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  • Circulation d'eau - Part. 1 : Données de calcul


    Denisio
    • Quelle pompe pour faire circuler l'eau de mon aquarium ? Quel diamètre de tuyau choisir ? Quel volume d'eau se déversera en cas d'arrêt et le déversoir remplira-t-il sa fonction... ? À ces questions simples, les claviers se taisent, les internautes changent de topique, les plus téméraires évoquent leurs choix, sans s'étendre plus, mais les réponses précisent manquent. C'est compréhensible : les phénomènes hydrauliques sont complexes. Pourtant, les décisions qui en découlent sont lourdes de conséquences pour la vie de l'installation. Dans le doute, choisir une dimension bien supérieure est-elle une bonne solution ? Cet article en trois parties contribuera, souhaitons-le, à ce que les réponses coulent de source.

    1 : Données de calculs - 2 : Dimensionnement - 3 : Réalisation

    1a.pngDu contexte à la réalisation..

    La maintenance de nos animaux aquatiques impose de leur offrir la meilleure eau. Celle-ci doit subir des traitements que l'on doit bien souvent réaliser dans une cuve technique annexe. Dès lors, il devient nécessaire de mettre en place un circuit d'eau, d'une part pour alimenter l'aquarium principal (circuit d'admission) et d'autre part pour l'évacuer (circuit d'évacuation) vers la cuve technique.

    Avant de procéder à la réalisation de ce circuit (partie. 3), il nous faut calculer ses caractéristiques d'écoulement et vérifier qu'elles sont conformes aux impératifs c'est le dimensionnement (partie. 2). Cette vérification impose de définir les données (partie 1), c'est à dire les contraintes imposées ou choisies nécessaires au calcul.

    Partie 1 : Données de calculs

    1.1 Processus de calcul

    Certaines données de calcul sont imposées par le contexte de l'installation : l'environnement de l'aquarium, le fluide considéré, et puis d'autres données, choisies selon les objectifs d'écoulement (débit, taux de remplissage) et les options de canalisation possibles (diamètre, longueur, matériau...).

    1b.pngFigure 1 : Première étape, l'inventaire des données nécessaires aux calculs..

     

    Le dimensionnement consiste à déterminer les dimensions de la canalisation propres à répondre aux objectifs d'écoulement, notamment le débit du fluide. Pour mieux comprendre l'interaction des données dans le calcul, le synoptique (figure 2) représente le processus général de ce dimensionnement.

    Figure 2 : Processus général de dimensionnement d'une canalisation 24.png

    Ce processus représente le cas général de dimensionnement d'une canalisation. Complexe pour les circuits d'évacuation gravitaire, partiellement pleins, il est plus simple pour des circuits d'alimentation sous pression.

     

    Toutes ces données interfèrent les unes sur les autres et nécessitent parfois des recalculs (itérations) qui rendent la démarche parfois complexe. Nous aborderons donc, pas à pas, les composantes de ces calculs en s'attardant sur les situations spécifiques à un aquarium et, pour mieux les comprendre, ce sera aussi l'occasion de nous remémorer quelques notions simples de physique.

    1.2. Données sur l'environnement

    1.2.1. Attraction terrestre : gravité

    Mémo d'écriture mathématique

    f5.png

    "Ce gars là est grave", d'autres diraient de lui qu'il est lourd. C'est aussi tout naturellement que le Grec Aristote a associé à la gravité "barus" (qui a donné gravis en latin) signifiant lourd, à sa première observation d'un objet qui tombe vers le centre de la terre. Newton nous a expliqué plus tard que la terre ne fait pas exception et que tout objet (terrestre et céleste) formant une masse, exerce une attraction sur les autres, pour peu qu'ils se trouvent dans un espace relativement proche, le champ gravitationnel. Cette attraction est une accélération, donc exprimée en m/s2. Sur terre, la gravité terrestre se nomme g et vaut 9,81 m.s-2.

    En aquariophilie

    Dans le champ terrestre, la gravité ou pesanteur, agit sur toutes les masses : sur les gaz qui nous entourent (l'atmosphere), et sur les liquides. Elle est l'essence même de notre hobby puisque c'est elle qui permet de rassembler l'eau des océans ou celle de notre aquarium. C'est elle aussi qui permet l'écoulement gravitaire dans la canalisation. C'est elle enfin, qui impose l'utilisation de pompes pour remonter l'eau.

     

    1.2.2. Force et pression

    1.2.2.1. Force
    18.pngFigure 3 : La force F résulte de l'accélération imposée à une masse (a). Le seau (b) étant en équilibre, à la force de gravité (poids), s'oppose la force de réaction du crochet (b2).

    L'interaction de la masse d'un objet sur la masse d'un autre, s'appelle force. Une force F est le produit de sa masse m par une accélération et s'exprime en newton (1 N = 1 kg.m.s-2). Ainsi, tout corps est soumis à une ou plusieurs forces, qu'elles agissent à distance ou par contact.

    Parmi les forces à distance il en est une, particulière : le poids. Le poids P (Fig. 3a) d'un corps de masse m est la force de pesanteur exercée par l'attraction terrestre g sur cette masse. Elle est donc verticale, orientée de haut en bas, appliquée au centre de gravité de la masse et d'intensité selon la formule 1.

    A des forces d'action d'un corps (1) sur un corps (2), s'opposent des forces de réaction inverses, du corps (2) sur le corps (1). Lorsque le bilan des forces n'est pas nul la force résultante génère le mouvement, comme la chute d'une goutte d'eau (fig. 3a). Lorsque le bilan de toutes ces forces est nul, le corps (1) est dans une situation d'équilibre statique, comme un seau d'eau suspendu à un crochet (fig. 3b).

    P = mg P : Poids [N ou kg.m.s-2]

    m : Masse du corps [kg]

    g : Accélération de la pesanteur = 9.81 [m.s-2]

    Formule 1

     

    En aquariophilie

    Le système hydraulique d'un aquarium met en jeu plusieurs forces dont :

    • Des forces à distance : des forces de pesanteur (poids);  des forces d'attraction électrostatiques intermoléculaires (viscosité), des forces d'inertie issues du déplacement de la masse d'eau (chute d'eau).
    • Des forces de contact : force de réaction d'une paroi (un coude, un tube) ; forces de frottement sur les aspérités d'une surface (PVC rigide, neuf ou incrusté d'animalcules).

     

    17.pngFigure 4 : Décomposition d'une force F entre deux fluides (1) et (2).

    On peut toujours décomposer une force en d'autres et ce, quels que soient les milieux (solides, liquides....). La figure 4 montre l'action d'un corps 1 au contact d'un corps 2. Le corps 1 exerce une force F sur élément de surface S à leur interface. La force F peut être décomposée en une composante normale FN , perpendiculaire à la surface d'appui, et une composante tangentielle FT parallèle à la surface d'appui. La composante normale assure le contact entre les deux corps, la composante tangentielle représente la force de mouvement de 1 par rapport à 2, parallèle à la surface de contact. Si le corps 1 est de l'eau et 2 un tube PVC, on tient là une forme des pertes de charges (d'énergie) lors de l'écoulement dans une canalisation.

    1.2.2.2. Pression

    Lorsque la force ne s'applique pas localement mais se répartit sur une surface, on parle de pression (formule 2).

    p = F / S p : Pression [Pa ou N/m2]

    F: Force résultante [N]

    S : Surface ou élément de surface [m2]

    Formule 2

     

    Unités de pression

    1 Pa = 1 N/m2 = 10-5 bar = 1.02 10-4 mCE

    1  mCE = 9807 Pa ≈ 98,1 mbar

    1 atm = 101325 Pa ≈ 105Pa

    1 bar (cité pour mémoire) = 105 Pa ≈ 10,19 mCE

    1 mbar = 1 hPa = 102 Pa

    C'est le cas des liquides qui sont par nature déformables. Les efforts F qui leurs sont appliqués se répartissent sur une surface S . La surface (fig. 4) peut être un élément du conduit ou un élément de ce liquide, ainsi chaque élément d'un fluide en équilibre statique subit une pression qui s'exerce de toutes parts.

    11.pngFigure 5 : Pressions sur un liquide statique.

