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Réacteur à Calcium…
Dedans, Dehors et tout ce qu’il y a entre les deux!!

Par Jose Dieck
Traduit avec permission

Résumé :

Même s’il y a de nombreux articles couvrant les réacteurs à calcium, étant donné le nombre élevé de questions que je reçois régulièrement, il semble que certaines portions intéressantes du sujet n’aient pas été couvertes en profondeur. Donc, au risque de me planter misérablement, mon intention avec ce document est de couvrir des sujets reliés aux réacteurs à calcium de façon plus approfondie que ce qui a été fait par le passé. Les différents sujets sont :

  • Description : Qu’est-ce qu’un réacteur à calcium?
  • Economie : Quand est-ce que la nécessité d’un réacteur est justifiée?
  • Equipements, consommables et caractéristiques : Qu’a-ton besoin pour le faire fonctionner? Comment le réacteur et chaque équipement périphérique fonctionnent? Quelles précautions de sécurité doit-on prendre?
  • Accessoires optionnels : Les choses qui vont rendre votre vie plus facile!
  • Mise en place : Comment installer le réacteur et les équipements périphériques?
  • Opération : Opérer et ajuster le réacteur en fonction de la consommation.
  • Maintenance : Remplir, nettoyer et entretenir les équipements clés du réacteur.

Et finalement, je vais inclure quelques notions de ‘troubleshooting’!

Commençons…

Qu’est-ce qu’un réacteur à calcium??
Introduction au matériel relativement facile…

Premièrement, je me dois de mentionner que peu importe ce que vous pensez, le réacteur à calcium n’est pas un supplément diététique pour garder vos os en santé…

Maintenant, plus sérieusement, un réacteur à calcium est simplement une alternative automatique pour supplémenter le calcium et le carbonate (alcalinité) qui sont constamment consommé par les petites bibittes de nos aquariums (récifaux ou non).

Les ‘bibittes’ comme la coraline, les clams, les coraux durs à polypes larges et les coraux à petits polypes (LPS et SPS) ont besoin de calcium et d’ion carbonatés (alcalinité) pour construire leur squelette. Ces deux composés sont donc consommés de façon continue. La construction de leur squelette se fait par dépôt de carbonate de calcium. Un moyen de les supplémenter est donc nécessaire afin que nos ‘bibittes’ soient en santé et puisse croitre.

De façon générale, un réacteur à calcium n’est en fait que le mélange du dioxyde de carbone avec l’eau de l’aquarium afin d’abaisser le pH et utiliser cette eau acidifiée pour dissoudre le média de carbonate de calcium (aragonite) en calcium et ions carbonatés pour ensuite retourner cette eau ‘enrichie’ vers le bac.

Il est important de noter que le terme ‘réacteur à calcium’ peut donner l’impression que le but premier du réacteur est d’ajouter du calcium, mais comme mentionné précédemment, il ajoute également des ions alcalins de manière équilibrée. La quantité de calcium ajoutée est dans la même proportion que celle d’ions alcalins et est aussi la même que la consommation par les coraux. Ce ratio est approximativement 20 ppm de calcium pour 2.8 DKH (2.8 mEq/L) d’alcalinité.

En générale, parce qu’il est plus facile de mesurer l’alcalinité avec les tests, je ferai référence à la mesure de l’alcalinité pour l’ajustement du réacteur.

ÉCONOMIE : Quand est-ce qu’un réacteur à calcium est justifié? Ou comment s’assurer que j’aurai le joujou…

Comme pour la plupart des alternatives, les réacteurs à calcium présentent des pour et des contres lorsque comparé à d’autres moyens automatisés de supplémenter :

  1. L’investissement est de 1.5 à 2 plus élevé qu’un système automatisé en deux parties (two-part system)
  2. Le coût d’opération est moins élevé qu’un DIY en deux parties lorsque l’on dose de hauts volumes ou dans des systèmes à consommation élevé de calcium et d’alcalinité. Ce coût moins élevé permet de payer la différence à l’achat au fil du temps.
  3. L’utilisation du réacteur nécessite plus d’apprentissage et de doigté initialement mais une fois qu’il est apprivoisé et avec un ajustement approprié, on peut l’oublier pour plusieurs mois.
  4. Un réacteur à calcium a moins de chance de provoquer une précipitation de carbonate sur les pompes et le chauffe-eau qu’un système à pH élevé à base de kalkwasser.
  5. Les aquariums qui n’ont pas assez d’aération de l’eau ont tendance à avoir un pH plus bas de 0.05 à 0.1 unités. Dans les cas sévères, il peut être requis de compenser par l’ajout de kalkwasser.
  6. Il peut être installé pour rouler en continue via un contrôleur ou encore de façon intermittente via un minuteur (timer).
  7. Requiert l’utilisation d’un cylindre de CO2 sous pression. Certaines règles de sécurité doivent être observées pour la manipulation.
  8. Beaucoup plus facile de maintenir un taux de calcium et d’alcalinité équilibrés étant donné que l’ajout est équilibré au départ.
  9. Dans un système avec un haut taux de nutriments, il peut amplifier le problème des algues nuisibles en ajoutant du dioxyde de carbone, mais par contre il favorisera la pousse de macro-algues dans un refuge/décante.
  10. Même si certaines marques de média peuvent ajouter des contaminants comme le phosphate, il est tout de même le moyen le moins polluant comparé à l’ajout par un DIY ou par kalkwasser.
  11. N’affecte pas la salinité ni la balance ionique de l’eau.
  12. Le taux d’ajout n’est pas limité par le taux d’évaporation de l’aquarium comme avec l’utilisation du kalkwasser.

Basé uniquement sur les coûts et non sur des préférences personnelles, le graphique ici-bas présente une comparaison générale des coûts versus la consommation d’alcalinité pour différentes méthodes d’ajout de suppléments sur un système de 120 gallons.

Le coût initial (consommation d’alcalinité fixée à 0), reflète le coût moyen d’achat sur 5 ans.

Il est important de noter qu’étant donné la grande diversité des équipements, des revendeurs et des coûts d’achat, les intersections entre les différents systèmes peuvent variées de façon significative.

