Tout savoir sur la filtration d'aquarium

Pourquoi utiliser un filtre ?

Une filtration efficace et la maîtrise du cycle de l’azote sont les clés du succès pour l’aquariophile qui souhaite maintenir des poissons dans un aquarium sain et équilibré.

Un écosystème miniaturisé est reconstitué dans un aquarium : des êtres vivant y vivent et y meurent, ils s’y nourrissent et produisent des déchets. Les feuilles mortes des plantes, les cadavres des poissons et des escargots, la nourriture non consommée et les déjections des poissons vont se décomposer dans l’eau sous forme de matière azotée toxique (ammoniac et ions ammonium, nitrites) puis moins toxiques (nitrates) sous l’action de bactéries. Malheureusement, l’aquarium est un milieu clos et les nitrates vont s’accumuler dans l’eau. C’est le cycle de l’azote.

La filtration permet la prise en charge des déchets organiques et leur décomposition en nitrates, en limitant les intermédiaires toxiques que sont les composés ammoniacaux et les nitrites. Des changements d’eau réguliers permettent de maintenir la concentration des nitrates (moins toxiques) à une valeur tolérable par les poissons.

Le filtre est le coeur de l’aquarium, il doit toujours être en fonction dans le bac. En dehors, bien entendu, des aquariophiles avertis qui optent pour le low-tech. Sur le papier, son entretient est conseillé toutes les 3 à 4 semaines, mais globalement, la fréquence peut-être très variable d'un aquarium à l'autre et d'un filtre à l'autre.

Pompe éléctrique et filtre exhausteur

Les filtres ont tous en commun de pomper et de faire passer l’eau à travers un matériel poreux, la masse filtrante, avant de la rejeter dans l’aquarium.

Deux systèmes de pompe existent. Dans le premier, l’eau est entraînée par le mouvement de bulles d’air remontant à la surface (exhausteur ou air lift) : ce sont les filtres utilisant une pompe à air. Leur débit est faible et ils sont peu efficaces mais ils peuvent convenir aux aquariums de petit volume (moins de 40 litres), pour les bac de reproduction ou l’élevage des alevins, de crevettes, les bacs temporaires de type hôpital, quarantaine, ... Dans ce cas, le faible mouvement dans l’eau qu’ils créent sera un avantage en évitant par exemple aux alevins de lutter conter le courant ou en préservant le fragile nid de bulles construit à la surface par un couple de gouramis ou de betta splendes. Ils sont également très appréciés des crevettophiles dans la mesure ils sont généralement équipés de crépines n'aspirant pas les zoés (juvéniles).

Le deuxième type de pompe utilise un moteur électrique (power filter). Ces pompes sont beaucoup plus efficaces et leur débit est bien supérieur à celui des filtres utilisant une pompe à air. Le bloc moteur est isolé de l’eau par plusieurs couches de résine et des normes drastiques permettent leur utilisation en toute sécurité.

Débit de la pompe

Un débit de filtration de 3 à 4 fois le volume brut de l’aquarium par heure est généralement conseillé. Le débit de filtration varie en fonction de la quantité de déchets organiques à éliminer. Un bac très peuplé ou hébergeant des poissons de grande taille comme les grands Cichlidés d’Amérique centrale nécessitera un débit de filtration supérieur.

La masse filtrante et les matières organiques qui s’y accumulent ont tendance à s’opposer à l’écoulement de l’eau dans le filtre et à diminuer le débit de filtration. L’usure diminue aussi le débit des filtres. Il ne faut donc pas hésiter à surdimensionner le filtre par rapport aux spécifications du fabricant qui sont définies pour un fonctionnement idéal et qui sont parfois inférieur à la réalité.

L’équipement de certains modèles de filtres permet parfois de modifier leur débit à l'aide de molettes, leviers, ou autres mécanismes.

Filtration mécanique

La filtration mécanique consiste à retenir dans la masse filtrante les matières organiques en suspension pour obtenir une eau aussi limpide que possible.

