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Le cycle de l'azote

Proposé par Micka le vendredi 15 mai 2009
Aquarium Marin  Démarrage & Maintenance

LE CYCLE DE L'AZOTE :
AMMONIAC, NITRITES ET NITRATES.


Les composés azotés dissous dans l'eau et auxquels vous serez confrontés sont de trois
types :
AMMONIUM (NH4) et AMMONIAC (NH3)
NITRITE (NO2)
NITRATE (NO3)


Ils résultent des processus naturels de dégradation organique. L'azote est l'un des
éléments vitaux dans la composition des protéines. Ces dernières, lors de leur dégradation,
passent par différentes phases que l'on appelle le cycle de l'azote. En premier, elles seront
transformées par les bactéries en ammonium (NH4). L'ammonium résulte de la décomposition
des protéines par les animaux vivant dans l'eau : digestion des aliments. En effet, la
décomposition de la protéine n'est possible que jusqu'au stade de l'ammonium. Ce composé azoté n'est plus assimilable par l'organisme et se trouve donc rejeté dans l'eau par les excréments.
Lorsque les végétaux meurent, ils pourrissent et il en résulte également de l'ammonium qui est
rejeté dans l'eau. Dans les écosystèmes naturels fonctionnant correctement, l'ammonium est
utilisé, en majorité, par les algues comme substance nutritive et comme source d'azote nécessaire à la formation de protéines. L'ammonium est transformé en nitrites, puis en nitrates par des bactéries utilisant de l'oxygène pour effectuer le processus d'oxydation. Les nitrates servent de substance nutritive aux plantes. (C'est pourquoi les agriculteurs en déversent sur les champs). Le problème est que tout cet épandage n'est pas totalement absorbé par les plantes et par ruissellement, se retrouve dans la nappe phréatique. De là, elle est pompée pour l'usage des humains et voilà pourquoi dans certaines régions vous trouvez les nitrates dans votre eau de
conduite. Comme les végétaux sont soient mangés ou se dégradent en fin de vie et recréent ainsi de l'ammonium la boucle est bouclée ! Voilà pourquoi on parle de "cycle de l'azote)).

 

Cependant ce dernier ne fonctionne ainsi que dans un écosystème naturel en bon état, c'est-à-dire s'il y a équilibre naturel entre les différents acteurs que sont les animaux (allant des bactéries au vertébrés) et les végétaux. Tout surplus qui s'accumule dans ce cycle provoquera tôt ou tard des concentrations dangereuses de l'une des substances intermédiaires.
Dans l'aquarium, les différentes étapes du cycle de l'azote se déroulent, en principe,
exactement comme dans la nature. Toutefois, l'accumulation des déchets azotés (excréments des animaux, restes alimentaires, végétaux morts) dans un aquarium est toujours, même peu peuplé, supérieure à celle que les végétaux peuvent absorber. C'est pourquoi, au bout d'un certain temps, il y a concentration de composés azotés dans l'aquarium. Un bac, muni d'un filtre biologique, subira toujours une augmentation, lente mais continue, de la teneur en nitrates. Cette concentration des composés azotés contenus dans l'eau de l'aquarium n'est assimilée qu'en quantité limitée par les végétaux (et à un degré moindre par les invertébrés hébergeant des zooxanthelles). Les bactéries nitrifiantes sont surtout présentes dans les filtres mais elles
colonisent également le substrat et les roches. Pour transformer les différents éléments de l'azote, elles consomment de l'oxygène. L'oxydation se fait en deux étapes avec deux types de bactéries différentes qu'on appelle bactéries nitrifiantes. Celles-ci "travaillent" toujours en duo car l'une fournit les éléments nécessaires à l'autre. Au cours de la première étape, les bactéries du groupe Nitrosornonas oxydent l'ammonium en nitrites que les bactéries du groupe Nitrobacter les oxydent après en nitrates.
Au niveau de l'ammonium et des nitrites, évitez impérativement de dépasser durablement
des valeurs de 0'1 mg /l. Leurs teneurs élevées en aquarium sont le signe d'un dysfonctionnement des processus de dégradation bactériens. Ce problème peut avoir des causes diverses, par exemple une alimentation trop riche ou des cadavres d'animaux que vous aurez "oublié" de retirer de votre bac, une trop faible teneur en oxygène, un traitement

médicamenteux, des modifications du taux de pH, l'action d'un stérilisateur aux U.V. etc. . La toxicité de l'ammonium est très liée au pH. Dans un aquarium fonctionnant normalement, la transformation de l'ammonium en nitrates, se déroule sans accumulation notable d'ammonium ou de nitrites. Si les bactéries qui transforment les protéines diverses en ammoniac et en nitrites colonisent assez rapidement votre aquarium, celles qui transforment les nitrites (NO1) en nitrates (N03) ne se développent malheureusement que très lentement. Les nitrates sont en fait la substance la moins toxique, mais attention seulement à des teneurs relativement faibles et la toxicité agit plus ou moins sur les différentes espèces en fonction de la teneur. Les nitrates peuvent être tolérés, sans dommages, par les poisons jusqu'à des concentrations de 200 mg/l.