Il faut aussi noter que de manière générale, le kalkwasser demeure la façon la plus économique d’ajouter des ions carbonatés. Cependant, si la consommation est supérieure à l’ajout (la ligne pointillée), une seconde méthode d’ajout sera alors nécessaire.

Un graphique pour un aquarium de 55 gallons montrerait qu’il serait difficile de justifier l’achat d’un réacteur à calcium pour un système de petite taille. En considérant la diversité des sources et des coûts, il sera alors difficile de justifier l’achat d’un réacteur à calcium pour un système plus petit que 55 à 75 gallons.

Pour un système de 120 gallons (tel que sur le graphique), un réacteur à calcium pourra ou ne pourra pas être moins dispendieux qu’un système DIY. La consommation d’ions alcalins décidera si l’ajout d’un réacteur à calcium sera justifié. Une consommation plus élevé ou autour de 2 dKh/jour pourrais justifier l’utilisation d’un réacteur à calcium.


Pour un grand système, disons 225 gallons ou plus, une comparaison similaire montre qu’un réacteur à calcium serait le meilleur choix d’un point de vue budgétaire.

Autres équipements ou… comment les parties forment le tout.

Le réacteur consiste en fait en un réacteur lui-même, une source de dioxyde de carbone (le CO2) qui consiste généralement en un cylindre sous pression, un régulateur, une valve solénoïde et une valve aiguille pour ajuster le débit du gaz. Une alimentation en eau provenant de l’aquarium est aussi nécessaire, de même que le média de carbonate de calcium, des tuyaux pour le gaz (CO2) ainsi que pour l’eau provenant de l’aquarium et vers la décante.

Jetons un coup d’œil à chacun des ces éléments…

LE RÉACTEUR :

Le réacteur à calcium consiste en une chambre, généralement cylindrique, qui contient le média, une pompe pour recirculer l’eau à travers le média, une petite valve pour ajuster l’effluent (l’eau qui sort du réacteur) et dans certains cas, un compteur de bulles qui donne une indication visuelle de la quantité de gaz qui alimente le réacteur. Parfois, le compteur de bulles est localisé sur le régulateur lui-même.

L’eau et le CO2 sont injectés dans l’alimentation de la pompe de recirculation, laquelle les mélanges et les poussent dans la chambre du réacteur avec de l’eau provenant de cette même chambre en continue (recirculation). L’eau quitte le réacteur à travers un petit tuyau situé sur le dessus de la chambre. Cet effluent peut être ajusté au moyen d’une petite valve et l’eau est alors retournée vers l’aquarium.

Le diagramme 1 montre une schématisation d’un réacteur à calcium conventionnel. Dans ce schéma, l’effluent quitte la chambre du réacteur à calcium par le haut et l’apport en eau et en gaz CO2 est faite juste avant la pompe de recirculation.

Dans ce design, l’eau circule à travers le média du bas vers le haut. Il existe une multitude de design pour les réacteurs à calcium et de manière de faire circuler l’eau au travers de celui-ci. Toutefois, la base demeure la même, soit le passage de l’eau acidifiée au travers du média.

Révisons quelques notions clés qui peuvent faire la différence (ou peut être pas…) entre un design en particulier ou un autre de façon à ce que vous fassiez un choix éclairé lors de votre achat d’un réacteur à calcium.

Taille de la chambre :

Plus le diamètre de la chambre est grand et plus la hauteur du réacteur est grande, plus il y aura de place pour mettre du média et donc plus grande sera la capacité du réacteur et/ou plus longue sera la période entre les ajouts de média. Hum…elle était facile celle-là, non?

Hauteur virtuelle de la colonne de média :

pardon??? Laissez-moi expliquer. À toute les fois où l’eau passe au travers le média, c’est l’équivalent d’avoir une colonne de média égale à sa hauteur. Si l’eau recircule 5 fois, cela va être l’équivalent d’une colonne de média 5 fois plus grande en comparaison avec un réacteur qui n’a pas de recirculation et donc nous aurons une hauteur de colonne virtuelle de média 5 fois supérieure. Une pompe plus puissante, qui recircule disons 10 fois, créerais ainsi une colonne virtuelle de média 2 fois plus haute que la pompe qui recircule seulement 5 fois.

Plus la colonne virtuelle est élevée, plus le temps de contact entre le média et l’eau acidifiée sera grand. En d’autres mots, un temps de rétention de l’eau dans la chambre plus grand fera en sorte que l’efficacité de la dissolution et de la consommation du CO2 sera bonne.

Aussi, lorsque la colonne virtuelle et la vélocité de l’eau sont élevées, cela rend l’efficacité du réacteur encore plus grande en poussant le calcium et les ions carbonatés loin de la surface du média résultant en une plus grande performance.

En résumé, une pompe de recirculation plus forte va augmenter la performance en faisant en sorte que la colonne de média soit virtuellement plus élevée augmentant ainsi le temps de rétention de l’eau dans la chambre et que la vélocité de l’eau soit assez élevée.

Ne courrez pas chez Club Piscine tout de suite!!!! Cela ne veut pas dire qu’en installant une pompe de piscine sur le réacteur que vous allez avoir le meilleur réacteur à calcium de la ville, il existe tout de même des limitations. Ces limitations sont entre autre une consommation électrique faramineuse, la propension de la pompe à faire de la cavitation, de vibrer, que le média vole en tout sens et se brise ou encore qu’il soit emporter un peu partout et ainsi de suite.

Sens de la circulation de l’eau :

Dans un effort pour améliorer la circulation de l’eau dans le média et prévenir l’effet de canalisation, certains réacteurs sont conçus pour que l’eau circule à travers le média du bas vers le haut, du haut vers le bas et même certains proposent une circulation radiale où l’eau va du centre de la chambre vers les côtés en utilisant un ‘spray bar’ installé verticalement au centre de la chambre et entouré de média.

Chacun possède des avantages et des désavantages. Comparons les deux plus populaires, soit ceux avec une circulation du bas vers le haut et ceux avec circulation du haut vers le bas.

