GENERALITES & HISTOIRE
PREAMBULE
Avant d’introduire un poisson dans son aquarium ou tout autre organisme vivant, l’eau qui est son milieu naturel est le premier facteur dont il faut s’inquiéter.
Source de vie, terrain d’évolution….cette eau circulera en milieu fermé à la différence des biotopes d’origine de nos protégés et aura par conséquence vite fait de se transformer d’un milieu de vie en le plus sordide égout si l’aquariophile n’y prend pas garde.
A cet état de fait, il n’existe qu’une solution pour gérer la qualité de l’eau de l’aquarium : La FILTRATION
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La filtration connaît certainement dans ses développements, la plus grande diversité qui soit, et c’est sans doute la raison pour laquelle le sujet est parfois difficile à cerner.
D’une part, il existe de nombreux produits disponibles sur le marché, comme dans d’autres domaines certains sont très performants et d’autres moins et d’autre part.
D’autre part, certains passionnés ne renoncent pas à la tentation de se fabriquer leur propre système de filtration pour sortir de ces contraintes commerciales et s’offrir un système de filtration à leur dimension.
Face à l’offre grandissante et à un marketing relativement agressif, mieux vaut rester de marbre, de même avant de se lancer dans une construction hasardeuse aux résultats peu probants il vaut mieux se poser les bonnes questions avant d’arrêter un choix définitif.
Ainsi, avant de partir tête baissée et de foncer dans le mur, un tour d’horizon s’impose et il convient de prendre le temps de se poser les bonnes questions dont celles-ci :
- Qu’est ce qui existe en la matière ?
- Comment se fait la filtration de l’eau qui sort de mon robinet ?
Pour débuter cet article, après avoir rappelé les fondements de la filtration en préliminaire, et pour s’appuyer sur le diction « Qui peut le plus, peut le moins« , il m’a paru utile d’étudier ce qui se faisait à grande échelle dans une station d’épuration de l’eau.
Toujours sur le même principe cité précédemment, il sera possible de transposer les résultats obtenus et méthodes utilisées au niveau de l’aquariophilie !
- Mais qu’attend-on d’un système de filtration ?
- Qu’est ce que la filtration ? un filtre ?
Alimenté par un plan d’eau constamment pollué, le filtre doit répondre de manière satisfaisante à deux principaux critères et doit être capable :
- De neutraliser, dans un délai bien déterminé, les déchets azotés toxiques,
- D’accroître la limpidité de l’eau à un degré de qualité relatif, car dans bon nombre de cas, il est parfois possible d’obtenir des résultats honorables avec une seule ligne de filtration, mais plus souvent il est parfois indispensable de recourir à plusieurs circuits distincts pour rendre le bassin ou l’aquarium parfaitement limpide et sain.
Concernant l’aspect biologique, il faut bien savoir la chose suivante :
Quelle que soit la nature du support, la surface de celui-ci doit permettre d’abriter suffisamment de colonies bactériennes indispensables à l’épuration.
Plus que le volume du bassin ou celui de l’aquarium, le volume du filtre biologique est donc directement lié à la quantité de nourriture distribuée quotidiennement, ainsi qu’au nombre et à la nature des poissons : c’est un paramètre qu’il conviendra de ne pas oublier sous réserve de mauvaises surprises ultérieures !
En ce qui concerne la limpidité de l’eau, il ne s’agit pas uniquement de se préoccuper de l’aspect esthétique du volume d’eau.
Le filtre biologique ne peut pas être alimenté par de l’eau chargée de Matières En Suspension (MES) ; sans filtration mécanique préalable, les supports se salissent inutilement et rendent la nitrification plus aléatoire.
La seconde raison est plus subjective car si vous créez un plan d’eau ou installez un aquarium, c’est d’abord et avant tout pour voir vos poissons….
En conséquence et à la lecture des lignes qui précèdent, on peut déjà retenir que:
- Les petits filtres que l’on rencontre très fréquemment en jardinerie, magasin de bricolage ou chez certains détaillants mal informés, sont beaucoup trop petits pour apporter toute satisfaction pour la maintenance de poissons.