 

Dans certains aquarium même plus (on parle dans la littérature de valeurs entre 500 et 1000mgll ! ! ! ! . Cependant cette accoutumance s'est fait progressivement et dans de tels cas, les aquariophiles concernés s'étonnent toujours que les poissons nouvellement introduits périssent alors que les anciens n'ont pas de problèmes. Inversement, lorsqu'ils ramènent brutalement, par changements d'eau massifs, e taux de Nitrates à des valeurs plus acceptables, les anciens poissons subissent parfois des pertes. En fait tout changement doit se faire graduellement et ce qui s'est fait lentement en mal devra se faire tout aussi lentement en bien. Pour éviter cela il est préférable de renouveler régulièrement une partie de l'eau. Si vous maintenez des invertébrés, vous ne risquez pas de vous retrouver confronté à un tel problème, tout simplement parce qu'ils seront morts avant ! ! ! En effet 50mgll représente déjà pour beaucoup d'espèces une valeur extrême. Si les nitrates sont tolérés par les poissons à des valeurs aussi élevées, l'ammoniac et les nitrites sont très toxiques pour les poissons même à de faibles concentrations et vous risquez déjà de fortes pertes avec des concentrations de 1 mg/l. Mais déjà à des valeurs de 0.2 mg11 vous pourrez observer que des poissons présentent des difficultés respiratoires. En cas de dysfonctionnement de votre cycle de l'azote il faudra évidemment en chercher les causes. Lorsque vous aurez rétabli les bonnes conditions de fonctionnement (réduction du nombre de poissons, alimentation plus circonspecte, filtres déficients, etc.) ou après avoir terminé un traitement médicamenteux une flore active de bactéries performantes peut être rétablie par un ajout de bactéries proposées généralement

dans le commerce sous forme lyophilisée.
Comme pour la dureté de l'eau de nombreuses firmes telles JBL, Tetra, Aquarium
Systems, etc. avec leurs Tests Ammonium, Nitrites et Nitrates vous permettront de contrôler les
diverses étapes du cycle de l'azote dans l'aquarium afin que vous puissiez rapidement détecter les perturbations et prendre ainsi immédiatement les bonnes mesures. Ammoniac et nitrites doivent surtout être surveillés durant les premiers mois après la mise en route. Si la population de votre bac se comporte bien il sera inutile de vérifier régulièrement leur teneur. Par contre, il est impératif de maintenir les teneurs en nitrates assez faibles car à partir de 50 mgll, les nitrates favorisent dangereusement la croissance des algues. Dans un aquarium ne contenant que des poissons et des algues, voir des Alcyonaires robustes tel que les espèces du genre Sarcophyton et Sinularia cela ne pose guère de problèmes. Mais dans un bac de type récifal vous risquez de courir carrément à la catastrophe. Nous voudrions attirer votre attention sur un phénomène courant en liaison avec une trop grande accumulation de nitrates. Si vous laissez ces dernières s'accumuler (sans prendre les mesures dont nous allons parler ci-dessous), à partir de 200 -250 mg11 on arrive à un stade auquel les Nitrobacter et les enzymes qu'ils produisent sont inhibés.
Cela se voit à la forte augmentation toujours plus importante de la teneur en nitrates. Pour cette raison nous vous conseillons sans restriction le renouvellement régulier de l'eau de l'aquarium en quantité modérée. Vous renouvellerez par la même occasion l'apport en oligo-éléments
nécessaire à la vie de vos pensionnaires. Une végétation dense contribue aussi à une réduction de la teneur en nitrates ou, tout au moins, ralentit l'augmentation de cette teneur.

Dans un bac récifal où les algues vertes mais aussi les algues primitives sont indésirables les aquariophiles ont développé d'autres méthodes d'épuration dont nous parlerons plus tard. Mais même pour ce dernier type d'aquarium vous pouvez adjoindre une cuve reliée au circuit d'eau dans laquelle vous ferez pousser des algues supérieures sous un éclairage adéquat. Vous pourrez également nstaller un filtre à algues.
Pour en revenir à notre aquarium, si on le ne "dope" pas au départ avec des bactéries, il
faut environ 6-8 semaines (parfois plus !) pour que les bactéries qui transforment nitrites en
nitrates se soient suffisamment reproduites et aient colonisé le filtre, les roches ou encore le
substrat. Un phénomène caractéristique peut être constaté durant la reproduction et la
sédentarisation : la teneur en nitrites augmente graduellement pour atteindre des valeurs très
élevées avant de recommencer à diminuer. C'est seulement lorsque la teneur en nitrites est
redescendue au-dessous de 0,2 mg/litres que vous pourrez envisager de peupler votre aquarium avec des poissons. Mesurez ammoniac et nitrites avec l'un des nombreux tests vendus dans le commerce spécialisé. Si le taux de nitrites est quasi nul, commencez par introduire 1 à 2 invertébrés ou un petit poisson. Si tout se passe bien vous pourrez petit à petit augmenter la
population de votre bac. Une fois le bac habité par sa population finale, les nitrates
s'accumuleront petit à petit et vous devrez alors réduire cette accumulation, soit en ralentissant
leur formation par un combat à la source à l'aide d'un écumeur à protéines. Vous pouvez
également freiner cette accumulation par la présence d'algues (ou mieux encore l'usage d'un
filtre à algues - nous pensons évidemment aux algues supérieures), des changements d'eau
réguliers, des dénitrateurs (qu'ils soient hétérotrophes ou autotrophes). L'usage de résines
captant les nitrates peut également se faire, mais leur régénération est fastidieuse et si vous
oubliez cette phase ou que vous tardiez trop longtemps à le faire, les résines risquent de
"relâcher" brutalement leur contenu et là, c'est garanti, à part de très gros ennuis, vous n'aurez
rien gagné !