Dans cet article, je vais vous présenter le siphon cloche 🔔 (ou siphon automatique), un petit outil très pratique à mettre en place afin d’automatiser les marées sur votre système à lit de culture (media bed). Il va permettre à votre bac de culture de se remplir jusqu’à un niveau déterminé puis de se vider automatiquement.
Sommaire :
Les avantages du siphon cloche en aquaponie
Le siphon cloche est un élément indispensable de votre système à lit de culture avec marée. Je vous présente ci-dessous ses principaux avantages : 👇
- Économie d’énergie : Le fonctionnement du siphon-cloche est entièrement mécanique et automatique grâce à l’effet Venturi et à la gravité. C’est donc sans pompe supplémentaire et sans minuterie⏱️ que tout fonctionne.
- Meilleure oxygénation : Le cycle des marées crée une alternance de phase humide et sèche dans votre substrat. Par ailleurs, à chaque marée, l’air est aspiré dans votre substrat, ce qui favorise en bonne oxygénation🫧 des racines🫚 et du substrat !
- Moins de risque de stagnation : En permettant une vidange du bac de culture, le siphon cloche empêche les zones de stagnation, réduisant ainsi les risques de développement de bactéries nuisibles, de moisissures ou d’anaérobie.
🧑🌾 L’avis de Robin : J’ajoute que dans le système à lit de culture, le substrat joue le rôle de biofiltre. Une bonne oxygénation et une bonne circulation de l’eau dynamisent donc la colonisation de vos bactéries nitrifiantes, essentielles au cycle de nitrification.
📌Pour résumer, le siphon cloche permet d’automatiser le drainage de votre bac de culture tout en améliorant l’oxygénation des plantes et en optimisant la nitrification. Tout ça en minimisant votre consommation d’énergie🔋!
Matériel nécessaire pour fabriquer un siphon cloche
Pour cet article, j’ai choisi de vous partager le siphon cloche proposé par la FAO ⏩ document FAO
🔔Le siphon cloche de la FAO est dimensionné pour un bac de culture d’environ 1-3 m², d’une hauteur de 30 cm et d’un débit de 200-500 L/H en fonction de la taille de votre bac de culture.
La hauteur maximum de votre marée est déterminée par la hauteur de votre tuyau de vidange. Dans ce modèle, le tuyau de vidange est placé à 22 cm de hauteur, cela signifie que votre marée se déclenchera à 22 cm.
Pour fabriquer un siphon cloche, vous avez besoin de 3 composants, en PVC de qualité alimentaire :
➡️La cloche🔔 : Placée au-dessus du tube de vidange, elle va permettre de créer l’effet Venturi et son phénomène d’aspiration.
Elle est bouchée au-dessus et ouverte en dessous, avec deux espaces rectangulaires, de 1 × 4 cm, situés en bas de la cloche, à 1,5 cm de haut sur les côtés opposés pour permettre à l’eau de passer.
On ajoute un trou de 1 cm de diamètre placé à 5 cm du bas de la cloche afin d’aider à casser le siphon lorsque le lit de culture est vidé en laissant passer l’air.
Elle fait 25 cm de hauteur et 7.5 cm de diamètre.
➡️Le tube de vidange : Par lequel l’eau s’écoule et s’évacue vers le bac de vidange. Il fait 22 cm de hauteur et 2.5 cm de diamètre avec une forme évasée ou en entonnoir à son sommet pour faciliter l’enclenchement de l’effet Venturi.
➡️Le protège substrat ou crépine : Placé au-dessus de la cloche, il est ouvert au-dessus comme en dessous, son rôle est d’empêcher le substrat de pénétrer dans le siphon cloche et de boucher le tuyau de vidange tout en laissant l’eau s’écouler librement. Il est percé de trous et de fentes d’un diamètre inférieur au substrat utilisé et fait 32 cm de hauteur et 11 cm de diamètre.