Les poissons n’exigent que rarement une eau parfaitement claire et limpide. L’eau des fleuves, rivières, des lacs et des mares dans lesquels vivent les poissons tropicaux de nos aquariums est en général trouble, avec des particules en suspension. La visibilité dans ces habitats naturels est parfois même très limitée.

Mais une telle eau, même si elle ne dérange pas les poissons serait particulièrement inesthétique dans un aquarium. La filtration mécanique, en soustrayant les particules en suspension, rend donc l’aquarium bien plus agréable à l’oeil, y compris pour les personnes souhaitant conserver une eau ambrée.

Entretien de la filtration mécanique

Les déchets solides vont s’accumuler dans le filtre mécanique. S’ils ne sont plus visibles dans l’eau, ils restent dans l’aquarium et leur décomposition va dégrader la qualité de l’eau. Une masse filtrante sale et colmatée oppose une résistance à l’écoulement de l’eau dans le filtre ; le débit du filtre et son efficacité sont alors diminués.

Un entretient régulier et complet du filtre mécanique est donc recommandé. Il permet de retirer les matières organiques du bac avant qu’elles ne polluent l’eau. Le filtre mécanique peut donc être considéré comme une préfiltration à la filtration biologique : son entretient régulier limite la quantité de déchets organiques entrant dans le cycle de l’azote.

Si l’aquarium est densément peuplé ou qu’il héberge des grands poissons, un entretient plus fréquent est recommandé car la quantité de déchets à traiter sera plus importante.

L’utilisation de produits détergents est à proscrire, pour le nettoyage du filtre comme pour le reste de l’aquarium !

Filtration biologique

La filtration biologique repose sur des colonies bactériennes qui se développent dans la masse filtrante mais aussi dans le sol de l’aquarium. Ces bactéries sont à la base du cycle de l’azote.

Plusieurs types de bactéries interviennent successivement dans la prise en charge des déchets organiques dans l’aquarium. En se nourrissant des déchets, les premières colonies libèrent de l’ammoniac et des ions ammoniums dans l’eau (composés ammoniacaux) ; l’ammoniac est toxique pour les poissons. Un second type de colonies (bactéries du genre Nitrosomas) prend les composés ammoniacaux en charge et les convertit en nitrites ; malheureusement, les nitrites sont également toxiques pour les poissons. Les bactéries du genre Nitrobacter interviennent en bout de chaîne : elles convertissent les nitrites en nitrates qui sont le produit final ; les nitrates sont beaucoup moins toxiques.

En résumé, la filtration biologique permet de transformer les déchets organiques toxiques en nitrates qui sont relativement moins toxiques mais qui s’accumulent dans l’aquarium. Les déchets ne sont pas éliminés mais transformés.

Les bactéries réalisant le cycle de l’azote ont trois exigences : l’alimentation, l’oxygène (ces bactéries sont aérobies) et un support leur permettant de se fixer. Le filtre biologique basé sur ces bactéries doit répondre à leurs besoins. Le flux d’eau apporte aux bactéries les déchets organiques dont elles se nourrissent et l’oxygène. La masse filtrante dans le filtre biologique devra offrir aux bactéries une surface maximale car elles ne se développent pas en suspension dans l’eau, mais ont besoin d’un support sur lequel elles adhèrent et peuvent alors se multiplier.

Le filtre biologique n’est mature que lorsqu’il est capable de transformer tous les déchets azotés générés dans l’aquarium en nitrates. En général, la population bactérienne est équilibrée et suffisante 3 à 4 semaines après la mise en marche du filtre. Après ce délai, les premiers poissons peuvent être introduits dans l’aquarium. Si le filtre biologique n’est pas efficace, les poissons meurent par intoxication aux nitrites.

Entretien du filtre biologique

Le filtre biologique nécessite un entretient beaucoup moins fréquent que le filtre mécanique. Lors du nettoyage de la masse filtrante, les colonies bactériennes doivent être préservées. Le risque est souvent de vouloir un résultat trop « impeccable ». L’eau de conduite est proscrite pour le nettoyage : elle contient du chlore qui entraînerait la mort d’une grande partie des bactéries nitrifiantes. Au contraire, il est recommandé de profiter des changements partiels d’eau pour rincer la masse filtrante avec de l’eau de l’aquarium. Les bactéries n’auront pas à subir de variations de température et de qualité de l’eau ni des produits toxiques que contient l’eau de conduite (comme le chlore).

