Introduction

Un bassin est un petit écosystème presque clos où les cycles ne trouvent jamais un équilibre: une idée, trop souvent répandue, est de croire qu’un lagunage ou un bon filtre suffisent à équilibrer un bassin.
 
Des substances s’accumulent inexorablement dans l’eau, il faut donc intervenir à un moment donné sous peine de voir cette accumulation de substances devenir toxique. D’autre part, les paramètres physico-chimiques de l’eau évoluant défavorablement, il est nécessaire de corriger régulièrement cette variation: la plupart du temps, des changements d’eau réguliers suffisent amplement.... pour la plupart des détenteurs de bassin. Mais pas pour les plus exigeants !
 
L’azote (N) est un élément essentiel présent dans toutes les créatures vivantes. Présent également dans l’air ou dans l’eau, il rentre dans la composition des protéines que l’on retrouve partout: c’est d’ailleurs une part importante de notre alimentation (viande, poisson). La nourriture qui est dispensée aux poissons du bassin est très riche en azote (25 à 45% de protéines) et en incorporant celle-ci dans le bassin, la pollution engendrée devra être traitée.

Le cycle de l'azote n'est pas typique ou propre uniquement à l’eau et aux bassins : il s’applique partout dans la nature, non seulement dans l'eau mais aussi dans les sols ou l'atmosphère.

Dans l’eau, l’azote organique est produit également par les excrétions des animaux, les restes de nourriture pourrissante ou encore par la décomposition de débris végétaux et animaux. S’ajoute à cela les pluies polluées qui contribuent également à la balance des intrants.
 
L’épuration biologique repose sur un cycle appelé "Le cycle de l’azote" qui comprend plusieurs étapes: l’azote organique (provenant des déchets) va être transformé en d’autres formes azotées plus ou moins toxiques mais dont le dérivé final sera peu toxique. "Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme"... le cycle de l’azote permet donc de comprendre comment l’azote peut prendre plusieurs formes. Dans le bassin, il prend une forme simplifiée, voici la description des phases de ce premier processus, la nitrification. Le second processus, la dénitrification intéressera plus spécialement ceux qui veulent aller plus loin.

L’ammonification (ou ammonisation)

Dans le bassin, l’azote organique se retrouve sous forme de boues dont les plus grosses particules vont être consommées et digérées par des micro-organismes (crustacés, larves, organismes saprophytes, détritivores...): ils vont transformer les déchets qui vont être ensuite minéralisés par des moisissures et des bactéries hétérotrophes (ou "organotrophes").

Les aliments pour poissons contiennent des protéines produites à partir d'acides aminés. En effet, les acides aminés servent à fabriquer les diverses protéines nécessaires au développement des Koi. Les amines sont des composés azotés qui dérivent directement de l'ammoniac : les poissons mangent les aliments contenant des protéines qui sont convertis en ammoniac au fur et à mesure qu'ils sont métabolisés. Ils excrètent jusqu'à environ 90 % de l'ammoniac par les branchies : ils absorbent donc l'azote sous forme amine et l’excrètent sous forme d’ammoniac (NH3 ou NH4).

Les fèces de poisson contiennent également des déchets d'azote, de même que les insectes morts ou les plantes en décomposition. Ces déchets azotés sont utilisés comme source d'énergie par les bactéries hétérotrophes qui colonisent le bassin. Cette minéralisation  comporte deux étapes: la première est une protéolyse, réalisée par différentes bactéries (Bacillus, Pseudomonas, Micrococcaceae, Achromobacteriaceae).

Les produits issus de cette protéolyse sont des acides aminés qui subissent une désamination lors de la deuxième étape. L’ammonification ne s’effectue qu’en présence d’oxygène. Selon la valeur du pH de l’eau, l’azote N est oxydé en ammonium NH4+ ou en ammoniac NH3. Plus le pH est élevé, plus la fraction d’ammoniac est importante. L’ammoniac NH3 est très toxique, et l’ammonium NH4+, la forme ionisée, l’est environ 100 fois moins: on comprend l’intérêt du contrôle du pH qui modifie les proportions de l’une ou l’autre forme.

