Comment fonctionnent les écrémeurs de protéines dans les aquariums d’eau salée ?

Les écrémeurs de protéines sont souvent un bon choix pour garder votre aquarium d’eau salée propre. Outre la filtration biologique primaire, le fractionnement de la mousse (mieux connu sous le nom d’écrémage de protéines) est l’aspect le plus important de tout système marin sain.

Bien qu’il existe des systèmes qui prétendent être « sans écumoire », pour la plupart d’entre nous, les composés organiques dissous (COD), les huiles de phénol et autres agents de jaunissement sont une nuisance. Seul l’écrémage actif des protéines peut en éliminer le besoin.

En général, tous les écrémeurs fonctionnent de la même manière, mais il existe différents modèles qui se sont développés au fil des ans. Il s’agit notamment des écrémeurs à co-courant, à contre-courant, de type venturi et ETS. Chacun fonctionne d’une manière légèrement différente.

Il est également important de comprendre que les différents fabricants apportent leur propre touche à la conception de base. Bien que les choix soient vastes dans un skimmer, il reste important de comprendre leur fonction de base.

Comment fonctionne un écrémeur de protéines dans votre aquarium ?

Comment les écumeurs nettoient l’eau ?

Pour faire simple, les bulles d’air à l’intérieur du corps de l’écumoire débarrassent l’eau de ses sous-produits indésirables. La façon dont les bulles y parviennent est une astuce qui demande une explication.

Avez-vous déjà fait des bulles quand vous étiez enfant ? Vous souvenez-vous de toutes les couleurs de l’arc-en-ciel qu’elles portent ? Ces jolies couleurs de l’arc-en-ciel étaient la lumière qui se réfractait sur le film de savon. Tout comme le savon s’accrochait aux bulles géantes, il en va de même pour toutes les saletés et autres déchets organiques dans l’eau de votre aquarium.

Dans les écumoires, les bulles sont microscopiques et les résultats ne sont visibles qu’après avoir éclaté et déposé leurs « films » dans le gobelet de collecte. Ici, il n’y a pas de joli arc-en-ciel de couleurs, mais les boues les plus vilaines et les plus méchantes qu’on puisse imaginer sur les bulles de notre écumoire.

La façon dont cela se produit a été découverte il y a longtemps dans les usines de traitement des déchets. En injectant de grands volumes de bulles d’air dans une colonne d’eaux usées, l’eau qui en sortait (l’effluent) était plus pure et beaucoup plus propre qu’auparavant. Ce processus étonnant est dû à la tension superficielle.

Tension de surface et écrémage

La tension de surface est causée par la friction créée lorsque la bulle d’oxygène et l’eau environnante interagissent. Cette friction, à son tour, charge les molécules dans l’eau.

En jouant sur la vieille loi de la physique selon laquelle « les opposés s’attirent », les molécules de crasse chargées se collent aux bulles, les faisant remonter dans la colonne d’eau. Une fois que les bulles atteignent la surface de l’air, elles éclatent et déposent leurs auto-stoppeurs dans un gobelet de collecte. Cette tasse empêche la crasse accumulée de redescendre dans la colonne d’eau à l’intérieur de la chambre de réaction.

Ce processus est possible en raison de la nature même de l’eau salée. L’écrémage des protéines de l’eau douce n’est tout simplement pas réalisable au niveau du consommateur, car la technologie permettant de le réaliser n’est tout simplement pas pratique pour l’amateur.

Écrémage protéique simultané

La taille de la bulle est un ingrédient fondamental pour un écrémeur de protéines réussi et diverses méthodes sont utilisées pour créer la bulle « parfaite ».

Les amateurs européens ont été parmi les premiers à reconnaître l’importance de l’écrémage de leurs aquariums. Plus précisément, les Allemands ont été chargés de concevoir certains des plus beaux modèles. Tunze et d’autres ont introduit l’écrémage des protéines sur les côtes américaines avec le modèle original, qui était appelé écrémage co-courant.

Fait amusant

À l’origine, le bois de tilleul servait à créer la mousse nécessaire à l’écumage et il est toujours utilisé aujourd’hui.

Les écrémeurs à co-courant de base utilisaient un tube ou un cylindre à extrémité ouverte avec la source de bulles montée à la base. Comme les tubes de soulèvement utilisés dans les plaques de filtre sous le gravier, les écumoires à co-courant utilisent le volume des bulles d’air qui montent dans la colonne pour les mettre en contact avec l’eau du système dans le corps de la chambre. L’eau est « aspirée » dans le cylindre depuis le dessous de la surface de l’eau et une fois que les bulles éclatent au niveau de la coupelle de collecte, les eaux traitées ou décapées « retombent » simplement dans l’aquarium.

Les écumoires à co-courant peuvent être accrochées ou montées sur le carter.

