Qu’est-ce qu’un filtre mécanique en aquaponie ?
Définition et rôle
Le filtre mécanique, généralement placé à la sortie du réservoir à poisson, permet de filtrer les grosses particules (déjections de poissons, résidus alimentaires, boues…) avant qu’elles n’encrassent le biofiltre ou le substrat du lit de culture. Son rôle est donc de préserver la qualité et la circulation de l’eau. Un bon filtre mécanique est important car il facilite énormément l’entretien du système. 🧹
Sommaire :
La différence entre filtration mécanique et biologique
Le filtre mécanique fonctionne par action mécanique, avec des barrières physiques. Il en existe différents (filtre par décantation gravitaire, filtre à tamis fixe ou rotatif, filtre avec substrat…). Il permet de réduire la charge organique du système en filtrant les grosses particules et agit comme un pré-nettoyage de l’eau 🧼.
Le filtre biologique, ou biofiltre, est composé de substrat et alimenté en oxygène afin de permettre le développement des bactéries nitrifiantes. Les déchets organiques non filtrés mécaniquement se décomposent en ammoniaque (NH₃), une substance toxique pour les poissons. Le rôle du biofiltre est de faciliter la conversion de l’ammoniaque en nutriments pour les plantes (nitrate).
En réalité, le filtre mécanique et le biofiltre sont complémentaires 🤝.
Seul, le biofiltre ne peut pas convertir la totalité des déjections des poissons et le système finit par être déséquilibré.
De la même manière, un simple filtre mécanique ne permet pas toujours la conversion de l’ammoniaque en nitrate. La synergie🔄️ entre les poissons🐟 et les plantes 🌱ne se fait pas.
Les différents types de filtres mécaniques en aquaponie
Le filtre radial
Le filtre radial ou « filtre à décantation radiale » est le système le plus commun chez les particuliers. C’est un dispositif de séparation des solides qui fonctionne sur le principe de la décantation gravitaire. Il est conçu pour ralentir le flux d’eau afin de permettre aux plus grosses particules de se déposer et d’être collectées tandis que l’eau continue son parcours vers le biofiltre.
✅Avantages du filtre radial :
- Élimination efficace des particules solides
- Amélioration de la qualité de l’eau et réduit l’encrassement du biofiltre
- Facile d’entretien
- Peu coûteux et simple à mettre en place
❌Inconvénients
- Ne filtre pas les particules fines
👆Sur le schéma ci-dessus, vous pouvez voir le filtre radial, situé juste après le réservoir à poisson. Le flux d’eau est ralenti par une cloche 🔔 en entrant dans le réservoir du filtre. Les particules plus lourdes décantent dans la cloche jusqu’à se déposer au fond du réservoir. Les boues sont ensuite évacuées manuellement via un robinet de purge placé au fond du réservoir.
L’eau nettoyée des grosses particules continue son chemin vers le biofiltre (ou le lit de culture) en passant par le tuyau d’évacuation situé en haut du filtre radial.
🧑🌾 L’avis de Robin : Il existe plusieurs manières de monter son filtre radial. On peut par exemple mettre le tuyau d’évacuation de l’eau sous cloche au lieu du tuyau d’arrivée (système semblable au filtre à vortex).
➡️Le débit de l’eau dans le filtre radial doit être de 1 à 1,5 fois le volume d’eau total du système par heure. Il ne doit pas être plus rapide, sans quoi les particules n’auront pas le temps de décanter. ⌛
➡️Le niveau d’eau du réservoir à poisson et du filtre radial doit être sensiblement le même pour éviter les débordements ou le manque d’eau et permettre une bonne décantation des solides.
➡️Pour le dimensionnement du filtre radial, on prend généralement un volume représentant 10-20% du volume d’eau du réservoir à poisson en fonction de la densité des poissons.
➡️Pour son entretien, on vide les boues régulièrement (1 fois par semaine ou moins selon la quantité de poissons du système).
