1. Les rayons ultraviolets (UV)

Les avantages du traitement par rayonnement UV sont connus. Pour mémoire, le soleil émet 5 % de son rayonnement sous forme d’ondes UV (les ultraviolets) plus courtes que la lumière violette du spectre visible. Les rayons UV de 390 à 100 nm, se déclinent en UV-A (400-315 nm), UV-B (315-280 nm) et UV-C (280-100 nm). La couche d’ozone laisse passer essentiellement des UV-A et une petite proportion d’UV-B. S’ils sont nécessaires en petite quantité pour l’homme, ils sont dommageables en exposition prolongée, et l’humain doit s’en protéger avec des lunettes, des crèmes protectrices… Plus la longueur d’onde du rayonnement UV est courte, plus elle a d’énergie, et plus elle est dangereuse pour les organismes, c’est dire que les UV-C sont très dangereux. Leur usage impose de s’en préserver par tout moyen.

2. Résistance des microorganismes marins

Les UV-C agissent sur les acides nucléiques (ADN/ARN) de la plupart des cellules (bactéries, virus, protozoaires…). Ils endommagent le matériel génétique des microorganismes les empêchant de se reproduire et/ou d’assurer une partie de leur fonction métabolique. On parle d’inactivation du microorganisme. L’UV-C détruit les microorganismes avec un pic d’efficacité vers 257 nm, longueur d’onde des lampes destinées à la stérilisation.

Bien que naturellement non exposés aux UV-C et donc sans défense naturelle, les microorganismes marins résistent plus ou moins selon leurs mécanismes de réparation de l’ADN, de la production de pigments protecteurs, de leurs structures protectrices et de leur production d’antioxydants.

Les virus, les bactéries pathogènes communes et certains champignons sont plus vulnérables. Les microorganismes tels que les dinoflagellés, ostracode, nématodes ont une résistance à peine meilleure. Les mécanismes de protection (exosquelettes, pigments protecteurs) et de réparation de la méiofaune benthique (amphipodes, copépodes…), bien que plus performants, n’assurent apparemment pas une résistance suffisante pour les protéger complètement contre une exposition à peine plus intense.

2.1. Dose d’inactivation

Les dinoflagellés peuvent éprouver des difficultés à se reproduire lorsqu’ils sont exposés à une dose de rayons UV suffisamment élevée pour causer des dommages et inhiber la reproduction, mais pas au point de provoquer leur mort immédiate. Cette dose non létale est dite d’inactivation. Cela peut se manifester par une réduction du taux de division cellulaire, des anomalies dans le processus de mitose, ou des mutations qui inhibent leur capacité à produire des descendants viables.

L’effet exact dépend de plusieurs facteurs, tels que l’espèce du dinoflagellé, la durée d’exposition, l’intensité des UV, et la capacité des cellules à à réparer les dommages causés par les UV-C. Cependant ce dosage peut ne pas être totalement efficace pour plusieurs raisons :

• Effet limité : L’irradiation UV à une dose non létale peut inhiber la reproduction de certains dinoflagellés, mais elle ne les tue pas directement. Cela signifie que les dinoflagellés irradiés peuvent survivre et, dans certains cas, récupérer avec le temps, ce qui limiterait l’efficacité de la méthode pour réduire leur population de manière significative.
• Réparation de l’ADN : Certaines espèces de dinoflagellés ont des mécanismes de réparation de l’ADN assez robustes, ce qui pourrait leur permettre de se remettre des dommages causés par l’exposition aux UV et de recommencer à se reproduire.
• Hétérogénéité de l’exposition : Il est difficile de garantir que tous les dinoflagellés reçoivent une dose uniforme de rayons UV. Certains peuvent être exposés à des doses insuffisantes pour affecter leur reproduction, tandis que d’autres peuvent être surexposés, ce qui complique la gestion de leur population.

Je n’ai pas trouvé d’étude spécifique sur la dose d’inactivation des dinoflagellés. Elle pourrait être de l’odre de 10 J/m² maximum.

Dose létale

La quantité d’énergie UV-C nécessaire pour tuer, dépend du type de microorganisme. Il existe peu de données exploitables en aquariophilie marine. On pourra retenir les approximations les doses suivantes :

• Champignons, bactéries : 10 à 200 J/m². La règlementation française impose 205 J/m² pour la potabilisation de l’eau.
• Virus : environ 50  J/m².
• Protozoaires : 50 à 200 J/m².
• Vers parasites, nématodes : 200 à 1000 J/m²
• Algues vertes, brunes : de 50 à 3000 J/m²

2.3.Effets secondaires

L’exposition aux UV pourrait affecter d’autres organismes présents dans l’environnement, en perturbant les écosystèmes aquatiques et en causant des dommages à des espèces non ciblées, y compris des micro-organismes bénéfiques.