Écrémage à contre-courant

La méthode co-courant fonctionne mais n’est pas très efficace. Le problème est ce que nous appelons le « temps de séjour », c’est-à-dire la durée pendant laquelle l’eau est en contact avec les bulles. En allongeant la chambre de réaction, on pourrait traiter plus d’eau et éliminer plus de crasse. Le problème était que peu de gens voulaient un tube d’1,80 m de long derrière leur aquarium.

La recherche et le développement ont créé l’étape suivante dans l’évolution des écrémeurs : l’écrémage à contre-courant. Vous pouvez comparer cette avancée à l’astronomie et à la différence entre un télescope newtonien et un télescope réfracteur. Tout comme la flexion des ondes lumineuses par réflexion sur un miroir peut doubler la distance focale d’un télescope, nous pouvons également doubler le temps de séjour dans un écumoire.

Dans un écumoire à contre-courant, l’eau est injectée au sommet du tube de réaction. La source de bulles et le raccord de sortie isolé sont situés au fond de la chambre. L’eau doit donc passer contre, ou « à contre-courant », la paroi montante des bulles. Cela double effectivement le temps de séjour, ce qui permet d’obtenir une unité plus productive.

De nombreuses entreprises commercialisent aujourd’hui des variantes de cette conception à contre-courant.

Écrémage à la Venturi

Dans le but de construire une « meilleure souricière », la Mazzei Injector Company a mis au point ce que l’on a appelé la vanne Mazzei. Aujourd’hui, tous les écumeurs qui utilisent cette méthode d’injection d’air sont appelés écumeurs de type venturi.

Ces modèles n’utilisent pas de diffuseur d’air ou de tilleul pour créer la colonne à bulles. Ils s’appuient plutôt sur une valve venturi pour délivrer à la fois l’eau à traiter et les milliards de bulles microscopiques. Cela est réalisé dans le cadre de la conception à taille de guêpe.

Comment fonctionne la valve Venturi ?

Les valves Venturi sont facilement reconnaissables et suivent la même conception de base. L’eau à grande vitesse qui entre par la gauche est en col de bouteille au niveau de la taille de guêpe moulée. La tétine d’admission est disposée au sommet du tube où le mouvement de l’eau crée un tirage d’air, ce qui permet de former des bulles à l’intérieur de la valve. La mousse qui sort de la valve est introduite dans le corps principal de l’écumoire où elle élimine les matières organiques.

En décalant le raccord au fond du cylindre, un tourbillon est créé et le temps de séjour est considérablement augmenté.

Pendant des années, c’était le choix des professionnels pour le fractionnement de la mousse, et dans de nombreux milieux, cela reste ainsi. Ces écumoires nécessitent un tuyau de sortie, car le volume d’eau qu’ils peuvent traiter en une heure nécessite une conception « à flux continu ». Habituellement, l’effluent est en hauteur sur le corps principal de l’écumoire, et est renvoyé dans un puisard ou un réservoir d’exposition.

Modifier les Powerheads

Vous pouvez modifier un bloc-moteur commun pour obtenir pratiquement les mêmes résultats que la soupape venturi. Ces modifications permettent d’utiliser des moteurs de petit volume pour les petits écumoires des systèmes de micro récifs.

Vous constaterez également que de nombreux écumoires de type suspendu utilisent le groupe moteur modifié comme pompe principale. Ils imitent le concept de soupape venturi en permettant à l’air d’être aspiré dans le corps de la roue. La roue coupe le mélange eau-air et l’envoie dans l’écumeur. C’est en fait assez simple et élégant.

SCEQE et écrémage en aval

Une autre conception, encore plus simple, est devenue populaire au milieu des années 2000, lorsque l’ETS (Environmental Tower Skimmer) a été présenté aux amateurs. Connus également sous le nom d’écrémeurs à tirage descendant, ces modèles peuvent traiter d’énormes volumes d’eau et ont la faveur des propriétaires de grands réservoirs.

Les modèles ETS utilisent un long tube relié à un puisard avec rien de plus qu’une chicane interne et une vanne de vidange. Des bio-balles sont placées à l’intérieur du tube pour diffuser l’eau à grande vitesse qui est injectée par le haut. Lorsque l’eau descend sur les bio-balles, elle est écrasée plusieurs fois sur la tour de bio-balles.

Lorsque l’eau atteint le puisard à sa base, elle devient une mer blanche d’écume. Le déflecteur à l’intérieur du bassin crée un temps de séjour. Il permet également à la mousse riche en protéines de monter dans un tube à large ouverture avec le gobelet de collecte monté au-dessus.

Des conceptions plus petites qui suivent les mêmes principes permettent aux systèmes de petite capacité d’en bénéficier également. Comme pour la plupart des modèles d’écrémeurs de protéines de base, les entreprises individuelles proposent des variantes du modèle original.