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Utilité et production de dioxyde de carbone ou CO2

Le dioxyde de carbone en aquariophilie CO2

 

Le dioxyde de carbone ou CO2, vous permet de connaître la teneur en CO2 de votre eau, ce taux change selon le moment de la journée (le jour les plantes consomment du CO2 et fournissent de l'oxygène, la nuit les plantes continuent à produire un peu d'oxygène et fournir du CO2.
Vos plantes en ont besoin, il est possible d'en ajouter, pour ce vous pouvez le fabriquer ou acheter des cartouches (cela est plutôt cher pour un grand aquarium), ou encore acheter une une machine qui produit du carbone (c'est cher mais devient vite rentable pour un grand aquarium, l'avantage de ce système est que le CO2 est délivré dans l'eau durant un certain nombre d'heures et pas plus, il n'y a donc pas de perte).
Si votre eau est fortement brassée, le CO2 se dissipera dans l'air et les plantes en perdront le bénéfice.
Trop de CO2 est mauvais pour nos hôtes, il devront aller chercher leur oxygène à la surface de l'eau.

Le CO2, dioxyde de carbone pour la croissance des plantes en aquariophilie

La croissance des plantes se réalise par la photosynthèse, entrent en jeu la lumière, les éléments nutritifs et le gaz carbonique appelé dioxyde de carbone ou CO2. Les plantes ont besoin de manger et de respirer, la nourriture est apportée par le substrat avec un sol nutritif et/ou un apport d'engrais sous forme liquide ou solide).
Les plantes respirent et suivent un cycle selon qu'il fait jour ou qu'il fait nuit. Le jour, c'est la photosynthèse, les plantes consomment du CO2 et produisent du dioxygène ou O2. La nuit, les plantes consomment de l'O2 et produisent du CO2.

Pour obtenir une croissance optimale des plantes, il faut leur assurer un apport régulier en CO2. Une insuffisance de CO2 se traduit par l'apparition de calcaire sur les parois et le décor de l'aquarium, l'étiolement, des nécroses des plantes et par des variations importantes du pH dans les bacs fortement plantés.
Une petite partie du CO2 dissout dans l'eau se transforme en acide carbonique, qui va se transformer en hydrogénocarbonates et en carbonates. Cette réaction chimique agit directement sur la valeur du pH de l'eau. Plus le pH est élevé, plus cette réaction est importante. En résumé, plus le pH et la dureté carbonatée (TAC) de l'eau sont importantes, plus il faudra apporter de dioxyde de carbone. A l'opposé, des valeurs de pH et de dureté carbonatée faible nécessiteront un faible apport de dioxyde de carbone.

Dans la mesure où le CO2 a une telle importance, l'aquariophile va vouloir mettre en place un système CO2, aussi des systèmes de fabrication du CO2 existent, il y a aussi des recharges mais qui sont assez onéreuses dans le temps. C'est pourquoi les aquariophiles ont tenté de créer par leurs propres moyens du CO2. La production de CO2 artisanal est une méthode de plus en plus utilisée, elle est nettement moins coûteuse. Il y a des moyens pour rendre la production stable et la plus durable possible. C'est ce que vous allez trouver dans cette partie. Il faut faire attention car trop de CO2 peut aussi être toxique et dangereux pour les habitants de nos aquariums.



Le taux de CO2

[(Volume d'eau) x Kh ] / 50 = le nombre de bulles par minute.
Par exemple un volume d'eau de 200 L avec un Kh de 5 donne 20 bulles par minutes environ.
Ne pas utiliser ce tableau avec une filtration sur tourbe.

Tableau sur la concentration de CO2 dans l'eau

Kh/pH 6,0 6,1 6,2 6,3 6,4 6,5 6,6 6,7 6,8 6,9 7,0
1 30 24 19 15 12 10 8 6 5 4 3
2 60 48 38 30 24 19 15 12 10 8 6
3 91 72 57 45 36 29 23 18 14 11 9
4 121 96 76 60 48 38 30 24 19 15 12
5 151 120 95 76 60 48 38 30 24 19 15
6 181 144 114 91 72 57 45 36 29 23 18
7 212 168 133 106 84 67 53 42 33 26 21
8 242 192 152 121 96 76 60 48 38 30 24
9 272 216 171 136 108 86 68 54 43 34 27
10 302 240 190 151 120 95 76 60 48 38 30
Nettement insuffisant
Insuffisant
Correct, > 45 mg/l devient dangereux
Dangereux
Extrêmement dangereux

 

La cloche à CO2

Cloche pour fabriquer du CO2 en aquariophilie

Il s'agit de mettre le C02 en contact avec l'eau sur une surface déterminée, dans une cloche de verre. Le gaz se répand ni trop ni pas assez, juste ce que les plantes demandent. Il n'y a plus le phénomène de film gras qui se forme sur l'eau.
Cette cloche est relativement discrète, malgré son importance en surface, elle passe presque inaperçue car elle se confond avec la surface réfléchissante de l'eau. Elle est fabriquée avec du verre d'une épaisseur d'au moins 4 mm et est collée au silicone. L'étanchéité doit être parfaite. La forme carrée ou rectangulaire est spécifique à chaque aquarium car faite sur mesure. La hauteur de la cloche est déterminée selon le niveau moyen de l'eau du bac et le bord inférieur du couvercle d'éclairage. Son support s'adapte à un renfort latéral de l'aquarium ou bien est collé définitivement sur une glace latérale ou sur la glace arrière.

