Eclosoir distributeur automatique de nauplii d’artémias

Lancé dans la maintenance de suspensivores microphages, notamment d’invertébrés filtreurs, après le nourrissage automatique de plancton lyophilisé il me fallait proposer une nourriture vivante destinée à certaines espèces, dont quelques-unes  non symbiotiques. Taille des particules, facilité d’éclosion, faible mobilité… après quelques essais préalables, les nauplii d’artémies semblaient un bon choix pour ces animaux sessiles et piètres chasseurs. Ma constance étant très inégale, j’opte toujours, autant que possible, pour des systèmes automatisés. C’est ainsi que nait la réalisation de cet éclosoir automatique.

1. Cahier des charges

• Cycle de fonctionnement : Pour leurs élevages de nauplii, les aquariophiles utilisent généralement une bouteille inversée, brassée au moyen d’un bulleur. Cet éclosoir est alors alimenté quotidiennement en cystes. Les nauplii éclosent dans les 24 h, ils sont ensuite concentrés près d’une source lumineuse avant d’être siphonnés. Le principe est éprouvé, j’en conserve les quatre étapes dans le schéma ci-contre : dosage puis éclosion des cystes, concentration et prélèvement des nauplii.
• Autonomie 20 jours : mes absences imposent cet objectif. Aucune intervention, cela suppose plus qu’un simple programmateur journalier : un système automatisé et fiable. Le point crucial est d’évidence la distribution régulière de cystes dont la taille est particulièrement petite.
• Faible entretien : l’encrassement inhérent à l’éclosion des œufs et à l’accumulation de coquilles vides ou non écloses doit être faible et non polluant.
• Sécurité : si possible l’équipement est en courant continu 12 V.
• Connecté : pour son intégration dans un système de gestion d’aquarium.
• Coût : modéré, environ 100 €.

Je tiens à préciser qu’il n’est pas dans mes intentions de faire grossir des artémias dans ce réacteur, mais de les délivrer à leur premier stade après éclosion, alors qu’ils sont de petite taille de 0,5 à 0,7 mm.

2. Distributeur de nauplii

Les accessoires sont issus de tubes PVC et plaques PMMA collés et étanchés avec de la colle PVC ou cyanoacrylate. Les éléments critiques (fond …) étant assurés par des vis. Les matériaux sont usinés ou découpés manuellement.

2.1. Dosage des cystes

Il s’agit ici de doser et de distribuer de manière précise 1 ml/j d’œufs de diamètre 0,25 mm, conservés secs plusieurs jours au-dessus d’une ambiance chaude et humide, sans qu’ils se colmatent. Cette fonction, la plus délicate, a été finalement résolue tardivement. Après quelques modifications infructueuses, de divers distributeurs de nourriture du commerce, trop volumineux, imprécis, non étanches… j’ai opté pour un système inédit finalement simple. L’ensemble est constitué ainsi :

• Un moteur pas à pas, piloté au tour près. Le modèle bipolaire 35BYGHM302-07YK en 12 V s’avère plus fiable et plus puissant que d’autres à premiers prix. Un boitier de connexion électrique accueille le moteur et son module de pilotage relié au boitier de commande placé non loin.
• Une vis d’Archimède de modèle réduit Ø 12 mm, emmanchée sur l’arbre de sortie. Le dosage est paramétré à 25 tours pour 1 ml quotidien de cystes.
• Un corps parallélépipédique en PMMA fixé au boitier et transparent pour une meilleure observation. Il est percé d’un trou Ø 12,5 mm pour le passage de la vis, de deux cônes à 60° pour l’évacuation et la trémie, et d’un trou d’aération.
• Une mini trémie, ici une seringue découpée et fermée par un bouchon percé d’un évent, dont l’angle inférieur à 60° conditionne l’absence d’engorgement par les œufs.
• Une entrée d’air face à la vis, sur laquelle se connecte un filtre à charbon assurant le maintien des cystes à l’état sec.

