Truites aquaponiques

La vie en boucles

Siphon résilient pour l’aquaponie

Écoulement de l'eau des bacs vers les fosses à truites via un siphon calibréLa circulation de l’eau entre la zone “poissons” et la zone” cultures” dans un système aquaponique repose sur deux éléments majeurs : la pompe pour remonter l’eau et le siphon pour le  retour de l’eau aux poissons. Le siphon le plus souvent préconisé est un siphon cloche.  Or il n’est pas assez résilient pour un élevage de truites.

La recherche d’économies d’énergie  a entraîné le remplacement du vide cave initial  par une pompe basse consommation. Cet article a été mis à jour suite à ce changement. (07/08/2018)

Les faiblesses du siphon cloche

Schéma du siphon cloche

Schéma du siphon cloche

Le siphon cloche auto amorçant, une fois réglé, fonctionne correctement. Mais il reste très dépendant d’une condition primordiale : le niveau d’eau dans le bac de culture doit atteindre la cote d’amorçage du siphon. L’évaporation de l’eau, d’éventuelles fuites peuvent ne pas être compensées à temps et rompre le cycle des marées.  Dans une précédente installation fonctionnant avec des carassins, quelques arrêts  de la circulation de l’eau ont été constatés, sans conséquence vu la nature des poissons. Il en aurait été autrement avec des truites.

Un “siphon” résilient (un tuyau d’évacuation avec débit calibré)

Schéma su siphon à débit continu

Schéma du siphon à débit continu

 

La vidange du bac de culture est assurée par un  simple tuyau  percé de cinq  trous  à sa base.  Ainsi l’écoulement  est permanent. C’est la différence de débit entre la pompe d’amenée d’eau et le tuyau de vidange qui crée l’effet de marée. Ce système est très rustique, insensible aux variations de la quantité d’eau présente dans le système. Aucun arrêt d’écoulement constaté entre août 2017 et janvier 2018. Ce système a été décrit également par Grégory Bitton.

A la recherche des équilibres

Le bac de culture, rempli de 20 cm de graviers,  comprend trois zones : une zone toujours en eau de 3cm, une zone soumise aux marées de 13 cm, une zone toujours hors d’eau de 4 cm. Le volume de graviers soumis aux marées, pour 10 mètres carrés est de 1.3 mètre cube. Avec une macro-porosité de 40%, ce sont  environ 520 litres d’eau qui sont stockables.

Courbes de débit du vide-cave

Courbes de débit du vide-cave

Compte tenu que la vidange est concomitante des périodes de remplissage, ce sont 650 litres que la pompe doit pousser dans le bac de culture toutes les heures.  La pompe doit relever l’eau de 1 mètres auquel il faut ajouter 0.35 m de perte de charge dans les tuyaux. Compte tenu des performances de la pompe à 3 mètres cube par heure, il faut 13 minutes pour pomper les 650 litres nécessaires, avec un débit de 0.8 litre par seconde. Le démarrage de la pompe est programmé toutes les demi-heures avec une simple prise programmable mécaniquement. La durée de fonctionnement de la pompe est théoriquement possible pendant 15 minutes mais c’est le flotteur qui détermine l’arrêt de la pompe au bout de 12 minutes  + ou – deux minutes selon la réserve d’eau disponible.

 

 

Le débit de la vidange varie avec la hauteur d’eau présente dans le bac. Le débit est voisin de 50 litres par minute  lorsque le bac est plein, et proche de 20 litres par minute au bout de 17 minutes. La courbe des débits de vidange  est identique à la courbe de la hauteur d’eau dans le bac, laquelle permet de visualiser le temps ou les racines sont hors d’eau.

Formule de calcul du diamètre des trous du tuyau d’évacuation pour un débit donné

Formule de calcul du diamètre des trous du tuyau d’évacuation pour un débit donné

 

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2 Comments

  1. Nicolas Castel

    01/12/2018 at 17:52

    Bonjour,

    Tout d’abord bravo pour votre projet et merci de le partager!

    Je commence également un projet (de moins grande importance), le but est faire un élevage de truite mais au démarrage je commencerai par des carpes le temps de maîtriser l’ensemble du système et de ne pas prendre de risque pour les poissons.

    J’ai construit mon bac de culture et je réfléchis à l’évacuation de ce dernier. Je voyais 2 solutions;
    –> Table à marée avec siphon cloche (technique qui a fait ses preuves mais qui peut être difficile à régler)
    –> Evacuation continue en ajoutant des aérations pour l’oxygénation de l’eau dans le bac. (Apparemment faisable selon Grégory Bitton)

    Mais en lisant votre article, je vois une 3ème possibilité avec le siphon à débit continu. Avez-vous plus d’info sur la construction de ce siphon?

    Merci et bonne continuation!

    • jcgoudeau

      01/12/2018 at 21:41

      Bonjour,

      J’ai utilisé le mot “siphon” de manière un peu abusive. J’aurai dû parler d’un “tuyau d’évacuation à débit calibré”. Cette solution est adaptée pour des systèmes avec substrats (graviers ou billes d’argile). La vidange du bac de culture se fait par une bonde de fond créée avec un passe paroi par exemple. On installe le tuyau d’évacuation à débit calibré verticalement sur cette bonde.
      – La longueur du tuyau détermine le niveau maximal de l’eau dans le bac de culture. Au delà, le tuyau se comporte comme un trop plein.
      – des trous sont percés à la base du tuyaux. Leur hauteur détermine le niveau le plus bas de l’eau dans le bac de cultures
      – Le nombre de trous et leur diamètre déterminent le débit moyen du tuyau (au plus fort lorsque le bac est plein, au plus faible lorsque l’on s’approche du niveau bas). J’ai produit les formules de calcul pour définir les trous en fonction du volume désiré.

      Le débit est calculé pour vider complètement le bac en 1/2 heure, incluant un fonctionnement de la pompe pendant environ 1/4 d’heure. Le débit de la pompe est nettement supérieur au débit du tuyau d’évacuation. Cela crée donc un effet de marée qui est contrôlé par un simple programateur mécanique sur prise de courant (10 €). La pompe est alimentée en électricité toutes les 1/2 heures pendant 1/4 d’heure. La pompe fonctionne tant qu’il y a de l’eau dans le bac tampon, contrôlée par un interrupteur sur flotteur.

      Ce dispositif à quatre avantages:
      – Il est peu sensible aux variations du volume d’eau présent dans l’installation, du fait de l’évapo-transpiration et des petites pertes. Ce qui n’est pas le cas des siphons cloches lorsque le niveau n’atteint pas celui du déclenchement. Cet avantage est appréciable pour des absences prolongées, lors de vacances par exemple.
      – L’arrivée d’eau dans les bassins à truites est permanente et assez régulière.
      – il permet de réduire la consommation énergétique avec une pompe qui fonctionne 50% du temps.
      – il ne coûte pratiquement rien et est fabriqué en un rien de temps

      et un inconvénient
      – c’est un équilibre entre une puissance de la pompe, un volume d’eau dans le bassin tampon, une vitesse de circulation de l’eau du bac de culture vers le bassin tampon et le débit moyen du tuyau d’évacuation à débit calibré. Si l’on change un des éléments, il faut recalculer le tuyau d’évacuation.

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