    Dans le système international d'unités (SI), la pression s'exprime en Pascal [Pa] ou [kg.m-1.s-2]. Cependant de nombreuses unités dérivées ont cours : on l'exprime parfois par rapport à la pression atmosphérique [atm] ; en aquariophilie, on utilise souvent le mètre de colonne d'eau [mCE] ou mètre de fluide [mCF]. Attention : si un mètre d'eau exprime une distance, un mètre de colonne d'eau exprime une pression. Dans cet article, les formules adoptent une expression qui utilise la pression en mCE, une unité très "parlante". L'encadré ci-dessus permet de faire la relation avec d'autres unités.

     

    Pression absolue : l''attraction terrestre se répercute sur chaque élément de masse d'eau, en une pression absolue pabs, résultant des effets cumulés des masses qu'il supporte : celle de d'air (pression atmosphérique patm,) et celle du liquide (pression hydrostatique Prel.) (fig. 5).

    pabs = patm + phyd pabs : Pression absolue [pabs du vide total = 0 Pa]

    patm: Pression atmosphérique ; altitude zéro 1 atm ≈ 105 Pa

    phyd : Pression hydrostatique [Pa]

    Formule 3

     

    13.pngFigure 6: La différence de pression hydrostatique dépend de la hauteur h entre les deux points 1 et 2.

    Pression atmosphérique patm  : c'est la pression exercée par la masse de la colonne d'air au dessus d'un élément de liquide. L’air étant un fluide compressible, se comportant comme un gaz parfait, la pression atmosphérique varie en fonction de l’altitude, la température... En ce qui nous concerne, les conditions étant stables et sans incidence sur les résultats, nous pouvons utiliser la pression atmosphérique au niveau de la mer 101325 Pa, à sa valeur arrondie patm  = 105 Pa.

    Pression hydrostatique phyd : c'est la pression au sein d'un liquide en équilibre statique, due à son propre poids. Chaque élément de ce liquide, de surface S, supporte le poids P de la colonne d'eau au-dessus de lui, sous forme de pression phyd  (phyd = P/S). Cette relation met en jeu la masse m de la colonne d'eau et la gravité g (P = m . g). La masse m étant liée au volume et à la masse volumique du liquide (m = ρ . V) c'est à dire à la hauteur de la colonne d'eau h et la surface (m = ρ.S.h), la formule 4 définit la relation finale pour phyd.

    De la même manière, la différence de pression hydrostatique ∆phyd entre deux points 1 et 2 à l'intérieur du fluide hydraulique statique (fig. 6), dépend de la hauteur h (formule 4).

    ∆phyd = phyd2-phyd1 = ρ.g.h ∆phyd : Différence de pression hydrostatique [Pa]

    phyd : Pression hydrostatique [Pa]

    ρ: Masse volumique du corps [kg/m3]

    g : Accélération de la pesanteur = 9.81 [m.s-2]

    h : Hauteur entre les deux points [m]

    Formule 4

     

    Autrement écrit, la pression p2 d'un liquide en équilibre statique est constante à même profondeur h de la surface (fig. 6) (formule 5) :

    p2= p1 + ρ.g.h = Cte p1 et p2 : Pression aux point 1 et 2 [Pa]

    ρ: Masse volumique du corps [kg.m-3]

    g : Accélération de la pesanteur = 9.81 [m.s-2]

    h : Hauteur entre les deux points [m]

    Formule 5
    12.pngFigure 7 : La pression hydrostatique à la hauteur h est identique sur toutes les surfaces S, quelles que soient leur orientation et le contenant.

     

     

    Cette pression est la même (Fig. 7), quelle que soit l'orientation de la surface élémentaire analysée, c'est le Principe de Pascal, et quelle que soit la forme du contenant. C'est le Paradoxe hydrostatique. C'est ainsi, que cette surface élémentaire soit au sein du fluide ou sur une paroi du contenant.

    En aquariophilie

    Nos systèmes hydrauliques sont peu imposants, tout au plus leur hauteur est celle d'un étage d'habitation. Les différences de pressions sont faibles. Même très faibles dans le cas d'évacuations gravitaires, elles sont pourtant essentielles pour générer et entretenir les écoulements. Nous ne pouvons pas les ignorer !

     

    1.3. Données sur le liquide : l'eau

    1.3.1. L'eau, fluide incompressible

    Avant d'aborder les caractéristiques nécessaires au calcul de l'écoulement, il convient d'en évoquer deux que l'on oublie, parce déjà intégrées dans les formules usuelles :

    • L'eau est un fluide : comme tous les fluides, elle est constituée d'un grand nombre de particules matérielles, très petites et libres de se déplacer les unes par rapport aux autres, de manière désordonnée. C'est donc un élément matériel continu qui peut s'écouler, c'est à dire subir des grandes déformations, même sous l’effet de petites forces, en épousant la forme de son contenant.
    • l'eau est incompressible : contrairement à un gaz, l'eau est incompressible. Pour être plus précis, sa compressibilité est extrêmement faible : c = 5.04.10-10 Pa-1 à 0°C et négligeable. Cette incompressibilité, que nous ne développerons pas plus, est cependant de première importance dans l'analyse des écoulements puisqu'elle permet d'affirmer que la même quantité de notre fluide favori entrant dans le circuit de l'aquarium... en sort, et dans le même temps. Un postulat bien pratique pour le calcul futur des débits. Oui, le débit d'une canalisation d'évacuation en sortie d'aquarium est celui de la pompe d'alimentation.

    Le comportement d'un fluide dépend de nombreuses propriétés intrinsèques. Voyons les caractéristiques physiques de l'eau, douce ou salée, qui interviennent dans les calculs d'écoulements qui nous intéressent.

    1.3.2. Température

    La température influe sur les caractéristiques des fluides (air, eau) et leur comportement. En toute logique on utilise les valeurs à la température du biotope envisagé.

    En aquariophilie

    Un écart de quelques degrés aura un faible impact sur les écoulements, qu'il s'agisse d'installations destinées à accueillir des méduses de l'Arctique ou des invertébrés de mer Rouge. Entre 10 et 30° la variation de débit d'une même installation standard aquariophile se situe entre 0.5 et 1,0 %.

     

    Tableau 1 : Salinité des eaux
    Localisation Salinité
    Eaux douces continentales 0 à 0.5
    Atlantique nord 30.0
    Océan Pacifique 35.0
    Océan indien 36.5
    Océan Atlantique 36.5
    Mer Méditerranée 38.5
    Mer rouge 39.7

     

     

    1.3.3. Salinité

    La salinité, notée S, sans unité, traduit le taux de sels dissous. Elle est quasi nulle dans les rivières (quasi parce que la situation n'est pas si simple) et peut atteindre des taux extrêmes dans les lacs ou les mers fermées où la vie peine à se développer. Dans les biotopes marins qui nous intéressent S varie de 30 en Atlantique à 40 en mer Rouge. la salinité influe sur d'autres caractéristiques essentielles : la masse volumique et la viscosité.

     

    En aquariophilie

    L’impact de la salinité est négligeable aux valeurs qui nous concernent. Les calculs hydrauliques pour aquariums récifaux se satisfont d'une approximation qui consiste à considérer l'eau salée comme si elle était douce.

     

    1.3.4. Masse volumique

    La masse volumique (en anglais : density) caractérise la masse d'un matériau par unité de volume (formule 6). On l'a vu, c'est cette masse qui va engendrer les forces de gravité que nous utiliserons. Notée ρ (rhô), dans le système international (S.I.) elle s'exprime en kilogramme par mètre cube (kg/m3).

    ρ = m / v

    ρ : Masse volumique [kg.m-3]

    m : Masse de la substance homogène [kg]

    v : Volume occupé par cette masse [m3]

    Formule 6
    Tableau 2 : MV eau de mer S35
    Température MV
    10 °C 10269 kg/m3
    15 °C 10260 kg/m3
    20 °C 10247 kg/m3
    25 °C 10233 kg/m3
    30 °C 10217 kg/m3

     

    A l'altitude zéro, à 25°C, la masse volumique de l'eau douce est 997 kg/m3, celle de l'eau de mer varie de 1020 à 1030 kg/m3. Cette dernière dépend de sa salinité S, de la pression p et de la température T, ces paramètres interviennent de manière très inégale dans nos calculs. Voyons comment et... relativisons.