2.2. Éclosoir

L’éclosoir, chauffé et oxygéné, fournit les conditions propres à l’éclosion et au maintien des larves. Les parois s’encrassent facilement de coquilles vides et d’œufs non éclos, elles doivent donc être verticales et sans aspérité. Il est impératif d’éliminer toute zone stagnante et de limiter le nombre d’équipements internes.

• Le corps de l’éclosoir en plexiglass transparent Ø 125 x 119 mm, de hauteur 450 mm est fermé par un couvercle percé pour l’introduction des cystes. Il contient la sonde, un tuyau d’aération et le concentrateur de nauplii.
• Le chauffage céramique 12 V – 10W – 110°C est maintenu par une patte métallique contre une plaque de diffusion en aluminium, sous le fond de l’éclosoir. La puissance permet d’entretenir une température de 25 à 28°C, sans risque de déformation du fond en PMMA de 4 mm. La sonde de température DS18B20 rendue étanche par adjonction de silicone, s’avère fiable au degré près.

Le brassage de l’eau de salinité S35, provenant du bac, est assuré par deux systèmes :

• Une pompe à air, nécessairement en 220 V pour mettre en mouvement la masse de 5 litres dans toute sa hauteur.
• Un agitateur magnétique empêche toute décantation des œufs au fond. Ce dernier, tronconique, recentre le barreau magnétique au démarrage. Le barreau est emmanché d’une gaine en PVC souple, limitant l’usure du fond en plastique. L’agitateur en partie basse est réalisé à partir d’un ventilateur de PC, surmonté de deux aimants de racloir à vitre. Les 4 vis de fixation permettent d’ajuster en hauteur le positionnement des champs magnétiques. Le programme assure une montée progressive de la tension d’alimentation jusqu’à environ 7 V, évitant tout décrochement du barreau au redémarrage.

2.3. Concentration des nauplii

Le concentrateur d’environ 400 ml est composé par :

• Un tube en PVC opaque de Ø 63 mm et de hauteur 150 mm, Au niveau de l’eau, le tube de sortie du concentrateur s’emmanche dans celui de l’éclosoir, facilitant son démontage et son nettoyage.
• Une ampoule LED 12 VCC jaune, noyée dans une résine époxy transparente et étanche emmanchée dans le couvercle, percé d’un évent., du concentrateur.

A une heure prédéterminée, le brassage et le chauffage s’arrêtent. La LED du concentrateur s’active alors 45 à 60 mn, les nauplii remontent en eau calme vers la source lumineuse et se rassemblent en surface près de la sortie.

2.4. Prélèvement des nauplii

Passé ce stade, une pompe à eau de 12 VCC et 300 l/h prélève l’eau du bac à alimenter et la rejette en partie haute de l’éclosoir. Archimède, encore lui, voit son principe des vases communicants vérifié : l’eau en excès s’échappe. Plus exactement, l’eau contenue dans le concentrateur retourne dans le bac, entrainant avec elle les nauplii éclos vers le bac à nourrir. La durée de pompage est paramétrée à 20 secondes, temps nécessaire pour évacuer le volume du concentrateur.
Le cycle recommence ensuite après l’extinction de l’éclairage et la remise en fonction du brassage et du chauffage.

3. Système de commande

3.1. Boitier de commande

Un boitier de connexions rassemble les composants électriques et les modules électroniques. Ces derniers, démontables, sont assemblés sur une plaque de connexion (shield) enfichable sur la carte du microcontrôleur. L’ensemble se compose de :