Les réacteurs à circulation du bas vers le haut (ascendante) sont de plus en plus populaires et ont l’avantage de garder l’espace entre les grains de média beaucoup plus propre. À mesure que le média se dissout, de fines particules demeurent et forment une sorte de boue qui peut obstruer les interstices entre les grains de médias favorisant ainsi l’effet de canalisation. Avec une circulation ascendante, ces particules sont emportées vers le haut où elles peuvent sortir par l’effluent. Il est à noter qu’une bonne partie des particules passera par la boucle de recirculation avant de sortir de la chambre. Ce processus aidera à dissoudre les particules restantes mais cependant, les particules plus grosses seront transportées et passeront dans la pompe, réduisant ainsi la vie de l’hélice de la pompe.

Cet effet dommageable est particulièrement visible dans les réacteurs qui sont conçus pour fluidiser les médias de la grosseur du sable. Ces réacteurs sont très efficaces pour dissoudre le média et peuvent atteindre des taux de concentration de calcium et d’alcalinité très élevés au niveau de l’effluent, mais cette efficacité accrue est au prix d’une vie plus courte de la pompe de recirculation. Dans les nouveaux designs des réacteurs à média fluidisé, cet effet a été éliminé par l’ajout d’un petit filtre en styromousse dans le haut de la chambre afin de capturer les particules fines.

Le deuxième problème potentiel vient des particules qui quittent la chambre par l’effluent et qui peuvent avoir tendance à boucher la valve de sortie, particulièrement si la valve est de type aiguille.

De plus, ces particules, qui ne présentent pas une enveloppe de magnésium qui prévient la précipitation, vont, une fois de retour dans l’aquarium, avoir tendance à promouvoir la précipitation sur les parties calcium et ions alcalins exposées et ainsi nous faire perdre les ions que nous voulons ajouter. Combien cet effet réduit-il l’efficacité de l’addition? Nous ne savons pas vraiment et à mon opinion, c’est assez négligeable.

Finalement, si l’effluent n’est pas localisé directement dans le haut de la chambre, un réacteur à circulation ascendante peut avoir tendance à accumuler des bulles (air ou CO2) dans le haut de la chambre. Lorsque cette accumulation est excessive, la pompe peut se décharger et arrêter la recirculation et briser la pompe si elle fonctionne à vide. De toute façon, règle générale, à moins que le réacteur ne possède une chambre pour récupérer les gaz et donc permettre de les recirculer, ma préférence est d’avoir la prise de l’effluent dans le haut de la chambre peu importe le sens de circulation de l’eau.

Pour les réacteurs à circulation descendante (du haut vers le bas), ils auront tendance à accumuler les particules et la boue au fond du lit de média où est situé le filtre en styromousse. Ce filtre protège l’hélice de la pompe en prévenant les particules d’entrer dans la boucle de recirculation et de quitter le réacteur mais éventuellement, cette boue bouche le filtre ainsi qu’une partie du lit de média créant ainsi l’effet de canalisation et réduisant le passage de l’eau à travers tout le média.

Cet effet peut être réduit significativement en utilisant un média plus grossier et en nettoyant régulièrement le filtre et le média (à tous les 4 à 6 mois).

Construction :

La plupart des réacteurs sont faits de pièces d’acrylique ou de PVC. Il est important de s’assurer que l’acrylique soit d’épaisseur suffisante. Les brides (flange) d’une épaisseur de moins de ¼ pouces peuvent plier lorsque serrée. Des parois trop minces du cylindre de la chambre ne suffisent pas pour créer des joints assez forts avec les brides ou les tuyaux.

Ma préférence va pour les réacteurs avec une bride sur le dessus qui permet, lorsqu’enlevée, l’accès complet à la chambre facilitant ainsi les tâches de maintenance.

Je préfère également que la bride soit munie de chemin de clef au niveau des vis de serrage permettant que les vis ne soient pas complètement dévissées pour enlever la bride et ouvrir la chambre. Les vis en nylon avec rebords rainurés rendent aussi le processus plus facile en ne nécessitant pas de tournevis.

Il est préférable que les bords de la bride ne soit pas coupant mais plutôt arrondis par un sablage manuel, usiné mais non polie à la flamme car cette méthode peut entrainer un craquèlement de la bride à l’usure.

La pompe devrait être attachée fermement soit à la base du réacteur ou au dessus de la bride. Si elle est supportée par les tuyaux de la boucle de recirculation, les points d’ancrages des tuyaux à la chambre ou à la bride devraient être assez robustes pour supporter le poids de la pompe et la vibration.

Malgré que plusieurs réacteurs utilisent des valve (ball valve) pour l’effluent, une valve aiguille en PVC à ma préférence car elle permet un ajustement du débit plus facile. Si vous avez à remplacer la valve, une valve aiguille en PVC ou polypropylène sera parfaite.

Gardez à l’esprit qu’une valve aiguille sert à ajuster le débit et non comme une valve ouverte-fermée. Fermer une valve aiguille trop fermement causera une marque sur l’aiguille qui rendra l’ajustement du débit difficile par la suite.

Finalement, jetez un bon coup d’œil aux joints; spécialement aux rainures et aux joints toriques (O-ring) qui scellent la bride et les unions.

Le joint torique devrait s’asseoir au fond de la rainure assez profondément pour que seulement un peu plus de la moitié de son épaisseur soit dans la rainure et qu’en même temps les côtés soient fermement pressés sur les rebords de la rainure. De cette manière, lorsque le joint torique est compressé, il va non seulement sceller le haut et le bas de la rainure mais aussi les côtés.


Me suivez-vous toujours??? J’espère ne pas vous avoir perdu déjà…regardons donc le composant suivant.

La source de dioxyde de carbone :

Le dioxyde de carbone est ininflammable (ne brûle pas, c’est toujours compliqué ce mot là!), incolore, inodore, légèrement acide et qui est approximativement 1.5 fois plus pesant que l’air et donc, quand il y a une fuite, le CO2 a tendance à s’accumuler dans les points les plus bas.

Le CO2 est contenu dans un cylindre d’acier ou d’aluminium haute-pression qui répond à la norme (CAN/CSA-B340-02). Généralement la pression variera entre 12410 kPa (1800 psi) à l’état liquide sous sa propre pression gazeuse à 5727 kPa (830 psi) à 21 °C. Fait intéressant, à 31 °C, tout le liquide se transformera en gaz et la pression du cylindre sera alors de 7390 kPa (1071 psi).