    En aquariophilie

    Pression p : La pression de l'eau influe sur sa masse volumique, elle est en relation directe avec la profondeur. Mais il faut atteindre des profondeurs abyssales pour que la pression ait un impact sur les écoulements d'eau de mer. En évacuationomme en alimentation d'aquarium, les pressions restent faibles, aussi nous utilisons toujours la masse volumique de surface.

    Température : cette dernière influe sensiblement sur la masse volumique (tableau ci-contre). Concernant un aquarium dont la température moyenne peut varier de 18 à 30 °C, son impact sur les débits sera inférieur à 1 %. On peut se baser sur une valeur à 25 °C.

    Salinité S : la masse volumique d'une eau dépend grandement de sa constitution chimique et notamment de la quantité des différents sels dissous. L'écart de salinité de 2.5 % entre une eau douce et une eau de mer à S35 se traduit, dans notre champ d'application, par des écarts inférieurs à 0,05 % sur les débits. L'aquariophile qui souhaite se simplifier les calculs pourra donc utiliser la masse volumique de l'eau douce à 20/25 °C.

     

    1.3.5. Viscosité

    La viscosité est la propriété qui traduit la résistance d’un fluide à son déplacement (on parle alors de fluide réel, en opposition au fluide parfait, sans viscosité, parfois utilisé dans les calculs). Elle est due aux frottements qui s'opposent au glissement des couches fluides les unes sur les autres. Les phénomènes dus à la viscosité ne se produisent que lorsque les fluides sont en mouvement ; lorsque la viscosité augmente, la capacité du fluide à s'écouler diminue. On caractérise la viscosité par la viscosité dynamique ou la viscosité cinématique, en relation l'une avec l'autre.

     

    Viscosité dynamique
    Tableau 3 : Visc. dyn. eau S:35
    Température (°C) η (Pa·s)
    15 °C 1,211·x 10–3
    20 °C 1,070·x 10–3
    25 °C 0,955·x 10–3
    30 °C 0,868·x 10–3
    35 °C 0,777·x 10–3

    En mécanique des fluides, la viscosité dynamique est notée η (êta), parfois μ (mu). C'est une donnée connue, indispensable pour nos calculs. Dans le système international (SI), l'unité est le Pascal seconde (Pa.s) : 1 Pa·s = 1 kg.m-1.s-1.

    Mais de quoi s'agit-il ? Le fluide est constitué de molécules (un agencement d'atomes) plus ou moins longues. Ces dernières sont maintenues entre-elles par des forces intermoléculaires, celles qui entretiennent la phase liquide. Ces forces de liaison étant peu puissantes (moins que celles des solides ou celles entre les atomes de la molécule elle-même). Les molécules du liquide, peuvent donc glisser les unes le long des autres, de manière plus ou moins ordonnée, permettant au fluide d'épouser la forme de son contenant. La molécule en se déplaçant, tire tangentiellement ses voisines proches, lesquelles opposent une certaine résistance. Ainsi, la viscosité est la relation qui existe entre les forces résistantes d'une part, et d'autre part leur surface, leur vitesse et leur éloignement.

    On peut retenir que :

    • La viscosité est représentative des frottements visqueux (internes). Elle est à l'origine de déperdition d'énergie (pertes de charges régulières) dans les écoulements. Son impact sur les pertes d'énergie dépend de la section de la conduite. Il est proportionnel à la longueur du conduit et la perte de charge décroit donc régulièrement le long de la canalisation. La viscosité entre dans la définition d'un coefficient de perte de charge régulière λ (lambda) que l'on abordera ultérieurement.
    • 10.pngFigure 8 : Profil de répartition des vitesses dans des canalisations.
    • Elle est d'autant plus importante que la surface moléculaire est grande (longueur des molécules, agencement, agglomération...).
    • La viscosité d'un liquide tend généralement à diminuer lorsque la température augmente, à l'inverse des gaz. Celle de l'eau douce, évolue de 9 % entre 25 et 30 °C (tableau 1).
    • la viscosité est d'autant plus importante que la vitesse relative des molécules est importante ; Ainsi, dans la section d'un écoulement, il existe un profil de répartition des vitesses (Fig. 8 ), croissant depuis la surface jusqu'à atteindre une valeur maximale au plus loin (le centre du tuyau, la surface d'un court d'eau). On utilise la vitesse moyenne d'écoulement pour le calcul des régimes d'écoulement et du débit. La vitesse proche de la surface du conduit est ainsi fortement ralentie dans une zone nommée couche limite. Elle est même nulle à son contact (du fait également de la rugosité). On retient déjà que l'impact de cette couche limite (perte de charge) diminue quand le diamètre du conduit augmente.
    • La viscosité est d'autant plus faible que les molécules sont espacées ; au-delà d'une certaine distance, il y a séparation de la matière.
    • La viscosité est sans relation avec la densité : elle ne s'accroît pas nécessairement avec la densité  ; par exemple, l'huile est nettement plus visqueuse et moins dense que l'eau.
    Viscosité cinématique

    On exprime également la viscosité par la viscosité cinématique ν (lettre grecque nu). C'est le rapport de la viscosité dynamique et de la masse volumique.

     

    ν = η / ρ ν = viscosité cinématique [m2.s-1]

    η : viscosité dynamique [Pa.s ou kg.m-1.s-1]

    ρ : Masse volumique [kg.m-3]

    Formule 7

     

    En aquariophilie

    La faible viscosité de l'eau, douce ou marine, permet de rentrer dans le champ d'application de nombreux calculs d'écoulement. De plus son impact sur les forces visqueuses est faible.

    Cependant, la couche limite de fort ralentissement, près de la surface, favorise les dépôts (calcaire, boues...) superficiels, et le développement d'une micro/meiofaune ou d'une population bactérienne qui peuvent réduire sensiblement les écoulements, même au sein de canalisations lisses comme celles en PVC.

     

    1.3.6. Tensions interfaciale et superficielle

    Tortore et torture

     

    Alain, sous son pseudo Nitrobacter est bien connu pour concevoir des tortores dont lui seul a le secret. Ces nourritures, dont certaines destinées aux invertébrés filtreurs, sont constituées de particules fines de produits parfois fermentés. J'avais bien respecté le dosage et je ne devais pas m'inquiéter l'eau devenue blanchâtre... On n'y voyait plus rien. Alerté par le bruit de la pompe de remontée, torturée par le capteur de niveau qui la déclenchait sans cesse, j'ai vite constaté que le niveau de la cuve technique était au plus bas. Non, je n'avais pas pu m'apercevoir que simultanément, le niveau de l'eau montait dangereusement dans l'aquarium, proche du débordement. Quelques dizaines de minutes plus tard, tout était revenu en ordre, après une vraie montée de tension... interfaciale !

    La tension interfaciale n'apparait pas dans les calculs d'écoulement, simplement parce que l'on considère le fluide comme étant toujours le même. En est-il toujours ainsi dans nos aquariums ?

    14.pngFigure 9 : La proximité de molécules différentes induit des tensions en surface et à l'interface des fluides.

    On l'a vu, chaque molécule du fluide exerce des forces d’attraction sur les molécules voisines. Au sein du même fluide, homogène, ces forces s'équilibrent. Il en autrement à l'interface avec un autre fluide non miscible où les molécules se repoussent. Les molécules ne sont plus soumises à l’action de forces symétriques, puisqu’elles ne sont plus entourées symétriquement par d’autres molécules de même nature. Ainsi la résultante des forces moléculaires n’est plus nulle, elle génère des tensions qui tendent à séparer les phases de fluides différents (fig. 9).

    Tension superficielle : on parle de tension superficielle lorsque les forces cohésives se situent à la surface du liquide (contact liquide/gaz ou liquide/solide). Cette tension est à l'origine des phénomènes de capillarité. La tension superficielle air/eau est faible (0,0724 N/m à 20°C) et le PVC possède également une très faible énergie de surface. Ses effets ne sont pas importants dans les écoulements d'eau et il n'y a pas lieu de la prendre en compte, sauf dans le cas de très petites sections qui déborderaient du cadre de cet article.