Il suffit de la placer en arrière plan, au dessus des plantes à croissance rapide. Il faudra aussi percer un orifice de passage pour le tuyau d'arrivé du CO2 sur le dessus. Un morceau de tuyau rigide de 4 mm est glissé dans l'orifice et l'étanchéité se fait à la colle silicone.

Lorsque la cloche n'est pas encore fixée, il faut la remplir d'eau en la retournant dans le bac. Son étanchéité est controlée lors de la mise en place. Elle est parfaite lorsque l'eau s'y maintient malgré la différence de niveau par rapport à la surface du bac. Sur une chambre fixée, il suffit de glisser un tuyau dans la poche d'air et d'y faire le vide par succion. L'eau remontera dans la chambre. Ces deux opérations entraînent une économie de CO2.

Le réglage de la diffusion se fait en deux étapes :
- à la mise en service, la chambre à CO2 estcomplètement remplie de CO2 en ouvrant un peu le robinet du détendeur et le robinet de réglage fin en grand. Lorsque le gaz déborde et monte vers la surface, le débit du gaz est réduit afin que les bulles en surplus montent vers la surface à une cadence de 10 à l'heure.
- ensuite vu l'importance de la demande en CO2, les bulles s'arrêtent et le niveau d'eau remonte dans la cloche. Le débit de CO2 doit alors être réajusté à l'aide du robinet de réglage.

 

Système CO2 industriel

Les bouteilles de dioxyde de carbone CO2 pour l'aquariophilie

Il existe dans le commerce de nombreux systèmes de diffusion de CO2. Du plus simple (bouteille + diffuseur + 1 robinet) au plus complexe qui régule la distribution du CO2 en fonction du pH.
En général, le système CO2 se compose d'une bouteille jetable ou rechargeable, d'un détendeur pour transformer la haute pression de la bouteille (60 bars) à la pression ambiante, d'un manomètre pour contrôler la contenance de la bouteille, d'un robinet de réglage manuel ou automatique, d'une protection anti-retour, de la tuyauterie et enfin un diffuseur qui devra être placé dans l'aquarium.
On peut ajouter un minuteur pour couper l'alimentation la nuit.
Si l'eau de l'aquarium est très douce, il faut surveiller le pH les premiers jours de fonctionnement du système de filtration de diffusion de CO2. Si le pH devient trop faible, il faut immédiatement diminuer le débit de CO2 et éventuellement durcir l'eau avec un matériaux ou produit calcaire. Lorsque le pH est stabilisé, une mesure par semaine est suffisante.
Il faut utiliser du matériel approprié, par exemple, un simple tuyau en silicone sera une véritable fuite s'il est utilisé pour le transport du CO2, alors que les tuyaux PVC vendus par les constructeurs sont totalement étanches et adaptés pour la distribution de CO2.

Besoins élevés en CO2 : le pH et le TAC sont élevés Besoins faible en CO2 : le pH et le TAC sont faibles

Grand aquarium
Eau dure
Lumière intense
Beaucoup de plantes

Petit aquarium
Eau douce
Peu de lumière
Peu de plantes
Filtre lent
Mouvement d'eau faible

 

La fabrication d'un système CO2

Pour mettre en place votre installation de production du CO2, vous aurez besoin d'un peu de matériel :
- de deux bouteilles en plastique de 2 litres chacunes, elles doivent être d'un plastique relativement souple et résistant qui permet de résister à la pression imposée par les gaz créés par le système.
- plastique qui se forme à chaud, cela se trouve dans tous les magasins de bricolage. Il vous suffit de le mettre dans l'eau chaude pour pouvoir leur donner une forme. L'idée est de remplacer les bouchons des bouteilles en moulant le pas de vis d'un côté et en insérant une des extrémités du tuyau ainsi l'étanchéité devrait être préservée. On peut aussi utiliser le bouchon de la bouteille puis y insérer le tuyau en comblant les fuites avec ce plastique.
- de tuyaux en plastique, il en faut deux de 3 mm sur environ 10 cm chacun et un de 5 mm sur environ 1,5 m. La distance ne doit ni être trop courte pour pouvoir le mettre nettement en-dessous du niveau de l'eau, ni trop longue pour éviter une trop grande déperdition de gaz. Les tuyaux sont poreux et laissent ainsi s'échapper un peu de gaz.
- d'un Y pour relier les tuyaux, les deux plus petits pour se rejoindre sur le plus gros.
- de trois valves anti-retour, pour un maximum de sécurité et éviter que le produit puisse se répandre dans l'aquarium. Deux d'entre elles seront placées avnt l'Y et le dernier vers le milieu du tuyau.
- d'un robinet pour plus de précision et régler le débit de bulles.
- et d'un diffuseur pour bien répandre le CO2.

