Méthode DSB, comment éviter les causes d'échec en récifal ?

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Méthode DSB, comment éviter les causes d'échec en récifal ?

   De la microfaune, thème de ce blog, à la méthode DSB, il n'y avait qu'un pas écosystémique que vos questionnements m'ont incité à franchir. Je ne voudrai toutefois pas que mes articles volontairement simplifiés pour être compris de tous, y compris des débutants qui n'ont aucune notion de biogéochimie, incitent à prendre à la légère la mise en place d'un lit de sable épais dans un aquarium récifal. À côtés des idées reçues véhiculées par des récifalistes qui n'ont aucune expérience de cette méthode d'épuration aquariophile sont aussi des propos pertinents qui doivent être impérativement entendus par les futurs gestionnaires de récifaux DSB ( ou Jaubert avec plénum ). Je vous propose de reprendre point par point les vraies raisons qui peuvent effectivement conduire à l'échec de la méthode DSB, d'en révéler les causes et bien entendu les moyens de les éviter.    

Rappelons brièvement et schématiquement l'intérêt bio-épurateur d'un lit de sable épais : 

Certaines bactéries vivant dans les couches de sable profondes pauvres en oxygène ont le pouvoir de transformer le dernier produit organique du processus de dégradation des déchets ( le nitrate ) en un gaz volatil ( diazote ). Ce dernier quitte donc naturellement l'aquarium pour rejoindre l'atmosphère.

Lorsque ce processus appelé dénitrification fonctionne parfaitement on peut dire que le but du DSB est atteint. 

Note : Il est ridicule de reprocher au DSB de ne pas être efficace dans le traitement des déchets phosphatés ; le phosphore, à moins d'être chauffé à près de 300 degrés, ne posséde tout simplement pas de forme naturelle gazeuse ! Le bouclage du cycle de phosphore est une autre problématique écologique. 

Pourquoi un DSB peut ne pas répondre à l'objectif bio-épurateur attendu ? 

Le pouvoir épurateur d'un lit de sable épais est scientifiquement prouvé et un DSB correctement conçu ne peut pas ne pas jouer le rôle écologique que les lois de la Nature lui imposent. L'erreur de ses détracteurs est d'attribuer à son principe biologique des dysfonctionnements qui relèvent des mauvaises conceptions structurelles suivantes  : 

- Le lit de sable épais s'est transformé en une masse compacte dure comme de la pierre

Prenez du sable fin ( 0/1 ), tempez le dans l'eau, laissez le sécher... et vous obtiendrez une masse compacte parfois dure comme du bêton ! C'est le principe même du remblai hydraulique exploité dans les travaux publics. Comment le sable peut-il sécher dans un aquarium plein d'eau ? Si vous déversez à sec votre couche de sable fin dans le fond de votre bac avant de le remplir, le poids de l'eau ajoutée va tasser le sable et le peu d'humidité qu'il contenait suite à son préalable lavage va remonter dans la colonne d'eau. Voilà pourquoi il faut impérativement déposer par petites poignées le sable fin dans l'aquarium contenant au moins autant d'hauteur d'eau que la sable aura d'épaisseur ( voir l'article : Créer un récifal méthode DSB pour pas cher et facilement. ). 

- Le taux de nitrates ne cesse d'augmenter malgré le lit de sable épais

Pour qu'un DSB puisse jouer son rôle dénitrificateur, il doit avoir une épaisseur suffisante pour que l'oxygène ne le pénètre pas pleinement en profondeur. Plus le brassage sera conséquent plus l'oxygène dissout descendra loin dans le fond du lit de sable. Dans un récifal brassé à moins de 20 fois le volume une épaisseur de 10 cms minimum sera suffisante.

