respiration nitrate » par cette action elles convertissent les nitrates en azote.  Le problème de ce système est du au fait que dans la chambre il y a diminution du PH et à donc un impact sur le PH du bac. Rapidement certains aquariophiles ont utilisé cette particularité afin de concevoir un RAC sans CO². Des chambres remplis d’un substrat calcaire ont étés ajouté en sortie afin de neutraliser l’acidité par dissolution du substrat. Ceci fonctionne à merveille, l’eau de sortie du DAS est effectivement hyper chargé en CA… malheureusement, avec ce système on voit inévitablement le KH du bac tomber et le CA s’envoler ( j’ai personnellement atteins un taux de CA de 900 mg/litre)  Le débit de sortie est très bas. De quelques gouttes à environ 2 à 4 litres par heure (trop rapide il y a risque de production de nitrites) ·

2) Le RAC

Le fonctionnement de c’est appareil est des plus simple (en théorie). Dans une chambre remplie d’un substrat calcaire, l’eau du bac est envoyée. Cette dernière afin de pouvoir dissoudre le substrat est acidifiée via l’ajout de CO². Les paramètres recommandés sont un débit de sortie allant de 2 à 4 litres par heure pour des PH interne compris entre 6,3 et 6,5. Ceci conduisant à des KH en sortie de 30° voire plus pour des taux de CA supérieur de 150 à 200 mg/ litre par rapport au taux d’entrée. Vue sous c’est angle, le RAC semble la solution car maintenant à la fois le KH et le CA. Cependant, en dehors de son effet sur le PH du bac, sont premier problème vient du fait qu’on assiste dans le temps à une monté du KH sans pour autant avoir un CA convenable ( même souvent assez bas) ·

3) Le RAH

L’automatisation de la méthode eau de chaux développée par Peter Wilkens.   L’eau servant à compenser l’évaporation est envoyée dans une chambre ou elle est mélangée à de l’hydroxyde de calcium afin d’obtenir une solution saturée : l’eau de chaux. Cette dernière étant injecté dans le bac.  A pleine saturation, elle contient environ 1,5 gramme d’hydroxyde  par litre. Le PH de l’eau de chaux est compris entre 12,8 et 12,5 pour un taux de CA compris respectivement entre 800 et 400 mg/ litre.  Lors de l’injection, en fonction du CO² dissout dans le bac, il peut y avoir production de carbonates ou de bicarbonates.  Cette particularité est importante car les carbonates bloquent la dissolution du CA et ne donnent pas de pouvoir tampon. Une autre particularité, est que les bicarbonates diminuent dans la même proportion quand les carbonates augmentent.  L’eau de chaux génère aussi un autre problème. Elle tend à précipiter le magnésium en carbonate de magnésium. Une carence en magnésium (qui doit représenter environ 3,20 fois le taux de CA) empêche aussi la dissolution du CA mais pose également des problèmes au niveau du KH  Elle induit aussi du fait de sont PH élevé (si ajouté trop vite, en trop grosse quantité ou dans un faible volume) une précipitation du CA et des phosphates au niveau du point d’injection. ·

4) L’eau de mer

Ben oui difficile de ne pas en parler. Le temps ou étaient prônés des taux de CA de 500 mg et des kh de 12° est révolu (enfin) car avec de tels paramètres,  en dehors de produire une quantité de sédiments incroyables (du à la sur saturation et donc la précipitation) et d’avoir des PH relativement bas (en comparaison du milieu naturel)  ne servaient pas à grand-chose.  Dans le milieu naturel, pour une salinité de 37,5 grammes (de sel sec) les paramètres pour le CA, le KH, le MG et le PH sont respectivement de 410 à 420,  6,5 à 7,5°,  1300 à 1330 et 8,1 à 8,4

L’augmentation du CA et/ou du KH conduit à une baisse du PH afin d’éviter la précipitation. Ceci étant exactement ce qu’on reproduit dans le RAC ou en diminuant le PH on permet l’augmentation du CA et du KH.   Les acteurs étant posés, que fait on de tous ça ?    Pour commencer, j’ai comparé les résultats entre le DAS et le RAC.  Sur le principe, on peut dire que le fonctionnement est identique (à une donnée prés elle arrive…).

Par contre, les résultats eux sont différents.

Dans le DAS, l’eau « percole » en passage unique. C’est-à-dire quelle traverse lentement les charges puis se retrouve dans le bac. Au fur et a mesure de son passage, son PH tends donc à augmenter ainsi que sa concentration en CA  Résultat, forte concentration en CA ( ions libres) mais pas de KH ( carbonates) .Du fait de son PH en sortie et de sa faible teneur en carbonate, peu ou pas de précipitation du CA dissout ce qui entraîne le problème d’augmentation du CA du bac.