Le dioxyde de carbone est utilisé de différentes façons. Un volume substantiel du CO2 commercial est utilisé pour la carbonations; oui, les petites bulles de votre liqueur préférée. Sous sa forme liquide ou solide en tant que glace sèche, il est utilisé pour la réfrigération et la congélation et il est aussi utilisé dans les extincteurs d’incendie, la nourriture en boîte et pour le contrôle du pH, qui est, l’application qui nous intéresse le plus.

Lorsque le CO2 est mélangé à l’eau, il formera un acide faible, l’acide carbonique. C’est cet acide qui nous permet de diminuer le pH de l’eau de l’aquarium et de dissoudre le média de carbonate de calcium.

Le dioxyde de carbone peut être retrouvé sous différents niveaux de pureté allant du grade commercial qui est pur à 99.5% jusqu’au grade de recherche qui est pur à 99.995% et qui coûte extrêmement cher.

Pour l’utilisation en aquarium, le grade commercial, qui est utilisé pour le soudage, est tout à fait approprié. Par contre, les grades alimentaire, médicale ou application anaérobique sont encore mieux mais souvent difficile à se procurer.

Je recommande de vous procurer le cylindre et le CO2 chez un fournisseur de matériel de soudage pour vous assurer de la pureté du produit ainsi que de la sureté de l’équipement et de sa maintenance. Tenez-vous loin des sources de CO2 utilisées pour fusils à balles de peinture étant donné qu’elles sont souvent contaminées par de l’huile ou des hydro carbones.

La plupart des fournisseurs en équipements de soudage seront en mesure d’accommoder la plupart des cylindres de tailles standards et vous faire un échange de cylindre lors du remplissage, surtout si vous vous êtes procuré votre cylindre à cet endroit. Vous n’aurez peut être pas le plus beau cylindre en ville, mais la beauté de la chose réside dans le fait que vous aurez toujours un cylindre qui aura été inspecté et testé et que la maintenance aura été effectuée sur la valve, et ce, de façon tout à fait gratuite.

Rendu à ce point, il est important de parler de quelques règles élémentaires de sécurité pour les cylindres de CO2.

  1. Ne placez jamais le cylindre où il pourrait être en contact avec un arc électrique. La brûlure de l’arc électrique affaibli le cylindre de façon permanente et pourrait entraîner une catastrophe.
  2. Ne pas entreposer le cylindre dans un endroit clos, assurez une ventilation adéquate.
  3. Toujours attacher le cylindre afin d’éviter qu’il tombe ou ne se renverse. S’il tombe et que la valve se brise, le cylindre partira comme une fusée. (Note du traducteur : J’ai déjà essayé avec une bouteille de plongée et croyez-moi, c’est TRÈS dangereux).
  4. Ne pas vider le CO2 dans un endroit confiné, il pourrait cause l’asphyxie.
  5. Avant d’utiliser, lire toutes les informations et précautions inscrites sur le cylindre.
  6. Même si un cylindre de 20 livres et moins ne nécessite pas de capuchon de protection de la valve lors du transport, il est toujours préférable d’en installer un. Certains cylindres sont aussi pourvus d’une poignée de manutention qui protège la valve et donc ne nécessite pas de capuchon de protection de la valve.
  7. Le seul moyen de protection permis sur les cylindres pressurisés est le disque de surpression. Advenant le cas où la pression soit trop forte dans le cylindre, ce disque, localisé sur la valve, se brisera et laissera s’écouler le contenu entier du cylindre.
  8. Protégez le cylindre de l’exposition direct au soleil ou à toutes sources de chaleur intense et ne laissez jamais le cylindre pour une durée prolongée dans un véhicule. Lors du remplissage, assurez-vous que ce soit le dernier arrêt sur votre liste avant de retourner à la maison.
  9. Durant le remplissage, le cylindre devient très froid. Évitez de recevoir un cylindre qui vient d’être rempli et est encore froid car en réchauffant, le contenu prendra de l’expansion et augmentera la pression dans le cylindre. Assurez vous toujours d’avoir un cylindre à température ambiante lors du transport.
  10. Les cylindres de CO2 sont remplis à l’aide d’une balance à poids. Ne faite jamais remplir un cylindre chez un marchand qui n’utilise pas une balance à poids car il est très facile de trop remplir un petit cylindre. Il se peut que le marchand refuse de remplir votre cylindre s’il ne possède pas la balance adéquate pour les petits cylindre, soyez patient et trouver un autre marchand!
  11. Fermez la valve du cylindre complètement lorsque le cylindre est presque vide. Ce faisant, vous laisserez une légère pression positive dans le cylindre et éviterez une contamination par l’air et l’humidité.
  12. Utilisez toujours un clapet anti-retour entre le régulateur-cylindre afin d’éviter un retour d’eau dans le régulateur ou le cylindre.
  13. Ne jamais utiliser un cylindre de CO2 sans le régulateur approprié pour contrôler la pression.
  14. Toujours tester pour les fuites lors de la connexion au réacteur. Les fuites de CO2 peuvent être facilement repérées à l’aide d’une solution d’eau et de liquide à vaisselle que l’on applique sur les connexions.

Maintenant que vous avez bien mémorisé ces 14 règles de sécurité…mémorisé?? Oui??? Alors je peux continuer…

La valve qui est utilisée à la sortie du cylindre est généralement faite à partir de laiton forgé. Le type de connexion est standard et devrait être compatible avec n’importe que régulateur approprié. La connexion requiert une rondelle plate (flat washer) pour l’étanchéité. Cette rondelle plate devrait être remplacée à toute les fois où le régulateur est branché.

N’utilisez pas de ruban de teflon ou de scellant autre que la rondelle plate pour sceller l’union du cylindre et du régulateur. Le marchand qui rempli votre cylindre devrait être en mesure de vous fournir les rondelles plates. Il est à noter qu’il existe différents types de connexion de cylindre et différentes spécifications pour ce type de connexion dans le monde. Il est important de vous assurer des spécifications locales pour votre type de connecteur.

Les cylindres de dioxyde de carbone viennent en différentes capacités. Pour un réacteur à calcium régulier et avec une utilisation régulière, un cylindre d’une capacité de 10 livres qui sera ajusté pour donner de 40 à 50 bulles à la minute, le contenu du cylindre devrait durer entre 8 et 12 mois.