    Tension interfaciale : dans ce cas, les forces se situent au sein du liquide, entre les molécules de natures différentes (fig. 8 : points verts et points bleus), c'est le principe des agents tensioactifs.

    En aquariophilie

    On n'a pas l'habitude de prendre en compte les effets pouvant survenir en présence de produits divers introduits, ponctuellement ou pas, dans l'aquarium. Pourtant, les liaisons intermoléculaires peuvent être affectées de manière non négligeable par la présence d'autres molécules (nourrissage, plancton, ponte d'invertébrés...) et engendrer des variations momentanées des vitesses d'évacuation de l'eau. Ces dernières peuvent se traduire par une montée du niveau dans le bac. Cela justifie d'affecter les calculs d'un coefficient de sécurité et/ou de mettre en place des équipements de détection ad hoc.

     

    30.pngFigure 10 : Profil de répartition des vitesses dans des canalisations.

    1.4. Données sur la canalisation

    1.4.1. Longueur, hauteur... déclivité

    La longueur de la canalisation et la hauteur (selon le cas, entre entrée et sortie ou entre les surfaces des fluides), sont fixées par l'emplacement de la cuve technique par rapport à au bac principal. Elles s'imposent bien souvent à l'aquariophile.

    Le rapport de la hauteur H sur la longueur L de la canalisation détermine sa déclivité J qui forme un angle α par rapport à l'horizontale. On parle bien de déclivité (définie par le sinus de l'angle α) et non de pente (habituellement définie par la tangente de l'angle).

    f16.png J : Déclivité [-]

    L : Longueur [m]

    H : Hauteur entre entrée et sortie [m]

    α : Angle de déclivité [rad]

    Formule 8

    1.4.2. Diamètre (interne)

    Le diamètre est parfois une donnée connue lorsqu'on cherche le débit maximum possible en évacuation gravitaire, ou une inconnue lorsqu'on cherche le diamètre approprié à un débit imposé. Nous verrons plus loin les deux approches de calcul. Bien entendu, le diamètre utilisé est à choisir parmi les diamètres commerciaux.

    En aquariophilie

    Il est toujours question du diamètre interne du conduit. Avec nos canalisations dont l'épaisseur est proportionnellement importante, raisonner à partir du diamètre externe serait débuter les calculs avec une erreur parfois supérieure à 30 %.

    Pour les canalisations d'alimentation des aquariums, le choix du bon diamètre sera validé lorsque l'objectif d’écoulement sera atteint (débit à la hauteur considérée, taux de remplissage...) avec une perte de charge régulière linéaire acceptable. Ce sera abordé dans les parties 2 et 3 de cet article.

     

    1.4.3. Matériau, rugosité

    Matériau

    PVC rigide, souple, PE lisse ou annelé... le matériau de la tuyauterie n'a pas d'importance sur les écoulements. Il est pourtant nécessaire de le connaitre afin d'utiliser la plage de rugosité qui lui est associée.

    Rugosité absolue
    Tableau 4 : Rugosité absolue ε
    Matériau ε [mm]
    Verre 0.0015 à 0.010
    Plast. rigide lisse - usagé 0.0015 - 0.030
    Plastique souple 0.020
    Acier étiré / inox 0.020
    Ciment lisse 0.300

    La rugosité des surfaces est une des causes de pertes d'énergies comme on va le voir. La rugosité ε (epsilon) de l'hydraulicien n'a pas grand-chose à voir avec celle du mécanicien. C'est une grandeur issue d'expériences et ne représente aucune propriété physique spécifique. Elle exprime une combinaison de caractéristiques (profondeur, densité et forme) des aspérités, propres à servir les modèles de calculs. Cette grandeur trouve son origine dans l'indice ks (s pour sand) issu des travaux de Nikuradsé qui, en 1932, a simulé des rugosités à partir de sables de granulométries différentes. Le coefficient actuel ε exprimé en millimètre, a évolué pour s'étendre à de nombreux matériaux. Il est normalement fourni par les fabricants ou obtenu dans des tables, pour différents stades d'usure.

    Rugosité relative

    Les formules utilisent parfois la rugosité relative ε/Di, sans dimension, exprimée par rapport au diamètre intérieur Di du conduit, ou du diamètre hydraulique Dh (abordé plus loin) quand ce dernier est partiellement rempli. La rugosité a un impact négligeable en présence de régimes laminaires mais il est d'autant plus important que le régime est turbulent. Autrement dit, en présence de vitesses importantes et de petits diamètres dont le ratio périmètre mouillé sur section mouillée, est proportionnellement plus important.

    En aquariophilie

    Les valeurs de rugosité absolue ε proposées varient dans une plage parfois importante. L'indice ε du PVC extrudé neuf est d'environ 0,0015 mm et 0,010 mm usagé. Choisir la valeur maximum n'est pas pénalisant, son exploitation logarithmique (cf. partie 2) réduit l'impact sur le résultat. Toujours est-il que la rugosité du PVC rigide utilisé en aquariophilie est extrêmement faible et présage que les pertes de charges à l'intérieur de tubes droits en PVC ont peu d'impact dans les écoulements, le plus souvent turbulents, face aux autres sources de pertes d'énergies.

    Toutefois, la prolifération d'organismes filtreurs à la surface des conduits d'évacuation tend à augmenter sa rugosité d'une manière difficile à chiffrer. Celle-ci se traduit par l'augmentation progressive de la hauteur de nappe d'eau en amont de l'entrée.

     

    La rugosité des parois influe sur l'écoulement. Son impact sur les pertes d'énergie dépend de la section de la conduite. Il est donc proportionnel à sa longueur et la charge (énergie) décroit donc régulièrement le long de la tuyauterie. Le coefficient de rugosité ε entre dans la définition d'un coefficient de perte de charge régulière λ (lambda) que l'on abordera ultérieurement.

    1.4.4. Singularités

    26.pngFigure 11 : Perturbations dans une entrée de conduite, source de perte de charge.

    On appelle singularité les accessoires autres que les portions droites de conduits qui composent la canalisation : coudes, connexions en T, en Y, entrée et sortie de conduit, élargissements, rétrécissements, vannes, clapets, robinets... Ils forment des incidents de parcours qui impactent l'écoulement d'une manière qui leur est propre. A leur passage, le fluide subit localement des accélérations, des décélérations, des compressions ou des dépressions... qui se traduisent par une transformation de l'énergie cinétique sous forme de chaleur : la perte de charge singulière. Ainsi, chaque accessoire est affecté d'un coefficient de perte de charge ξ (xi) adimensionnel, déterminé par le calcul ou expérimentalement, qui permet de calculer la perte de vitesse correspondante.

    Tableau 5 : Exemples de valeurs de ξ pour différentes singularités
    Coude arrondi
    28a.png R/Di α=22,5° α=30° α=45° α=60° α=90°
    1 0,05 0,07 0,14 0,19 0,21
    2 0,05 0,06 0,10 0,12 0,14
    3 0,05 0,06 0,09 0,11 0,12
    4 0,05 0,06 0,08 0,10 0,11
    5 0,05 0,05 0,08 0,09 0,09
    Vanne papillon
    28b.png α=0 α=10 α=20 α=30 α=45 α=60 α=70
    0,25 0,52 1,54 3,91 18,7 118 751
    Entrées et sorties
    28c.png Entrée courbe 0,05 28e.png Entrée en saillie 1,00
    28d.png Entrée à angle droit 0,58

    28f.png Sortie en gueule bée 1,00

     

    Pour une même singularité, le coefficient ξ varie selon la courbure (pour les coudes, T et Y, entrée de conduit), selon le degré d'obturation (vannes, clapets, robinets...).

    En aquariophilie

    La disponibilité des raccords en tous genres et leur facilité d'assemblage ne doit pas être une raison de les multiplier. Il va sans dire que les courbures larges sont préférables pour de meilleurs écoulements. Par exemple, le coefficient de perte de charge d'un coude 90° court est 3 fois plus important que pour le même coude long, c'est à dire qu'il ralentira l'écoulement 3 fois plus.