L’usage montre que ces effets sont tolérables. Selon la méthode décrite, le déséquilibre bactérien n’affecte pas la dénitrification ni la résistance des coraux. La microfaune et méiofaune ne semble pas atteinte au point d’affecter son impact sur le fonctionnement de l’aquarium.

3. Objectifs et principes du "balai UV"

L’objectif initial est de traiter sous rayonnement UV-C, les dinoflagellés qui se regroupent au fond de l’aquarium, notamment sur le sable, au plus fort de l’éclairement dans la journée, tels que les genres Amphidinium, Prorocentrum et en partie Ostreopsis.

Le principe, initialement proposé et commenté par Moe Kayed dans le groupe Facebook Mack’s reef…Dinoflagellates support group! est d’exposer les organismes benthique à une lampe UV-C que l’on balaye sur le fond de l’aquarium, par étapes durant lesquelles on l’immobilise quelques secondes, et de répéter ce scénario sur toute la surface et plusieurs jours.

L’irradiation UV-C n’atteint pas les organismes enfouis. Ainsi, ce traitement n’assure pas d’éradiquer définitivement les cellules, mais s’il les réduit progressivement, ce n’est pas négligeable. Il a l’avantage de ne pas introduire de produits chimiques parfois contestables. Son usage superficiel et local ne devrait pas non-plus déstabiliser notablement la méiofaune benthique. La faune bactérienne non atteinte occupera vite de nouveau le terrain perdu.

4. Offre commerciale et DIY

Cet type d’équipement est proposé aux US par la société  3DReefing. Celle-ci peut maintenant livrer en Europe, pour un tarif très modique, en commandant sur sa page de commandes destinées à l’international, les accessoires : le boitier et l’extension. Pour obtenir le balai complet, il suffit de commander en VPC, pour une quinzaine d’euros, une lampe UV-C 11 ou 13 W, longueur 23 cm avec prise EU 230V (ci-contre) adaptable au boitier.

Le concepteur Moe Kayed propose une video du mode d’emploi ainsi que les fichiers pour impression 3D Sand Bed UV Sweeper by 3DReefing sous licence Creative Commons (non commerciale).

5. Réalisation DIY

Aucun équipement n’étant disponible au moment de mes tests sur le marché européen, j’ai bricolé le mien.

5.1. Choix de réalisation

Pour un volume de 1000 litres j’ai souhaité traiter la plus grande surface possible. L’encombrement doit cependant permettre d’accéder entre les éléments du décor. L’appareil doit être maniable, léger et permettre de s’approcher au plus près du décor, voire sous les roches.

Je soumets ici une version de mon prototype réalisé en partie avec de la tuyauterie PVC et quelques pièces en impression 3D. Le balai UV-C est constitué d’un carter d’encombrement de longueur 247  mm, largeur 70 mm et 37 mm de hauteur, et d’un manche, en deux parties emboitées de 400 mm, pouvant s’orienter selon le besoin.

5.2. Composants

Reconnaissant envers Moe Kayed, concepteur du système, pour sa communication, et respectueux de ses efforts de développement et de commercialisation, je me limiterai ici à la description de ma réalisation, sans fichier d’impression 3D.

Le PETG est préférable pour sa meilleure tenue aux UV (carter, embouts) et indispensable pour les éléments mécaniques sollicités (vis, écrou, serre-câble).