Étant donné la difficulté de trouver un endroit pour faire remplir le cylindre, je recommanderais un cylindre d’une capacité minimum de 10 livres. Aussi, vu le poids considérable des cylindres, je recommanderai également l’utilisation des cylindres fait d’aluminium qui sont beaucoup plus léger.

Le régulateur de pression :

Le régulateur de pression des gaz, vous savez cette chose qui ressemble à un Mickey Mouse, est l’article qui est connecté au cylindre de CO2 et qui a la fonction d’abaisser la pression élevée du cylindre à une pression plus basse pour le réacteur à calcium.

Le régulateur, non seulement abaisse la pression mais agit aussi comme une valve dynamique pour maintenir une pression constante au point d’injection de gaz dans le réacteur peu importe les changements au niveau du débit, ce qu’une valve manuelle ne peut pas faire.

Un régulateur spécifique pour le CO2 est conçu et fabriqué avec des matériaux qui sont compatibles avec ce type de gaz et aussi avec le connecteur des cylindres de CO2.


La plupart des régulateurs ont 2 indicateurs de pression. Celui qui est le plus près du connecteur avec le cylindre mesure la pression du CO2 dans le cylindre, alors que l’autre est utilisé pour mesurer la pression vers le réacteur (pression de refoulement). Le régulateur possède également un moyen d’ajuster la pression de refoulement qui consiste habituellement en un bouton situé au centre du régulateur (voir le diagramme ci contre).

À l’interne, le régulateur comprend un diaphragme, le ressort du sélecteur de gamme et une soupape qui est la pièce cylindrique (poppet) munie d’une tige et connectée au diaphragme et qui agit comme une valve dynamique.

Le fonctionnement est assez simple; à mesure que le gaz est consommé, la pression dans la chambre de refoulement (outlet) diminue réduisant ainsi la force appliquée sur le diaphragme qui tend à descendre par la force que le ressort applique sur lui. À mesure que le diaphragme tend à descendre, la soupape descend également augmentant l’ouverture entre la soupape et le siège et augmentant aussi l’ouverture entre les chambres et laissant ainsi passer plus de gaz de la chambre à haute pression vers la chambre de refoulement (chambre à basse pression).

À mesure que le gaz passe de la chambre à haute pression vers la chambre de refoulement, la pression dans cette chambre est ré augmentée à son niveau normal. Ce faisant, la pression exercée sur le diaphragme augmente le faisant remonter en entraînant avec lui la soupape qui vient s’asseoir sur le siège et étrangler l’ouverture entre les chambres.

Le ressort du sélecteur de gamme produit une pression suffisante sur le diaphragme pour le pousser vers le bas pour ouvrir la soupape. De ce fait, plus le ressort sera compressé, plus la force exercée sur le diaphragme sera grande et en conséquence, plus la pression dans la chambre de refoulement sera élevée pour pouvoir le pousser et donc la pression dans la chambre de refoulement sera elle aussi plus élevée.

En d’autres mots, pour augmenter la pression de refoulement, le bouton d’ajustement de pression devra être tourné dans le sens des aiguilles d’une montre pour compresser le ressort.

Le remplacement du ressort par un autre de force supérieure ou inférieure aura un impact direct sur la gamme de pression du régulateur.

Maintenant que nous comprenons un peu mieux le fonctionnement du régulateur, je peux expliquer un peu plus les comportements bizarres de certains régulateurs et pourquoi certains modèles se comportent différemment.

Assumons un instant que le diaphragme ne soit pas vraiment flexible. Dans un tel scénario, la force requise pour plier le diaphragme devrait être plus grande; l’équivalent d’avoir un ressort plus fort ou plus compressé et donc la pression dans la chambre de refoulement serait plus élevée. Le résultat, un régulateur avec un diaphragme moins flexible, un diaphragme métallique par exemple comparativement à un diaphragme en caoutchouc ou néoprène, va être beaucoup plus robuste et va durer plus longtemps mais ne pourra jamais fournir une pression assez basse pour nos besoins.

Cette notion est importante parce que plus la pression de refoulement sera élevée, plus il sera difficile d’ajuster le débit de CO2 parce que de petits ajustements de la valve aiguille du réacteur vont avoir pour conséquence d’avoir une grande modification du débit et parfois, la valve aiguille n’est pas assez sensible rendant ainsi l’ajustement du nombre de bulles pratiquement impossible.

De plus, un diaphragme moins sensible va prendre plus longtemps à réagir aux changements de pression. Ce délai va faire en sorte que plus de gaz va passer entre les chambres avant que la soupape ne puisse réagir créant un effet d’ouverture-fermeture plutôt qu’un effet d’étranglement. L’effet d’ouverture-fermeture est à éviter car alors la pression va alterner enter les chambres avec les ouvertures-fermetures de la soupape résultant en une pression de refoulement qui sera cyclique au lieu d’être constante rendant l’ajustement du débit du CO2 impossible.

Un diaphragme plus petit va se comporter sensiblement comme un diaphragme trop rigide et causer des effets similaires.

Un résumé, un régulateur avec un diaphragme large et flexible muni d’un ressort plus faible va être plus sensible et précis et donner une pression plus stable. Malheureusement, il va être porté à briser plus facilement et les fabricants font habituellement ce compromis, sacrifiant le design pour la longévité et l’économie amenant une pression plus élevé, ce qui fait que sur le marché, beaucoup de régulateurs ne sont pas bien adaptés à nos besoins.

Le problème numéro un que j’entends et la raison principale pourquoi les réacteurs à calcium ont développé la mauvaise réputation d’être difficile à ajuster et nécessite beaucoup de manipulations est la difficulté à ajuster un débit bas et constant de bulles de CO2. Ce fait est dû à la capacité limité des régulateurs disponible pour le hobby.

Il existe un nouveau régulateur sur le marché muni d’un diaphragme plus grand en néoprène qui est vendu pour les aquariums plantés. Malheureusement, il semble avoir été discontinué et avoir été remplacé par sa contrepartie électronique. Cette nouvelle technologie semble avoir un bon potentiel à régler les problèmes de stabilité dans l’ajustement du nombre de bulles, cependant, il est encore trop tôt pour avoir fait ses preuves en terme de durabilité et de fiabilité.