    Lors des bilans d'énergie, même en l'absence d'accessoire particulier, il ne faut pas oublier d'inclure systématiquement les entrées et sorties de conduits qui se comportent singulièrement selon leur forme.

    36.pngFigure 12 : La pompe doit délivrer le débit souhaité Qv2 à la hauteur manométrique calculée Hm2.

    1.4.5. Pompe et hauteur manométrique

    Les pompes volumétriques sont les plus adaptées pour remonter de l'eau sous pression à grand débit. A ce stade de la conception de la canalisation d'alimentation, les caractéristiques de la pompe ne sont pas une donnée de calcul. Bien au contraire, ce sont les calculs de la canalisation qui vont déterminer le choix de la pompe. En effet, la pompe doit permettre le débit volumique Qv souhaité après qu'il soit ralenti par le poids et l'inertie de la masse d'eau sur la hauteur H à remonter et par les sources diverses de pertes de charge ΔHT abordées plus tard. C'est à dire qu'il faut déterminer la hauteur manométrique Hm équivalente (fig. 12). Nous aborderons ce calcul au chapitre des bilans d'énergies. La pression Hm exprimée en mCE est donc toujours supérieure à la hauteur H exprimée en m. La pompe devra débiter Qv à la hauteur Hm. C'est ce que la courbe caractéristique (abordée au 3ème chapitre de cet article) de la pompe permet de vérifier.

    1.5. Données sur l'écoulement

    1.5.1. Types d'écoulements : à surface libre ou en charge

    Ecoulement à surface libre

    L'écoulement est à surface libre lorsque la surface de l'eau est en contact avec l'air ambiant, à la pression atmosphérique. Il se produit par simple gravité, l'écoulement est alors conditionné par la pente ; c'est le cas des cours d’eau naturels ou d’irrigation, des égouts, des évacuations pluviales etc. Il s'agit en général d'écoulements dont la hauteur et la section sont petites par rapport à la longueur. Dans cette configuration, hors évènements dépendant du temps (météo) ou spatial (ressauts...), le régime est permanent (vitesse et hauteur d'eau constantes). L'écoulement est alors essentiellement laminaire... sauf dans le cas d’évacuations en pente, fréquentes en aquariophilie.

    Ecoulement en charge

    L'écoulement est en charge quand la conduite est pleine. On assiste à des frottements superficiels lesquels, absorbant l'énergie, deviennent prépondérants sur les forces de glissement et génèrent des turbulences. L'écoulement est conditionné par l'évolution de la pression. Il peut être gravitaire ou engendré par une pompe.

    En aquariophilie

    Dans un circuit d'alimenation au moyen d'une pompe de remontée, la question ne se pose pas : le conduit est plein, en charge.

    Pour une évacuation gravitaire, les deux options sont possibles :

    • Mettre le conduit en charge, on noie alors le tuyau au moyen d'une vanne partiellement fermée, en aval. Cette option, qui présente d'emblée un risque de débordement est cependant plus facile à calculer et génère moins de bruits d'écoulement.
    • Utiliser un conduit partiellement rempli, à surface libre, en mesure d'absorber plus que le débit prévu. Cette option est plus sécurisante surtout avec de faibles déclivités quand l'écoulement est laminaire. En présence de fortes déclivités, la situation est plus difficilement prévisible, l'écoulement pouvant présenter quelques instabilités.

    Selon l'option des précautions s'imposeront, abordées dans la partie 3 relative à la réalisation de la canalisation.

     

    1.5.2. Débit souhaité

    En aquariophilie

    Puisque la canalisation est conçue pour un système de maintenance, c'est ce dernier qui impose le débit souhaité, minimum, devant être pris en charge par les canalisations.

    Il dépend des divers traitements envisagés et de la nature même des modes de traitements. En effet, un écumeur ne peut traiter qu'un certain volume d'eau par heure ; dès lors, est-il nécessaire de lui proposer plus d'eau qu'il ne peut traiter ? Un traitement basé sur une décantation impose des vitesses faibles et donc un débit ajusté à ses dimensions. Tout ceci se traduit pour l'aquariophile, à rechercher en fonction de critères divers un certain taux de renouvellement (turn over) de l'eau de l'aquarium. La réponse exacte ne peut être fournie ici tant il est spécifique à l'installation. Retenons qu'il représente bien souvent entre 3 et 5 fois le volume net d'un aquarium récifal.

     

    Débit volumique

    Le débit est le quotient de la quantité de fluide qui traverse une section droite de la conduite par la durée de cet écoulement. En présence d'un fluide liquide, homogène et (quasiment) incompressible comme l'eau, la quantité de fluide est souvent exprimée en volume et non en masse. On parle alors de débit volumique Qv (formule 9), par opposition au débit massique. Dans le système international (S.I.), on l'exprime en mètre cube par seconde [m3.s-1]. Pour des raisons pratiques, l'aquariophile utilise plutôt le litre par heure [l.h-1].

    Qv = v / t Qv : Débit volumique [m3.s-1]

    v : Volume [m3]

    t : Temps

    Formule9

     

    Lorsque la vitesse de l'écoulement V est constante dans une section S perpendiculaire, le débit volumique peut s'exprimer en fonction de la vitesse et de la section (formule 10).

    Qv = V x S Qv : Débit volumique [m3.s-1]

    V : Vitesse moyenne de l'écoulement [m.s-1]

    S : Section du conduit [m2]

    Formule 10

     

    Tout se transforme... dans la continuité
    15.pngFigure 13 : Profil de répartition des vitesses dans des canalisations.

    L'équation de continuité est une base des calculs d'écoulement. C'est une forme de l'expression chère à Lavoisier "Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme." Elle traduit le fait que dans un court délai, la quantité de matière (de molécules) qui entre dans un volume (une cuve, un conduit, un tube...) est égale à celle qui en sort, plus celle qui s'y accumule le cas échéant. Considérant que notre eau, est incompressible (masse volumique constante), cette continuité s'applique aussi au volume d'eau (V= V2). Autrement dit, au débit volumique Qv.

    Prenons l'exemple (Fig. 13) d'un conduit de liquide (un tube de courant), continu dans lequel le fluide entre par un élément 1 et sort par un élément 2, de surfaces respectives S1 et S2 perpendiculaires au flux, avec des vitesses moyennes respectives V1 et V2. Le débit d'entrée est égal au débit de sortie. Fort de ce constat nous obtenons la formule de continuité selon la formule 11. Cette dernière implique que si la section du tube augmente la vitesse diminue, et inversement :

    Qv = Qv1 = Qv2 

    et

    Qv = S1 . V1 = S2 . V2 = Cte

    Qv : Débit volumique [m3.s-1]

    S : Surface de la section [m2]

    V : Vitesse moyenne de l'écoulement [m.s-1]

    Formule 11

     

    Peut-on en conclure, dans régime permanent, avec une tuyauterie de section constante ou S1 = S2, que la vitesse moyenne serait constante avec V1 = V2 ? Oupelà ! N'allons pas trop vite avec la vitesse. L'équation de continuité vaut pour un petit déplacement durant un court instant Δt, dans un tube de courant, sans frictions ni frottement (fig. 12). Dans une canalisation il se produit des effets qui tendent à diminuer la vitesse, et que l'on abordera... sinon ce serait trop facile, et cet article n'aurait pas lieu d'être.

    En aquariophilie

    Débit : constant ? Oui mais... pas vraiment ! Dans notre aquarium en fonctionnement stabilisé, dans la même période il y autant de volume d'eau qui rentre et qui sort. Le débit est constant. Ce n'est pas exactement le cas entre deux instants proches, puisque le brassage génère des mouvements de masse, notamment avec les boites à vagues, qui influent sur le débit instantané d'évacuation. Ces écarts ponctuels, brefs, devraient être pris en compte dans les calculs d'évacuations sous forme de coefficient de sécurité.

    Vitesse : dans les écoulements la vitesse d'eau ne devrait pas être inférieure à 0.6 m/s pour éviter les dépôts et toute stagnation d'eau. La canalisation d'évacuation doit toujours avoir une pente, même légère, de 3 à 5 cm par mètre. Cette condition est bien souvent respectée dans nos installations.

     

    En connaissance des données essentielles, nous disposons à présent, de tous les éléments pour procéder au calcul (dimensionnement) de la canalisation. Ce sera l'objet de la deuxième partie de cet article.