Personnellement j'aime les aquariums vigoureusement brassés ( > 35 fois / vol ) et l'épaisseur de sable dans mes bacs est en moyenne de 15 cms ( 20 cms à l'arrière ). La granulométrie du sable composant les deux tiers de la couche profonde ne doit pas excéder 2 mm ; le sable en 0/2 est pour moi le mieux adapté. La couche supérieure du sable doit être plus grossière ( 2/4 ) afin d'éviter le déplacement des grains par le courant. Dans tous les cas, le flux des pompes de brassage ne doit pas être orienté directement vers le sable. On ne doit plus toucher un lit de sable épais après sa mise en place ; surtout pas de clochage en profondeur ! 

- Il se forme de larges tâches noires ( hydrogène sulfuré ) dans les couches profondes du lit de sable

Le sulfure d'hydrogène est le produit de la méthanisation, c'est-à dire le résultat du processus digestif de bactéries anaérobies. Le caractère "anaérobies" caractérise le processus métabolique des bactéries en question et non la condition du milieu favorisant leur maintenance, en l'occurrence dans nos bacs le lit de sable épais. Les bactéries utiles à la dénitrification colonisent les milieux pauvres en oxygène, anoxiques, comme le coeur des pierres vivantes, tandis que les bactéries sulforéductrices ( produisant du sulfure d'hydrogène ) prospèrent en milieu anaérobie, sans oxygène. La couche profonde d'un DSB ne doit donc pas être anaérobie mais anoxique, c'est-à-dire pauvre en oxygène et non pas dénuée d'oxygène ! La puissance de brassage influe bien entendu sur le taux d'oxygène dans le DSB mais elle n'est pas la seule. Il faut aussi considérer très sérieusement la qualité biotique du lit de sable. Ce dernier doit impérativement héberger de l'endofaune et particulièrement de la nématofaune. Aussi petits soient les vers ils circulent verticalement dans le lit de sable jusqu'à la vitre du fond, y compris sous 20 cm d'épaisseur, tout en "jouant" leur rôle de détritivores. Le lit de sable et la nématofaune constituent alors un niche écologique anoxique et non anaérobie ! Pas de détritus non traités dans le sable et un minimum "d'aération" ( bioturbation ) rend "éco-logiquement" l'impossibilité de production de sulfure d'hydrogène dans le DSB.  

- Les détritus s'accumulent 

La fonctionnalité d'un lit de sable épais ne se résume à son architecture et à son activité bactérienne... Ils en oublient le rôle de l'endofaune. Ron Shimek, théoricien du DSB au sens propre ( plus épais que le Jaubert ), récifaliste et spécialiste de l'écologie des invertébrés benthiques, a beaucoup insisté sur ce point. 

 - Le lit de sable produit de l'ammonium toxique

À ma connaissance, la possibilité d'une production d'ammonium par des bactéries dans un DSB a été originellement proposée par Bob Goemans dans un article du magasine SeaScope ( vol°23, 2007 ). Bob Goemans, lui même adepte de la méthode DSB, y délivre plus un avertissement qu'un véritable postulat biochimiquement argumenté. Néanmoins, il est relativement facile d'imaginer quel type de disfonction d'un DSB pourrait conduire à un tel effet. 

Pour qu'il y ait ammonification il faut par principe que les bactéries ad hoc disposent de matières organiques à décomposer. Pour que cette ammonification soit préjudiciable à la santé des habitants de l'aquarium il faut qu'elle soit massive et que les bactéries intervenant dans les phases suivantes du cycle de l'azote soient déficientes en nombre dans le DSB. La seule condition pour que ces deux situations soient réunies s'apparenterait en partie à un phénomène de dystrophisation, autrement dit la mort des bactéries aérobies suite à un fort excès de nutriments et de matières organiques et l'appauvrissement rapide en oxygène de toute la couche de sable. Dans un tel cas, le lit de sable aurait progressivement pris des allures de boue, de vase ! 