Filtration sur graviers

La filtration sur graviers est une méthode aujourd’hui obsolète mais encore parfois utilisée.

Comme son nom l’indique, c’est le gravier et le sable tapissant le fond de l’aquarium qui jouent le rôle de masse filtrante. Le gravier est un bon support bactérien et il offre une grande surface sur laquelle les bactéries nitrifiantes peuvent adhérer et effectuer le cycle de l’azote.

Cette technique est incompatible avec les plantes aquatiques car le courant crée dans le sol lessive les minéraux et le substrat devient très pauvre. Les plantes apprécient peu les mouvements d’eau à leur racine.

Les déchets s’accumulent dans le gravier et ils sont alors difficiles à retirer du bac, contrairement au nettoyage d’une masse filtrante classique comme une mousse de polyester. L’entretient pose beaucoup trop de problèmes pour que la filtration sur gravier soit recommandable.

Le filtre sous sable

Le filtre sous sable utilise majoritairement le sol comme matière filtrante. Sous la totalité de la surface du sable, une grille recouverte de ouate de perlon pour optimiser la filtration aspire l'eau à l'aide d'une pompe. Bien que cette filtration fût longtemps utilisée, elle comporte de nombreux inconvénients : entretien, nettoyage du sol fréquent, dépendance décoration/matériel en cas de panne, inadaptée à certaines plantes ne supportant pas l'aération par les racines, favorise l'accumulation de déchets sur le sol, ...

Le filtre intérieur, dans l'aquarium

Le filtre intérieur est aujourd’hui le plus utilisé dans les aquariums de petites à moyenne taille (jusqu’à 200 litres). Il est souvent moins coûteux qu’un filtre extérieur. Il est généralement vendu avec la plupart des aquariums du marché "clé en main", toutes marques confondues.

Le filtre est entièrement immergé et se fixe généralement avec des ventouses ou crochets dans un angle arrière de l’aquarium ou sur la vitre arrière. La tête motrice se situe au dessus de la masse filtrante (une mousse de polyester en général) par laquelle elle fait passer l’eau avant de la rejeter dans le bac

Le filtre doit toujours être complètement immergé pour assurer un bon refroidissement de la tête motrice.

Les modèles les plus sophistiqués permettent de modifier leur débit, d’aérer l’eau rejetée grâce à un système venturi ou sont munis de masse filtrante compartimentée avec séparation du filtre biologique et du filtre mécanique. Le filtre biologique intérieur ou bac à décantation plus sophistiqué peut également intégrer un chauffage et offre une certaine latitude quant aux choix des masses filtrantes.

Entretien du filtre intérieur

Pour un filtre intérieur compartimenté, l’entretien peut s’effectuer comme décrit plus haut : plus le filtre mécanique est nettoyé fréquemment et minutieusement, moins la quantité de déchets organiques entrant dans le cycle de l’azote sera importante et les nitrates s’accumuleront moins vite dans l’aquarium. La partie biologique du filtre nécessite un entretien beaucoup moins fréquent, en prenant soin de ne pas détruire les colonies bactériennes.

Lorsque la masse filtrante est constituée d’un unique bloc de mousse polyester qui assure à la fois filtration mécanique et biologique, il faut couper la poire en deux ! L’entretien sera régulier, mais respectera les colonies bactériennes (utiliser de l’eau du bac pour le nettoyage). On ne cherchera pas un résultat « trop propre ».

