Les mouvements d'eau dans le milieu naturel :
Les mouvements d'eau en mer sont au nombre de trois : Les courants, les vagues et les marées. Ils sont tous trois générés par des forces colossales ayant pour cause des phénomènes très différents.
Commençons par les courants marins, en fait il y a deux types de courants marins, les courants majeurs profonds, ou courant thermohalin, sillonnant les océans comme de grands fleuves, composés de courants de fond froids et de courant de surface chauds ou circulation thermohaline. Ces mouvements sont générés par la combinaison de différence de température et de densité.
En surface se forment des courants générés cette fois par les vents et tournants dans le sens de l'effet Coriolis (sens horaire dans l'hémisphère nord et anti horaire dans l'hémisphère sud) Pour l'anecdote, on retrouve le même sens de rotation lors de l'écoulement de l'eau de l'aquarium dans le tuyau de la descente vers la décantation. Les courants de surface changent donc également en fonction de la saison.
Le second mouvement des masses d'eau sont les vagues, elles sont formées par les vents, elles peuvent prendre également la forme de houle, lorsque le mouvement ondulatoire de la surface de l'eau est engendré par des vents lointains éloignés de la zone d'observation de la houle et dont l'amplitude varie lentement. Lorsque les fonds ont une faible profondeur, cette houle reprend une forme de vague déferlantes.
Les marées, dernier mouvement des océans est généré par l'action combinée du soleil et de la lune par l'attraction gravitationnelle d'une part et la force centrifuge de la terre d'autre part.
Les modèles de flux :
L'ensemble des pompes disponibles sur le marché peuvent être qualifiées grâce à deux caractéristiques de performance: le débit et la hauteur manométrique. Ces deux paramètres sont extrèmement important pour permettre de faire un choix d'équipement en fonction de l'utilisation envisagée. Ainsi, une hauteur manométrique élevée traduit une pression de sortie élevée, générant en sortie un flux cisaillant particulièrement approprié pour empécher une accumulation ponctuelle de sédiments derrière un décor par exemple, mais plus adapté pour alimenter réacteurs, filtres ou assurer la remonté d'eau depuis la filtration. En aquariophilie, on reconnait ce type de pompes par une sortie de faible diamètre (10-25mm).
Les pompes affichant un débit très élevé n'annoncent généralement pas d'informations sur la hauteur manomérique, la raison est simple, elle est généralement pratiquement nulle, ce qui signifie qu'elles ne sont pas à même de créer de pression, mais parfaites pour créer du débit de circulation. Ces pompes produisent un flux de sortie très large généralement lié à l'utilisation d'hélice en bout de rotor, ou de pales de très grande surface produisant alors un flux laminaire large.
Ce type de pompe peut également prendre place dans une boîte de volume réduit permettant alors de générer une variation de niveau cyclique du milieu, ce principe est utilisé dans les wavebox par exemple.
Ce dernier mode de variation de flux est également mis en oeuvre dans un système de brassage sans pompe à eau mais utilisant de l'air: la boîte de Carlson, intérressante pour des bac de très grand volume.
Choix des pompes de brassage :
Le choix des pompes de brassage semble souvent complexe et régi par des règles dont ne sait pas trop d'où elles viennent, comme la sacro sainte règle de 20 fois le volume du bac comme somme du débit des pompes de brassage. Il est important de se rappeler quels sont les enjeux du brassage et quels bénéfices il apporte au milieu. Les mouvements d'eau servent de vecteurs à tous les flux de nutriments, tant en apport qu'en export vers la filtration, mais aussi vecteurs d'échanges gazeux, indispensable à l'oxygénation du milieu. On peut encore noter l'homogénisation de la température, de la salinité, la mise en suspension des sédiments, diffraction du rayonnement lumineux, etc... Tous ces effets sont rendus possible grâce à la combinaison des trois mouvements d'eau courants, vagues et marées, il est donc important de retrouver des effets similaires dans nos aquariums, en combinant les flux produits par les différent types de solution de brassage. Le courant est engendré par le flux de chaque pompe, les vagues ou l'effet de houle peut quand à lui être recréé par une variation de puissance des pompes.
Les marées peuvent être facilement simulées par la mise en oeuvre d'oscillateur de pompes.
Optimisation du brassage :
Les oscillateurs ont d'autres avantages très intéressants: ils permettent non seulement d'optimiser l'efficacité des pompes de brassage à flux large en permettant leur positionnement dynamique par rotation angulaire, mais aussi de mettre en mouvement l'ensemble de la colonne d'eau avec une possibilité d'inversion de son sens de rotation en fonction d'une plage horaire, comme c'est le cas avec les marées. Il y a une autre application de certains oscillateurs, permettant de résoudre un problème spécifique au brassage des aquariums, à savoir orienter de façon séquentielle le flux des pompes de brassage de sorte à éviter un flux direct sur les coraux afin d'éviter un stress traumatique des tissus.
On peut résumer le choix des pompes de brassage de la manière suivante: les pompes à pression de sortie élevée sont utiles pour un brassage ponctuel à l'arrière du décor, les pompes fixes à débit élevé type Tunze nanostream, Vortech, Jebao RW, ou Gyre sont intéressantes pour mettre en mouvement une grande masse d'eau avec un effet de houle, mais ont tendance à forcer les sédiments dans les recoins les moins brassés. Le fait de monter sur oscillateurs des pompes à débit large permet d'augmenter leur efficacité tout en diminuant leur nombre, ce qui améliore à la fois la qualité du brassage en diminuant l'impact visuel et la consommation électrique globale de l'aquarium.
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