Jaubert ou Berlinois ?

JAUBERT OU BERLINOIS ?
Version 1.0 du 10/10/98


Par Fabrice POIRAUD-LAMBERT

Parmi les multiples méthodes de maintenance d'aquariums marins existantes, on ne peut guère à ce jour en retenir que deux pour maintenir un aquarium récifal peuplé de coraux exigeants : la Méthode dite 'Jaubert' inventée par le Professeur Jean Jaubert de l'Institut Océanographique de Monaco, et la Méthode 'Berlinoise' développée par les aquariophiles marins de Berlin il y a quelques années.

Toutes les autres méthodes (filtre sous sable, filtre semi-humide, filtration mécanique, bioballes, etc...) permettent de maintenir des aquariums de poissons ou des aquariums d'invertébrés peu fragiles et peu exigeants, car le processus de purification est incomplet et la qualité de l'eau résultante critiquable.

Si la méthode berlinoise est relativement coûteuse à mettre en oeuvre (nous y reviendrons), les résultats obtenus par un débutant suivant aveuglément les règles sont à la hauteur des espérances, quelle que soit la population en poissons et coraux désirée, sur du long terme. La méthode ne soulève guère de polémique.: w

La méthode Jaubert déchaîne, quant à elle les passions, car son principe de base paraît génial mais sa mise en oeuvre ne semble toujours pas clairement expliquée au grand publique, de même que ses limites, car elle en a.

Nous n'allons ici comparer que ces deux méthodes, à l'exclusion des méthodes hybrides situées antre le Jaubert et le berlinois, qui consistent à rajouter à l'une ou l'autre des caractéristiques de l'autre ou l'une.


La Méthode Jaubert

1- Description

Décrite en détail dans le Brevet (N° 88 01553) déposé par Jean Jaubert auprès de l'INPI en 1988, cette méthode est prévue comme étant un 'procédé de purification biologique des eaux contenant des matières organiques et produits dérivés, utilisant la diffusion et l'action de micro-organismes aérobies et anaérobies et dispositif pour la mise en Ļuvre'.

Le principe est simple :



L'eau à traiter, dont le niveau est schématiquement représenté par une ligne horizontale (9), circule à l'intérieur de l'aquarium, dans l'espace (2) situé au-dessus de la cloison (1). Elle est aérée et brassée par injection d'air à travers un diffuseur (3) ou par tout autre moyen convenable (brassage par pompes par exemple). Le volume d'eau confinée et plongé dans l'obscurité, pauvre en oxygène occupe, à la partie inférieure du réacteur, l'espace (6) situé au dessous de la cloison (1). La paroi (7) de la cloison qui est en contact avec l'eau à traiter est fortement éclairée au moyen de la lampe ou du soleil (8). La cloison (1) présente, dans son épaisseur, plusieurs zones de réaction : une zone sursaturée en oxygène (10) occupée par des micro-algues et des micro-organismes aérobies ; une zone riche en oxygène (11) occupée par des micro-organismes aérobies ; une zone pauvre en oxygène (12) occupée par des micro-organismes anaérobies ; une zone intermédiaire (13) dans laquelle on trouve des micro-organismes aérobies et anaérobies.

Dans une autre variante du procédé de l'invention, le sable contient des petits organismes détritivores fouisseurs tels que ceux qui vivent naturellement dans les sédiments aquatiques. Ces petits organismes participent à l'élimination des déchets organiques en s'en nourrissant. En outre, ils disséminent des particules organiques dans l'épaisseur du sable, par leurs déjections et par leur action mécanique de bioturbation, ce qui a pour résultat de faciliter la dégradation des particules organiques qui sont incorporées à la couche riche en oxygène, et de faciliter l'apport de substrat carboné au contact des micro-organismes dénitrifiants hétérotrophes qui se trouvent dans la zone pauvre en oxygène. Cette variante qui a pour effet d'augmenter le rendement du procédé, sans en changer les principes fondamentaux, ne sort pas du cadre de l'invention. On notera simplement que l'activité bioturbatrice de ces petits organismes doit être suffisamment modérée pour ne pas amener trop d'oxygène ou de particules organiques, dans la couche pauvre en oxygène qui abrite les micro-organismes dénitrifiants. Dans le cas contraire, le fonctionnement du procédé serait gravement perturbé avec comme principale conséquence une baisse importante du rendement des réactions de dénitrification et une accumulation possible de substances toxiques sous la forme d'ions nitrites. Ce risque est facilement évité en choisissant des organismes de très petite taille, opération qui est à la portée de l'homme de métier et ne sort pas du cadre de la présente invention. (texte issue du brevet)