- Il faut aussi bien distinguer deux types de filtrations:
- La filtration biologique
et
- La filtration mécanique
Post scriptum : Parfois, certains filtres effectuent simultanément ces deux phases.
Pour commencer en douceur….
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HISTORIQUE DE LA FILTRATION
Il y a environ 7000 an, Jéricho (Israël) stockait l’eau dans des puits qui étaient utilisés comme des sources.
Les hommes ont alors commencé à développer des systèmes de transport d’eau potable.
Le transport s’effectuait grâce à de simples canaux, des digues en sable ou en roche.
Plus tard, on a commencé à utiliser des sortes de canalisations.
L’Egypte utilisait des branches de palmier, la Chine et le Japon utilisaient du bambou.
Par la suite, on a commencé à utiliser l’argile, le bois et même le métal.
Le peuple Perse a recherché des rivières et des lacs souterrains.
L’eau arrivait par les trous des roches dans des puits dans les plaines.
Les premiers écrits mentionnent la filtration 4000 ans avec J.C. en Inde (sable – gravier, charbon de bois).
1000 ans avant J.C. en Chine, on avait coutume d’ajouter du sable fin au fond des sources.
Le lien entre la qualité de l’eau et la santé est connu depuis de nombreux siècles.
Une eau claire était considérée comme une eau propre.
Les régions de marais étaient associées à la fièvre.
La désinfection a été appliqué depuis des siècles.
Deux règles basiques datant d’avant 2000 av. J.C., stipulait que l’eau devait être exposée à la lumière de soleil et filtrée avec du charbon de bois et que l’eau impure devait être purifier en la faisant bouillir et en plongeant une pièce de cuivre dans l’eau avant de la filtrer.
Les premières peintures égyptiennes des XIIIe et XVe siècles avant notre ère représentent des appareils de sédimentation et des siphons à mèche.
On suppose que les anciens utilisaient l’alun pour éliminer les solides en suspension.
Des descriptions des civilisations antiques furent trouvées au sujet de l’eau bouillante et du stockage de l’eau dans des cuves argentées.
Pour réaliser la purification de l’eau, du cuivre, de l’argent et une électrolyse furent appliqués.
La désinfection a été appliquée pendant plusieurs décennies.
Cependant, le mécanisme est connu depuis seulement cent ans.
En 1680, Anthony van LEEUWENHOEK développa le microscope.
Sa découverte des micro-organismes était considérée avec intérêt.
Il a ensuite fallu deux cents ans aux scientifiques avant d’utiliser le microscope pour distinguer les micro-organismes des autres pathogènes.
Le premier filtre multiple fut développé en 1685 par le physicien Italien Lu Antonio PORZO.
Le filtre était composé d’une unité de décantation et d’une unité de filtration au sable.
En 1746, le scientifique français Joseph AMY reçu le premier brevet pour la conception d’un filtre utilisé par les ménages vers 1750.
Le filtre était composé de laines, d’éponges et de charbon de bois.
Lors du dernier siècle, les hommes ont été touchés par de graves maladies tels que le choléra et la peste.
L’origine de ces maladies était mal interprétée.
On a dit que ces maladies étaient une punition divine ou était causée par l’air impur ou par l’alignement des planètes.
En 1854, une épidémie de choléra tua de nombreuses personnes dans la ville de Londres.
John SNOW, un docteur anglais, découvrit que l’épidémie de choléra était causé par une pompe d’eau souillée.
Il empêcha l’extension de cette épidémie en coupant cette pompe.
Après cela des scientifiques ont effectuer des études bactériologiques pour rechercher le développement, l’existence et l’identification des micro-organismes et l’élimination des micro-organismes de l’eau potable.
En 1806, une grande usine de traitement des eaux a commencé à fonctionner à Paris.
Les filtres de l’usine étaient faits de sable et de charbon et étaient renouvelés toutes les six heures.
Les pompes étaient conduites par des chevaux travaillant en trois équipes.
L’eau a été décantée pendant 12 heures avant la filtration.
Dans les années 1870, les docteurs Robert KOCH et Joseph LISTER ont démontré que les micro-organismes présents dans les réserves d’eau peuvent provoquer des maladies.