- Le Lit de sable est un nid à sédiments organiques

Oui s'en est un ! Les sédiments organiques sont même le carburant essentiel d'un lit de sable épais ; seulement, ces sédiments ne doivent pas pénétrer le matelas ! Dans un DSB correctement mise en place les sédiments organiques ne peuvent parvenir jusqu'aux couches profondes du lit de sable ; ils sont en grande partie dégradés et digérer par la population de microfaune et macrofaune d'un récifal nichant dans la couche supérieure grossière du sable. Un peu plus bas, dans la couche intermédiaire, ce sont les vers fouisseurs qui en filtrant constamment le sable se chargent de consommer les restes de sédiments. Par conséquent il ne peut arriver dans les couches profondes anoxiques du sable que très peu de sédiments organiques. Dans le cas d'un lit de sable de granulométrie mal adaptée ( trop gros ), les sédiments peuvent, par gravité, descendent rapidement en masse jusqu'aux couches profondes avant d'avoir pu être exploités par la microfaune et macrofaune. 

- Le lit de sable est en train de mourir ! 

A-t-il au moins été vivant ce sable ? Un lit de sable épais c'est avant tout un sable vivant plein de saine énergie biologique ! Pour commencer, on ne doit considérer un DSB vivant que lorsque toute la couche de sable est habitée, de la surface ( épifaune, méiofaune ) au fond ( bactéries ), en passant par les vers fouisseurs qui y circulent à tous les étages, horizontalement et verticalement. L'occupation entière du sol par les organismes benthiques peut être relativement rapide ( 3 mois ) si son ensemencement est de qualité. Mais il faudra attendre encore plusieurs mois supplémentaire pour qu'un DSB soit en pleine possession de sa "force" épuratrice. On accompagnera la phase de maturation par le peuplement progressif de l'aquarium en poissons. Le DSB doit démontrer à ses juges-arbitres ( tests chimiques ou bio-indicateurs ) qu'il est capable d'encaisser chaque nouvelle charge de matière organique supplémentaire.

Partons à présent sur le principe que le sable en train de mourir a été véritablement vivant auparavant. Il y a plusieurs causes qui peuvent, d'autant plus si elles s'additionnent, avoir conduit à son agonie :

-  Important remaniement du décor

-  Clochage en profondeur

-  Flux de brassage directement orienté vers le sable 

-  Cumule de trop nombreux prédateurs planctonophages ( dragonnets, labres, etc. ), de poissons et invertébrés fouisseurs ( gobies, crevettes-pistolets, etc. ), et de "gros" prédateurs benthiques ( archaster, Holothuries, etc. )

- Non réencemencement périodique de microfaune-macrofaune ( le nombre d'espèces s'appauvrit naturellement ) ou de souches de sable vivant

- Population piscicole importante ( et donc nourrissage et production de déchets ) dépassant les capacités épuratrices du DSB

- Destruction de la population de bactéries par un traitement médicamenteux

- Coupure d'électricité prolongée ( de simples aérateurs à piles peuvent sauver la mise !)

Quelle conclusion ? 

Finalement, on se rend compte que la majorité des causes de dysfonctionnements d'un DSB peuvent être évitées grâce à la simple connaissance de son principe écologique de fonctionnement et au respect des conditions de sa mise en place. Pas plus que pour les autres systèmes d'épuration d'un aquarium, on ne doit pas attendre d'un DSB qu'il fasse ce qu'il ne sait pas faire. Il n'est d'ailleurs pas interdit de compléter le travail d'un lit de sable épais par d'autres moyens ; par exemple j'apprécie personnellement l'aide épuratrice apportée par un petit filtre interne garni de perlon ( changé tous les 3 jours ) et de charbon actif.

Rien n'empêche non plus, bien que je pense que l'on ne devrait pas en avoir besoin, d'ajouter un petit écumeur qui ne soit pas suffisamment performant pour dévoyer la méthode DSB en récifal . Quant à l'impatience ( peuplement piscicole trop rapide ) et à l'inconséquence ( surpopulation ) elles provoqueront tôt ou tard une catastrophe dans un récifal quelle que soit sa méthode d'épuration ! J'allais oublier : les changements d'eau réguliers ! Je suis convaincu qu'aucun système d'épuration ne peut apporter autant de bienfaits à un aquarium marin que les changements d'eau réguliers bien réalisées.