     

    Denis TOURNASSAT

    Article publié par Cap récifal le 30 janvier 2017 avec l'aimable autorisation de l'auteur.

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      Il serait illusoire de vouloir décrire LA cuve technique idéale alors qu’il y a autant de cuves techniques que de bacs récifaux.

      Cependant, toutes les cuves techniques ayant la même fonction, on peut en distinguer les points communs et les définir.

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    • Reproduction de Premnas biaculeatus var epigramma

      Sous titre: Reproduction des poissons marins - Partie 5 Teaser Paragraph:

      "Encore une reproduction de poisson-clown", me direz-vous ! Rien d’exceptionnel, il est légitime de penser que lorsqu’on en a déjà reproduit une espèce, on dispose de la méthodologie nécessaire pour mener à bien toutes les autres. C’est ce que je me disais au début…mais au début seulement...

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    • Santa Monica Filtration, à propos des filtres à algues

      Sous titre: Rencontre avec... n°1 Teaser Paragraph:

      Apparus pour la première fois au milieu des années 70 lors des travaux de Walter Adey au Smithsonian Institute, les filtres à algues (Algae Turf Scrubber : ATS) ont fait couler beaucoup d’encre depuis. Leur utilisation dans le domaine aquariophile fut popularisée quelques années plus tard par la parution du livre de Walter Adey et Karen Loveland, « Dynamic Aquaria », dans lequel les auteurs prônaient une conception globale de l’écosystème marin...

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    • La boucle des spongiaires

      Sous titre: ActuBioRécif n°7 Teaser Paragraph:

      Souvent symbolisés par l’image d’une oasis dans le désert, les récifs coralliens abritent une biodiversité jamais égalée au niveau marin et ne sont supplantés, en nombre d’espèces (mais pas de genres), que par la forêt amazonienne. Cette extraordinaire biodiversité est principalement le fruit d’une histoire évolutive, longue d'au moins 200 millions d’années, d’une structuration spatiale tridimensionnelle complexe et d’une fragmentation écologique importante.

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    • Sables et graviers

      Sous titre: Bases de l'aquariophilie récifale Teaser Paragraph:

      Avec ou sans sable ? Dans les questions qui reviennent sans cesse sur les forums, « avec ou sans sable » est sans doute une des mieux classées au hit-parade !

       

      De la fine couche aux seules vertus esthétiques, passant par les DSB déportés dans un bac annexe ou aux bacs en Jaubert, cet article répondra à de nombreuses questions quant aux différents types de sables et de graviers disponibles dans le commerce aquariophile.

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    • Ballade à Océanopolis

      Teaser Paragraph:

      C’est lors de nos dernières vacances estivales et après avoir découvert les merveilleux paysages de la pointe de Bretagne que nous avons effectué un petit détour du côté de Brest afin d’y visiter son aquarium : Océanopolis...

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    • Coraux durs et invertébrés parasitaires

      Teaser Paragraph:

      Le sujet de l'identification et des moyens de lutte contre les planaires parasitant les Acropora et les nudibranches infestant les Montipora, est, plus que jamais, d'actualité. Nous vous proposons de traiter ce cas de parasitisme au travers de deux exemples concrets auxquels nous avons été confrontés...

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    • Amakusaplana acroporae, prédateur d'Acropora

      Sous titre: ActuBioRécif n°6 Teaser Paragraph:

      Les progrès de la maintenance en aquarium des coraux depuis ces dernières années ont conduit à la découverte de certains parasites. Ainsi, les efforts déployés pour la conservation des coraux du genre Acropora dans des aquariums ont favorisé l’introduction d'un ver plat connu sous le nom d’Acropora Eating FlatWorm (A. E. F. W), qui, s'il n'est pas éliminé, peut se nourrir au dépend de colonies entières...

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    • Mesure du PAR, ce qu'il faut retenir

      Teaser Paragraph:

      Depuis bien longtemps, pour l'éclairage de leur aquarium, les récifalistes appliquent à peu près tous la même règle empirique du 1 watt par litre. Ainsi, un bac de 500 litres, équipé d'une dizaine de tubes T5 de 54 W ou de 2 HQI de 250 W était considéré comme correctement éclairé. S'en suivaient simplement, les changements annuels d'ampoules ou de tubes. Et cela suffisait à notre paisible passion...

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    • L’histoire du "Tombant marin" - Le making-off

      Teaser Paragraph:

      Proposer l’image qui va coller au mieux au thème d’un concours n’est pas si simple. Et Cap Récifal avait mis la barre haute avec comme premier thème Le paysage récifal. Mon imagination m’oriente vers l’étendue, les grands espaces qui s’envolent vers l’infini. Au-delà même de la perception. Soit totalement l’inverse de ce que représente mon bac qui avait été monté selon les standards de l’époque : Un empilage de roches sur la vitre arrière. Il faut dire que ses dimensions (150x50x60) sont difficilement exploitables par d’autres configurations. Mais il faut faire avec !

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    • Elevage des Artémia, un protocole

      Teaser Paragraph:

      J'utilise depuis plusieurs années cet organisme, notamment dans le cadre de l'élevage. Mais les artémies peuvent également jouer un rôle primordial dans la maintenance de certains poissons planctonophages (Anthias...). De même ces organismes ont, à l'éclosion, une taille intéressante pour beaucoup de coraux qui peuvent alors les capturer.

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    • Le conditionnement des pierres vivantes

      Sous titre: Bases de l'aquariophilie récifale Teaser Paragraph:

      Les roches vivantes peuvent être considérées comme le cœur de l’aquarium marin moderne. Elles constituent un décor esthétique et un support propice aux algues ornementales, aux invertébrés sessiles et à de nombreux animalcules utiles dans l’aquarium. Le conditionnement des pierres vivantes est une étape indispensable pour en tirer le meilleur parti.

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    • Démarrer en récifal, genèse d’un aquarium

      Sous titre: Bases de l'aquariophilie récifale Teaser Paragraph:

      La période sans doute la plus éprouvante pour l’amateur se lançant dans l’aventure récifale est la phase de démarrage. Que l’aquariophile soit novice ou expérimenté, sa patience va être mise à rude épreuve pendant plusieurs mois, souvent même avant qu’il n’ait acquis cette vertu indispensable. Les raisons pour excuser l’impatience sont multiples : empressement de l’aquariophile à voir son bac peuplé, pressions familiales diverses et mauvais conseils glanés de-ci, de-là en sont quelques exemples. Cette précipitation est en général la cause principale des problèmes futurs de l’aquarium.

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    • Jeu de l'été 2013

      Sous titre: Divertissements Teaser Paragraph:

      Sur la plage avec la version étanche du jeu, les doigts de pieds en éventail ou tranquillement installé à la terrasse ombragée du village, Cap récifal vous propose ce petit moment de détente avec un quiz sur des thèmes variés et dont de nombreuses réponses se trouvent dans les lignes du site. Vous avez sûrement la solution à toutes ces questions, mais saurez-vous toujours la trouver ?

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    • OP On The Road N°7 en ligne

      Teaser Paragraph:

      Toujours en Suisse pour ce numéro 7 !

       

      D'abord parce qu'on y est bien, et puis, parce que nous ne pouvions pas quitter le territoire sans passer chez Dominique, nous éloignant cette fois du Léman pour nous rapprocher de Fribourg. Des coraux incroyablement colorés et, de plus, une méthode de maintenance vraiment hors normes...

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    • Les Acides Aminés

      Teaser Paragraph:

      Comment et pourquoi employer les acides aminés en récifal, un tour d’horizon assez complet sur un mode de supplémentation qui fait couler beaucoup d’encre.

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    • Bactéries, microfaune, nitrates et des phosphates

      Teaser Paragraph:

      L'un des tous premiers prototypes de réacteurs à bactéries anaérobies d'Alain Tortey. Un système, et surtout un protocole, permettant à la fois de contenir ou d’abattre un taux de phosphate trop élevé mais également d’apporter aux filtreurs et à la microfaune d’un bac ou d’un refuge une manne de bactérioplancton.