J’ajoute qu’il est recommandé d’inclure sur votre évacuation, deux coudes de 90°, placés en « S », afin de faciliter la rupture de votre siphon et son amorçage. 🤓
Au moment de la rupture, lorsque le débit de l’eau diminue, de l’air s’accumule dans le S et en remontant facilite la rupture du siphon. De la même manière, lors de l’amorçage, cette poche d’air va amplifier l’aspiration créée par l’effet Venturi.
Comprendre le fonctionnement du siphon cloche
Les différentes étapes du cycle d’un siphon cloche
Le fonctionnement du siphon cloche peut se résumer en quatre étapes :
Phase 1 : Le remplissage du bac de culture
L’eau s’accumule progressivement dans le bac de culture à l’aide de la pompe placée dans le réservoir des poissons.
Le niveau d’eau monte jusqu’au sommet du tube de vidange (standpipe en anglais 😉) mais tant que l’air est présent dans la cloche, l’eau s’écoule lentement par simple débordement gravitaire.
Phase 2 : Le déclenchement du siphon (Effet Venturi)
La chute rapide de l’eau dans le tube de vidange finit par provoquer un effet Venturi, générant une dépression sous la cloche.
Cette dépression aspire brusquement l’air restant sous la cloche, ce qui provoque le déclenchement du siphon.
Phase 3 : La vidange
Tant que l’eau afflue dans le tube de vidange plus vite qu’elle ne s’échappe, le siphon reste actif.
L’aspiration de l’eau continue jusqu’à ce que le niveau descende en dessous de l’entrée de la cloche du siphon.
Phase 4 : La rupture du siphon
Lorsque le niveau de l’eau est suffisamment descendu et a atteint les trous ou encoches à la base de la cloche, l’air entre à nouveau sous la cloche et annule la dépression, ce qui stoppe immédiatement l’effet siphon.
L’eau s’accumule à nouveau dans le bac et le cycle recommence.
La fabrication d’un siphon cloche
Pour cette étape, je vous renvoie à ma page dédié sur la fabrication maison du siphon cloche (sur le modèle de celui proposé par la FAO). ➡️Fabrication du siphon cloche DIY !
Installation et réglage du siphon cloche
Installation du siphon cloche
Pour l’installation du siphon cloche, il est important de le faire à vide, c’est-à-dire avant d’ajouter le substrat dans votre bac.
Sa position idéale est au centre 🎯 de votre bac et à l’opposé de votre arrivée d’eau afin d’assurer une bonne répartition de l’eau dans tout le bac et d’éviter les perturbations qui pourraient entraver le bon fonctionnement du siphon 🌀.
1️⃣Vous allez commencer par percer le fond de votre bac avec une scie à cloche pour y insérer votre tube de vidange. Pour assurer l’étanchéité autour du tube, je préconise l’utilisation d’un passe-paroi uniseal. Il est aussi possible d’y coller un joint et de mettre du silicone de qualité alimentaire pour empêcher les fuites, mais ça risque d’être moins durable.
2️⃣Une fois le tube de vidange fixé à votre bac, vous pouvez installer l’évacuation avec le double coude à 90° pour former un « S », cela aidera l’amorçage de votre siphon cloche.
3️⃣Ensuite, vous collez votre protège substrat autour de votre tuyau de vidange. Il est important de le coller avec une colle alimentaire pour qu’il ne bouge pas. Il devra supporter la pression du substrat.
4️⃣Enfin, vous posez votre cloche par-dessus votre tuyau de vidange. Elle doit être légèrement plus haute que votre tuyau de vidange pour obtenir un bon effet d’aspiration.
Réglages du siphon cloche
Pour le réglage du siphon, il y a plusieurs paramètres à ajuster afin de s’assurer le déclenchement du siphon cloche et son réamorçage :
➡️Le débit d’arrivée d’eau : Sur le système à lit de culture présenté par la FAO on conseille un débit entre 200 et 500 L par heure.
Un débit trop faible ne permettra pas au siphon de se déclencher et un débit trop fort va remuer votre substrat et abimer les racines de vos plantes. Pour éviter de rentrer dans des calculs, on préconise en général 3 à 4 marées par heure 😉.
