Le CLAM (Club Languedocien d'Aquariophilie Marine) qui organise régulièrement des rencontres et conférences, nous avait demandé de présenter nos roches et d'expliquer les différences ou similitudes avec des pierres vivantes naturelles.

En 2007, sous la forme d'un atelier-exposé, nous avons présenté les résultats de nos essais: Etude de la structure des roches et pierres vivantes, support de vie pour bactéries et micro-organismes. Cet exposé a été complété et présenté en tant que conférence, prenant plus en compte le rôle et le fonctionnement des pierres vivantes.

Cette conférence a été présentée en Mars 2009 à Montpellier Supagro, avec le CLAM et en Juin 2009 au Congrès Récif France à Illkirch Grafenstaden. Une version 'article' de presse est parue dans les Lettres Récifales n°69, en français et en allemand.

Ci-dessous vous trouverez une version écrite et commentée de cette conférence. (présentation, rôle et fonctionnement des pierres vivantes, comparatif pierres vivantes naturelles, comparatif pierres vivantes artificielles, rapports poids-volume, rapports prix-volume ...)

Dans le cadre de notre fabrication de roches et décors pour aquariums récifaux, nous avons recherché des informations les plus précises possibles concernant la porosité des pierres vivantes ; en effet il est admis qu'une bonne porosité est essentielle pour faire une bonne pierre vivante.

Les seules données récoltées auprès des aquariophiles et professionnels, sont de type : légères, très belles, beaucoup de corallines, ou superlatifs commerciaux, sans justification expérimentale précise autre qu'une longue pratique de l'aquariophilie récifale.

Voulant dépasser les informations partiales, empiriques ou évasives, nous avons donc procédé à des tests sur des roches de différentes provenances.

Il est essentiel avant tout de faire un petit rappel de ce qu'est une pierre vivante, sa formation et son rôle dans l'aquarium.

Phénomène d'accrétion et amalgame :

Les roches se forment dans les océans par accumulation de sédiments, amalgame de débris de coraux ou couches, empilées au fil des années, d'organismes encroûtant, aragonite, calcite.

Outre la porosité propre à chaque composant, cet agglomérat de débris hétérogènes laisse entre ces éléments, des cavités et interstices aptes à abriter la vie.

Les pierres vivantes sont une composante majeure de l'aquarium dit berlinois où les roches assurent la filtration, couplées à un écumeur qui limite en amont la quantité des déchets à digérer.

Ce qui caractérise une pierre vivante, par rapport à une roche ordinaire, c'est la partie vivante à coeur, rendue possible grâce à la porosité qui permet d'héberger des bactéries, algues et micro-organismes.

Finalement, on peut retenir 3 rôles principaux :

* Intervention dans le cycle de l'azote.

* Apport d'organismes vivants : algues, micro faune, bactéries.

* Décor naturel.

On attend d'une bonne pierre vivante qu'elle remplisse ces 3 rôles, mais ce n'est pas forcément si évident et on va essayer de voir pourquoi.

a) Cycle de l'azote / zones aérobie et anaérobie.

Rappel très simplifié: Le cycle de l'azote est assuré par différentes familles de bactéries.

Dans un premier temps, les déchets sont dégradés en ammoniac (très toxique) puis en nitrites (toxiques) et enfin en nitrates (tolérables à faible taux, certains coraux y étant très sensibles).

Les bactéries qui assurent ce premier cycle jusqu'aux nitrates vivent en milieu riche en oxygène (aérobie).

Ensuite des bactéries adaptées à un milieu appauvri en oxygène (anaérobie) vont capturer l'oxygène dont elles ont besoin dans les nitrates et les réduire en azote gazeux et gaz carbonique (évacués par le brassage).

La structure globale de la pierre vivante doit permettre ce bon fonctionnement du cycle de l'azote. Pour cela il faut que sa structure réserve des zones aérobies en surface et couches périphériques (pour la dégradation de l'ammoniaque en nitrites et nitrates) et des zones anaérobies à cœur (pour la destruction des nitrates en azote gazeux et gaz carbonique).

* une structure relativement fermée ou à porosité très fine amènera un faible taux d'oxygène à coeur et créera des zones anaérobies, propice à la réduction des nitrates.

* a contrario, une structure très ouverte va permettre un apport en oxygène jusqu'au coeur de la roche et ne permettra pas cette réduction des nitrates.

b) Support de vie: importance de la taille des pores

Si on veut qu'une roche puisse abriter un maximum de variétés d'organismes, il faut qu'à chacun corresponde une taille de pore, cavité ou fissure à sa dimension.

Pour mieux se rendre compte des écarts et rapports de dimensions, nous avons ramené les tailles des micros organismes à une échelle humaine où 1 micron (taille d'une bactérie) mesurerait 1 mètre.

Y a-t il une taille idéale de pores ?

La réponse est complexe.