Les tests qui servent à mesurer la concentration d’ammoniac, mesurent les deux formes simultanément: à l’aide du tableau ci-dessous, il est possible de différencier les deux fractions. On constate qu’avec une élévation de pH, la part d’ammoniac, toxique, augmente sensiblement. Au contraire, lorsque le pH de l’eau diminue, une grande partie de l’ammoniac s’ionise pour devenir de l’ammonium, peu toxique. Les plantes peuvent assimiler l’ammonium mais pas l’ammoniac: à la mort de ces plantes, l’azote minéral retournera dans l’eau sous forme d’azote organique

Certains nutriments produits lors de la décomposition de la matière organique sont directement réutilisés par les cycles biologiques. C'est le cas du gaz carbonique et dans une certaine mesure, des phosphates. Après l’ammonification productrice d’ammoniac / ammonium, intervient la nitrification qui comprend deux étapes distinctes. En résumé, l’ammonification est une étape qui fait que l'essentiel de l'azote organique va être transformé en azote minéral assimilable par les organismes autotrophes.

T°	pH 7,0	pH 7,2	pH 7,4	pH 7,6	pH 7,8	pH 8,0	pH 8,2	pH 8,4	pH 8,6
4	0,11	0,16	0,29	0,38	0,72	1,14	1,79	3,48	4,37
6	0,13	0,20	0,34	0,45	0,84	1,34	2,10	3,90	5,10
8	0,16	0,25	0,40	0,50	0,99	1,60	2,45	4,08	5,93
10	0,18	0,29	0,46	0,62	1,16	1,80	2,86	4,58	6,88
12	0,22	0,35	0,54	0,70	1,35	2,10	3,32	5,22	7,95
14	0,25	0,39	0,63	0,85	1,57	2,50	3,85	5,80	9,14
16	0,29	0,47	0,73	1,17	1,82	2,88	4,45	6,93	10,48
18	0,34	0,54	0,85	1,35	2,11	3,32	5,14	7,94	11,97
20	0,39	0,63	0,98	1,56	2,44	3,83	5,90	9,09	13,61
22	0,46	0,72	1,14	1,79	2,81	4,37	6,76	10,30	15,41
24	0,52	0,82	1,31	2,05	3,22	4,99	7,72	11,65	17,37
26	0,60	0,95	1,50	2,35	3,70	5,71	8,80	13,20	19,50
28	0,69	1,10	1,73	2,72	4,23	6,55	9,98	14,98	21,78
30	0,80	1,12	1,98	3,13	4,83	7,52	11,29	16,96	24,22

Ci-dessus, le tableau indique le pourcentage d’ammoniac en fonction du pH et de la température.

En pratique, comme les tests vendus dans le commerce, qui servent à mesurer la concentration d’ammoniac, mesurent les deux formes simultanément il est possible, à l’aide du tableau de déterminer la part d’ammoniac toxique.

Exemple

Résultat du test à goutte: 1,6 mg / litre.

Avec un pH de 7,0 et à une température de 26 °C, le tableau indique un pourcentage de 0,60%.
Donc, 1.6 x 0.60 % = 0,0096 mg/litre d’ammoniac (concentration peu toxique).

Par contre avec un pH plus élevé, par exemple pH = 8,2 (toujours à 26°C) nous avons: 1,6 x 8,80 % = 0,14 mg/litre d’ammoniac (concentration très toxique).

En bassin, les concentrations maximales à ne pas dépasser sont de:

Ammoniac NH3: valeur maximale de 0,01 mg / litre.
Ammonium NH4+ : valeur maximale de 0,1 mg / litre.

Lors de la mise en service d’un nouveau bassin, il faut attendre avant d’empoissonner: ce délai est nécessaire pour la multiplication des populations bactériennes utiles à l’épuration de l’eau.

Après la description du cycle de l’azote, nous verrons comment raccourcir ce délai et comment éviter des problèmes lorsque la filtration présente une défaillance ou lorsque des conditions défavorables induisent des effets néfastes voire dangereux. Même après une longue période de fonctionnement normal, une poussée d’ammoniac ou de nitrite est toujours possible et il convient de réagir correctement.

A noter

En supposant que l’aliment donné aux Koi comporte 40% de protéines, on peut estimer que 1 g d'aliment produit environ 40 mg d'ammoniac.

