La bonne gestion d’un bassin à Koi nécessite impérativement le contrôle régulier du paramètre sans doute le plus important, la concentration d'oxygène O2.

Lorsque le plan d’eau est en déficit d'O2, les poissons nagent généralement sous la surface ou près d’une cascade à la recherche du précieux élément. De plus, le filtre ne fonctionne plus parfaitement car les bactéries consomment aussi de l'oxygène: on peut facilement imaginer les conséquences en cas de problème...

Facteurs qui influencent la concentration O2

- L’eau absorbe l’oxygène naturellement par la surface du bassin jusqu’à ce que les pressions air/eau soient en équilibre. La diffusion et la dissolution de l'O2 par la surface est lente, il faut parfois favoriser artificiellement cette oxygénation. Il est donc évident qu'un bassin ayant une grande surface peut bénéficier d'une meilleure oxygénation qu'un bassin de même volume ayant une surface plus petite.

- La solubilité de l’oxygène dépend de la température et de la pression atmosphérique: lorsque la température augmente, ou lorsque la pression baisse, la saturation en O2 diminue. La pression atmosphérique n'agit que modérément sur ce paramètre, mais en cas d'orage, cela peut devenir critique. L'altitude où se situe le bassin exerce une influence également...

- La salinité modifie la solubilité de l'oxygène dans l'eau car plus l'eau est salée, moins elle peut contenir d'oxygène. Ceci est négligeable dans nos étangs qui sont parfois salés à des concentrations si faibles...

- Pour compléter, la solubilité de l'O2 dépend également de la profondeur de l'eau: mais dans le milieu du bassin d'ornement, ce paramètre n'a que très peu d'influence, la profondeur étant relativement faible et l'eau étant brassée...

Consommation d'oxygène 

- les poissons: la consommation d'O2 dépend de la taille, de l'espèce, du type d'alimentation, du type d'activité... En saison, on peut considérer les besoins entre 300 et 900 mg d'O2 par Kg et par heure dans une eau à 20 °C.

- la filtration biologique abritant les bactéries qui consomment beaucoup d'oxygène: 4,33 g d'O2 pour oxyder 1 g d'ammoniac. Ces bactéries colonisent également le bassin..

- matière organique: la dégradation de la matière organique (principalement la couche de saletés au fond du bassin ou les lagunages en piscine biologique) consomme beaucoup d'oxygène.

Production d'oxygène

> La production "naturelle" se fait par la surface du bassin: échange air/eau comme décrit ci-dessus.

> Si le bassin comporte des plantes: la lumière et le CO2 permettent aux plantes de produire de nouveaux tissus et libèrent de l'oxygène dans l'eau (photosynthèse). Mais durant la nuit, pas de photosynthèse et augmentation du CO2 dans l'eau.

> L'aération et l'oxygénation: c'est différent! L'oxygénation, on diffuse de l'O2 pur dans l'eau qui est produit par un concentrateur d'O2. L'aération, on diffuse de l'air dans l'eau par bulleurs, réacteurs etc.  L'air ne contient que 21 % d'O2... Le rendement est donc moins bon: on profite néanmoins de l'effet de convection qui ramène en surface la couche d'eau du fond plus pauvre en oxygène.

> Les cascades: bien structurées, elles favorisent très nettement les échanges gazeux car elles fractionnent les molécules d'eau et apportent bien de l'oxygène dans l'eau.

En pratique

Les Koi et les poissons rouges sont peu exigeants: ils peuvent se "contenter de peu d'O2" - comparativement à d'autres espèces (ex: truite). Mais ceci est vrai à condition que la densité de poissons soit raisonnable (= 1 carpe adulte / 2 m3 maxi).

Et si l'on ne souhaite pas une croissance exceptionnelle !

Un bassin planté peut être avantageux mais pas indispensable. Les végétaux (plantes à feuilles immergées et algues) produisent de l'O2 pendant la journée (en réalité elles produisent plus d'O2 qu'elles n'en consomment...)

La concentration d'O2 est donc minimale au lever du soleil, le matin car durant la nuit, la respiration des organismes vivants fait diminuer la concentration d'O2.
 