La solution idéale, bien que dispendieuse, consiste en un régulateur double (à deux niveaux). Ce type de régulateur contient en fait 2 régulateurs dans le même boitier. Un régulateur simple a une pression de refoulement minimum stable de 20 à 25 psi, alors qu’un régulateur double donne une pression de refoulement de l’ordre de 3 à 5 psi. Le premier niveau du régulateur diminue la pression provenant du cylindre de 830 psi à environ 90 psi, et le second niveau n’a alors besoin de réduire la pression qu’à partir de 90 psi pouvant ainsi donner une pression de refoulement stable pouvant être de 5 à 7 fois plus basse qu’un régulateur simple.

Malheureusement, ce type de régulateur n’est pas conçu pour notre hobby, et n’inclus pas la valve aiguille ni la valve solénoïde comme le font les régulateurs conçus pour les aquariums et est deux fois plus dispendieux et plus d’être gros, encombrant et pesant.

Depuis plusieurs mois, j’utilise un régulateur double fabriqué par la compagnie Harris pour des applications industrielles de basses pressions (voir l’image ci contre). Il permet d’avoir une pression de refoulement de 0 à 15 psi.

Je suis très satisfait parce que ce régulateur a été capable de maintenir une pression de 5 psi de manière constante et stable sans aucunes poussées de pression. Il est tellement précis que je n’ai pas besoin d’ajuster le nombre de bulles à l’aide de la valve aiguille du réacteur mais plutôt à l’aide du bouton d’ajustement de pression du régulateur lui-même. Le nombre de bulles est si constant que j’ai pu maintenir le même niveau de pH dans le réacteur sans avoir recours à un contrôleur et sans avoir besoin de faire des ajustements pour plusieurs mois.


D’un autre côté, si vous en faites l’acquisition; et je suis persuadé que vous êtes tenté…soyez préparé à devoir acheter une valve solénoïde et une valve aiguille en plus du 300.00$ US que coûte le régulateur. Vous devrez peut être aussi avoir à acheter des adaptateurs pour connecter la valve solénoïde et la valve aiguille au régulateur.

Valve solénoïde :

La valve solénoïde est une valve électrique et mécanique qui ouvre et ferme l’apport en CO2 par un courant électrique. Elle comprends 2 parties, soit la bobine électrique (solénoïde) et la valve elle-même.

Quand elle n’est pas reliée au secteur et qu’il n’y a pas d’électricité, la valve est normalement en mode fermée et il n’y a pas de débit de CO2. Lorsqu’il y a du courant électrique, le solénoïde transforme l’électricité en champ magnétique qui active la tige de la valve et l’ouvre.

En général, la valve solénoïde pour le hobby est fiable et conçue pour fonctionner avec un courant électrique en continu. La bobine peut avoir tendance à surchauffer lorsque le courant électrique n’est pas appliqué de façon continue.

La cause la plus commune de l’arrêt du fonctionnement d’une valve solénoïde est lorsqu’il y a un retour d’eau dans le tuyau de CO2. Lorsque l’eau fini par s’évaporer, le sel se dépose à l’intérieur de la valve et va empêcher son fonctionnement normal en plus de créer de la corrosion.

Afin de prévenir un retour d’eau, une valve anti-retour de qualité devrait toujours être installée entre le régulateur et le réacteur.


Valve aiguille :

La valve aiguille est une valve manuelle miniature qui permet des ajustements fins au débit de dioxyde de carbone. Afin de permettre des ajustements très fin, la tige à la forme du bout d’une aiguille et peut donc permettre une infime variation de l’ouverture lorsque le bouton est tourné. Plus vous avez besoin de tour pour ouvrir la valve complètement, plus elle sera précise.

Que doit-on rechercher chez un régulateur…. Premièrement, regarder pour sa robustesse et aussi qu’il comporte le plus possible de pièces de bronze plutôt que de l’acier car l’acier à tendance à se corroder s’il est aspergé accidentellement d’eau. Rechercher un diaphragme large, souvent repérable à ce que le boitier du régulateur sera d’autant plus gros en diamètre. Aussi, plus les cadrans des manomètres seront gros, plus ils seront facile à lire et habituellement ils seront aussi plus précis. Des cadrans de 2 pouces de diamètre devraient être un minimum. Assurez-vous que les connexions soient compatibles avec le cylindre et les autres équipements.

Il existe quelques régulateurs qui arrivent avec une pression fixe établie en usine et qui ne présente pas de bouton d’ajustement de pression. Ces modèles ont généralement une pression fixée à 40 psi qui est, à mon opinion, trop élevée pour pouvoir ajuster le débit de façon précise avec la valve aiguille. Quelques nouvelles versions de ces modèles peuvent être obtenues avec une pression fixe à 15 psi. Si vous voulez vous procurer un régulateur de ce type, assurez-vous de vous procurer celui qui a la plus basse pression. Ma préférence demeure tout de même pour ceux où l’on peut ajuster la pression manuellement. Pour des raisons de sécurité, je préfère également un régulateur où l’on peut fermer le régulateur à l’aide du bouton d’ajustement (voir les mesures de sécurité plus bas), et donc ma préférence va aux régulateurs munis d’un mécanisme d’ajustement de pression.

La plupart des régulateurs pour le hobby viennent avec la valve solénoïde et la valve aiguille et quelques uns inclus aussi le compteur de bulles mais votre réacteur peut déjà comporter ce dispositif, il devient alors redondant. Regardez pour un régulateur muni d’une valve aiguille de qualité, cela simplifiera votre vie sur le long terme. Finalement, ne pas oublier la valve anti-retour afin d’éviter tout retour d’eau dans le régulateur par la ligne de CO2.