En bassin à Koi avec système de filtre biologique, il y a toujours de l’ammoniac dans l’eau : ceci quel que soit la taille du filtre et le régime de filtration (débit de filtration). Un filtre aussi performant soit-il est incapable de transformer les déchets azotés instantanément !

Beaucoup d’amateurs de bassin pensent le contraire mais la raison est simple : les tests à goutte généralement utilisés pour détecter les déchets de l’azote ne sont pas assez sensibles et n’indiquent donc pas des taux très faibles en ammoniac ou en nitrites.

Comme nous l’avons vu, la toxicité de l’ammonium dépend du pH : la faible concentration non mesurable étant elle-même à relativiser par rapport au pH, on peut considérer que l’influence de ce résiduel est quasi nul.

A température ambiante, l'ammoniac est un gaz que l’on note NH3. Il est incolore et irritant à faible dose, il brûle les yeux et les poumons en concentration plus élevée. Ce composé chimique est connu sous le nom d'ammoniac anhydre. Le gaz ammoniac (NH3) est une source d'ammonium dans les précipitations (pluies, neiges, brouillard).

L'ammoniaque ou hydroxyde d'ammonium (NH4OH) est la solution aqueuse d'ammoniac.

On trouve de l'ammoniaque dans les nettoyants pour vitres, les détartrants, les produits d'entretien du four… Elle est le produit de la dissolution de l'ammoniac NH3 à l'état gazeux dans l'eau.

La nitrification

La nitrification est la conversion biologique de la forme réduite ammoniac NH4+ en la forme oxydée nitrate NO3- : elle change donc le degré d'oxydation. La source d'énergie est l'ammonium/ammoniac ou le nitrite et la source de carbone sont le CO2, les carbonates et les composés organiques. Dans le bassin, la part la plus importante de la nitrification est généralement attribuée aux bactéries autotrophes aérobies strictes.

La nitrification comporte deux étapes distinctes

La nitrosation (ou encore la nitritation): oxydation de composés ammoniacaux en nitrite NO2, très toxique.
La nitratation: oxydation des nitrites en nitrates NO3 peu toxique.
Les bactéries sont fixées sur des supports mais peuvent être transportées par les MES.
La nitrification est nettement supérieure dans une eau contenant des particules en suspensions : les échanges gazeux sont meilleurs et on y retrouve de l'azote inorganique à des concentrations de 100 à 1000 fois supérieures que dans la colonne d'eau.

Les éléments nutritifs sont donc concentrés sur ces particules et le rendement de la nitrification est meilleur. Cette constatation souligne le fait que le principe des filtres à sable fluidisé est nettement supérieur au principe des filtres à supports immergés.

La nitrosation

Avec la nitrosation, première étape de la nitrification, on obtient des nitrites par action de bactéries Gram négatif nitratantes (nitrosantes ou nitreuses) dont le nom porte le préfixe " Nitroso " : Nitrosomonas (10 espèces dont europaea, spp), Nitrosococcus (3 espèces), Nitrosospira (5 espèces), Nitrosolobus (2 espèces), Nitrosovibrio (2 espèces). Le genre Nitrosomonas serait le plus résistant, capable de résister à des périodes d'anoxie, il continue à produire des nitrites même lorsque que la concentration en NH4+ est élevée.
Les bactéries sont fixées sur des supports mais peuvent être transportées par les MES. La nitrification est nettement supérieure dans une eau contenant des particules en suspensions : les échanges gazeux sont meilleurs et on y retrouve de l'azote inorganique à des concentrations de 100 à 1000 fois supérieures que dans la colonne d'eau. Les éléments nutritifs sont donc concentrés sur ces particules et le rendement de la nitrification est meilleur. Cette constatation souligne le fait que le principe des filtres à sable fluidisé est nettement supérieur au principe des filtres à supports immergés.

La nitratation
 

La nitratation est donc la seconde étape de la nitrification: avec celle-ci, on obtient des nitrates par l'action de bactéries Gram négatif nitratantes (ou nitriques) dont le nom porte le préfixe " Nitro ": Nitrobacter (4 espèces), Nitrospina (1 espèce), Nitrococcus (1 espèce), Nitrospira (1 espèce).
Les nitrates ne présentent pas de réel danger pour les habitants du bassin: une concentration maxi de 50 mg/litre est admise en maintenance de bassin de jardin.