Tous les dispositifs qui brassent l’eau permettent d'approcher la concentration d’oxygène optimale. Le plus souvent, des diffuseurs d'air sont positionnés au fond du bassin et permettent par convection de ramener l'eau du fond vers la surface où elle sera en contact avec l'air.

Cette méthode est bonne si elle est utilisée modérément: un brassage trop intensif (trop de diffuseurs, débit trop important, fonctionnement en continu) ne risque pas de sursaturer l'eau en O2 ou en azote, mais de chasser hors de l'eau le CO2 ce qui a pour conséquence de faire monter le pH à des valeurs dangereuses. Un pH élevé est dangereux, ainsi que les fluctuations rapides et importantes, tout comme les effets du pH sur l'ammonium...

Attention

Un risque de sursaturer l'eau en azote n'est possible mais que dans certaines conditions: il faut un système pressurisé capable également de dissoudre les gaz dans l'eau. Ce risque n'est donc possible qu'avec une pompe pression (pompe piscine) défaillante qui aspire de l'air (fuite au tuyau d'aspiration).

L’air contenant environ 78% d’azote, il y a risque de sursaturation de ce gaz, ce qui peut provoquer une embolie des Koi. Mais ce risque est quasi inexistant avec des diffuseurs: pas de dissolution de l'azote dans l'eau, pas de pression et le mouvement créé par la colonne permet de dégazer...

Dans les installations plus sophistiquées, une injection d'oxygène pur ou d’ozone favorisera également une concentration d’oxygène dissous plus élevée. Enfin, concernant la filtration: comme vous pouvez le lire dans le sujet "Le cycle de l’azote", les bactéries consomment de l'oxygène et donc les filtres biologiques nécessitent d'être oxygénés.

Valeurs

Une valeur inférieure à 1,0 mg d’O2/ litre indique un état proche de l’anaérobie. Cette situation se produit lorsque la demande en O2 est plus élevée que la production. Un risque d'apparition d'ammoniaque et / ou de nitrites est donc possible.
Une valeur comprise entre 1 et 2 mg d’O2 / litre indique un bassin pollué dont la filtration biologique ne fonctionne pas correctement. Il faut améliorer l'oxygénation.
Une concentration comprise entre 4 et 6 mg d’O2 / litre est un minimum.
Valeurs habituelles selon le moment de la journée et la température: entre 6 et 12 mg/litre.

Et en pratique ?

Comme souligné au début de ce chapitre, on constate que les opinions varient considérablement en ce qui concerne la nécessité, le dimensionnement ou l’emplacement des aérateurs de bassin.

Avant de conclure l’écriture de cet aspect difficile de l’aération du bassin, je me suis penché sur diverses sources tant dans les pays anglo-saxons qu’en Allemagne par exemple, pays où de nombreux amateurs de Koi discutent sur les forums. Les sources scientifiques sont inexistantes dans ce domaine et seule l’expérience prévaut. Mais ce qui en ressort est assez déconcertant : parfois on pourra lire un débit d’air par rapport à la surface, parfois par rapport au volume d’eau…

De plus, les chiffres indiqués varient du simple au quintuple ! Les amateurs anglais qui suivent les écrits de M. Waddington vous citeront le chiffre de 80 litres/min pour un bassin de 15 m3 (en exemple, un bassin à Koi « idéal » commenté par le maître faisant 40 petits m3 dispose de 5 pompes à air de 80 l/min !!) tandis qu’en Allemagne on considèrera qu’une telle aération est une aberration tant elle est puissante voire dangereuse pour les carpes !

Au pays de l’aquariophilie et du bassin, on préfèrera la diffusion d’oxygène pur avec un concentrateur, et s’il faut utiliser une pompe à air, on limitera le débit à 30 ou 40 l/min pour 10 m3 d’eau : ils ont pour principe de diviser le volume du bassin par 4 pour obtenir la valeur empirique du débit d’air, exemple :

Bassin de 10000 litres / 4 = 2500 / 60 = 41 lit/min d’air.

Nous avons vu précédemment la théorie et nous n’allons pas y revenir : en tant qu’entreprise souhaitant concilier bien-être animal, efficacité et coût d’utilisation raisonnable, voici nos préconisations.