🧑🌾 L’avis de Robin : Il est possible de conserver les boues issues des filtres mécaniques, car elles sont riches en nutriments 🤩. Elles pourront servir à fertiliser des sols, à nourrir des organismes utiles (vers 🪱, micro-organismes…) ou encore être minéralisées avant d’être réintroduites dans votre système pour nourrir vos plantes 👍
➡️En aquaponie, rien ne se perd, tout se transforme !
Le filtre à vortex
Le filtre à vortex, ou filtre à tourbillon 🌀, est également un filtre qui fonctionne sur le principe de la décantation gravitaire avec l’aide de la force centrifuge. Le flux d’eau chargé en déchet est injecté dans le filtre à vortex avec un angle de 90° permettant un mouvement circulaire le long des parois du filtre.
La force centrifuge pousse les particules les plus lourdes à l’extérieur du tourbillon 🌪️ ce qui les fait ralentir et leur permet de se déposer au fond du filtre. Le tuyau de sortie de l’eau est situé en haut du filtre, comme sur le filtre radial, afin de ne permettre qu’à l’eau débarrassée de ses solides de continuer vers le biofiltre ou le système à lit de culture.
✅Avantages
- Élimination efficace des grosses particules
- Facile d’entretien grâce au robinet de purge au fond du réservoir
- Peu coûteux et simple à installer
- Amélioration de la qualité de l’eau
❌Inconvénients
- Capture moins bien les petites et moyennes particules.
👆Sur le schéma ci-dessus, vous pouvez observer le fonctionnement du filtre à vortex. Comme sur le filtre radial, il est possible de rajouter une cloche au centre du filtre pour accroitre le mouvement circulaire.
➡️Le débit de l’eau dans le filtre à vortex doit être de 1 à 2 fois le volume d’eau total du système par heure, il doit être suffisamment rapide pour permettre la création du vortex. 🌀
➡️Le niveau d’eau du filtre à vortex doit être légèrement plus bas afin d’assurer un bon écoulement gravitaire.
➡️Pour le dimensionnement du filtre à vortex , on prend généralement un volume représentant 20-30% du volume d’eau du réservoir à poisson.
➡️Pour son entretien, on vide les boues régulièrement (1 fois par semaine ou moins selon la quantité de poissons du système)
Le filtre à brosses fixes
Le filtre à brosse est composé de brosses en nylon ou en plastique rigide disposées dans un réservoir de filtration.
L’eau passe à travers les brosses qui retiennent les particules solides (déjections de poissons, restes de nourriture, racine…). Les brosses sont nettoyées régulièrement pour conserver l’efficacité du filtre.
✅Avantages
- Filtration efficace des grosses particules
- Coût d’installation et d’entretien faible
- Ne consomme pas d’énergie
- Peut servir de biofiltre également
❌Inconvénients
- Nécessite un entretien manuel fréquent
- Ne filtre pas les particules moyennes et fines
➡️Le débit de l’eau dans le filtre à brosse doit être idéalement de 1 à 1,5 fois le volume d’eau total du système par heure.
➡️Le niveau d’eau du filtre à brosse doit être légèrement plus bas afin d’assurer un bon écoulement gravitaire.
➡️Pour le dimensionnement du filtre à brosse, on prend généralement un volume représentant 20% du volume d’eau du réservoir à poisson.
➡️Pour son entretien, on nettoie les brosses régulièrement (1 fois par semaine ou plus selon la quantité de poissons du système)
🧑🌾 L’avis de Robin : Le filtre à brosse 🪥 reste simple à mettre en place, mais coûte un peu plus cher que le filtre radial ou à vortex. Par ailleurs, la nécessité du nettoyage fréquent le rend moins pratique que le système de purge présent sur les filtres à décantation gravitaire.
Le filtre à tamis fixe
Le filtre à tamis fixe est composé de blocs de mousse, de filets japonais ou de tout autre matériau filtrant qui vont retenir les particules, petites et grosses, en fonction de la densité des mailles choisies.