En bassin à Koi, pour les plus exigeants, la concentration ne devrait pas dépasser 5 mg/litre. En effet, selon de nombreux experts et en particulier M. Takayuki Izeki qui a beaucoup écrit sur la maintenance des Koi, des niveaux élevés d'oxygène et de faibles taux de nitrates sont importants notamment pour la peau. Le nitrate en excès diminue la capacité du Koi à éliminer des toxines qui s’accumulent sous la peau. De nombreux amateurs de Koi qui limitent la concentration de nitrates entre 5 et 10 mg/l constatent effectivement ces effets.

Conditions d'une bonne nitrification

L’oxygène

La nitrification consomme de l’oxygène: chaque gramme d’ammoniac oxydé nécessite 4,33 g d’oxygène.  A noter qu’il s’agit d’oxygène pur et non d’air ! Selon des études récentes, il a été constaté que pour palier à cette consommation d’O², il suffit de maintenir une concentration de 4 mg/litre dans les biofiltres (de l’entrée à la sortie pour une unité de nitrification).

Ces chiffres confirment une publication (Capdeville ,1991) qui établissait que les constantes de demi-saturation par rapport à l'oxygène dissout vont de 0,25 à 1,3mg/l pour Nitrosomonas, et de 0,5 à 1mg/l pour Nitrobacter selon la température.

La température

La température optimale pour Nitrosomonas se situe entre 30° et 36° et de 28° pour le genre Nitrobacter. Dans la gamme de température de 8° à 23°C, avec une élévation de 1°C, le taux de croissance est augmenté de 9.5% pour Nitrosomonas et de 5,9% pour Nitrobacter. En dessous de 5 °C, presqu’aucune formation de nitrate ne se produit par minéralisation (Stevenson, 1986).

Il est évident qu’avec les basses températures hivernales, l’oxydation des déchets est fortement ralentie: même si la distribution de nourriture est suspendue et même si le métabolisme des carpes est diminué, mieux vaut, si possible, laisser la filtration du bassin en marche. L’alimentation en eau permet un apport d’oxygène suffisant pour maintenir des conditions de reprises plus favorables.

Le pH

Le pH joue également un rôle important sur la nitrification. Dans le cas d'une disponibilité en oxygène suffisante, une augmentation du pH, même très faible, accélère fortement la transformation de l'ammoniac en nitrite. Par exemple, elle est trois fois plus rapide à pH 7,8 qu'à pH 7,1. C'est l'inverse pour la réaction suivante. L'oxydation du nitrite en nitrate est plus rapide à un pH plus bas.

La nitrification est fortement inhibée lorsque le pH est acide (en dessous de 6). Suite à ces constatations, il est donc judicieux de tenir compte de ces particularités en optant pour un pH situé à 7,4  / 7,5 pour autant que d'autres exigences ne soient prioritaires (couleurs des Koïs, par exemple).

Quand on parle de "vitesse de nitrification", il faut savoir que pour transformer de l'ammoniac en nitrate il faut du temps: à 30 °C et si le pH et la concentration en oxygène sont favorables, il faut environ 13 heures aux bactéries nitrifiantes pour transformer l'ammoniac en nitrite et 14 heures supplémentaires pour l'oxydation des nitrites en nitrates

Cette inertie peut poser problème lorsque les principes de base ne sont pas respectés: surpopulation, sur-nourrissage, filtres biologiques inadaptés, mauvaise gestion du bassin... une brusque augmentation d'ammoniac ou de nitrite accompagné d'un déficit en oxygène peut survenir et causer des lésions irréversibles à la faune du bassin.

La nitrification libère des ions H+ qui acidifie le milieu: le pH baisse dans le filtre et il s’agit donc de suivre ce paramètre de près. La présence de carbonates procure un effet tampon contre les variations de pH et, au besoin, de l'alcalinité peut être ajoutée pour contrer la consommation de 7,14 grammes de CaCO3 par gramme d’ammoniac NH4+ oxydé (par exemple sous forme de Na2CO3 ou NaOH).