Pour les bactéries, dans le cadre d'un support de filtration de type granulaire, les études dans le domaine des stations d'épuration, ont montré qu'on obtient les meilleurs résultats avec des particules fines comportant des pores ouverts de l'ordre de 50 à 100 microns (0,1 mm).

Si ceci est valable pour des grains de quelques millimètres, dans le cas d'une roche de plusieurs centimètres d'épaisseur, en l'absence d'un réseau de fissures important, les échanges vont se faire difficilement.

Pour les micro-organismes, au delà de 100 microns (vers, copépodes), on doit retrouver un réseau de fissures pénétrant jusqu'au coeur, associées à des cavités plus importantes.

Une roche à structure fine pourra être efficace pour le cycle de l'azote, mais abritera difficilement une micro faune très importante.

Une roche à structure très ouverte pourra être très intéressante pour la micro faune, mais sera moins efficace dans la réduction des nitrates.

La porosité d'une pierre vivante doit donc être très complexe pour répondre aux différents besoins plus ou moins opposés entre réduction des nitrates et capacité à abriter un maximum de micro faune.

c) Importance des bio films et rôle des vers.

Sur le cliché ci-contre pris avec une loupe binoculaire au grossissement X 40, on peut voir un ver. Il fait 2mm de long pour un diamètre de 0.1 mm (100 µm )

On peut constater que ce ver est comme englué dans une sorte de gélatine, ce qui nous amène à la notion de bio-film :

Les bio films sont des matrices visqueuses secrétées par les bactéries, (exo polysaccharides / EPS) ; ils servent de milieu d'échange et de protection des bactéries qui s'agglutinent en colonies. Ces bios films peuvent avoir une épaisseur de 60 µm à 1 mm. Ils jouent un rôle fondamental en médecine, traitement des matériaux, nautique, stations d'épurations et décharges, où ils posent de nombreux problèmes: amorces de corrosion, colmatage...

Dans le cas d'une pierre vivante on peut se poser la question du risque de colmatage de la porosité surtout quand celle-ci est très fine et homogène de l'ordre de 40 à 60 µm.

Les vers et micro-organismes semblent jouer un rôle important pour éviter ce colmatage des pierres vivantes. En effet, certains vers se nourrissent du bio film et circulent jusqu'au cœur de la roche via tout un réseau de galeries et fissures.

Par un phénomène de contraction, ils assurent aussi un pompage de l'eau là où ils se glissent et ont un impact en terme d'échanges (nutriments et oxygène) entre le cœur de la roche, sa périphérie et l'eau de l'aquarium. Toute roche à porosité trop fine et régulière ne pourra être correctement irriguée par les vers.

Le biofilm secrété par les bactéries aura tendance à colmater les pores, du fait de sa propre viscosité et aussi par une accélération des phénomènes de précipitation du calcium. Cette pierre sera beaucoup moins efficace et l'aquarium rencontrera des problèmes au bout de quelques mois ou années.

Syndrome du vieux bac: Face au vieillissement des aquariums, qui un jour fonctionnent moins bien, certains aquariophiles changent régulièrement quelques roches et les remplacent par de nouvelles pierres vivantes ou des roches poreuses inertes, ce qui maintient les qualités épuratrices.

Nous avons étudié la porosité et fait des mesures de densité sur une sélection de pierres représentatives de différentes provenances.

Il est entendu que les valeurs obtenues ne concernent que les roches testées en sachant que les lots peuvent être extrêmement variables en qualité. Les commentaires sont basés sur les critères précédemment exposés: efficacité dans le cycle de l'azote, support de vie et aspect décoratif.

Nous avons fait de même pour nos roches, qui elles sont fabriquées selon des formulations régulières et reproductibles.

Vous trouverez ci-dessous la méthode de comparaison et chacun pourra, à sa guise, procéder aux mêmes manipulations et mesures sur ses roches ou celles de notre production.

Méthode de comparaison

Nous avons donc sacrifié quelques roches et avons procédé de la façon suivante:

* pesée roche mouillée

* mesure du volume (roche mise dans un sac en plastique très fin, et immergée, mesure du déplacement d'eau)

* séchage puis pesée à sec

* calcul du pourcentage de la porosité (arbitrairement : poids de l'eau absorbée / poids à sec). L'eau retenue par la roche correspond à celle qui est absorbée dans les pores inférieurs à quelques centaines de microns. C'est ce qui nous intéresse pour la fixation des bactéries et représente la capacité potentielle d'épuration de la roche.

* densité roche mouillée (rapport poids sur volume : 1 litre de roche pèse x kilo)

* densité à sec : 1 litre de roche pèse x kilo

* Volume d'un kilo de roche mouillée: permet la comparaison en prix (en effet on vend les roches au kilo mais une roche très dense à bas prix peut revenir plus cher qu'une roche légère même 30 % plus chère au kilo)

Ensuite, ces roches ont été tronçonnées pour observer la porosité à cœur. (photos macro)

Roche très peu poreuse. Pores uniformes et trop petits. Pas de pénétration ni d'échanges possibles.