Composants du Balai UV

Composant	Couleur
Lampe UV-C :   pour traiter l’aquarium de 1000 litres, j’ai opté pour un modèle 13 W, 230 V, longueur 240 mm, étanche IP68. C’est un compromis entre surface traitée et encombrement pour passer entre le décor. Une lampe de 11, 9 ou 7 W pourra convenir pour un aquarium plus petit. L’efficacité sera la même, la surface traitée à chaque application seulement plus restreinte. Le câble 1,80 m, un peu court pour 63 cm de hauteur d’eau, avec prise EU est doté d’un interrupteur marche / arrêt. La durée de vie d’une lampe, de 3500 à 10000 heures n’est évidemment pas un point critique.
Carter : réalisé à partir d’un tube évacuation PVC 40 mm ép. 2 mm. Il est scié sur la longueur, ramolli au pistolet à air chaud, puis conformé en V pour s’insérer dans les deux flasques latéraux ci-dessous. J’ai préféré utiliser un tube PVC, facilement disponible et économique plutôt qu’une longue impression 3D.
Deux embouts : un (fichier Embout.STL) pour fermer un bout du carter. un fichier Embout-fil.STL avec une bride percée pour fixer la canne de maintien. Le carter est pincé et collé à la colle cyanoacrylate dans les rainures. Ils assurent le maintien de la lampe UV en position. Impression 3D : PETG, qualité 0,3 mm ; face pleine sur plateau ; sans support.
Carter alternatif : option remplaçant le carter et les embouts ci-dessus. Impression 3D : PETG, qualité 0,3 mm ; ouverture sur plateau ; sans support ; 9 h à 80 mm/s
Manchon : pour insérer le manche de maintien. Impression 3D : PETG ; qualité 0,3 mm ; ouverture sur plateau ; sans support.
Vis M8 de serrage : maintien le manche en position inclinée. Impression 3D : PETG ; qualité 0,3 mm ; tête de vis sur plateau ; sans support.
Ecrou M8 moleté. Impression 3D : PETG ; qualité 0,3 mm ; molette sur plateau ; sans support.
2 Manches de maintien un premier tube PVC électricité IRL diamètre 16×14 mm longueur 350 mm est emmanché et coulisse dans le second tube. un second tube PVC rond diamètre 18 x 16 mm longueur 400 mm (magasin de bricolage) lui-même bloqué (collé) dans le manchon.
3 fixe-câbles : pour le maintien du câble électrique Impression 3D : PETG ; qualité 0,3 mm ; sans support.
Joint plat élastomère : diamètre 24 x 8 mm ép. 1 mm. Placé entre la bride et le manchon il améliore le coefficient de frottement et maintien plus facilement le manche en position inclinée par un serrage modéré des vis et écrou en plastique. Un élastomère SBR ou mieux EPDM convient au contact d’eau de mer. On pourra également découper le joint dans une chambre à air en élastomère butyl qui convient tout autant.
Connecteur étanche IP68 : Afin d’augmenter la longueur du fil en amont de l’interrupteur en présence d’aquariums de grande hauteur. La référence LD12 ci-contre, pour câble électrique diamètre 3 à 6,5 mm, s’avère étanche à l’usage.

6. Mode d’emploi

6.1. Sécurité

Les UV-C présentent des risques particulièrement importants pour tout individu du monde vivant : humains, animaux et algues, même en utilisation occasionnelle. Il convient de respecter impérativement quelques règles.

• Ne jamais exposer les yeux. Ils sont particulièrement sensibles aux rayons UV. Une exposition de quelques secondes peut provoquer des affections temporaires : conjonctivite et photokératite douloureuse  Pour ce, utiliser, non pas des lunettes de soleil, même classe 4 ni UV400 qui ne filtrent pas suffisamment, mais des lunettes spécifiquement prévues contre les UV-C.
• Opérer en l’absence de toute autre personne ou animal de compagnie.
• Eviter les expositions à la lumière directe voire celle réfléchie. La peau est sensible une exposition légère peut provoquer un érythème, des rougeurs de type coup de soleil, et affecter le système immunitaire après des expositions répétées. Utiliser des vêtements couvrants (manches…).
• Eteindre la lampe avant déplacement.
• Appliquer la lampe totalement sur le fond avant son allumage.
• Ménager les poissons ainsi que toute la faune et la végétation non concernées par le traitement.

6.2. Durée d’exposition du balai sur chaque surface à traiter

Le mode de traitement UV-C peut prendre deux options :

• Désactiver la reproduction des dinoflagellés : la durée d’exposition est courte, la durée du traitement plus longue, présente un moindre risque de tuer la méiofaune.
• Tuer les dinoflagellés : la durée d’exposition plus longue dans un traitement plus court permet d’assurer plus rapidement une forte mortalité au risque de tuer une partie de la méiofaune.

6.2.1 Durée de désactivation des dinoflagellés

Selon les retours d’aquariophiles, une exposition de l’ordre de 10 à 20 secondes avec des lampes bon marché, permettrait d’atteindre l’objectif de désactivation/stérilisation des cellules. Les dinofflagellés atteints n’étant pas en mesure de se reproduire dans les jours qui suivent, leur poulation diminue au fil du temps. Un balayage régulier, très lent de la lampe au dessus du sable semble suffire pour éradiquer l’invasion en moins d’un mois.