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    • Pour en finir avec les réacteurs à calcaire

      Teaser Paragraph:

      Alain, nous dit tout sur les réglages fins de cette machine aussi géniale que cauchemardesque…

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      • 12,567 vues
    • Refugium et paramètres de l'eau

      Teaser Paragraph:

      Alain nous parle cette fois des refuges et de leur influence plus que bénéfiques sur les paramètres de l’eau.

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    • A propos des supplémentations en récifal

      Teaser Paragraph:

      Difficile de parler de paramètres d’eau sans aborder le thème des supplémentations. Qu'il s'agisse d'acides aminés, d’iode, ou de divers oligo-éléments, certains en dispensent généreusement dans leur bac quand d’autres ne veulent même pas en entendre parler. Nous tenterons donc de faire un point à ce sujet...

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    • Quels sens les bourses ? Sens, dessus, dessous, un exposant raconte

      Teaser Paragraph:

      Un petit compte rendu de la bourse organisée le dimanche 7 avril 2013 à Sens par le club Les fêlés du bocal.

      Habitué depuis quelques années à effectuer le déplacement jusqu'à Sens pour y proposer mes coraux, j'avais suggéré à mon voisin Cyril de venir y présenter les siens. Une première pour lui, qui faillit se terminer par forfait suite aux évènements survenus dans la région Ouest en ce début 2013.

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    • Nouveau poisson méditerranéen identifiéà Banyuls-sur-Mer

      Teaser Paragraph:

      Dans le cadre de ses travaux de recherche le pôle « Observatoire fonds marins » de l’IFREMER s'intéresse aux coraux profonds et aux débris végétaux terrestres qui jouent un rôle essentiel mais encore mal connu dans la dynamique des écosystèmes, riches en biodiversité.

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      • 7,005 vues
    • Coraux scléractiniaires et pH bas

      Sous titre: ActuBioRécif n°2 Teaser Paragraph:

      Seules structures d'origine biologique visibles depuis l’espace, les récifs coralliens constituent l’un des plus vastes des écosystèmes de notre planète. Souvent symbolisés par l’image d’une oasis dans le désert, ils abritent une biodiversité jamais égalée au niveau marin et ne sont supplantés, en nombre d’espèces (mais pas en genres), que par la forêt amazonienne.

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    • Interactions macro-algues et coraux scléractiniaires

      Sous titre: ActuBioRécif n°3 Teaser Paragraph:

      Forte production, biodiversité élevée, complexité des interactions biotiques et des réseaux trophiques sont parmi les principales caractéristiques des récifs coralliens. Cet ensemble non exhaustif fait très nettement ressortir leur grande importance écologique. Par ailleurs, ils sont également le support économique de nombreuses activités humaines telles que la pêche, le tourisme, l'aquariologie mais aussi la médecine et la pharmacologie.

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      • 11,128 vues
    • Habitats et mœurs reproductifs de Zebrasoma flavescens

      Sous titre: ActuBioRécif n°4 Teaser Paragraph:

      Les récifs coralliens sont les écosystèmes les plus riches de notre planète avec la forêt équatoriale. Ils abritent plus de 5 000 espèces de poissons...

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      • 10,577 vues
    • Automate Aquatronica ACQ110

      Teaser Paragraph:

      Ce petit tutoriel sur le paramétrage de l'Aquatronica ACQ110 de 1ère génération, n'a pour seul but que de vous présenter les possibilités que j'ai découvertes suite a l'installation d'une interface supplémentaire. Si vous même avez d'autres réglages n'hésitez pas a me les faire parvenir pour que je les rajoute.

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      • 8,287 vues
    • Réalisation d'une prise commandée par détection de niveau

      Teaser Paragraph:

      Nous avons tous vécu des des épisodes, plus ou moins dramatiques : un écumeur qui relargue son "jus" dans le bac, une cuve qui déborde etc. Autant d'évènements dont on se passerait bien et qui peuvent pourtant être évités avec un simple détecteur de niveau commandant l'arrêt d'une pompe.. ..

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      • 16,085 vues
    • Augmenter KH et calcium

      Teaser Paragraph:

      Comment augmenter KH et calcium grâce à de l'eau de mer sans sel (de cuisine) ! Le principe est extrêmement simple, et la mise en œuvre nécessite une balance ménagère, l'achat de quelques produits chimiques, et le temps nécessaire pour peser ces produits et les dissoudre dans des récipients de stockage ordinaires !

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      • 12,010 vues
    • Guide d'acquisition éco-responsable d'animaux marins

      Teaser Paragraph:

      Le commerce aquariophile propose une telle variété d'espèces qu'il est difficile, surtout pour les débutants, de faire un choix raisonné, qui prenne en compte tous les risques liés directement ou indirectement à leur acte d'achat. En effet, les espèces introduites dans les aquariums d'eau de mer sont soumises, au fil de leur vie, à une succession de traitements qu'ils ne vivent jamais au quotidien en milieu naturel.

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      • 11,068 vues
    • Hétérotrophie chez les coraux scléractiniaires

      Sous titre: ActuBioRécif n°1 Teaser Paragraph:

      L'écrasante majorité des coraux scléractiniaires maintenus en aquariums vivent en symbiose avec une micro-algue, la zooxanthelle. Le symbiote va fournir à son hôte jusqu'à 95% de ses photosynthates sous formes diverses : des sucres simples et complexes, des acides aminés (AA) ou des peptides.

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      • 10,567 vues
    • Rappels de photométrie et colorimétrie

      Sous titre: Approche fondamentale d'un éclairage à LED - Partie 1 Teaser Paragraph:

      De la théorie à la pratique, ces articles vous exposeront au fil de leur parution les bases scientifiques, techniques et pratiques avec tous les calculs nécessaires à la mise en œuvre d'un éclairage LED destiné aux hôtes vivant dans nos aquariums.

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      • 10,524 vues
    • Calcul de l’intensité des LED pour une CCT imposée

      Sous titre: Approche fondamentale d'un éclairage à LED - Partie 2 Teaser Paragraph:

      Le but de ce chapitre est de définir de manière théorique, les sources d’une lumière à LED capable de reproduire l’ensemble des caractéristiques lumineuses essentielles en milieu aquatique d’eau douce et marin.

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      • 12,196 vues
    • Plongée en Mer Rouge

      Teaser Paragraph:

      C'est avec grand plaisir que nous retrouvons cette superbe vidéo que Bruno, alias Nonop, alias NonoPo4, nous a offerte à son retour d'un récent voyage en Égypte. Nous pensons sur Cap Récifal qu'il a su pleinement nous faire partager son émerveillement face à tant de découvertes "in situ" de ces animaux que nous maintenons dans nos bacs.

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      • 4,328 vues
    • Identification des scléractiniaires

      Teaser Paragraph:

      Les systématiciens ont consacré leur vie à la classification des espèces ce qui n'est pas toujours chose facile, notamment avec les scléractiniaires, coraux durs bâtisseurs des récifs, auxquels nous nous limiterons ici. Elle évolue encore de nos jours, les phylogénéticiens créent de nouvelles familles, regroupent des genres, et même suppriment parfois certaines espèces. Les éminents biologistes, depuis Blainville, Dana et jusqu'à aujourd'hui Carden Wallace et John E.N Veron (Charlie Veron), s'appuient sur un vocabulaire propre à faciliter la caractérisation de nos coraux.

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      • 8,148 vues
    • Le réacteur à bactéries, la solution ?

      Teaser Paragraph:

      On en entend parler, mais finalement nous avons peu de retours, et lorsqu'il y en a, on ne sait pas à quoi s'en tenir tellement les avis semblent partagés. Étant confronté depuis quelques temps à des problèmes sur des pieds-mères, des blanchissements lents, voire très lents, débutant à chaque fois de la base, j'ai dû faire évoluer mon installation.

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      • 12,996 vues
    • Du bon usage de l’eau de chaux et du réacteur à hydroxyde

      Teaser Paragraph:

      L’eau de chaux est une solution saturée d’hydroxyde de calcium qui permet de fournir du calcium et de maintenir l’alcalinité dans nos aquariums. L’hydroxyde de calcium Ca(OH)2. se présente sous forme de poudre qui se dissout mal dans l’eau et moins d’1,5 grammes suffisent pour amener 1 litre d’eau à saturation.

