Minéralisation, nitrification et dénitrification : explications!

Quand on commence à maîtriser son système aquaponique, ses carences en nutriments et sa filtration, il vient naturellement la question de la minéralisation. Souvent mise de côté dans les installations aquaponiques domestiques qui comprennent une table à marée, le bac de minéralisation est pourtant très important et ne devrait pas tant être négligé dans la conception et la création de son système aquaponique.

Nous allons voir ensemble dans cet article la différence entre la nitrification, la dénitrification et la minéralisation, qui sont tous les trois des processus très importants en aquaponie mais qui sont également trois processus bien distincts.

Schéma nitrification, dénitrification et minéralisation en aquaponie :

Rappel sur la nitrification

La nitrification est essentielle à la santé des poissons de votre système car elle convertit l’ammoniac ou ammonium en nitrites par oxydation, puis les nitrites en nitrates.

Ce processus est seulement possible grâce aux bactéries nitrifiantes (nitrosomonas et nitrobacter) qui vivent dans des conditions aérobie.

La nitrification se produit dans tout le système, sur toutes les surfaces et dans les tuyauteries mais principalement dans le biofiltre et dans le susbtrat qui leur fournissent un habitat idéal pour vivre et prospérer.

L’ammonium et les nitrites sont tous les deux toxiques pour les poissons à de faibles niveaux et il est important de les évacuer (changement d’eau en aquariophilie) ou de les consommer à l’aide de plantes comme en aquaponie. Le maintient d’un bon taux de nitrates et d’une bonne nitrification permet de garder ses poissons en bonne santé. La nitrification génère également de l’azote dont nos plantes ont besoin pour pousser.

La nitrification diminue l’alcalinité de l’eau et le pH car le processus produit naturellement de l’acide nitrique. Vous pouvez compenser ces variations de pH en créant un tampon ou en utilisant du calcium.

La minéralisation en aquaponie

Tout comme la nitrification, la minéralisation est essentielle en aquaponie parce que c’est le processus durant lequel tous les autres minéraux sont générés à partir des déjections des poissons et de restes organiques. On parle de minéralisation des boues d’aquaponie. La minéralisation est la décomposition de la matière organique en éléments individuels (macronutriments comme le potassium, le calcium, le sulfate, le phosphore, le magnésium et les micro-nutriments comme le fer, le cuivre, le molybdène, le zinc, etc.).

La minéralisation des boues se passe de plusieurs manières : en conditions aérobies ou anaérobies. Il faut savoir qu’elle est plus performante en conditions aérobies.

Elle peut également être réalisée par des vers, micro-organismes et champignons dans un compost mais il est alors plus difficile de réintégrer les nutriments créés dans l’eau du système.

Très souvent les aquaponistes cultivant dans des tables à marées profitent des zones anéorobies des tables à marées pour que la minéralisation opère dans les zones mortes ou immergées constamment.

A noter que la minéralisation peut aussi être orchestrée dans un fût distinct du circuit du système et peut être rempli avec les boues de filtrations issues du nettoyage de vos filtres ou votre thé de lombric (voir vidéo ci-dessous).

Le processus de minéralisation des boues est moins souvent évoqué que celui de la nitrification, mais il est tout aussi important car il débloque une multitude de nutriments qui sont essentiels à la croissance des plantes en bonne santé. 

On peut aussi minéraliser à l’aide d’un vortex comme ici par exemple :

Par exemple, une grande partie du phosphore en aquaponie n’est pas disponible initialement pour les plantes en raison du verrouillage des déjections des poisson sous une forme organique. Idem pour le potassium, son taux peut fortement augmenter suite à la minéralisation des boues.

La dénitrification en aquaponie

La dénitrification a lieu après la nitrification dans des zones anaérobie. Les bactéries nitrifiantes et hétérotrophes existent partout et font ces mêmes processus, que ce soit dans l’eau ou dans le sol. Au fur et à mesure que s’accumulent les poches de matière en décomposition, la dénitrification commence à se produire, entraînant une augmentation de l’alcalinité et un dégagement d’azote sous forme de gaz. C’est pour cela qu’il est parfois important de bien gérer sa dénitrification. En général la dénitrification est pratiquée dans le même bac que celui servant à la minéralisation, c’est ce qu’on voit le plus généralement même s’il est possible de gérer ces deux processus séparément pour mieux contrôler ses taux d’azote et son pH. Cette technique est utilisée principalement dans la culture de laitues et salades qui ont tendance à monter en présence d’eau trop azotées.

Comment optimiser sa dénitrification?

Si on récapitule, la nitrification créé de l’azote, tandis qu’à l’inverse, la dénitrification réduit les niveaux globaux d’azote dans le système. L’excès d’azote peut réduire la fructification, il peut donc s’avérer utile selon certaines configurations de plantations de procéder à la dénitrification hors de son système afin de pouvoir maîtriser son taux de nitrate/azote et d’optimiser ainsi la croissance ou la fructification de ses plantes.

Lorsque vous cultivez des plantes végétatives, vous voulez un taux d’azote plus élevé, vous allez donc éviter qu’il se créé des zones anaérobie dans votre système et vous allez veiller à ce que vos filtres restent propres. Lorsque vous cultivez des plantes fructifères, vous voulez un taux d’azote plus faible et vous allez donc pouvoir laisser des zones anaérobie dans lesquelles l’azote sera consommé.

Vous l’avez compris, il est crucial de maîtriser la dénitrification à votre avantage, selon vos besoin en azotes et en minéraux, pour maintenir les taux adaptés à vos cultures.

Pour aller plus loin sur la dénitrification, je vous conseille l’excellente vidéo de Norbert sur la dénitrification en aquaponie.

Comment fabriquer un bac de dénitrification?

Pour effectuer une bonne dénitrification, vous allez avoir besoin de filets ou bioballs ainsi que d’un fût et d’une pompe. L’idée est de remplir votre fût de toutes les boues et eaux chargées issues de vos filtrations (quand vous videz votre fitre Swirl par exemple) et de les mettre dans le fût avec le filet qui va créer des poches anaérobie. La pompe servira à remuer le tout et la dénitrification pourra avoir lieu. Il vous suffira alors d’ajouter de cette eau en quantité désirée pour complémenter votre système.

Vous pouvez aussi laisser vos filtres s’accumuler pour minéraliser et dénitrifier directement dans votre système mais alors vous n’aurez plus aucun contrôle sur les taux de l’eau de votre système aquaponique.

A bientôt et pensez à laisser vos expériences et témoignages dans les commentaires 🙂

Pierre