6.2.2 Durée d’exposition létale

6.2.2.1. Durée létale théorique

Les microorganismes marins ne peuvent mourir qu’après une exposition à une dose létale d’irradiation UV-C. Cette dernière dépend de la radiation inhérente au matériel et de la durée que l’on doit adapter en conséquence. Passons en revue les divers paramètres en jeu avec la lampe UV 13 W décrite ci-dessus comme exemple.

• Puissance lumineuse (W) émise par la lampe. Elle dépend de deux facteurs :
  • Rendement lumineux de la lampe. Environ 30 % de la puissance électrique est transformée en lumière. Ainsi une lampe de 13 W électrique délivre 13 x 0,30 = 3,9 W de lumière.
  • Proportion de lumière utilisée : le tube illumine sur 360° mais n’éclaire directement que suivant un angle de 110° permis par le carter, soit 30 % de l’éclairement total.

  Ainsi, du tube UV-C de 13 W nous exploitons une puissance lumineuse de 13 W x 0,30 x 0.30 = 3,9 x 0,30 = 1,17 W.

• Irradiation atténuée (I) : elle dépend de la puissance lumineuse répartie sur la surface éclairée, atténuée par la transparence de l’eau.
  • Surface éclairée :
    La lumière directe issue du tube UV-C, sur une longueur de 15 cm, couvre une largeur de 5 cm soit une surface de 15 x 5 cm soit 0,0075 m² .
  • Irradiation initiale : (I₀) est 1,17 W / 0,0075 m² = 156 W/m².
  • Atténuation
    L’irradiation (I_x) atténuée du faisceau initial (I₀) à la distance (x) peut s’évaluer par la loi de Beer-Lambert (I_x)  = I₀.e^-kx .
    Le coefficient d’atténuation (k) pour une eau relativement cristalline est de l’ordre de 0,2 cm⁻¹ (20 m⁻¹).
    La distance (x) de la source de lumière à l’organisme avec cet équipement est en moyenne 1,7 cm (0,017 m).

  Dans notre cas, l’irradiation atténuée est donc (I_1,7 cm) = 156 x e^-0.2×1,7 = 156 x 0,71 = 111 W/m².

• Dose létale (D) : Elle est le produit de l’irradiation par la durée d’exposition. L’effet létal peut donc être obtenu par une irradiation faible et longue ou plus forte et courte. Concernant les dinoflagellés dont la biomasse est nettement supérieure à une bactérie, la liste citée auparavant permet de viser une dose létale cible 1000 J/m^2.
• Temps d’exposition létal (t) : la durée d’exposition minimale pour atteindre la dose d’irradiation létale dépend de la dose létale divisée par l’irradiation. Le temps d’exposition en secondes est t (s) = D​ (J/m²) / I(x) W/m².
  Soit dans notre cas pour des dinoflagellés t = 1000 J/m² / 111 W/m² = 9 s.
  Des temporisations de dix secondes devraient théoriquement suffire. Il s’agit là d’une approximation.

6.2.2.2. Vérification pratique de la durée d’exposition létale

Les premières observations au microscope ont déterminé qu’une exposition de 10 à 20 secondes n’affecte en rien les dinoflagellés à court terme. Les caractéristiques de la lampe seraient-elles erronées, ou bien les dinoflagellés plus résistants ?

La durée létale a donc été déterminée expérimentalement au microscope après plusieurs durées d’exposition. Le prélèvement liquide déposé sur la lamelle du microscope a été irradié hors eau, en trois endroits du tube : au milieu (A), en position intermédaire (B) et en bordure du tube UV-C (C). Le taux de mortalité a été évalué approximativement sur plusieurs tests reproduits.

La figure montre qu’une durée d’exposition de 2 minutes est finalement nécessaire pour garantir un taux de mortalité de 90 % mini en tous points du tube. J’ai pu noter qu’à cette exposition, des organismes plus gros tels que des nématodes et ostracodes sont restés en vie.

Après exposition de 2 minutes au point B, l’observation au microscope dévoile que les cellules sont devenues inertes à plus de 95%.

6.3. Fréquence du traitement

Contrairement à un traitement biocide tel que le chlore, l’UV n’a pas d’effet de rémanence. C’est à dire que si le matériel génétique du microorganisme est peu endommagé, il aura la capacité de le réparer et alors se multiplier à nouveau. D’où l’intérêt de respecter une durée d’exposition suffisante (selon le choix de désactiver ou de tuer les dinoflagellés) plutôt que plusieurs trop courtes qui resteront sans effet.
Par ailleurs les microorganismes non directement éclairés, protégés par des grains de sable, ne sont pas exterminés. Tous les organismes visés ne seront donc pas atteints. Il faut renouveler le traitement plusieurs fois selon le niveau d’infestation.