Avantages (subjectif)

• Fréquence d'entretien réduite
• Taille et volume raisonnables
• Facile à comprendre et facile d'utilisation
• Aucun risque de fuite
• Silencieux
• Coût réduit

Invonvénients (subjectif)

• Volume au détriment d'un espace de nage ou de décoration
• Impact visuel sur l'esthétisme pouvant compliquer l'aménagement du paysage aquatique
• Orientation de l'aspiration et du rejet limitée
• Peut être difficile d'accès pour l'entretien. Par ailleurs, il faudra veiller à la manipuler avec délicatesse lors de l'entretien afin d'éviter toute polution.
• Peut être sujet à devenir un refuge pour certaines poissons ou crevettes
• Peut être sous-dimensionné lorsque ce dernier est inclus dans un pack

Le filtre extérieur, hors de l'aquarium

Le filtre extérieur est un dispositif placé hors de l’aquarium, en dessous du niveau du bac pour que l’eau puisse facilement entrer dans le filtre par gravité. Logé dans le meuble sous l’aquarium, il est bien plus esthétique qu’un filtre intérieur. A noter que certains modèles peuvent également être placés à côté de l'aquarium ou être suspendus. Il est également un peu plus cher.

La tête motrice surplombe un boîtier contenant la masse filtrante. Un joint assure l’étanchéité entre ces deux parties du filtre ; son état doit être vérifié périodiquement. En comparaison des filtres intérieurs, les filtres extérieurs possèdent un volume de masse filtrante plus important. Ceci permet des compartimentations plus sophistiquées avec la séparation du filtre mécanique et du filtre biologique et l’utilisation de plusieurs matériaux de filtration pour optimiser l’efficacité de la masse filtrante.

Les filtres sec-humides (ou semi-humides) sont une évolution des filtres extérieurs. Dans ces filtres, la cuve de filtration est successivement remplie puis vidée ; la masse filtrante est donc tour à tour noyée puis en contact avec l’air. Ceci permet une oxygénation efficace du filtre biologique, très bénéfique aux bactéries nitrifiantes qui réalisent le cycle de l’azote.

Un tuyau entrant amène l’eau du bac vers le filtre, il est terminé par une crépine qui évite à de gros déchets de boucher le tuyau. Les fabricants conseillent de le plonger profondément dans l’aquarium de manière à ce qu’il aspire l’eau le plus près du fond possible. Attention toutefois de ne pas placer la crépine trop près du gravier : des grains de sable entraînés par l’eau peuvent entrer dans le filtre et endommager le moteur.

Un second tuyau rejette l’eau dans l’aquarium après son passage par le filtre. Il est vivement conseiller de placer ce tuyau sortant du filtre du côté opposé à celui entrant dans le filtre. Ainsi, l’eau sera brassée de manière optimale dans l’aquarium et cela évite au filtre d’aspirer l’eau qu’il vient de rejeter dans le bac.

Il est nécessaire de réamorcer la pompe pour la remettre en marche : après un arrêt pour entretient ou après une coupure de courant. Cette remise en marche et les opérations de maintenance causent parfois des petites inondations ! Mais avec l’habitude, l’aquariophile apprend vite à intervenir proprement sur les filtres extérieurs.

Attention également à bien vérifier l’étanchéité du filtre avant de le remettre en fonction : s’il est mal fermé, l’inondation est inévitable et le bac risque de se vider par siphonage, le filtre étant placé sous le niveau de l’aquarium.

Filtre cascade

Le filtre cascade ou filtre suspendu (nb : certaines filtres externes peuvent également être suspendus sans pour autant être de type cascade) est une autre typologie de filtre externe dans la mesure où il se positionne la plupart du temps hors de l'aquarium. En effet, certains modèles et certaines marques peuvent proposer ce type de filtre en interne, dans l'aquarium. Cette fois, il ne sera pas placé sous l'aquarium, mais suspendu à l'aquarium, accroché sur le rebord d'une facade par des crochets ou directement par le bec de la cascade.

De faible volume, le filtre cascade est idéal pour les nanos aquariums ouverts avec une population adaptée : peu de pensionnaire et/ou pensionnaire peu polluant, pensionnaire ne nécessitant pas de fort brassage, comme, par exemple, les crevettes et les bettas splendes, etc. A noter que les filtres cascades les plus sophistiqués peuvent être pourvus de plusieurs compartiments destinés aux matériaux de filtration et offrent ainsi un meilleur support bactérien et une meilleure filtration.