✅Avantages
- Filtre modulable grâce au choix du matériau filtrant et de la taille des mailles filtrantes
- Relativement simple à installer comme filtre principal ou filtre complémentaire
- Peut capter les grosses particules comme les petites en utilisant les mailles appropriées
❌Inconvénients
- Le débit doit être bien réglé pour conserver le pouvoir de rétention des mailles filtrantes et doit rester continu
- L’entretien du tamis doit être effectué régulièrement pour éviter l’accumulation des déchets et que cela n’affecte le débit du système
👆Sur le schéma au-dessus, l’eau entre à gauche, s’infiltre sous la paroi et passe à travers le premier tamis, puis le second… jusqu’au cinquième avant de ressortir nettoyée de ses déchets (grosses et fines particules).
Monter les filtres en série comme au-dessus permet de combiner plusieurs tailles de mailles, de la plus grande à la plus petite, pour une filtration complète. Il est également possible de superposer les couches de tamis filtrant si on ne veut qu’un compartiment.
L’avantage du filtre à tamis est qu’il est modulable par la taille et la qualité de filtration souhaitée. On peut aussi le placer sous une arrivée d’eau sans que son installation nécessite un réservoir dédié.
➡️Le débit de l’eau dans le filtre à tamis doit être idéalement de 1 à 2 fois le volume d’eau total du système par heure en fonction de la taille des mailles. Plus les mailles sont petites et plus le débit devra être modéré (1 à 1,5 fois le volume).
➡️Le niveau d’eau du filtre à tamis doit être légèrement plus bas afin d’assurer un bon écoulement gravitaire.
➡️Pour son entretien, on nettoie les tamis régulièrement (selon la taille des mailles et la densité des poissons, il peut être nécessaire de les nettoyer quotidiennement)
Le filtre à tambour
Le filtre à tambour 🥁est un filtre mécanique haut de gamme et automatique permettant la filtration de particules fines et en suspension. Il est souvent utilisé dans les grandes installations aquaponiques ou piscicoles, car il permet une filtration efficace sans nettoyage manuel fréquent. C’est également l’alternative la plus onéreuse 💰 pour la filtration mécanique.
Le filtre à tambour est constitué d’un cylindre recouvert d’un maillage très fin (30-200 microns).
L’eau circule à travers le cylindre et les particules restent piégées dans le filtre du tambour. Lorsque le système du filtre détecte une baisse de débit, un nettoyage se déclenche automatiquement avec des buses d’eau sous pression qui nettoient la grille et permettent l’évacuation des déchets vers un bac de récupération.
✅Avantages
- Filtration très fine (jusqu’à 30 microns)
- Automatisation complète incluant l’entretien du filtre
- Optimisation de la nitrification en réduisant complétement les matières organiques du système
- Gain de temps (peu d’entretien manuel)
- Économie d’eau avec le rinçage du filtre intégré au système
- Adapté aux systèmes à forte densité ou à vocation commerciale
❌Inconvénients
- Coût à l’achat élevé
- Maintenance technique nécessaire
- Dépendance à l’électricité
- Nécessite un dimensionnement précis du système pour que le filtre soit efficace.
👆Sur le schéma au dessus vous pouvez voir le filtre à tambour et ses buses de nettoyage haute pression.
🧑🌾 L’avis de Robin : Le filtre à tambour est certe un investissement, mais qui mérite d’être étudié dès lors que son système passe le cap d’une certaine taille. J’estime qu’à partir d’un volume de réservoir à poisson de 3 m³ avec une concentration moyenne de poisson de 25 kg/m3, le filtre à tambour peut devenir une option et mérite qu’on fasse le calcul.
Le filtre à substrat
Le filtre à substrat peut être utilisé avec les différents substrats vu précédemment comme la pouzzolane, le gravier, les billes de céramique, le sable, la mousse filtrante…
En fonction de la filtration désirée, le substrat choisi déterminera l’efficacité de la filtration et la fréquence d’entretien.
✅Avantages
- Filtration efficace des particules fines
- Peut-être combiné avec d’autres filtres mécaniques
❌Inconvénients
- Si le substrat est trop dense, il y a risque de colmatage rapide et donc de baisse du débit
- La fréquence de nettoyage est relativement élevée
👆Le filtre au-dessus est composé de plusieurs couches de substrat, au fond un substrat grossier composé de gravier, puis des substrats de plus en plus fins pour améliorer la filtration ➡️ pouzzolane, billes d’argiles, sable.