7. Test sur les dinoflagellés

Le dinoflagellé du genre Prorocentrum a la particularité de se regrouper sur le fond du bac (sur le sable, mais pas dans le sable). Les regroupements forment alors des taches sombres très visibles. Prorocentrum sp. est un bon candidat pour ce type de traitement. Les observations au microscope dévoilent également sur le sol une forte quantité de cellules d’Ostréopsis sp.

7.1. Le matériel

Le modèle 13 W s’avère nécessaire pour traiter la surface d’une cuve de 1000 litres. Une lampe à deux tubes pourrait être envisagée. Les manœuvres autour du décor aéré ne sont pas toujours faciles, mais possibles. La forme du carter en V permet de bien s’en approcher. La longueur du fil est un peu courte pour un aquarium de 63 cm de hauteur d’eau. J’ai ajouté une rallonge avec connexion IP68. La canne de maintien emmanchée et l’articulation s’avèrent pratique. Le carter couvre bien le sol sableux de telle sorte qu’il n’en sort aucun rayon. Associé à l’interrupteur, le risque d’exposition aux radiations UV-C s’avère finalement très faible. Cela ne doit pas altérer notre vigilance.

7.2. Utilisation

S’assurer que l’installation électrique est aux normes et dispose notamment de sécurité indispensable pour protéger l’humain (interrupteur différentiel).

1. Opérer au plus fort du développement des dinoflagellés, c’est à dire en milieu d’aprés midi, avant que la lumière décline.
2. Avant de procéder à la désinfection du sol, évacuer les dinoflagellés des supports, avec une pompe. Procéder de manière inverse contribuerait à recoloniser le sol trop rapidement.
3. Appliquer la lampe sur les taches et l’allumer :
   • durant 20 secondes pour les désactiver (non testé)
   • durant 2 minutes minimum pour tuer un maximum de dinoflagellés

   puis l’éteindre. Dans la pratique, j’ai fréquemment réglé le minuteur à 5 minutes. Les taches de dinoflagellés ternissent après traitement. Dans mon cas la couleur vire de marron rougeâtre à brun mat.

4. Progresser ainsi :
• balayer lentement pour désactiver les dinoflagellés.
• par étapes pour les tuer.
5. Renouveler le traitement plusieurs jours et dès l’apparition d’ilots. Les dinoflagellés reviennent mais beaucoup plus lentement et bien moins nombreux.
6. Verifier l’éfficacité du traitement au microscope. Il faut compter environ 1 mois pour une quasi éradication d’un aquarium bien envahi.

7.3. Efficacité

• Un traitement journalier durant une semaine a permis de réduire très notablement les tâches de dinoflagellés. Les jours qui suivent révèlent quelques réaparitions vite maitrisées. Les traitements deviennent plus brefs et bien moins fréquents.
• Contre toute attente, après 10 jours je constate également une nette régression des Ostreopsis sur les roches. Les filaments longs et bulleux ont quasi disparu. Les séances de tempête avec la pompe sur le décor soulèvent bien moins de résidus. Le décor devient plus clair ou recouvert par des algues vertes enfin visibles. Ce phénomène a également été relaté par des utilisateurs aux US.
• Je n’ai pas constaté d’évolution des NO3 et PO4. L’activité bactérienne n’a pas dû évoluer notablement.
• Le redox a augmenté progressivement depuis le début du traitement passant en 10 jours de 250 mV à 380 mV. Signe d’une réduction des déchets, semble-t-il en liaison avec la réduction des cellules en décomposition de dinoflagellés.
• Après 10 jours, je constate une nette reprise des coraux en meilleure santé : les LPS se gonflent mieux, les tissus de ceux maltraités lors des traitements antérieurs se reconstruisent, ils retrouvent leurs couleurs. Les polypes des SPS s’ouvrent plus facilement, je constate un front de croissance et des polypes terminaux naissants.
• De même que les chirurgiens Acanthurus leucosternon, Zebrazoma desjardini et Z. scopas se remettent à brouter les algues du décor.
• …
• Après une absence de 10 jours, j’ai pu constater à mon retour une forte recrudescence des dinoflageléls sur le sable et le décor. Ce, malgré l’ajout régulier de bactéries.
• La reprise du traitement UV-C a vite permis de retrouver une situation gérable. En complément, la culture de bactéries selon l’article Cultiver des bactéries pour aquarium récifal, introduites massivement s’est soldée par la quasi éradication des dinoflagellés sur le sable et les décors, comme jamais depuis 1 an.