Avantages (subjectif)

• Facile à comprendre, facile d'utilisation et facile d'entretien
• Pas de volume monopolisé au sein de l'aquarium
• Risque de fuite réduit
• Bonne oxygénation de l'eau
• Coût réduit

Invonvénients (subjectif)

• Faible débit
• Uniquement pour les nanos aquariums
• Bruit de l'eau pénétrant la surface en fonction du niveau de l'eau

Filtre naturel utilisant les principes de l'aquaponie

Le filtre naturel aquaponique est également une autre typologie de filtre externe. C'est un filtre tout droit dérivé des techniques utilisées dans les cultures aquaponiques. Il se place généralement sur le dessus de l'aquarium. Il est composé de matériaux naturels et de plantes. C'est au travers des plantes que la filtration de l'aquarium s'opère, naturellement.

Avantages (subjectif)

• Ecologique, responsable et décoratif
• Entretien facile et changements d'eau réduits
• Bonne oxygénation de l'eau
• Décoration prolongée hors de l'aquarium

Invonvénients (subjectif)

• Uniquement pour les nanos aquariums
• Bruit de l'eau pénétrant la surface en fonction du niveau de l'eau

Les matériaux de filtration

Comment est composé un filtre d'aquarium et dans quel ordre sont placés les différents éléments de filtration ? Les filtres diffèrent selon les fabricants et les modèles : le trajet que suit l’eau, leur débit et leur compartimentation sont spécifiques.

Les matériaux de filtration sont issus de tests et de la mise au point des filtres leur assurant un fonctionnement optimal. C’est pourquoi il est en général préférable de suivre les recommandations du fabricant lorsque la masse filtrante est renouvelée. Bien que la liste ne soit pas exhaustive, passons en revue les différents matériaux ainsi que les conseils de maintenance et d'entretient associés.

La mousse de polyester

La mousse de polyester (mousse synthétique) est le matériel de filtration le plus utilisé en aquariophilie. Souvent de couleur bleue, son coût est faible et elle est réutilisable un grand nombre de fois après nettoyage. Il existe des mousses de densité différentes : une mousse de faible densité comporte des pores relativement grands, une mousse dense est dotée de pores plus petits.

L’eau doit traverser la masse filtrante de la mousse la moins dense vers la mousse la plus dense. Les mousses de polyester permettent une filtration mécanique et biologique très efficace. Elle est souvent utilisée en pré-filtrage pour retenir les plus gros déchets.

La ouate de perlon

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Elle s’utilise souvent pour la filtration mécanique, en première couche des filtres compartimentés utilisant plusieurs matériaux différents. Bon marché, la ouate est facile à nettoyer et réutilisable un grand nombre de fois. Elle ressemble à du coton et permet de retenir les petits déchets. Astuce: deux couches peuvent être utilisées afin de pouvoir les nettoyer alternativement afin de conserver le maximum de bactéries.

Elle peut également être détournée et être utilisée pour nettoyer les vitres car cette dernière accroche les algues et s'avère particulièrement efficace pour nettoyer son aquarium sans le rayer.

Les nouilles de céramique

Les nouilles de céramiques (cylindres de céramique) sont très poreuses et leurs nombreuses aspérités offrent aux bactéries une grande surface pour se développer. Elles permettent une filtration biologique performante et sont très utilisées dans les filtres semi-humides. Après une utilisation prolongée, elles se colmatent et nécessitent d’être renouvelées.

Lors de l’entretient du filtre, se contenter de rincer les nouilles de céramiques pour préserver les colonies bactériennes qu’elles hébergent.

Les bioballes

Les bioballes sont des cubes ou des sphères en plastique munies de nombreuses pointes, à l’image d’un hérisson. Ces pointes offrent une grande surface par rapport au volume occupé par les bioballes. Elles permettent une filtration mécanique et biologique très efficace et sont généralement utilisées dans les filtres compartimentés. Elle peut également être sous différente forme chez certaines marques comme, par exemple, sous forme de petits cylindres ou petits ressorts.