• L’alimentation 12 VCC dessert le microcontrôleur et les équipement 12V. Le courant 5 ampères de cette alimentation permet le chauffage. L’objectif d’un équipement exclusivement en 12V n’a malheureusement pu être atteint en l’absence de modèle de pompe à air suffisamment puissant.
• Deux régulateurs LM2596 abaissent cette tension à 5V (commandes de relais et accessoire) et 3.3 V pour un module Wifi.
• Un microcontrôleur Arduino. Le modèle UNO suffit pour les fonctions principales. Le modèle Mega2560 proposant plus de mémoire et plus d’entrées/sorties est finalement utilisé. En cas de coupure, les paramètres sont mémorisés dans l’EEPROM du processeur.
• Un encodeur rotatif à poussoir et un afficheur LCD 2 x 16, de faibles coûts, assurent l’interface homme-machine. L’aquariophile peut ainsi ajuster le temps, les paramètres du programme et des modes manuels.
• Une résistance 4,7 kΩ associée à la sonde de température.
• Une diode LED 12 V incluse dans une résine époxy, de signalement de chauffe.
• Un module horloge RTC DS3231 i2C assure la conservation de l’heure même en cas d’arrêt.
• Un module moteur ULN2003 dédié à la variation de vitesse de l’agitateur magnétique.
• Un module moteur L293D de pilotage du moteur pas à pas bipolaire.
• 4 relais pour la pompe à air, la pompe à eau du prélèvement des nauplii, le chauffage et l’éclairage.
• Un module Wifi ESP8266-01, optionnel, pour intégrer l’éclosoir dans un système communicant plus global. Il assure la connexion à un serveur de temps UTC ainsi que le pilotage via un Smartphone ou une tablette. L’App. Virtuino permet très aisément de personnaliser l’écran d’interface et les communications sans fil sur appareil Android.

3.2. Programme

Ce n’est pas l’objet de détailler ici le programme d’un millier de lignes qui gère les séquences, le chauffage, les moteurs, l’éclairage, les connexions internet… . Bien que performant, il ne nécessite que des connaissances basiques. Les novices, comme moi qui ai découvert le langage Arduino 6 mois plus tôt, disposent de bibliothèques conçues par des experts, des sous programmes open source facilement exploitables.

4. Tests et fonctionnement 

Ce distributeur a délivré durant une année des nauplies à un petit aquarium de 200 litres dans lequel j’observais des invertébrés divers, filtreurs (gorgones non symbiotiques, bivalves, tuniciers, scleronephthya…). Vidéo à l’appui, certains d’entre eux profitaient manifestement de cette manne tombée régulière.

Le concept s’avère fiable, déjà à ce stade de prototype. Le système de stockage et de transfert des cystes n’a pas posé de problème particulier, sans bourrage, ni colmatage.

Les distributions, et donc la concentration des nauplies, ayant lieu le soir, je n’ai pas trouvé la nécessité d’isoler le corps du réacteur de la lumière du jour.

5. Objectifs atteints ?

Le bricolage permet parfois de mettre en œuvre des solutions quand le commerce n’en propose aucune, mais répond-il aux attentes ?

Pour une centaine d’Euro, deux mois d’utilisation sans intervention et un seul nettoyage démontrent que ce dispositif, totalement paramétrable, fonctionne plutôt bien. La pompe à eau est mise en fonction durant une heure toutes les semaines pour assurer un renouvellement de l’eau et l’évacuation des coquilles vides, vers l’aquarium, sans effet néfaste apparent pour ce dernier. Le nettoyage mensuel éventuellement complété d’une désinfection à l’eau de javel, permet de prévenir une contamination.

Le taux d’éclosion est satisfaisant (photo). Il suffit de constater comment les deux gorgones azooxanthellées ouvrent maintenant régulièrement leurs polypes au contact des petites proies vivantes, pour espérer une efficacité nutritionnelle.

Un tel distributeur pourrait servir à d’autres élevages de proies vivantes. Le principe du doseur, quant à lui, peut convenir pour un distributeur automatique de tous types de nourritures granulées de moyenne à petite taille pour poissons planctonivores ou encore à l’approvisionnement régulier de levures lyophilisées pour l’élevage de rotifères.

Cet équipement prototype, avec ses imperfections, servira-t-il de tremplin pour des dispositifs plus élaborés ? Bricoleurs imaginatifs… à vos outils !

Article paru dans une précédente version dans ZebrasO’mag n°45 mai 2018.

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