Depuis lors, l’Amérique et d’autres pays du monde ont eu recours à plusieurs procédés de traitement de l’eau.
La guerre civile américaine a interrompu le développement de la filtration aux États-Unis.
Cependant, une fois le Nord et le Sud réunis, les États-Unis sont devenus un chef de file dans le domaine du traitement de l’eau.
En 1906, l’ozone est utilisé comme désinfectant à Nice, en France.
Pour la désinfection, l’ozone est peut-être encore la meilleure méthode possible à grande échelle.
En 1908, Jersey City Water Works (États-Unis) est devenu le premier service public américain à utiliser l’hyperchlorite de sodium pour la désinfection en 1908, et l’usine Bubbly Creek de Chicago a mis en place une désinfection au chlore régulière.
Peut-être sans le savoir, ils ont commencé cette pratique imparfaite qui a conduit à plus de problèmes de santé que nous pourrions jamais en connaître.
Voir l’article « Le chlore, les grandes entreprises et une mauvaise solution. Un autre poison dans notre eau.«
Allen HAZEN a prouvé l’efficacité de la filtration en 1895. Le processus de traitement initial utilisait des filtres à sable lents pour fournir un produit plus esthétique.
En quelques années, la filtration était reconnue pour éliminer les particules indésirables et les bactéries mortelles, car les communautés qui l’utilisaient avaient moins de foyers de typhoïde.
Les améliorations significatives apportées au traitement de l’eau à la fin du 19ème siècle incluent le développement de filtres à sable rapides, de filtres, de filtres à sable lents améliorés et les premières applications de chlore et d’ozone pour la désinfection.
Au tournant du siècle, la chloration est devenue la méthode la plus populaire aux États-Unis et le nombre de cas de dysenterie typhoïde et de choléra a chuté alors que d’autres problèmes de santé ont commencé à augmenter.
En 1914, le département du Trésor des États-Unis a promulgué la première norme bactériologique du pays concernant l’eau potable, une limite maximale de 2 coliformes par 100 ml.
Dans les années 1920, l’utilisation de la filtration et de la chloration avait pratiquement éliminé les épidémies des principales maladies d’origine hydrique du paysage américain.
Ces deux décennies ont également été marquées par le développement de la flottation à l’air dissous, des premiers filtres à membrane, de la sédimentation par nappe de floc et du clarificateur à contact solide.
En 1940, l’équipement de dessalement a été développé.
Une étape majeure dans le développement de la technologie de dessalement est arrivée pendant la Seconde Guerre mondiale lorsque divers établissements militaires situés dans des zones arides ont eu besoin d’eau pour alimenter leurs troupes.
Jusqu’au 19ème siècle, la filtration n’avait comme objectif que d’améliorer l’aspect esthétique de l’eau.
Ensuite, on a montré que la filtration pouvait jouer un rôle sur la microbiologie : filtration lente.
De 1868 à 1903, Paul FAURE met au point et réalise des systèmes mécanisés permettant l’industrialisation de la fabrication de la porcelaine de limoges.
En 1903, son fils André FAURE, ingénieur des arts et manufactures, lui succède.
Il modernise les méthodes de préparation des pâtes céramiques et remplace le matériel existant par des machines automatiques.
La production s’oriente alors vers les broyeurs, délayeurs, agitateurs, tamis, filtres presses, pompes, dégazeurs…
Ensuite sont apparus les traitements combinés : physicochimiques (1920).
Puis sont apparues les filtrations à effet biologique (1960).
…les technologies modernes ont permis de mieux connaitre l’eau.
CONCLUSION de la 1ère partie de ce dossier
En plus des découvertes concernant les agents infectieux, il est également devenu évident que la pollution des ressources en eau potable par les déchets humains constituait un grave problème de santé publique.
A l’échelle de l’aquarium, la découverte et le développement des procédures de traitement (filtration et désinfection) et de contrôle sanitaire (les indicateurs de contaminations) ont engendré un essor de notre hobby qui n’aurait pas été possible sans la mise en place de mesures d’hygiène sanitaire telles que l’évacuation des déchets et des matières fécales. …