Le substrat utilisé sera de préférence du sable de corail de granulométrie entre 2 à 3 mm, qui permettra, en se dissolvant sous l'action des acides dégagés par les réactions bactériennes, de maintenir le calcium, l'alcalinité et le pH.

Selon l'inventeur, 'Le procédé de l'invention est applicable avec le plus d'avantages aux eaux contenant des matières organiques d'origine naturelle. Ainsi, le procédé de l'invention trouve une application particulièrement intéressante dans la purification de l'eau des aquariums et des bassins dont il permet de conserver indéfiniment la pureté, la transparence, l'absence de coloration, et d'une façon plus générale, l'intégrité des propriétés biologiques et physico-chimiques. La présente invention convient aux aquariums en circuit fermé et notamment aux aquariums domestiques de toutes dimensions, aux bassins et aquariums géants destinés au public et aux bassins utilisés en aquaculture.'

Toujours selon le texte du brevet : 'Lorsqu'ils sont appliqués aux aquariums d'eau douce ou d'eau de mer, la plupart des procédés connus ne permettent qu'une purification partielle de l'eau, et de ce fait des substances toxiques finissent toujours par s'y accumuler. Elles y créent, plus ou moins rapidement selon le ou les procédés utilisés, des conditions d'environnement défavorables, qui ont pour effet de diminuer la résistance des poissons aux maladies et de freiner le développement ou même d'empêcher la conservation de nombreux autres organismes aquatiques. Pour atténuer ces effets défavorables, on est obligé, à intervalles réguliers, de vidanger une partie de cette eau et de la remplacer par de l'eau neuve. Malgré cela, il est généralement nécessaire de stériliser l'eau de l'aquarium, par action des rayons ultraviolets ou de l'ozone pour diminuer les risques d'infections auxquels sont soumis les poissons. En outre, dans les aquariums marins, la qualité médiocre de l'eau obtenue ne permet généralement pas aux végétaux et aux invertébrés de rester en vie pendant des périodes excédant quelques mois'.

On le verra cependant plus loin, depuis la rédaction du texte du brevet, l'état de l'art a heureusement fait des progrès et proposé une solution alternative qui évite les désagréments suscités tout en utilisant une autre méthode que la méthode Jaubert.



Dans le cas de l'utilisation de la méthode dans un aquarium, 'la cloison (1) est constituée par du sable ou du gravier, qui est pris en sandwich entre deux grilles (14) et (15). La grille (15), située à faible distance de la paroi inférieure de l'aquarium, supporte la couche de sédiment. La grille (14), dissimulée pour des raisons esthétiques sous une mince couche de sédiment, empêche les habitants de l'aquarium, et en particulier certains poissons, de creuser et de déblayer une partie du sédiment, ce qui aurait pour conséquence de perturber le fonctionnement du procédé en détruisant la stratification de la couche sédimentaire et en interrompant le confinement de l'eau occupant l'espace (6) situé sous la cloison'.