➡️Le diamètre des tuyaux : Il a également son importance. Si vous dimensionnez votre système comme celui présenté au-dessus vous n’aurez pas de problème.
Si vous souhaitez personnaliser votre bac, je préconise de conserver les mêmes proportions pour le diamètre des tuyaux. C’est-à-dire que si votre tuyau de vidange a un diamètre de 3 cm, vous aurez besoin d’un diamètre minimum de 9 cm pour votre cloche. Le protège substrat doit être plus large que le diamètre de la cloche et idéalement suffisamment large pour laisser passer votre main afin de nettoyer ou effectuer une maintenance sur votre siphon 🛠️.
➡️La longueur des tuyaux : Elle doit être cohérente avec la profondeur de votre bac.
La hauteur du tuyau de vidange détermine la hauteur maximum de votre marée. Vous devez avoir une zone de substrat sec au-dessus (environ 5 cm) pour cultiver vos plantes et laisser quelques centimètres de vide pour avoir l’espace d’aménager votre substrat sans en renverser partout ! ▶️ Votre longueur de tuyau de vidange sera donc égale à votre hauteur de bac – 5 cm (de substrat sec) – (3 cm de vide).
La cloche sera un peu plus haute que votre tuyau de vidange et le protège substrat doit être plus haut que votre substrat pour l’empêcher de s’infiltrer dans la cloche.
➡️La prise d’air : Elle permet l’arrêt du siphon. Dans certaines configurations de siphon cloche, vous verrez un tuyau branché sur ce trou qui remonte à la surface.
📌La somme de ces renseignements devrait vous mettre sur la bonne voie 🛤️ pour aboutir à la fabrication de votre siphon cloche. Néanmoins, certains ajustements devront sans doute être effectués pour obtenir le meilleur résultat 💪. N’hésitez pas à faire des tests et à ajuster vos réglages.
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FAQ
Qu’est ce que le siphon cloche en aquaponie ?
C’est un dispositif automatique utilisé pour évacuer l’eau des bacs de culture. Il permet de créer des cycles de marée haute et basse sans pompe supplémentaire, favorisant ainsi l’oxygénation des racines.
Comment fonctionne un siphon cloche ?
Le siphon cloche fonctionne avec la gravité et l’effet Venturi. Lorsque l’eau atteint un niveau déterminé, le siphon se déclenche automatiquement, créant une dépression qui vide le bac. Une fois le niveau d’eau bas atteint, l’air pénètre dans la cloche, arrêtant ainsi l’effet de siphon.
Quelle taille de siphon cloche choisir ?
La taille du siphon cloche dépend du volume du bac de culture. En général :
Bac < 100 L : tube de vidange de diamètre 20 mm
Bac 100-300 L : tube de vidange de diamètre 25 mm
Bac > 300 L : tube de vidange de diamètre 32 mm ou plus
A quelle fréquence nettoyer un siphon cloche ?
Un nettoyage mensuel est recommandé pour éviter l’accumulation de débris dans la cloche et les tuyaux. Un entretien régulier permet un fonctionnement optimal.
Comment éviter les pannes de siphon
Les pannes fréquentes peuvent être dues à :
▶️Un débit d’eau insuffisant ne va pas déclencher le siphon.
▶️Une cloche mal dimensionnée ne va pas déclencher le siphon.
▶️Une mauvaise aération du siphon va gêner le réamorçage ou ne va pas vider complétement votre bac.
➡️Vérifiez que le débit de la pompe correspond à la taille du siphon, que les trous d’aération ne sont pas bouchés et que votre cloche est bien étanche par le dessus.
Le siphon cloche est-il adapté à tous les systèmes aquaponiques ?
Le siphon cloche est principalement utilisé dans les systèmes à lit de culture (media bed). Il n’est pas nécessaire pour les systèmes NFT ou à radeau flottant (DWC), qui fonctionnent avec des niveaux d’eau constants.