Porosité à grosse structure, intéressante pour la micro-faune.

Pas assez de petits pores, zone anaérobie uniquement sur des grosses roches.

La meilleure porosité en chiffre mais trop fine et uniforme. Pas d'échanges possibles avec la surface.

Très peu de porosité, typique d'une porosité fermée.

Faible porosité. Roche perforée par des coquillages. Intéressante si trous remplis de sable. Attention si pas acclimatée.

Porosité équilibrée avec bonne répartition de pores fins et gros.

Très belle d'aspect, mais porosité un peu moins bien répartie. Gros trous et trous très fins.

Roche très hétérogène, avec morceau de corail à porosité très fine.

Certaines zones périphériques sont intéressantes, mais coeur trop compact avec échanges difficiles.

Roche extrêmement poreuse à structure feuilletée.

Très intéressante mais rare et fragile.

(1 kg de roche avec cette structure sur un lot de 250 kg).

Outre de grandes différences de structure, on constate des densités qui peuvent aller de 1.05 à 2 kg / litre pour des pierres vivantes de différentes provenances. Valeurs variables aussi dans une certaine mesure pour les roches d'un même lot.

Pour un kilo acheté, on peut donc avoir de 0,5 litre à 1 litre de roche.

Hors c'est le volume de roche filtrante et active qui est important et non la masse. Dans le calcul de la quantité de roches à introduire, il serait donc plus judicieux de prendre en compte le volume de roches vivantes et non leur poids. On peut considérer, en volume, une valeur d'environ 10 % du volume de l'aquarium.

Alors qu'ils n'hésitent pas à investir dans du matériel sophistiqué parfois inutile, certains d'aquariophiles se focalisent sur la recherche du moindre prix au kilo pour le choix de leurs pierres. C'est pourtant la qualité et la porosité des roches, coeur vital de l'aquarium, qui conditionneront la réussite et la beauté du bac au fil des années.

Importance d'une porosité variée à pores ouverts. (Contre exemple : la pierre ponce très légère, très poreuse mais pores fermés, totalement inapte en temps que pierre vivante.)

Une bonne pierre vivante est celle qui a la meilleure capacité à héberger la vie grâce à une porosité adaptée.

Finalement, au vu des essais, peu de roches arrivent à remplir l'ensemble de ces critères:

1* apport en organismes vivants

2* porosité idéale.

3* aspect décoratif.

C'est parfois un peu la loterie, aussi, on pourra réduire les risques en variant les provenances des roches naturelles, en choisissant des roches épaisses et des roches plates:

les unes riches en organismes (1),

les autres bonnes pour la filtration (2)

certaines pour leur aspect esthétique ou pratique (3).

On pourra aussi introduire une certaine proportion de roches alternatives:

pour la qualité reconnue de leur structure poreuse(2).

pour leur côté pratique (3) (structures hautes et stables, décoratives).

L'introduction d'une quantité moindre de pierres vivantes mais d'excellente qualité, assurera la colonisation en organismes de ces roches (1).

.

Corallines et pierres vivantes / Remarque importante :

La démarche de certains aquariophiles est de ne retenir comme seul critère de qualité que la présence de coralline sur la roche. Hors cela ne préjuge en rien de la structure interne de celle-ci.

Il existe de très bonnes pierres vivantes sans coralline, car celle-ci se développe préférentiellement dans les zones peu éclairées.

A noter qu'un excès de ces algues encroûtantes forme une carapace en surface, ce qui bouche les pores et bloque les échanges. Dans ce cas, seul le dessous de la roche conservera la capacité épuratrice.

Ce que l'on demande aux roches alternatives:

Porosité correcte.

Neutralité, durabilité.

Bon rapport poids/prix.

Protection du milieu naturel.

Amalgame de morceaux coralliens avec liant ciment.

Porosité limitée à la structure des granulats avec échanges difficiles.

Roche un peu fragile.

Porosité importante et variée.

Réseau de fissures et cavités jusqu'au coeur de la roche.

Très bonne neutralité et durabilité.

Porosité importante et variée orientée dans le sens de la longueur.

Peau un peu plus fermée en surface pour garantir un effet anaérobie à coeur.

Très bonne neutralité et durabilité.

On peut constater, qu'avec une porosité et une qualité de structure équivalentes à celle de bonnes roches d'Indonésie, les roches aquaroche de culture sont, à poids égal 18 à 40 % plus volumineuses (pesées à l'état humide)

Dans le cas d'un décor construit avec des aquaroches neuves sèches, celles-ci sont 50 à 80 % plus volumineuses que l'équivalent en poids en roches d'Indonésie.(ex : pierre vivante 1 kg = 0.67 litre et aquaroche eco reef plate sèche 1 kg = 1.20 litre)

Mise en colonisation des roches aquaroches.

Aquaroche et les pierres vivantes

Voir également production de pierres vivantes