La source de carbone

Les bactéries autotrophes utilisent le carbone minéral comme seule source de carbone: les carbonates / bicarbonates sont essentiellement consommés. Lorsque toutes les conditions sont rencontrées, la nitrification d’un kilo d’azote produit 180 g de bactéries nitrifiantes.

La lumière

Les bactéries nitrifiantes sont sensibles à la lumière et sont inhibées aux longueurs d'ondes inférieures à 480 nm (Bock et al 1986). Les nitratantes sont plus sensibles que les nitrosantes (Olson 1981). Ces bactéries nitrifiantes colonisent donc toutes les surfaces humides, le fond du bassin, ses parois, les tuyauteries… Elles prolifèrent à l'intérieur des canalisations car elles préfèrent l’obscurité. La lumière ne les tue pas, elles peuvent s’adapter mais elles préfèrent les endroits sombres.

En pratique

Une intoxication à l’ammoniac touche d’abord les petits poissons: le système nerveux est endommagé entraînant des pertes d’équilibre, des lésions cutanées ... la concentration maximale ne doit jamais dépasser 0,01 mg/l.
Pour réduire une concentration trop importante, procéder à des changements d’eau réguliers et/ ou placer des zéolithes pour absorber l’ammoniac. Trouver une solution à long terme en adaptant la taille du filtre, en ajustant correctement les paramètres de l’eau et, éventuellement, en réduisant la population du bassin.

Une intoxication au nitrite est provoquée par ce déchet azoté qui pénètre dans la circulation sanguine et qui se combine à l'hémoglobine. L'effet toxique majeur n’est pas l’acidité des nitrites mais l’impossibilité de fixer et de transporter l'oxygène vers les organes. Les nitrites réagissent avec l'hémoglobine pour former la méthémoglobine, affectant la capacité du sang à transporter suffisamment d'oxygène jusqu'aux cellules de l'organisme.

La méthémoglobine est de l'hémoglobine dans laquelle le fer oxydé passe de l'état ferreux (Fe++) à l'état ferrique (Fe+++), ce qui le rend incapable de transporter de l'oxygène. Le sang du Koi se colore alors en brun foncé à bleu d’où la couleur de branchies brunes en cas d’intoxication au nitrite. Plus le pH est bas, plus le nitrite se convertit en acide nitreux et plus l'effet sur le sang du poisson est important. Le Koi doit respirer plus fort et plus rapidement que la normale.  Si la situation n'est pas rapidement rectifiée, le poisson finit par suffoquer et meurt par asphyxie.

Si dans le bassin, la concentration de nitrite est réduite rapidement à une valeur minimale, le taux de méthémoglobine dans le sang des Koi peut redevenir normal en deux ou trois jours.

En cas de problème, le sel peut provisoirement annihiler l’effet toxique des nitrites, mais sans réellement modifier la toxicité des nitrites. Le sel qui contient du chlorure de sodium n'empêche pas réellement l'acide nitreux de pénétrer dans les branchies mais étant dans l'eau en plus grande quantité, il est beaucoup plus probable qu'il sera prélevé à la place du nitrite.

C’est comme un « jeu d’occupation », par exemple : s’il y a dix molécules de chlorure pour une seule d’acide nitreux dans l’eau, il est bien plus probable que les branchies acceptent une molécule de chlorure plutôt qu'une d'acide nitreux. Cela signifie que les dommages causés au poisson seront également réduits proportionnellement. Le sel ne rend pas les nitrites moins toxiques, il est simplement en compétition pour entrer dans le sang du poisson

La concentration en nitrite ne doit jamais dépasser 0,1 mg/l. La toxicité des nitrites dépend à la fois du pH et de la température. Sa toxicité augmente avec celle de la température mais, contrairement à l'ammoniac, sa toxicité diminue avec l'augmentation du pH. Selon certaines études, il a été constaté que deux fois plus de nitrite pénétraient dans le poisson sous la forme d'acide nitreux à un pH de 6,5 comparativement à un pH de 8,0.

En cas de problème, le sel peut provisoirement annihiler l’effet toxique des nitrites et pour les gros bassins, de nombreux petits changements d’eau permettent très souvent de sauver les poissons en attendant que les bactéries de la filtration soient en mesure de transformer les nitrites en nitrates. 