D’après mes lectures, les retours d’utilisateurs du balai UV aux US, dans des conditions similaires, semblent plus optimistes, avec une éradication en seulement 3 semaines. Je ne sais quoi en penser. Même si la bataille n’est jamais acquise, le seul fait de passer régulièrement le balai UV, associé aux bactéries, a redonné à mon aquarium un aspect que je n’avais pas connu depuis logntemps et l’espoir de pouvoir enfin revivre les plaisirs de l’aquariophilie récifale.

En savoir plus

• Résistance de différents micro-organismes aux UV-C (254 NM)

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On a beaucoup dit ou écrit sur les dinoflagellés. Les espèces susceptibles d’envahir un aquarium récifal sont diverses et leur éradication a pu parfois être menée sans trop de difficulté, rapidement et avec de seuls moyens biologiques, que nous engageons chacun à privilégier.

Pour autant, ces organismes, si petits soient-ils, et plus fréquemment qu’on le pense, envahissent parfois l’aquarium au point que les méthodes classiques s’avèrent inefficaces sur le long terme. L’article Eliminer les dinoflagellés en aquarium récifal permet de mieux appréhender ces organismes et définit les différents moyens habituellement mis en œuvre. L’eau oxygénée en est un. J’ai voulu l’expérimenter dans ses retranchements.

1. Risques liés à l’utilisation de H₂O₂ en aquarium communautaire

Est il besoin d’alerter sur le fait que l’usage du peroxyde d’hydrogene H₂O₂ n’est pas d’usage courant en aquariophilie, et qu’il présente des risques pour l’aquarium, ses habitants et l’aquariophile lui-même. Je vous conseille de lire l’article Peroxyde d’hydrogène H₂O₂ en aquariophilie récifale avant d’aller plus loin.

Non H₂O₂ ne tue pas tout ! Le corail étant un peu plus résistant à l’eau oxygénée que les dinoflagellés, il existe une petite marge exploitable pour leur lutte. L’eau oxygénée est un moyen d’action ulttime, quand tout ce qui est possible est resté sans succès, lorsque les options biologiques sont sans effet, que l’on a beaucoup perdu et que l’on atteind un niveau de désespoir proche de l’abandon.

Le risque majeur est de perdre les organismes les plus sensibles qui focalisent notre maintenance : les invertébrés et notamment les coraux.

Les coraux réagissent aux stress environnants.

• Ils sont en mesure de produire une activité antioxydante et de l’augmenter en présence de stress oxydatifs.
• A contrario ils peuvent également produire H₂O₂ en réaction à des agressions diverses (parasites, algues allélopathiques…).

On retiendra que la présence de peroxyde d’hydrogène n’est pas étrangère au corail. Ce produit chimique fait partie de son arsenal biochimique naturel. Il sait le gérer en partie et présente un certain niveau de résistance. Cet aspect permet d’ailleurs aux aquariophiles de traiter leurs boutures contre les parasites et algues, en bain concentrés et brefs.

La résistance du corail reste toutefois limitée. Au-delà d’un certain seuil de stress oxydatif lié à la concentration et la durée d’exposition, on peut constater un blanchissement des coraux, leur affaiblissement, un déséquilibre microbiologique et des dommages aux tissus entraînant des nécroses les tissus coralliens se dégradent de manière parfois irréversible pouvant conduire à sa mort.

D’autres organismes sont affectés

Même si les tests préliminaires permettent d’envisager une plage de concentration acceptable pour de nombreux organismes, il est probable que des bactéries (non détectables au microscope) sont affectées. Les cycles de l’azote, du phosphore sont alors déstabilisés. Le microbiome hébergé par le corail est potentiellement affecté.

2. Observations préalables

Aucun aquariophile ne souhaite s’engager dans un traitement chimique et ce, d’autant plus qu’il n’existe aucun retour sur l’utilisation du H₂O₂ très oxydant dans un aquarium hébergeant poissons et invertébrés. De nombreuses lectures ont orienté mes premiers tests en bains annexes. J’ai dû les recommencer plusieurs fois pour en vérifier la reproductibilité, la fiabilité et améliorer les méthodes.

2.2. Observations au microscope sur la résistance des dinoflagellés

Les observations sous microscope ont permis de quantifier les concentrations létales selon la durée d’exposition.