D’abord une mise au point : le débit d’air indiqué est celui qui est compressé à la profondeur où se situe le diffuseur (ou les diffuseurs). Donc dans l’exemple ci-dessus, c’est 41 lit/min au fond du bassin si l’on considère que les diffuseurs sont au fond.

Ce n’est donc pas le débit indiqué sur le carton de votre pompe à air ! Une pompe à air fourni un effort et plus la profondeur augmente, plus le débit de la pompe diminue. Pour s’y retrouver, il faut consulter les courbes fournies par le constructeur.

On voit – par exemple- qu’une Secoh JDKS 60 délivre 105 lit/min pour 40 Watt, à 1 mètre.

A titre de comparaison, une FujiMac 60 R II sort 90 lit/min toujours à 1 mètre mais pour 35 Watt. Ceci n’est qu’une comparaison bien ciblée car on peut trouver de meilleures performances à profondeurs plus importantes tant du point de vue du débit que de la consommation électrique, c’est assez variable et il faut donc tout mettre en balance.

Pour en revenir aux débits que nous proposons, il faut distinguer l’aération « nécessaire » en été (parfois nécessaire, donc pas toujours indispensable) et celle d’hiver qui est parfois nécessaire mais qui comporte des inconvénients.

Aération d’été

Rappel : un bon dispositif doit provoquer un mouvement de convection. Placé au fond, le diffuseur va créer une colonne d’air qui va soulever la masse d’eau du fond, pour la mettre en contact avec l’air atmosphérique en surface. Les débits qui suivent concernent 1 diffuseur (par exemple le diffuseur en EPDM d’une bonde de fond). Cela ne signifie pas qu’il s’agit du débit total d’air pour le volume total d’eau du bassin !

Nous convenons que pour obtenir un mouvement d’eau fort, nous fixons le débit d’air de

80 à 100 lit/min à 1 mètre.

Pour obtenir un mouvement modéré à fort, nous convenons d’un débit de

60 à 80 lit/min à 1 mètre.

Enfin, pour un mouvement faible ; le débit est de

40 à 60 lit/min, à 1 mètre.

Si votre bassin fait 1,50 m, il faut donc les mêmes valeurs en fonction du type de mouvement attendu mais le choix de la pompe dépendra de ses performances (donc, voir les courbes).

Ensuite, il faut déterminer le nombre de diffuseurs qui est relatif au volume d’eau. C’est une manière d’adapter la puissance des pompes à air au volume de votre bassin.

Un coefficient peut servir à déterminer la puissance relative de l’installation :

Exemple :

Bassin de 80.000 litres / 500 = 160 = 2 pompes de 80 lit/min (sur deux ou quatre diffuseurs)

500 = puissance faible à modérée

Bassin de 80.000 litres / 330 = 242 = 3 pompes de 80 lit/min (sur trois diffuseurs)

330 = puissance modérée

Bassin de 80.000 litres / 250 = 320 = 4 pompes de 80 lit/min (sur deux ou quatre diffuseurs)

250 = puissance forte

Cette méthode à deux paliers permet de trouver le bon type d’aération quel que soit le volume, le nombre de bondes (ou de diffuseurs) car un bassin n’est pas l’autre… Un bassin très allongé ou de forme très « étrange » nécessite des adaptations qu’un simple bassin circulaire….

De même un bassin qui souffre d'un mauvais circuit hydraulique (pas beaucoup de mouvement d'eau, bassin stagnant) pourra être amélioré avec des diffuseurs bien placés et musclés...

Il suffit d'adapter le débit et le nombre de diffuseurs pour obtenir une aération efficace, et à la carte !

Aération d'hiver

C'est plus simple: l'eau froide étant saturée en oxygène, il n'y aucun intérêt à consommer de l'énergie pour faire du vent...

Par contre, si le bassin est couvert de glace, et si la filtration est à l'arrêt (ce qui est déconseillé) pour améliorer les échanges gazeux, il est préférable d'aérer mais avec modération. Le dispositif ne doit cependant pas refroidir le bassin ni déranger les Koi qui tentent de passer les mois d'hiver sans nourriture.