L’eau arrive au fond du réservoir et remonte à travers les différents substrats en se déchargeant de ses impuretés avant de se diriger vers le biofiltre ou le lit de culture.
🧑🌾 L’avis de Robin : On préconise souvent de placer un pré-filtre mécanique avant le filtre à substrat afin d’éviter un encrassement trop rapide du substrat et donc d’espacer les entretiens.
➡️Le débit de l’eau dans le filtre à substrat doit être idéalement de 1 à 1,5 fois le volume d’eau total du système par heure en fonction de la taille des mailles. Plus le substrat est fin et plus le débit devra être modéré (1 fois le volume d’eau).
➡️Le niveau d’eau du filtre à substrat doit être légèrement plus bas afin d’assurer un bon écoulement gravitaire.
➡️Pour le dimensionnement du filtre à substrat (sans pré-filtre), on prend généralement un volume représentant 30% du volume d’eau du réservoir à poisson.
➡️Pour son entretien, la fréquence dépend du/des substrats. Le sable va nécessiter un lavage régulièrement (toutes les semaines), alors que l’entretien d’un substrat plus grossier pourra être plus espacé (2 semaines, 1 mois…).
Comment choisir le bon filtre mécanique pour son système aquaponique ?
Les filtres mécaniques permettent de réduire l’encrassement de votre système. Vous pouvez combiner les différents types de filtre ou les monter en série pour une plus grande efficacité tant que cela n’affecte pas le débit de l’eau.
Le choix du filtre dépendra surtout de la taille de votre système et de la densité de poissons. Le plus important est de réussir à maintenir une eau propre dans laquelle la synergie aquaponique fonctionnera.
Je rajoute ci-dessous un petit récapitulatif des différents filtres disponibles👇
| Filtres | Taille des déchets éliminés | Fréquence d’entretien | Coût d’installation |
| Filtre à tambour | très fin | faible | élevé |
| Filtre à tamis fixe | moyen à fin | moyen à élevé | moyen |
| Filtre radial | grossier à moyen | moyen | bas |
| Filtre à vortex | grossier à moyen | moyen | bas |
| Filtre à brosse | grossier | moyen | moyen |
| Filtre à substrat | moyen à fin | faible à moyen | bas à moyen |
🧑🌾 L’avis de Robin : Pour ma part, sur les petits systèmes (réservoir à poisson inférieur à 1 m³) j’affectionne le filtre radial complété avec un petit filtre à tamis placé au-dessus du substrat du biofiltre et sous l’arrivée d’eau.
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FAQ
Qu’est-ce que la filtration mécanique en aquaponie ?
La filtration mécanique est un processus qui permet de retirer les particules solides en suspension dans l’eau (résidus de nourriture, déjections de poissons…).
Pourquoi la filtration mécanique est-elle importante dans un système aquaponique ?
La filtration mécanique est essentielle pour maintenir la clarté de l’eau et éviter de surcharger votre biofiltre. Votre système repose sur un équilibre dans lequel les poissons et les plantes vivent en symbiose dans l’eau. Une eau de bonne qualité est donc importante pour maintenir cet équilibre.
Quels types de filtres mécaniques existent pour l’aquaponie ?
Il existe différents types de filtres mécaniques ; le filtre radial, le filtre à tourbillon, le filtre à tambour, le filtre à tamis, le filtre à substrat, le filtre à brosse…
Les filtres mécaniques doivent-ils être dimensionnés selon la taille du système ?
Oui, la taille de votre système de filtration doit être cohérente avec la masse de poisson que vous avez et la charge organique produite. Un filtre trop petit par rapport à votre système sera insuffisant pour traiter votre eau et un filtre trop grand peut entrainer un gaspillage d’énergie.
Comment savoir si mon filtre mécanique fonctionne correctement ?
Votre eau doit rester limpide et claire. Si vous constatez une accumulation de saleté ou une eau trouble, cela peut être le signe que votre filtre fonctionne moins bien. Une baisse du débit d’eau peut également induire un colmatage de votre système de filtration.