Pour une meilleure compréhension par les aquariophiles, tout ce qui suit est exprimé en pourcentage d’eau oxygénée 10 volumes (H₂O₂ 10V). Il s’agit d’eau oxygénée à concentration 3 %. Rien n’empêche d’utiliser une eau oxygénée ayant un pouvoir oxydant plus important : 30V (9%), 40V (12 %)… 130V (35 %). Par exemple, pour utiliser de l’eau oxygénée H₂O₂ 30V (9%) il suffit de diviser la dose préconisée H₂O₂10V par 3. Dose H₂O₂ 30V = dose H₂O₂ 10V / 3. Autrement dit, 30 ml H₂O₂ 10V = 10 ml H₂O₂ 30V

2.2.1. Méthode habituellement préconisée, inefficace

Le traitement à l’eau oxygénée habituellement proposé en aquariophilie est 2,7 ml H₂O₂ à 3% (10 Vol) par 100 litres par jour (1 ml / 10 gal) soit 0,0027 % H₂O₂ 10V. Il s’agit d’un très faible dosage qui ne présente pas de risque de manipulation et ne nuit pas aux organismes. Malheureusement les observations au microscope montrent que ce dosage est inefficace sur les dinoflagellés, quels qu’ils soient. En effet, on ne relève aucune mortalité. Il faut le considérer plutôt comme une simple contribution à l’assainissement général.

2.2.2. Tests de H₂O₂ sur des micro-volumes

Fort du constat ci-dessus, en l’absence d’informations, j’ai voulu savoir si des dosages plus concentrés pouvaient être efficaces sans nuire au fonctionnement du bac et à la santé des autres habitants. De longs mois j’ai observé au microscope, sur de petits volumes, la résistance des dinoflagellés (Procentrum et Ostreopsis) à des concentrations diverses d’eau oxygénée 10V. A ce stade, les observations sont liées à des conditions particuilières. Elles diffèreront des dosage en aquarium comme on le verra. Je les résumerais ainsi :

2.2.3. Observations en aquarium

Ces données ont permis des premiers tests grandeur nature dans des aquariums de volumes plus importants et peuplés d’une faune représentative…

Les effets s’avèrent moins importants sur les dinos en aquarium que dans les petits volumes de test. Cela peut s’expliquer par le fait que la biomasse dans un aquarium est proportionnellement plus importante. Elle mobilise le peroxyde d’hydrogène qui atteint moins les dinoflagellés, lesquels ne représentant qu’une infime partie de cette biomasse. D’autre part les dinoflagellés, agglomérés en mucilages sont mieux protégés de l’eau oxygénée. Cet aspect soulève l’importance de bien brasser dans tous les recoins lors du traitement.

Ce tableau révèle que la meilleure chance d’éradiquer les dinoflagellés directement en aquarium au taux 0,15 % s’avère risquée pour une partie des coraux. Le taux de 0,10 % semble plus raisonable, à moindres risques dans les conditions du protocole qui suit.

3. Traitement de l’aquarium

1.2.1. Objectifs et naissance de la méthode

Ce protocole de traitement a pour objectif de tuer les dinoflagellés, quels qu’ils soient, sans nuire à la majorité des autres organismes de l’aquarium, ni à son fonctionnement. Et tant mieux s’il peut permettre de s’affranchir d’autres traitements tels que l’usage de silicates, fastidieux, long, inesthétique, au effets inégaux et parfois décevants.
Le traitement a pour effet secondaire de faire régresser de nombreuses algues envahissantes sans toutefois agir à long terme sur les filamenteuses.

1.2.3. Situation avant traitement dans l’aquarium communautaire

Au moment de décider d’utiliser le peroxyde d’hydrogène à un taux inhabituel et relativement important, malgré 20 ans de récifal, j’étais confronté depuis 6 mois à un déséquilibre général du bac de 1000 litres. Une première dérive chimique lié à un taux de nitrates régulièrement bas, proche du zéro, et trop longtemps. Un déséquilibre biologique a suivi et s’est installé, même après avoir retrouvé des paramètres chimiques très satisfaisants à l’ICP. Ainsi se sont enchaînées des invasions de cyanobactéries, d’une succession d’épisodes de dinoflagellés avec Ostreopsis, puis Prorocentrum puis les deux.

Il va sans dire que j’ai tenté d’y remédier, biologiquement avec les brouteurs ; physiquement avec un entretien constant et épuisant. Si les black-out et l’UV ont permis de contenir Ostreopsis (sans l’éradiquer vraiment sur le long terme), Prorocentrum n’a jamais fléchi avec les traitements aux silicates. Le moindre relâchement se soldant par un retour au point de départ. J’ai béni mes choix de réaliser des décors et des coraux facilement démontables. Maigre consolation ! Les corvées de nettoyage, grattage avec les coraux dépérissant, même les plus vaillants, j’étais finalement sur le point d’abandonner ou de refaire le bac à zéro… sans garantie pour la suite, bien évidemment.

