Le cycle de l’azote en aquarium expliqué

Quiconque démarre un aquarium l’entend très vite : « laissez d’abord votre bac cycler ». Derrière ce conseil se cache le cycle de l’azote : un processus invisible au cours duquel des bactéries transforment les déchets toxiques de vos poissons en substances bien moins nocives. Une fois ce cycle compris, on comprend aussi pourquoi les poissons tombent si souvent malades dans un nouveau bac, pourquoi on ne rince jamais son filtre sous le robinet et pourquoi les changements d’eau sont indispensables.

Le point de départ : l’ammoniaque

Les poissons rejettent la plus grande partie de leurs déchets sous forme d’ammoniac (NH₃), surtout par les branchies. L’ammoniac se forme aussi lorsque des restes de nourriture, des excréments, des plantes mortes ou un poisson mort se décomposent. Dans la nature, il est dilué dans un énorme volume d’eau ; dans un aquarium, il s’accumule.

L’ammoniac est toxique même en petite quantité : il abîme les branchies et la peau et perturbe la respiration. Dans l’eau, il est en équilibre avec l’ammonium (NH₄⁺), bien moins toxique. Plus le pH et la température sont élevés, plus la part toxique est importante. À 25 °C, elle est d’environ 0,5 % à pH 7, mais de plus de 5 % à pH 8. Une même valeur de test est donc dix fois plus dangereuse dans un aquarium du Malawi ou marin que dans un bac à discus à l’eau douce et acide.

Étape 1 : de l’ammoniaque aux nitrites

Heureusement, certains micro-organismes vivent de l’ammoniaque. Des bactéries nitrifiantes comme Nitrosomonas, ainsi que des archées oxydant l’ammoniac, tirent leur énergie de la transformation de l’ammoniaque en nitrites (NO₂⁻). Elles ont besoin d’oxygène pour cela.

Les nitrites restent toutefois toxiques. Absorbés par les branchies, ils transforment l’hémoglobine du sang en méthémoglobine, qui ne peut plus transporter l’oxygène. Les poissons suffoquent alors en surface, même si l’eau contient assez d’oxygène. Les nitrites empruntent la même voie d’absorption que le chlorure ; chez les poissons d’eau douce, une petite dose de sel (chlorure) freine donc en partie leur absorption. C’est une mesure d’urgence, pas une solution.

Étape 2 : des nitrites aux nitrates

Un second groupe de bactéries transforme les nitrites en nitrates (NO₃⁻). On a longtemps cru que Nitrobacter jouait le rôle principal, mais la recherche montre que dans les filtres d’aquarium, ce travail est surtout assuré par Nitrospira. Certaines espèces de Nitrospira peuvent même réaliser les deux étapes à elles seules.

Les nitrates sont bien moins toxiques que l’ammoniaque et les nitrites, mais pas inoffensifs. Une concentration élevée affaiblit la résistance des poissons, freine la croissance des jeunes, nourrit les algues et nuit aux coraux et à de nombreux invertébrés. Valeurs indicatives :

Aquariums communautaires et du Malawi : moins de 25 mg/l, idéalement moins
Discus et autres espèces sensibles : moins de 10 à 20 mg/l
Aquariums récifaux : moins de 10 mg/l pour les coraux mous ; les coraux durs (SPS) se portent souvent le mieux entre 1 et 5 mg/l, mais pas à zéro

Éliminer les nitrates

Dans la plupart des aquariums, la transformation s’arrête aux nitrates. Ils continuent de s’accumuler jusqu’à ce que vous les éliminiez :

Les changements d’eau sont la méthode la plus simple et la plus importante : changer 20 à 30 % de l’eau chaque semaine maintient les nitrates bas.
Les plantes et les algues absorbent l’azote comme nutriment ; les plantes à croissance rapide et les plantes flottantes y excellent.
La dénitrification : dans les zones pauvres en oxygène – au cœur des pierres vivantes, dans un lit de sable épais ou dans un filtre dénitrateur –, d’autres bactéries transforment les nitrates en azote gazeux, qui s’échappe de l’eau. Le cycle est ainsi bouclé ; cela joue surtout un rôle en aquarium marin.

Où vivent ces bactéries ?