Parce que le régulateur, la valve solénoïde et la valve aiguille sont sujets à la haute pression du cylindre, certaines précautions sont à prendre :

  1. Gardez le régulateur propre, vérifiez les connexions et la valve du cylindre pour des saletés et nettoyez bien avant de connecter les équipements.
  2. Ne jamais utiliser un régulateur qui a été échappé ou qui est conçu pour un gaz différent. Chaque régulateur est conçu pour son propre type de gaz.
  3. Ne jamais remplacer le manomètre de pression de refoulement avec un conçu pour une plus basse pression car il peut exploser si le bouton d’ajustement de pression est serré au maximum.
  4. Ne jamais utiliser de scellant à tuyaux sur la connexion au cylindre ni aucun type de lubrifiant pour le régulateur.
  5. Toujours fermer le régulateur avant de le connecter au cylindre et avant d’ouvrir la valve du cylindre. Pour ce faire, dévisser (antihoraire) complètement le bouton d’ajustement de pression du régulateur jusqu’à ce qu’il semble flottant. Cela fera en sorte que la soupape soit fermée prévenant ainsi une vague choc de gaz vers la chambre de basse pression lors de l’ouverture de la valve du cylindre et de briser le diaphragme ou de faire éclater le manomètre de basse pression. Si par malheur vous aviez trop dévissé le bouton et qu’il soit tombé, il suffit simplement de le revisser à sa place.

Toujours ouvrir la valve du cylindre doucement en vous assurant que la valve du cylindre soit entre vous et le régulateur. Une fois que le manomètre de haute pression du côté cylindre indique que la pression maximum a été atteinte, ouvrez complètement la valve du cylindre. Vous pouvez faire revenir la valve d’un quart de tour, ce petit truc vous évite de forcer inutilement sur la valve advenant le cas où vous vous tromperiez entre visser et dévisser!!

Maintenant, le régulateur est prêt à être ajusté à l’aide du bouton d’ajustement de pression.

La séquence d’ouverture devrait être comme suit : valve du cylindre > bouton d’ajustement de pression > mettre la valve solénoïde sous tension > ouvrir et ajuster la valve aiguille.

  1. S’assurer qu’il n’y a jamais de pression dans le régulateur avant de le déconnecter. Pour ce faire, fermer toujours la valve du cylindre en premier et ensuite le régulateur ou la valve aiguille et attendez que les 2 manomètres de pression indiquent qu’il n’y a plus de pression. La séquence de fermeture devrait être la suivante : valve du cylindre et attendre > fermer le régulateur à l’aide du bouton d’ajustement de pression > enlever le courant de la valve solénoïde > fermer la valve aiguille (ne pas la serrer).

Accessoires pour le réacteur :

Ce sont les items ‘nice to have’ mais qui ne sont pas absolument nécessaire.

Voici une liste de mes préférés :

A) un contrôleur de pH : Un contrôleur de pH est un appareil électronique qui mesure le pH de l’effluent, le pH à l’intérieur de la chambre du réacteur ou encore dans la boucle de recirculation et qui, lorsqu’un certain seuil préétabli est atteint, va ouvrir la valve solénoïde (pH élevé) ou la fermer (pH bas).

Cet appareil va rendre la quantité de CO2 à injecter plus facile à contrôler spécialement si le régulateur ou la valve aiguille ne sont pas assez précis pour maintenir un nombre de bulle constant.

Quelques considérations concernant les contrôleurs de pH : Le contrôleur peut ne pas seulement contrôler l’état ouvert-fermé pour le CO2 mais aussi, si vous avez un débit de CO2 stable, être utilisé comme moyen de sécurité pour fermer l’apport en CO2 au cas où le pH descendrait trop bas. Dans ce scénario, la valve solénoïde demeure ouverte en permanence et ne ferme que si le pH descend trop bas.

Ma préférence va pour un contrôleur qui permet de définir des limites haute et basse pour le pH et donne ainsi une plage de contrôle (la différence entre le point haut et le point bas) qui permet aussi d’ajuster la responsivité.

Suivre les indications du manufacturier pour la calibration, la connexion et l’ajustement du contrôleur.

B) Deuxième chambre à média : Cela consiste en un second cylindre qui est lui aussi rempli de média de carbonate de calcium. L’effluent qui quitte la première chambre va ensuite passer par la seconde chambre (habituellement avec un courant ascendant) avant d’être retourné à l’aquarium. Ceci va favoriser la saturation en calcium et ions alcalins en faisant que plus d’acide carbonique soir transformé en bicarbonate, résultant en une augmentation du pH dans l’eau qui retourne à l’aquarium et ainsi réduire l’effet acidifiant créer par l’utilisation du réacteur.

La deuxième chambre peut provenir directement du manufacturier ou du marchand ou encore être achetée séparément. Si vous êtes bricoleur, c’est un beau projet de DIY (voir la figure 4 en page suivante).

Il est à noter que lorsqu’une seconde chambre est utilisée en combinaison avec un contrôleur de pH, la sonde de pH devrait être installée de manière à mesurer le pH de l’eau de la première chambre ou de la boucle de recirculation. En mesurant le pH à l’effluent final, cela réduit grandement la réponse du contrôleur face aux changements de pH, car lorsque la variation est finalement mesurée, le pH réelle de la première chambre peut être déjà beaucoup trop bas ou trop haut.

Si vous n’avez pas de moyen de mettre la sonde dans la première chambre ou dans la boucle de recirculation, vous pouvez facilement construire une entrée pour la sonde qui sera installée entre la première et la deuxième chambre du réacteur, mesurant ainsi le pH de l’effluent de la première chambre (voir la figure 5).

C) Mesure de débit : La façon la plus usuelle de mesurer le débit est d’utiliser une tasse à mesurer et un chronomètre et d’accumuler l’eau de l’effluent dans la tasse à mesurer sur une période d’une minute. Ça fonctionne très bien mais c’est un peu tannant.

La façon de mesurer le débit de manière continue est d’utiliser un courantomètre (oui oui, c’est un mot qui existe). Un courantomètre est un tube de verre ou d’acrylique gradué muni d’une flotte interne qui monte avec la force du courant. Plus le courant est fort, plus la flotte montera haut produisant ainsi un indicateur visuel constant du débit.

Un excellent courantomètre pour cette utilisation est le Gilmont avec flotte de verre mesurant des débits variant entre 2 et 300 ml/min (environ 110.00$US ).

Une alternative moins coûteuse est le courantomètre Dwyer en acrylique RMA-33 (10 à 110 ml/min) ou le RMA-34 (20 à 300 ml/min). Malheureusement, l’échelle réduite du Dwyer le rend moins précis et plus difficile à lire mais donne quand même une bonne source de référence.


