4. La supplémentation (en cours de rédaction)

[Hervé]

Cet article concerne les éléments qui à la longue viennent à manquer parce qu'ils sont consommés,
notamment Calcium, carbonates, Magnésium, strontium, oligo-éléments.
Voyons d'abord comment ils sont consommés.

Les macro-éléments
Le carbonate de Calcium
Pour construire leur squelette les coraux durs, et dans une moindre mesure les mous, utilisent du Carbonate de Calcium CaCO₃ qui, heureusement, est insoluble; de ce fait il ne suffit pas d'ajouter du carbonate de calcium dans l'eau : il tomberait simplement au fond sans se dissoudre.
Il faut donc apporter séparément des ions Calcium Ca²⁺ et Carbonates CO₃^2- ou HCO₃^-.
Ces derniers forment l'alcalinité :

pour chaque degré KH consommé les coraux utilisent exactement 7,15 ppm de Calcium.

On peut utiliser indifféremment du carbonate CO₃^2- ou de hydrogénocarbonate (appelé avant bicarbonate) HCO₃^- sachant que de toute façon l'un va se transformer en l'autre en fonction du pH, la seule différence est que l'ajout de CO₃^2- augmente un peu le pH et HCO₃^- le diminue mais c'est marginal vu les faibles quantités mises en œuvre.
Il n'est cependant pas possible de disposer d'ions séparément, il faut utiliser un sel qui, en chimie, est un assemblage d'ions de charges différentes.
Cas particulier : le chlorure de sodium NaCl appelé communément sel (de cuisine) est un assemblage de Na⁺ et de Cl^- mais ce n'est qu'un sel parmi beaucoup d'autres.
Autres macro-éléments
On trouve dans les coraux durs 375 fois moins de Magnésium que de Calcium ainsi qu'un peu de Strontium et d'autres éléments.
On peut donc supplémenter en Mg, Sr, ... mais les besoins des coraux sont beaucoup moindres que de Calcium et de Carbonates.

Les oligo-éléments
à suivre ...

Méthodes de supplémentation
Il existe plusieurs méthodes pour fournir ces ions indispensables aux coraux.
Les changements d'eau
Pour les bacs de faible volume ou peu peuplés de coraux le remplacement périodique d'une partie de l'eau par de l'eau salée neuve peut suffire à maintenir des taux suffisants.

La méthode Balling
Cette méthode inventée par le Dr Hans-Werner Balling consiste à utiliser une solution de sel de Calcium + une solution de sel de Carbonate.
En pratique le calcium est fourni par du chlorure de calcium CaCl₂, le carbonate par de l'hydrogénocarbonate de sodium NaHCO₃ ou par du carbonate de sodium Na₂CO₃, on parle alors de "Balling base carbonate.

CaCl₂ + Na₂CO₃ ⇒ CaCO₃ + NaCl

On voit que cette méthode ajoute aussi du Chlorure de sodium NaCl (sel de cuisine) ce qui n'a pas grande importance puisqu'il constitue 86% de tout le sel dissout dans l'eau; à la longue la salinité pourrait un peu augmenter : elle peut être corrigée par des changements d'eau.
Au lieu de chlorure de Calcium on trouve plus facilement du chlorure de calcium di-hydraté CaCl₂ 2 H₂O.

Les composants de la méthode Balling se trouvent facilement sous forme de poudre ou de solution dans le commerce, on peut aussi les fabriquer soi-même : logiciel Balling permet de calculer facilement les quantités de produits nécessaires.
Tous calculs faits

• pour augmenter l'alcalinité de 100 litres d'eau de 1°KH il faut utiliser 1,9 g de Na₂CO₃ ou 2,95 g de NaHCO₃
• pour 100 grammes de Na₂CO₃ il faut ajouter 105 g de CaCl₂ ou 139 g de CaCl₂ 2 H₂O
• pour 100 grammes de NaHCO₃ il faut ajouter 67 g de CaCl₂ ou 89 g de CaCl₂ 2 H₂O

Cette méthode permet aussi d'ajouter les autres macro-éléments (Magnésium, Strontium, ...) et les oligo-éléments sous forme d'une troisième solution; puisque les 2 premières ajoutent déjà du chlorure de sodium NaCl il n'est pas nécessaire que la 3ème en contienne, pour cette raison on l'appelle "sel sans sel" (de cuisine), elle contient tous les éléments de l'eau de mer naturelle sauf Calcium, carbonate, Chlore et Sodium.

Le réacteur à hydroxyde (RAH)
A la base cette méthode fournit seulement du calcium en utilisant de l'hydroxyde de calcium Ca(OH)₂ appelé aussi "chaux éteinte" :

Ca(OH)₂ + H₂O ⇒ Ca²⁺ + 2 OH^-

Indirectement elle produit aussi des ions hydroxyde OH^- qui, en s'associant au CO₂ naturellement dissout dans l'eau va donner les ions carbonate nécessaire aux coraux

OH^- + CO₂ ⇒ HCO₃^-

Le CO₂ est en effet disponible par suite de la respiration des êtres vivants et de la dissolution du CO₂ présent dans l'air.
Le principe consiste à dissoudre de l'hydroxyde de calcium dans de l'eau dans un réacteur dont la solution est utilisée pour compenser l'évaporation.
L'eau du réacteur doit être régulièrement brassée afin d'éviter que le calcium s'associe au carbonate présent dans le réacteur à cause du CO₂ disponible et forme du carbonate de calcium insoluble, gaspillant l'hydroxyde.
Il présente cependant quelques inconvénients :

• il faut le recharger souvent;
• il ne subvient pas aux besoins en magnésium auquel il faut suppléer autrement;
• et surtout sa capacité de production est limitée à environ 1,5 gramme d’hydroxyde, qui contient 0,84 gramme de calcium, par litre d’eau évaporée par le bac.

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Le réacteur à calcaire (RAC)
Puisque le squelette des coraux est essentiellement constitué de Carbonate de Calcium CaCO₃ qui est insoluble, il suffirait de parvenir à en dissoudre dans l'eau pour leur fournir les 2 éléments essentiels (Calcium et Carbonate) dans les proportions idéales; une façon d'y parvenir est d'acidifier l'eau (diminuer le pH) à l'aide d'un acide.
Dans un réacteur à Calcium on dissout du gaz carbonique CO₂ dans l'eau ce qui produit de l'acide carbonique H₂CO₃.
La réaction ci-dessous se déroule de gauche à droite dans le réacteur et de droite à gauche dans les coraux.

Cette équation révèle qu'il faut 44 grammes de gaz carbonique pour dissoudre 100,1 grammes de carbonate de calcium et produire 40,1 grammes d’ions calcium et 122 grammes d’ions bicarbonate qui équivalent à 5,61°KH.

Pour chaque degré KH produit un RAC produit aussi exactement 7,15 ppm de Calcium

Dans le substrat qui sera dissout on peut aussi prévoir d'autres éléments comme le Magnésium, le Strontium, ... qui seront ajoutés au bac en même temps dans les mêmes proportions que dans le substrat.
Pour une description complète et la manière d'utiliser un RAC voir l'article Le réacteur à carbonate.