Dans le RAC c’est un poil différent. L’eau entre…mais là, avant de la renvoyer dans le bac, on la fait « percoler » plusieurs fois via la pompe du Rac (c’est la fameuse donnée) la même charge tout en la maintenant sous un PH bas. Du coup, l’eau se charge plus en carbonate et moins en CA . Résultat de l’équilibre entre CA, KH et PH mais surtout du fait de l’augmentation des carbonates. Les carbonates bloquent la dissolution du CA (en fait le font précipiter d’où les résidus dans les Rac et les problèmes de colmatage).   Si cela s’arrêtait là les conséquences sur le bac serait négligeable…mais non ! Quand l’eau sortant du rac (PH bas) entre en contact avec l’eau du bac, il y a augmentation brutale du PH. Cette eau étant saturé en carbonate il y donc précipitation du CA apporté et augmentation des carbonate dans le bac ainsi qu’une diminution ou plutôt un gaspillage des bicarbonates. Ceci entraînant l’élévation du KH dans bac sans pour autant avoir une augmentation du taux de CA dans ce dernier.  Le top est qu’une des partie des carbonates servent à neutraliser l’acidité produite par le bac (sinon, le KH du bac s’envolerai) mais précipitent aussi le CA du bac  Dans son fonctionnement, cela revient à dire que le RAC consomme donc une partie de ce qu’il produit mais en plus entraîne  un déséquilibre entre les carbonates et les bicarbonates…et qui dit déséquilibre dit problèmes car ce sont les bicarbonates qui donnent le pouvoir tampon et non les carbonates…d’où le PH à la baisse dans les bac et ce malgré un KH haut.

Avec le RAH on peut se trouver en présence des deux réactions suivantes.

Fabrication de bicarbonates à partir du CO2 dissout :

CO2 + OH- => HCO3-   Cette réaction fabrique du tampon car elle produit du bicarbonate.

Fabrication de carbonates à partir des bicarbonates

HCO3- + OH- => CO32-

Là , il y a bien production de carbonate mais aussi diminution des bicarbonates donc pas de tampon. La première produisant des bicarbonates donc du tampon la seconde des carbonates donc pas de tampon.  Ceci étant fonction du taux de CO² dissout au moment de l’injection (donc du pH du bac) et de la quantité d’eau de chaux ajoutée.   Pour faire court sur ce thème on peut dire que plus le PH du bac est haut plus l’eau de chaux tends à produire des carbonates. Plus il est bas plus elle produit de bicarbonates donc du tampon. C’est ici qu’on retrouve l’intérêt d’injecter l’eau de chaux la nuit quand le PH du bac est au plus bas.

Pour rentabiliser le RAC au maximum, il faudrait donc qu’il apporte du KH mais pas trop d’un coup afin d’éviter la précipitation du CA au contact des ions calcium libre (dissous) ainsi que l’épuisement de la réserve en bicarbonates  A ce stade, il devient clair que les bons vieux réglages sont dépassés ou plutôt mal adaptés mais ils ne sont pas les seuls.

Les substrats le sont aussi.   Pour commencer à ce dissoudre un substrat à base de calcite nécessite un PH de l’ordre de 6,5. Par contre l’aragonite elle commence à se dissoudre des que le PH passe en dessous de 7,5.   Il nous reste encore un point à éclaircir. La quantité d’acide apporté au bac en fonction du PH interne du RAC.  A 7,5 de PH, la quantité d’acide est infime. Par contre cette dernière évolue de façon exponentielle par rapport au PH. Le point critique se situe quand le PH passe en dessous de 6,5 aux abords de 6, la situation devient de par la quantité d’acide déversée incontrôlable.

Pour résumer, avec le RAC on apporte:Beaucoup de Carbonates (élévation du KH et diminution des bicarbonates) Beaucoup de CA (mais il précipite lors de la remonté du PH) Beaucoup d’acide (attaque du tampon et baisse du PH du bac)    Une fois là, il ne reste plus qu’à adapter tout ceci….   Le fait d’augmenter le PH interne fait diminuer le KH en sortie. L’apport en carbonate est moindre ce qui évite de brûler les bicarbonates. Par contre le taux de CA apporté sera lui aussi inférieur cependant, il  précipitera moins.

Partant de ceci, j’ai procédé à quelques modifications au niveau des paramètres du RAC.  Pour commencer changement de substrat  et remplissage à base d’aragonite.

Augmentation du PH interne du RAC pour obtenir un KH de 20°  en sortie (soit une consigne de 6,8 pour le PH interne) sous un débit de 7 litres par heure  Salinité 34,4 gr par litre soit environ 1023 de densité à 25° (inchangé sur toutes les mesures)  Paramètres du bac au départCA 310 KH 15 MG 1220 PH 7,8 à 8,05 en fin de journée   Paramètres à 15 joursCA 340 KH 11 MG 1260 PH 7,8 à 8,18 en fin de journée.