D) Connecteurs et tuyaux : Un réacteur qui utilise les connecteurs « quick John Guest » et les connecteurs miniatures (comme sur les RODI) rend la maintenance et l’installation beaucoup plus facile. Vous pouvez combiner l’utilisation des connecteurs « quick John Guest » avec les tuyau en polypropylène pour amener l’eau au réacteur ou pour la plupart des effluents.

Notez que pour le CO2 tous les tuyaux ne sont pas aussi bons. Certains matériaux vont devenir friable ou laisser le CO2 se diffuser à travers les parois, alors assurez-vous que les tuyaux que vous employez soient faits pour le dioxyde de carbone.

Il existe d’autres accessoires tels que des manomètres pour mesurer la pression à l’intérieur de la chambre, des pré-filtres pour l’eau et des diffuseurs pour le CO2 mais à mon expérience, ils ne donnent pas vraiment d’avantages notables.

Média de carbonate de calcium pour le réacteur :

Avec l’électricité, le dioxyde de carbone et un test d’alcalinté, le carbonate de calcium est le quatrième élément consommable pour le réacteur.Le média peut être soit un carbonate de calcium chimiquement produit et pur ou plus typiquement du média qui aura été transporté et ramassé depuis des dépôts de vieux carbonate formé par des squelettes de coraux.

Le carbonate de calcium peut prendre 2 formes cristallines distinctes. La calcite, qui est habituellement formée de coquilles d’organismes marins tels la clam, l’huître, les escargots, etc. ou l’aragonite qui provient normalement de squelettes de coraux et de plantes telles l’halimède. Choisissez plutôt un média composé d’aragonite car il est plus facile à dissoudre et ne nécessite pas un pH aussi bas pour y arriver.

Portez attention à la grosseur du média. Comme mentionné précédemment, plus le média est fin, plus il se dissoudra rapidement mais aura tendance à boucher les conduit et réduire le débit de recirculation. Ma préférence va pour un média plus grossier pour la chambre principale du réacteur, mais si vous avez une chambre secondaire, un média plus fin sera idéal.

Malgré que beaucoup de choses aient été dites concernant la pureté du média, à mon avis, la plupart des médias commerciaux disponibles sur le marché de nos jours rencontre les standards de pureté pour l’utilisation en aquarium. Par exemple, dans des essais de deux des plus populaires médias utilisant un test de colorimétrie, le niveau maximal de phosphate obtenu était de 0,02 ppm qui en deçà du minimum recommandé en aquariophilie qui est de 0,03 ppm. Ce niveau est également de beaucoup inférieur à ce que l’on retrouve dans la nourriture que vous donnez à vos poissons et coraux. Pour cette raison, l’utilisation d’un réacteur à phosphate est inutile compte tenu du faible taux de phosphate du média et déconseillé car le haut niveau de concentration de calcium et d’ions alcalins aura tôt fait de précipiter à la surface de la résine anti-phosphate.

Finalement, afin de produire non seulement du calcium et des ions alcalins mais aussi du magnésium, un média de carbonate de magnésium (dolomite) peut être ajouté au réacteur. Si cela est votre choix, n’ajoutez pas plus de 10% du total du média en dolomite. Le carbonate de magnésium est plus difficile à dissoudre, il faudra donc abaisser le pH du réacteur plus bas que pour la dissolution du carbonate de calcium seulement. Je n’utilise plus la dolomite dans mon réacteur car cela demande de descendre le pH trop bas et cela accentue l’effet de baisse de pH qu’entraîne le réacteur et accroît la tendance à transformer le carbonate de calcium en boue. Il est de toute façon très facile d’ajouter du magnésium par d’autres moyens.

Autres choses que vous pourriez avoir besoin :

Si vous n’utilisez pas de contrôleur, vous devrez au moins vous procurer un pHmètre car les tests de pH colorimétrique ne sont pas assez précis pour mesurer le pH de l’effluent. Vous aurez aussi besoin d’un bon test d’alcalinité, d’une petite tasse à mesurer de 100ml et d’un chronomètre si vous ne prévoyez pas utiliser un courantomètre.

Dépendamment du type de compteur de bulles, une seringue en plastique pourra être utile pour le remplir. Si votre compteur de bulles est installé dans votre régulateur, vous pouvez utiliser de la glycérine pure; cela fera que les bulles monteront plus lentement rendant le comptage beaucoup plus facile. La glycérine est disponible en pharmacie. Je ne recommande pas l’utilisation de la glycérine lorsque le compteur de bulles est installé sur le réacteur car il y aura un plus grand risque que de l’eau vienne contaminer la glycérine, tout spécialement si le compteur de bulles est fait pour s’auto remplir lorsque le réacteur est en opération.


Présentation de l’auteur :

Jose Dieck

Jose a débuté son implication en aquariophilie à un jeune âge. Son intérêt pour les récifs et les aquariums marins a commencé il y a environ 9 ans lorsque sa famille et lui était basé à Singapore où les aquariums marins sont très populaire.

Il a été actif sur différents forum de support aux aquariophiles et son focus a porté tout particulièrement sur les équipements d’aquariums, leur fonctionnement et leur installation. Son aquarium, un 300 gallons de 8 ans majoritairement en SPS, a été nommé ‘tank of the month’ par ReefKeeping magazine en octobre 2005.

Son MBA et un diplôme en génie mécanique et électrique combiné avec sa passion pour les aquariums ont fait qu’il a été impliqué dans des activités d’essais de différents appareils relié à l’aquariophilie, tels des réacteurs, des médias chimiques et de continuellement chercher à améliorer ces systèmes. Présentement, il maintient sur internet une page d’aide à l’installation de réacteurs à calcium et une page de calculateurs chimique (http://home.comcast.net/~jdieck1/chem_calc3.html). Jose travaille à titre de chef de projet pour l’amélioration des processus de travail dans une compagnie majeure de manufacture de gaz industriel, médical et électronique. Il réside avec ses fils à Naperville, Illinois aux Étas-Unis.




©Copyright Jose Bieck, article original
©Copyright davidbe, ReefAction.com, traduction originale
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