L’entretien du bassin comprend les changements d’eau réguliers dont le volume est variable selon le type de bassin. D’une manière générale l’élévation de la concentration en nitrates est limitée par simples changements d'eau. Une eau de qualité "acceptable" ne contient pas plus de 50 mg/l de nitrates. En réalité, pour atteindre des objectifs de croissance, mais surtout pour maintenir une qualité de peau et une coloration éclatante des Koi, il faut s'efforcer le réduire cette concentration en nitrates entre 5 et 10 mg / litre maximum. Le changement d'eau permet normalement en même temps de maintenir une valeur de KH minimale (voir dureté de l'eau).
 
Lors de la mise en service d’un nouveau bassin, il est recommandé d’ensemencer celui-ci de bactéries nitrifiantes. Ce n’est pas indispensable cependant en agissant de la sorte, on est à peu près certain que le cycle de l’azote démarrera sans trop de problèmes, et plus rapidement.

Par la suite, les colonies bactériennes se développeront ou au contraire, régresseront selon la charge organique du bassin et la concentration en oxygène: mais le plus important est de bien saisir que le cycle se perpétue et évolue constamment.
Il y a donc sans cesse production d’ammoniac, de nitrites, etc. et l’essentiel est de fournir à tout moment les meilleures conditions de développement.

A ce stade, on peut comprendre l’inutilité d’ajouter régulièrement dans le filtre de nouvelles bactéries: si tous les paramètres sont conformes, un développement optimal s’établira et les populations bactériennes croîtront ou décroîtront selon les conditions précitées. L'ajout de bactéries n'est utile que lorsque la densité de poissons est trop forte et/ou lorsque la filtration biologique atteint ses limites (par défaut d'une filtration mécanique défaillante ou à cause d'un filtre bio trop petit).

Pour démarrer une filtration bio, inutile d’introduire de la matière organique dans le bassin puisque celle-ci est suffisamment présente: en agissant de la sorte, vous retardez la première phase du cycle (ou du moins vous pouvez la rallonger considérablement...).
Lorsque la phase de nitratation est bien établie, procédez à un empoissonnement progressif de manière à ce que les colonies bactériennes aient le temps de s’adapter à ces nouvelles conditions. Le délai peut atteindre parfois 10 semaines avec ou sans ensemencement préalable.

Afin de conserver un maximum de bactéries dans le filtre, lors des opérations d’entretien il est préférable de rincer les supports bactériens avec de l’eau du bassin: les bactéries abritées dans le biofilm sont sensibles à toutes modifications brutales des paramètres physico-chimiques.
Le biofilm est une membrane qui regroupe bactéries, algues, champignons, protozoaires, déchets organiques...

Bon à savoir

Le biofilm bactérien dépend de la nature du substrat, de l’éclairement, de la qualité de l’eau et de la température. La formation du biofilm débute par l’adhésion de premières bactéries sur le substrat qui est conditionné par une charge ionique spécifique.

Lorsque les cellules se divisent et s’accumulent, la membrane de liaison se forme: composée de protéines, de cellules mortes et de débris organiques servant de charpente à cette enveloppe, elle permet la liaison d’autres bactéries qui pourront s’y accumuler.
De cette manière, chaque nouvelle accumulation de cellules permet à d’autres organismes de venir s’y installer. Le biofilm ainsi constitué permet une stabilité et une résistance face au courant des eaux.

La vitesse du courant de l’eau modifie énormément la manière dont va se développer le biofilm ainsi que sa constitution. A très faible vitesse (5 cm /s) le biofilm peut déjà se constituer après 24 heures mais il faut attendre une centaine d’heures si la vitesse passe à 30 cm/s. Au-delà de 60 cm/s, le courant empêche la constitution complète du biofilm. Par contre, tout en restant à des vitesses acceptables, l’activité métabolique des bactéries augmente avec la vitesse du courant (Eichem 1993).

Si la lumière est bénéfique pour les algues associées aux bactéries, un excès de lumière inhibe celles-ci: le biofilm procure une protection qui atténue la pénétration du flux lumineux.