Pas dans l’eau, mais sous forme d’une fine couche (biofilm) sur toutes les surfaces : masses filtrantes, sol, pierres, décor et feuilles des plantes. Le filtre est l’endroit le plus important, car une eau riche en oxygène et chargée de déchets y circule en permanence au contact des bactéries. D’où quelques règles pratiques :

Ne rincez jamais les masses filtrantes sous le robinet : le chlore et la chloramine de l’eau du robinet tuent les bactéries. Rincez-les dans un seau d’eau de l’aquarium que vous changez de toute façon.
Ne remplacez jamais toutes les masses filtrantes en même temps, mais par étapes, sur plusieurs semaines.
N’arrêtez jamais le filtre plus de quelques heures. Sans courant riche en oxygène, les bactéries meurent, et à la remise en marche, les matières en décomposition sont rejetées dans l’aquarium.
Soyez prudent avec les médicaments, surtout les antibiotiques : ils peuvent aussi tuer les bactéries du filtre.

Faire cycler un nouvel aquarium

Un nouveau bac ne contient pas encore ces bactéries. Elles se multiplient lentement : même dans de bonnes conditions, leur nombre ne double qu’en un jour environ. Le cyclage prend donc généralement 4 à 6 semaines et suit toujours le même schéma :

L’ammoniaque augmente d’abord, alors qu’il n’y a presque pas encore de nitrites.
Après une ou deux semaines, l’ammoniaque diminue et les nitrites grimpent rapidement, souvent au-delà de ce que votre test peut mesurer.
Puis les nitrites diminuent à leur tour, tandis que les nitrates augmentent.
Lorsque l’ammoniaque et les nitrites restent à zéro pendant quelques jours alors que les nitrates continuent d’augmenter, le cycle est établi.

Cycler sans poissons

La méthode la plus respectueuse des animaux consiste à cycler sans poissons. Vous nourrissez vous-même les bactéries avec une source d’ammoniaque : une petite dose d’ammoniaque pure (jusqu’à environ 2 mg/l) ou un peu de nourriture que vous laissez se décomposer. Un activateur bactérien ou une poignée de masse filtrante provenant d’un aquarium sain accélère nettement le processus.

Le bac est prêt lorsqu’il transforme entièrement 2 mg/l d’ammoniaque en 24 heures, sans qu’il reste de nitrites. Changez alors une grande partie de l’eau pour faire baisser les nitrates accumulés, puis introduisez vos poissons progressivement : pas tous en même temps, car la population bactérienne doit grandir avec la quantité de déchets.

Ce qui aide le cyclage

Une température de 25 à 30 °C
Suffisamment d’oxygène et de brassage
Un pH supérieur à 7 et une dureté carbonatée (KH) suffisante : la nitrification consomme du KH, et avec un KH trop bas, le pH peut chuter brutalement, ce qui met les bactéries à l’arrêt
De la patience : ajouter plus d’ammoniaque n’accélère rien

Quand ça tourne mal

Un aquarium établi peut lui aussi perdre son équilibre : après l’ajout de trop de nouveaux poissons, un nettoyage trop poussé du filtre, une coupure de courant, un poisson mort passé inaperçu ou une suralimentation. Si vous mesurez de l’ammoniaque ou des nitrites, procédez ainsi :

Changez immédiatement 30 à 50 % de l’eau, avec une eau déchlorée à la même température.
Nourrissez peu ou pas du tout pendant quelques jours : moins de nourriture, c’est moins d’ammoniaque.
Vérifiez le filtre et retirez les animaux morts et les matières en décomposition.
Mesurez chaque jour et répétez le changement d’eau jusqu’à ce que l’ammoniaque et les nitrites reviennent à zéro.

Mesurer plutôt que deviner

Le cycle de l’azote est invisible : une eau cristalline peut être chargée d’ammoniaque ou de nitrites. Testez donc régulièrement l’ammoniaque/ammonium, les nitrites et les nitrates, surtout pendant le cyclage et les premiers mois. Les tests en gouttes sont plus précis que les bandelettes. Avec l’outil Paramètres d’eau de Yawar, vous enregistrez vos mesures et suivez l’évolution de chaque paramètre sur un graphique.

En résumé

Les poissons et la décomposition produisent de l’ammoniaque toxique.
Des bactéries la transforment en nitrites toxiques, puis en nitrates bien moins toxiques.
Ces bactéries vivent surtout dans votre filtre : traitez-le avec soin.
Un nouvel aquarium doit cycler 4 à 6 semaines avant d’accueillir des poissons.
Les nitrates s’éliminent par les changements d’eau, les plantes et – en eau de mer – la dénitrification.