2- Principe de fonctionnement

Voici le principe tel que décrit dans le texte du brevet (à quelques variations près facilitant la lecture) : 'Les particules organiques en suspension dans l'eau à traiter sont dégradées par les bactéries qui se développent à leur propre surface, tandis que celles qui viennent au contact du sable qui sert de support aux différents micro-organismes utilisés, sont dégradées et transformées en substances dissoutes par les micro-organismes aérobies qui se trouvent dans la couche riche en oxygène. Une grande originalité du procédé de l'invention réside dans le fait que l'eau à traiter ne traverse pas le principal espace de réaction constitué par le sable. Les échanges de substances dissoutes qui ont lieu entre l'eau à traiter, l'eau confinée, et les différentes zones de réaction situées dans le principal espace de réaction, se font par diffusion, notamment au travers des interfaces qui servent de frontières entre ces différents éléments. Les micro-organismes responsables de l'ammonisation et de la nitrification occupant la zone de réaction riche en oxygène, adjacente à l'interface en contact avec l'eau à traiter, transforment les composés azotés en nitrites et en nitrates qui diffusent en direction de la zone pauvre en oxygène où ils sont réduits par les micro-organismes dénitrifiants hétérotrophes qui s'y trouvent. Il semble qu'une partie importante des nitrites ainsi formés soit réduite avant d'avoir été transformée en nitrates. Ces bactéries hétérotrophes utilisent, comme source de carbone organique, une partie des composés carbonés présents dans le milieu réactionnel, et provenant de l'eau à traiter. L'azote moléculaire, libéré par la réduction des ions nitrates, diffuse en direction de la couche riche en oxygène. Il passe ensuite dans l'eau à traiter et finit par gagner l'atmosphère. De même, les ions calcium libérés dans le principal espace de réaction par la neutralisation des composés acides produits par les différents micro-organismes utilisés et notamment par les micro-organismes anaérobies hétérotrophes, diffusent en direction de l'eau à traiter. Ce sont des flux d'oxygène, de nitrates, d'azote etc., qui traversent les différentes interfaces, en fonction des gradients de concentration qui structurent l'espace où s'opèrent les réactions. Il n'y a de ce fait aucun risque de colmatage'.


3- La méthode Jaubert en Pratique

La 'pure' méthode Jaubert nécessite assez peu d'équipement :

- des grilles de filtres sous-sable couvrant la totalité de la surface du bac non prévue pour les pierres vivantes ou artificielles, soit environ 75 % de la surface au sol, voire légèrement moins si votre éclairage est très puissant. Hauteur d'eau confinée : 2 cm.
- une couche de sable de 2 à 4 mm de diamètre, sur 4 doigts de haut en moyenne (Source : J. Jaubert). Le sable ne doit pas pouvoir passer par les trous de la grille.
- pour éviter que les poissons et autres animaux fouisseurs ne creusent des trous dans le sable et ne perturbent le processus, on pourra disposer un grillage plastique légèrement sous la surface du sol, recouvert d'un peu de sable pour conserver l'effet esthétique.
- un éclairage puissant est recommandé, à base de HQI ou de lampes de puissance équivalente.
- en l'absence d'utilisation de pierres vivantes, il est utile d'ensemencer le bac avec un peu de sable vivant sain provenant d'un autre bac.
- Le brassage devra ne pas être trop important afin de ne pas déranger les couches de sable. Le brassage conseillé se situe à 5 fois le volume net du bac par heure.


4- Avantages et Inconvénients de la méthode Jaubert

L'un des avantages qui est le plus évident est la simplicité apparente du système et son coût fatalement : une cuve, une grille, du sable, un peu de brassage, un peu de décor et de la lumière.

Selon J. Jaubert : 'Les écumeurs et réacteurs calcium ne sont pas nécessaires si on se limite strictement aux valeurs suivantes :
- biomasse maximale de poissons de 1000 g par mètre cube pour une hauteur d'eau de 80 cm,
- emprise au sol maximale des coraux durs (Scleractiniaires) de 25 % de la surface du sable.