Pour la diffusion du CO2, il y a plusieurs choix possibles :
- le sucre : le bon réglage est assez difficile à trouver, il y a souvent des fuites de CO2. Les bulles éclatent quand elles arrivent à la surface de l'eau, le système n'est pas optimum et il est peu fiable.
- La cloche : elle donne de bons résultats pour des bacs dont le volume va jusqu'à 120 litres. Ce système ne génère presque pas de perte, si on a le bon réglage du débit de CO2.
Vous pouvez détourner les systèmes de cloches de nettoyage pour s'en servir comme d'un diffuseur CO2.
- Le flipper : c'est très bon produit, plus ou moins efficace selon les modèles puisqu'il y a plus ou moins de perte de CO2.
- Le réacteur : il permet de dissoudre le CO2 sans aucune perte, aussi il est souvent utilisé pour les bacs dont le volume est assez important.

La mise en place

1. Il faut tout d'abord raccorder les tuyaux aux bouteilles par le plastique que l'on aura préalablement formé sur le goulot de la bouteille.
Il faut ensuite placer les clapets anti-retour, l'Y, le robinet et le diffuseur.

2. En utilisant une cloche de nettoyage pour réacteur, vous pouvez faire le système suivant (la base du sytème est identique au 1):
Equipez la sortie de la pompe pour alimenter le réacteur en eau et en CO2, le CO2 sera injecté dans l'eau avant son arrivée dans la cloche.
Ce montage est très pratique car il facilite la mise en oeuvre du fait qu'il ne soit pas nécessaire de percer le haut de la cloche pour brancher le tuyau de CO2, de plus, le CO2 artisanal n'a qu'une faible pression et il est plus facile de l'injecter au plus près de la surface de l'eau plutôt qu'à plusieurs centimètres sous la surface, la pression nécessaire à la sortie des bulles du système de production devrait être plus importante.
Connectez les deux tuyaux avec un embout à viser en plastique du même type que ceux utilisés dans le système d'arrosage goutte à goutte. Ce type d'embout est prévu pour effectuer ce type de raccord avec changement de diamètre. Le tuyau d'arrivée de CO2 est équipé d'un clapet anti-retour.
L'arrivée du mélange eau + CO2 s'effectue par l'orifice situé sur la cloche, initialement destiné à l'évacuation de l'eau. Le bas de la cloche a été au préalable percé de quatre trous d'environ 6 mm. Fermez le bas de la cloche par un morceau de mousse synthétique de type mousse pour les filtres.
Avec ce système, il est tout à fait possible qu'il n'y ait pas besoin de fixation, le coincer dans le sable suffit.
Ce système limite encore plus les pertes de CO2.

Les ingrédients

Pour les deux bouteilles de 2 litres chacune :
- 3 litres d'eau distillée ou osmosée à température ambiante voire tiède (pour faciliter la dissolution du sucre)
- 0,6 ml de levures déshydratée (la levure de boulanger est très bien)
- 600 g de sucre
- 1,8 ml d'engrais jardin/potager - (la composition NPK de 12.7.17)

Il faut mettre dans un seau 1 litre d'eau distillée ou osmosée, ajouter le sucre.
Il faut mélanger jusqu'à dissolution complète du sucre.
Ajoutez la levure, l'engrais et le reste d'eau. Ensuite, 1 moitié dans une bouteille et l'autre moitié dans l'autre bouteille. Il faut rapidement visser le système.

Le bon dosage, sera celui qui vous permettra d'obtenir une pression sans excès et la plus constante possible. De cette façon, vous n'aurez quasiment jamais besoin de toucher au robinet de réglage. Vos interventions devraient se limiter en début et en fin de production.
En début de production, car la multiplication importante des levures permet une forte production de CO2 et donc, une montée relativement importante de la pression dans le pulvérisateur. Pendant cette phase, il faut fermer progressivement le robinet jusqu'à trouver le bon débit.
En fin de production, car les levures meurent progressivement et par conséquent la production de CO2 décroît. Pendant cette phase, il faut ouvrir progressivement le robinet jusqu'à trouver le bon débit.

Entre ces deux phases, vous n'aurez normalement qu'à surveiller de temps à autre le système. Si vous coupez le CO2 la nuit, il faut prévoir une partie vide plus importante dans les bouteilles. Par exemple, ne mettez que 2,5 litres d'eau au lieu de 3. De cette façon, la réserve de CO2 sera plus importante et permettra une sorte de réserve tampon plus importante, qui permettra de contrôler la pression. Il faut modifier proportionnellemnt les dosages des autres ingrédients. Si vous ne faites pas cela, il y a de grandes chances que la soupape se mette à lacher le gaz pendant la nuit et que vous ne perdiez inutilement du CO2.



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