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      • 38,122 vues
    • Calcium, KH et pH stables en aquarium récifal... le lait de chaux ?

      Teaser Paragraph:

      Le but de cet article est de décrire une méthode performante d'utilisation de l'hydroxyde de calcium Ca(OH)2 sous forme de lait de chaux, qui permet à la fois une supplémentation en calcium et carbone inorganique ainsi qu'une stabilisation du pH dans les aquariums récifaux.

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      • 24,602 vues
    • Les récifs coralliens tropicaux

      Teaser Paragraph:

      Les aquariophiles tentent de reproduire au mieux les conditions physiques et chimiques du milieu naturel pour le bien être de leurs pensionnaires. Le défi du récifaliste est aujourd'hui de concevoir un aquarium véritablement tourné vers l'exemple du récif. Cette démarche serait bien incomplète sans la compréhension du milieu naturel, en effet les conditions de développement des animaux varient selon la situation géographique, locale et même suivant la position dans le récif.

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      • 17,156 vues
    • Reproduction du poisson-clown Amphiprion ocellaris

      Sous titre: Reproduction des poissons marins - Partie 2 Teaser Paragraph:

      Le développement de la reproduction des poissons marins nécessite de faire des progrès dans les méthodes d'élevage en captivité. Après la première partie Constitution d'une chaîne alimentaire, cette seconde partie présente les détails d'un protocole que nous avons utilisé pour l'élevage des poissons-clowns.

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      • 53,120 vues
    • Phytoplancton et zooplancton, les indispensables pour l'élevage

      Sous titre: Reproduction des poissons marins - Partie 1 Teaser Paragraph:

      La reproduction sexuée des poissons en eau de mer est un pari difficile mais pas impossible. Depuis notre tout premier bac nous avons toujours été séduits par cette aventure. Cet article relate notre expérience et nos essais dans cette entreprise...

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      • 37,606 vues
    • Les Tuniciers

      Teaser Paragraph:

      Ces animaux filtreurs, que l’on trouve dans toutes les mers du globe, trouvent l’origine de leur nom dans la peau (tunique) protégeant leur corps. Celle ci est plus ou moins épaisse, de structure gélatineuse, translucide, laissant apparaitre les organes, ou bien opaque et dure comme du cuir, et, singularité dans ce monde animal, elle est constituée en partie de cellulose, plus habituelle chez les végétaux.

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      • 14,412 vues
    • Surveiller son bac avec une webcam et un smartphone

      Teaser Paragraph:

      Voici la solution, la plus simple et la moins chère à mettre en œuvre pour surveiller son bac à distance, partir d'un Smartphone connecté en 3G ou à un hot spot wifi. Cette procédure permet aussi à ceux qui utilisent un multi contrôleur connecté sur le PC, d'avoir accès aux paramètres de leur bac.

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      • 8,127 vues
    • Obligations légales du récifaliste particulier

      Sous titre: Récifal et législation - Partie 1 Teaser Paragraph:

      Nul n’est censé ignorer la loi ! Certes, mais quand ses textes d’application sont répartis dans plusieurs lois, conventions, règlements, decrets, arrêtés... qu’elle est formulée différemment selon le domaine d'activité, que les détails d’application varient selon les circonstances, que les agents chargés de son application ne répondent pas d’une même voix, il est bien difficile de connaitre ses devoirs de citoyen... et les espaces de liberté qui nous restent.

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      • 12,974 vues
    • Calcification des coraux scléractiniaires - Du polype aux molécules

      Sous titre: ActuBioRécif n°5 Teaser Paragraph:

      La biominéralisation est définie comme étant la production biologique de minéraux, et des processus conduisant à leur formation. La synthèse suivante a pour but de résumer les connaissances actuelles sur la calcification des coraux, avec une présentation des données considérées comme solides, mais aussi celles qui sont encore débattues au sein de la communauté scientifique.

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      • 9,596 vues
    • Reproduction d’Hippocampus reidi

      Sous titre: Reproduction des poissons marins - Partie 4 Teaser Paragraph:

      Dans la précédente partie 3 nous avons abordé les principes de maintenance d'Hippocampus reidi. Les animaux maintenant bien acclimatés, il est temps de découvrir les joies de l’accouplement de la reproduction et de l’élevage. C’est là que la partie commence ….

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      • 8,552 vues
    • Maintenance d’Hippocampus reidi

      Sous titre: Reproduction des poissons marins – Partie 3 Teaser Paragraph:

      Je vous propose de poursuivre cette série d'articles sur l'élevage des poissons marins en abordant, cette fois ci, la reproduction et l'élevage d’Hippocampus reidi. Dans cette partie 3, après une description générale de l'espèce, j'évoquerai leur maintenance au travers de mon expérience personnelle. Je traiterai plus tard la reproduction d’Hippocampus reidi dans une partie 4, à suivre.

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      • 9,084 vues
    • Cyanobactéries

      Teaser Paragraph:

      Les cyanobactéries, organismes vivants, autrefois appelées cyanophycées car les premières espèces découvertes étaient bleues, forment un embranchement au même titre que les bactéries, dans le grand groupe des procaryotes (dépourvus de noyau). Elles constituent un groupe très hétérogène dans leurs caractéristiques morphologiques et génétiques. Leur aptitude à réaliser la photosynthèse et donc de tirer leur énergie à partir de la lumière (photoautotrophes), les différencie des bactéries strictes et les fait parfois injustement assimiler à des algues.

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      • 22,827 vues
    • Quelques bases pour photographier son aquarium

      Teaser Paragraph:

      Photographier nos pensionnaires peut s'avérer compliqué compte-tenu de leur lieu d'habitation (vitres de l'aquarium, lumière), et surtout de leur nage. Nous ferons ici un rapide descriptif de l'aspect photographique (maîtrise du matériel employé, réglages à utiliser, astuces diverses...). Nous serons parfois amenés à corriger des défauts, à supprimer des effets disgracieux, au profit de l'esthétique. Ce tuto est un résumé de ma petite expérience dans le domaine et j'espère qu’il vous servira pour vos futurs clichés.

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      • 12,262 vues
    • Histoires de LED

      Teaser Paragraph:

      Tout d'abord, il faut savoir que j'ai débuté tout seul dans mon coin sans forum ni conseil, à l'exception de ceux de mon magasin du coin où tout me semblait cher et compliqué.

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      • 9,953 vues
    • Zanclus cornutus

      Teaser Paragraph:

      Ce poisson m'a toujours fasciné. Plus que "Idole mauresque" son port me fait penser à ces princes arabes, fièrement dressés sur leur monture et que personne ne semble pouvoir intimider. L'été 2007 tout juste passé et les images de plongées plein la tête, je décide d'acquérir un Zanclus cornutus.

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      • 6,281 vues
    • Rampe à LEDs by Geff

      Teaser Paragraph:

      Initiés depuis peu aux joies de l'aquariophilie, nous sommes un jeune couple qui nous sommes lancés dans l'aventure par les 2 bouts : eau douce et eau marine. Comme dans ce milieu, tous les équipements estampillés « aquario » sont hors de prix et comme le récifal exige un éclairage puissant et particulier, je voulais absolument nous équiper de LEDs, histoire de ne pas passer un SMIC tous les mois en EDF.

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      • 11,509 vues
    • Réalisation d'une rampe à LED multichips de 80 W

      Teaser Paragraph:

      Depuis quelques années la technologie LED envahit, entre autre, le marché aquariophile et il est difficile de faire un choix serein. L’utilisation des LED dans notre hobby est encore en plein développement et des progrès constants sur les LED elles-mêmes compliquent encore le problème. En exposant le détail de la réalisation de cette rampe de 80 W pour un bac de 600 litres, j'espère le rendre un peu moins compliqué...

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      • 47,534 vues
    • Le récif de Tournesol

      Sous titre: Récif en vue n°1 Teaser Paragraph:

      Il est moche mon vieux bac ? Je ne sais pas, parce que je l'aime. «C'est le temps que tu as perdu pour ta rose qui fait ta rose si importante». Mon bac est donc unique au monde ! Alors, je vous laisse juges...

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      • 9,526 vues
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