J’ai laissé tourner ainsi durant 2 mois. En effectuant des mesures toutes les semaines. Les paramètres sont restés stables durant toutes la période.  Voulant augmenter le taux de CA, j’ai poussé le débit de sortie à 20 litres par heure  tout en conservant la même consigne de PH interne.   Le KH du RAC est passé de 20° à 11°.

Au niveau bac la réaction à était très rapide. Après 4 jours, les paramètres étaient les suivantCA 460 KH 6 MG 1300 PH 8,05 à 8,38 en fin de journée   Deux jours plus tard, le CA passait au dessus des 500 mais le KH du bac lui était de 4° (ceci confirmant bien la relation entre les deux paramètres).  A ce stade, je suis revenu à mon premier réglage. Après 1 semaine, le KH du bac se retrouvais à 10…par contre il a fallut 26 jours pour que le CA passe en dessous de 380. Durant cette période j’ai noté une forte augmentation de la sédimentation. Le PH lui aussi a baissé et s’est stabilisé entre  7,85 et 8,15.  J’ai laissé tourner 6 semaines et afin de me tranquilliser, j’ai procédé  à deux changements d’eau de 20% durant cette période.

Nouvelle tentative, augmentation du débit à 15 litre par heure  (toujours la même consigne de PH)  1 semaine plus tard, CA 420 KH 7 MG 1280 PH 8,1 à 8,45 en fin de journée    J’ai maintenus ces réglages jusqu’au déménagement du bac soit  durant 8 mois. Pendant tout ce temps, les paramètres sont restés stables. La croissance c’est accélérée sans pour autant que je note une diminution de CA ou de KH.  Un des points intéressants est que les nécroses inexpliquées ont stoppées. A ce stade je pense quelles sont dues soit au déséquilibre entre les carbonates et les bicarbonates  (problème de calcification) soit avec les anciens réglages  (fort KH en sortie) à une carence due à la précipitation d’un ou plusieurs oligo-élément (le potassium par exemple)  lors de la précipitation du calcium.

De plus bien que maintenant leurs couleurs les tissus des SPS sont bien plus épais. Les polypes sont déployés en permanence.   A noter que durant toute cette période, je n’ai pas ajouté de magnésium. Je n’explique la variation que par l’imprécision des tests.  Le fonctionnement du RAH n’a pas été modifié l’eau de chaux est ajouté uniquement quand le PH du bac passe en dessous de 7,90 soit 7,85 en tenant compte de l’hystérésis de la sonde. Au dessus de 7,90 la compensation s’effectue uniquement à l’eau osmosée.  Lors de la mise en route du nouveau bac (août 2006), ayant lors du déménagement réduit les colonies donc la consommation,  j’ai démarré le Rac sous un débit de 20 litres par heure toujours avec les mêmes consignes soit 6,8 pour le PH. Après 3 semaines, je l’ai tout simplement coupé car malgré les 1880 litres d’eau (volume net), Le RAH était amplement suffisant.

Le bac c’est maintenus 3 mois date à laquelle il à été nécessaire de remettre en route le RAC avec un débit de 20 litres par heure pour une consigne de pH de 6,8.   Au fur et à mesure de l’évolution du bac,je rajouterais les modification apportée sur les réglages.  Pour terminer, je tiens à préciser que ce petit exposé ne fait que refléter ma réflexion et n’a en aucun cas la prétention de se substituer aux savantes explications. Les réactions chimiques se produisant dans l’eau de mer étant plus complexe que ces quelques commentaires, ceux qui seraient tenté par l’expérience doivent le faire en connaissance de cause, avec précautions et surtout en évitant les modifications brutales.  Ne jamais perdre de vue que plus le volume du bac augmente et plus ce dernier à d’inertie tant pour les problèmes que pour les corrections.

Fsenegas

 Références:

Règler son réacteur à calcaireAlcalinité,

Saturation et Eau de Chaux

La composition de l’eau de mer naturelle et artificielle

Le réacteur à calcaire

Mise à Jour du 5 Janvier 2009 suivant le type de substrat, (aragonite ou calcialite ) pour l’aragonite debit de sortie = 2 du volume du bac consigne PH de depart 7,3. mesurer le kh sortie du RAC apres 24 h …le but obtenir un KH compris entre 12 et 15° si pas atteinds abaisser la consigne du RAC doucement…laisser 24 h entre chaque manip pour que les parametres interne se stabilisent… ensuite, : pour augmenter le CA dans le bac sans toucher à la consigne pousser le debit à 3 voire 4 % pour augmenter le KH sans toucher à la consigne baisser le debit à 1% pour la calcialith debit de sortie du RAC 1% du volume du bac consigne interne de depart 6,8 pour le reste action identique qu’avec l’aragonite

Posté sur monboutderecif.fr le Samedi 11 septembre 2010 à 12:19:52 par fsenegas
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