Par ailleurs, de nombreuses études ont démontré que le taux de nitrification était nettement supérieur lorsque le support était constitué soit de particules en suspensions (Kenn et Brosser 1988), soit de zones sédimentaires. A l’inverse, les bactéries fixées et protégées par un biofilm peuvent continuer à se multiplier et à maintenir leur activité, à des pH nettement inférieurs que ceux nécessaires aux organismes fixés aux particules libres (Allison et Prosser 1993).

Selon d’autres études plus récentes qui confirment que le taux de nitrification est supérieur lorsque les bactéries sont fixées sur particules, des précisions méritent d’être soulignées: les particules offrent une surface d’accrochage plus solide et permettent une plus grande concentration des éléments nutritifs.
 
Les composés azotés ainsi que la matière organique est adsorbée (attirée et retenue superficiellement) par ces particules. Les meilleurs taux de nitrification étant obtenus par des particules fines et organiques, il existe une forte corrélation entre le contenu en argile et le taux de nitrification (Wyer 1988).

A la lecture de ces constatations tirées d’études diverses, il va de soi que les filtres qui offrent le meilleur rendement (nitrification) sont ceux de type : filtre à sable fluidisé, filtres à ruissellement (sec / humide), filtres statiques à tapis et moving bed fortement oxygénés.

Une méthode chimique est envisageable pour le démarrage d’un filtre: cette méthode est très utile dans le cas d’un bac de quarantaine ou d’un bac sanitaire qui doit être opérationnel très rapidement.
Le procédé consiste à doper les bactéries (ensemencées) à l’ammoniaque (hydroxyde d’ammonium, la solution aqueuse du gaz ammoniac) que l’on verse dans l’eau du bac.

Le dosage requis importe peu pour autant que l’ajout d’ammoniaque soit constant jusqu’à l’apparition de nitrites: généralement un dosage compris entre 5 et 10 mg/litre donne toute satisfaction pour l’obtention d’une bonne colonie bactérienne.
Certains complètent ce procédé par l’ajout de nitrite de sodium (NaNO2) afin de raccourcir encore le délai de démarrage du filtre. Attention aux plantes dans le cas d’un démarrage chimique d’un bassin planté !

Cas des lagunages en bassin à Koi

Les bassins à Koi sont traditionnellement équipés de filtres biologiques devant répondre - entre autres – à deux conditions : d’une part, il faut pouvoir contrôler leur état d’encrassement et au besoin, pouvoir les nettoyer. Et d’autre part, ces filtres doivent être oxygénés de manière satisfaisante.

Ce qui n’est pas le cas des lagunages : nous n’utiliserons donc cette technique uniquement en bassin de baignade et en prenant soin de placer en amont une filtration mécanique fine pour éviter au maximum un apport de déchets dans ce lagunage.

En bassin à Koi, le lagunage est définitivement à proscrire : il se colmate au bout de quelques années et il est impossible de nettoyer / rincer convenablement les pierres qui servent de media bio. De plus, la concentration en oxygène est difficile à maitriser…. Elle est pourtant essentielle !

Certaines bactéries (anaérobies facultatives) peuvent vivre dans des conditions où il n’y a que très peu ou pas d'oxygène dans l’eau. Le nitrate (NO3) est un atome d'azote lié à trois atomes d'oxygène : en cas de nécessité, ces bactéries sont alors capables de prélever un ou plusieurs atomes d'oxygène des nitrates. Dans ce cas, les nitrates sont réduits soit en nitrites (NO2), soit en oxyde nitreux ou en azote gazeux....

Mais le plus souvent, dans un lagunage mal conçu ou ancien, cette réaction n'est pas complète et l'on assiste alors soit à une production de nitrites, soit à une fermentation ou parfois les deux simultanément.

Donc, si ces nitrates pénètrent dans une zone du lagunage où la concentration d'oxygène est très faible, ils seront convertis en nitrites, voir même en ammoniac… Un comble puisque l’on attend tout le contraire d’un filtre biologique.

Lorsque le milieu est totalement désoxygéné comme cela est généralement le cas aussi dans les vases épaisses de fond de bassin, d'autres populations bactériennes peuvent intervenir. Le sujet est développé dans la partie dénitrification > ammonification du nitrate.

Dans le bassin, ces phénomènes de fermentation sont faciles à éviter : un entretien régulier empêchant l’accumulation de déchets suffit amplement.