Leur coût est plutôt élevé à l’achat mais leur longévité est incomparable : elles sont réutilisables à l’infini et ne nécessitent théoriquement pas d’être renouvelées.

Les granulés de tourbe

Les granulés de tourbe ne sont habituellement pas fournis avec le filtre. Ils sont généralement utilisé pour faire baisser un pH trop élevé ou pour reproduire une eau ambrée, enrichie d'acides humiques et en oligo-éléments, proche du biotope de certains poissons.

Concernant l'entretient, les granulés de toubre ont une durée de vie de 5 à 6 semaines, après quoi il sera nécessaire de la changer.

Charbon actif et la filtration chimique

Le charbon actif utilisé en aquariophilie est un charbon de bois traité spécialement. Ne tentez aucun autre charbon ! Il se présente généralement sous la forme de fines particules de charbon contenues dans un sac ou sous forme de mousse noire.

Lorsqu’on souhaite filtrer sur charbon actif, le sac est placé tel quel dans le filtre, sans être ouvert. Sous forme de mousse, il sera nécessaire de retirer l'emballage.

La filtration chimique

Le charbon actif possède un pouvoir d’adsorption exceptionnel. L’adsorption (avec un « d ») est différente de l’absorption (avec un « b ») : elle consiste à retenir le polluant à éliminer en le liant au charbon actif par une liaison électrostatique.

Cette liaison repose sur l’attraction entre les charges positives et les charges négatives. L’absorption est un phénomène purement mécanique.

Grâce à l’adsorption, le charbon actif est capable de retenir les composés de taille moléculaire : composés azotés (nitrates, ...), minéraux, médicaments, etc ... On parle de filtration chimique. C’est en quelque sorte une filtration mécanique ultra performante.

Quand utiliser le charbon actif ?

Le charbon actif retient aussi bien les composés polluants et indésirables que d’autres nécessaires au bon équilibre de l’aquarium. C’est un auxiliaire de filtration qui doit être utilisé de manière ponctuelle et temporaire. Par exemple, il élimine les oligo-éléments essentiels au développement des plantes. Son appoint est efficace pour rendre limpide une eau trouble, colorée par les tanins d’une racine ou pour éliminer les résidus médicamenteux après un traitement.

La capacité de filtration du charbon actif est importante, il est donc vite saturé et doit alors être retiré de la masse filtrante. Si une modification des paramètres de l’eau intervient (une variation du pH par exemple) quand le charbon actif est saturé, il risque de relarguer dans l’aquarium les polluants qu’il retient.

Choisir la filtration pour son aquarium

Acheter un filtre pour son aquarium n'est pas toujours évident, notamment lorsqu'il s'agit de choisir un type et une marque entre deux modèles équivalents. En ce qui concerne le type de filtration, tout dépend réellement de votre projet. N'hésitez pas à soumettre votre projet d'aquarium à la communauté afin qu'elle puisse vous aider et vous accompagner dans ce choix.

Ce qu'il faut retenir et vérifier pour acheter son filtre d'aquarium :

1. Choisir le type de filtration en fonction de son projet
2. Choisir le débit en fonction du volume de l'aquarium
3. Vérifier le volume du filtre
4. Vérifier les besoins de la population et des plantes peuplant l'aquarium
5. Vérifier la hauteur maximale indiquée sur la fiche technique afin de pouvoir placer la filtration sous l'aquarium en cas de filtre externe
6. Vérifier la puissance du chauffage s'il est inclus
7. Vérifier la possibilité d'acheter des pièces détachées
8. Vérifier la couleur de la tuyauterie si l'esthétisme est impotant. Sinon, il est tout à fait possible de la changer.
9. Vérifier les pièces annexes : canne de rejet, aspiration, coudes, ... afin qu'ils soient adaptés à votre aquarium.
10. Valider votre projet avec la communauté d'aquariophiles sur l'espace de discussions

Le mot de la fin

Bien comprendre la filtration et les différents types de filtres c'est bien comprendre son aquarium.. Il est essentiel de prendre le temps de bien choisir son filtre et sa filtration après en avoir compris le rôle pour réussir son aquarium.