Il ne faut pas non plus vouloir faire des compétition de vitesse de croissance des coraux car l'alcalinité ne sera pas forcément optimale. Mais vos coraux se porteront bien et auront une croissance tout a fait convenable. Les poissons devront être nourris convenablement, mais sans excès. Ceci est important car les bactéries hétérotrophes dénitrifiantes ont absolument besoin de déchets carbonés. Une sous-alimentation entraînant une sous-production de déchets carbonés nuit au fonctionnement du procédé.

Au-delà des limites fixées ci-dessus on est obligé d'avoir recours aux écumeurs et réacteurs a calcium car les processus naturels ne peuvent plus suffire a maintenir l'homéostasie du système.'

Si dans les limites précisées ici le système semble fonctionner correctement sans maintenance particulière, on peut cependant en déduire les inconvénients suivants :

- la surface au sol occupée par les coraux est de 25% maximum. Bien entendu, cela n'empêche donc pas de construire un décor haut et tombant rapidement sur lequel on pourra placer les coraux, mais celui qui rêve de reconstituer un récif exubérant risque de se sentir rapidement limité. Sur un bac de 160*65*65 (600 L), la surface peuplée de coraux ne peut donc être que de 50 cm sur 50 cm. Sur un bac de 120*50*40 (240 L), de 25 cm par 25 cm.

- en cas de pollution occasionnelle et accidentelle, aucun système ne permet de nettoyer l'eau de l'aquarium.

Avantageuse par son faible coût et sa simplicité de mise en oeuvre, la méthode Jaubert sera donc réservée à la création d'aquariums peu peuplés.


La Méthode Berlinoise

Il n'existe guère à ce jour de méthode permettant d'obtenir la même qualité du biotope sur une longue durée, avec une population élevée.

Le principe de fonctionnement est simple : le décor, constitué d'un maximum de pierres vivantes (en général il est recommandé de mettre 20 kg par tranche de 100 L d'eau), permet à la fois à la population de bactéries aérobies de se développer en surface, et aux bactéries anaérobies de se développer au coeur des pierres. On le voit, les pierres remplissent donc le même rôle que le sable dans la méthode Jaubert, avec l'inconvénient de coûter sensiblement plus cher, mais l'avantage de constituer un décor naturel que l'amateur peut organiser selon ses goûts, et qui regorge de vie (pas toujours espérées il est vrai !) qui viendra mettre en place quasi instantanément un milieu riche et vivant.

Un éclairage puissant, à base de HQI ou équivalent, viendra alimenter la photosynthèse des coraux.

Un écumeur correctement dimensionné (la course à la puissance est terminée depuis que nous comprenons que les coraux ont aussi besoin d'être nourris et qu'une eau trop propre n'est pas une bonne chose).

Un réacteur à calcium ou à calcaire, afin de fournir le calcium consommé chaque jour en trop grande quantité par notre grande population de coraux pour espérer l'obtenir par une dissolution naturelle. Ce réacteur participera aussi à maintenir l'alcalinité et le pH.

Un brassage conséquent (au minimum 10 fois le volume du bac), afin d'assurer un courant d'eau riche en oxygène partout dans le bac.

Quelques centimètres de sable de corail pourront être disposés sur l'avant du décor, à même la vitre du fond, pour des raisons esthétiques, pour aider à la dénitratation, et pour offrir un substrat adéquat au maintien de certains poissons ou invertébrés.

Avec un tel aquarium, vous pourrez maintenir autant de coraux que vous pourrez en mettre dans le bac, et un nombre non négligeable de poissons, dans la limite du raisonnable permettant d'éviter les combats et leur inconfort.

Que ce soit dans la méthode Jaubert ou dans la méthode Berlinoise, des systèmes automatiques pourront libérer l'amateur de certaines contraintes de gestion : systèmes de froid pour l'été, osmolateur et osmoseur pour compenser l'évaporation, pH mètre, thermomètre électronique de pilotage, etc... Ils ne sont pas vitaux, mais peuvent se révéler fort utiles !



Conclusion

Les amateurs choisiront entre ces deux méthodes en fonction de leurs moyens et de ce qu'ils souhaitent réaliser.