Durant cette période j’ai rempli une poubelle ménagère de squelettes de coraux qui alimenteront mont réacteur à calcaire. Perdu un Zebrasoma nigricans affaibli par le broutage répété d’Ostreopsis et finalement mort de Cryptocaryon, failli perdre un Acanthurus leucosternon pour la même raison. J’ai vu maigrir puis dépérir une holothurie. Je ne compte plus les tests d’oursins et les coquilles vides de gastéropodes divers. Rien à voir avec la pratique du récifal que souhaite un récifaliste normalement constitué.

J’ai profité de cette longue errance pour me documenter et tenter des solutions diverses parmi lesquelles H₂O₂. J’aspirait à trouver un moyen de traiter l’ensemble de l’aquarium en allégeant les corvées de tous ordres. Avant de connaitre les effets du traitement, j’aurais tendance à dire qu’une réfection totale de l’aquarium doit faire partie des solutions à envisager, rapide et à moindre cout, surtout concernant un bac de volume faible à moyen.

Vous l’avez compris, mes espoirs mis dans ce traitement H₂O₂ étaient alors ceux d’une dernière chance sans état d’âme avec le caractère chimique de la méthode.

1.2.4. Aspects importants du traitement H₂O₂

Compte tenu de ce qui est exposé, le traitement considère plusieurs aspects :

• Limiter le stress oxydatif à celui envisagé : traiter sous très faible lumière et stopper les matériels oxydants qui peuvent multiplier l’effet escompté du traitement (ozone, UV…).
• Durant le traitement isoler les coraux déjà stressés, affaiblis, dans un bain annexe.
• Isoler le refuge algal, les effets des dosages envisagés n’ayant pas été vérifiés sur les algues.

2. Protocole de traitement des dinoflagellés avec eau oxygénée H₂O₂ dans l’aquarium

L’eau oxygénée utilisée se présente sous de nombreuses formes. Il faut lire la composition exacte sur l’étiquette et sélectionner de l’eau oxygénée sans les additifs parfois ajoutés pour les besoins de la situation (pharmaceutique, cosmétique, algicides…).

Ce protocole est le fruit d’observations personnelles et du traitement de mon bac communautaire grandement infecté durant plusieurs mois par les dinoflagellés Ostreopsis et Prorocentrum. Il pourra évoluer selon d’autres observations.

2.1 Protocole

Ce descriptif de traitement avec H2O2 10 volumes (3%) a peu de recul. Il pourra évoluer selon d’autres observations.

1. Remettre à niveau les éléments de l’eau : le taux de phosphates, de nitrates et les oligoéléments essentiels au métabolisme, notamment ceux pour la formation et le développement des cellules des coraux (Cr, Co, Cu, Fe, Mn, Mo, Ni, V, Zn).
2. Procéder aux actions habituelles contre les dinoflagellés, exposées dans l’article Eliminer les dinoflagellés en aquarium récifal, notamment par brossage des pierres, brassage, évacuation, filtration sur micron filtre (50 à 200 µm).
3. Préparer une concentration de bactéries 72 h avant le traitement (photo). Elle permettra de compenser la déstabilisation de la population après traitement.
   • Remplir un récipient avec l’eau du bac à la température du bac. Par exemple dans la cuve technique.
   • Aérer cette eau avec une pompe à air.
   • Introduire des bactéries du commerce (plusieurs souches) dans ce récipient. J’ai utilisé Tropic Marin Nitribiotic.
   • Réaliser un apport de carbone : sucre, vinaigre, alcool (vodka), acides aminés… Sans connaissance des concentrations de bactéries, cette préparation est réalisée au juger. En 2 à 3 jours les parois se recouvrent d’un film bactérien, plus ou moins épais, constituant une réserve de bactéries.
4. Siphonner les dinoflagellés dans la couche superficielle du sable :
• Laisser rapidement décanter l’eau siphonnée (sable et des matières lourdes au fond).
• Récupérer et désinfecter l’eau décantée 5 mn avec 0,15 % H₂O₂ 10V (15 ml / 10 L). Les dinoflagellés seront détruits, la méiofaune restant en vie.
• Vider cette eau dans le filtre de l’aquarium.
• Le sable pourra
  • être réintroduit avec sa méiofaune après rincage avec l’eau de l’aquarium,
    ou bien
  • lavé, rincé en bain dans de l’eau douce (du réseau). la méiofaune sera détruite, le sable se recolonisera avec le sable de l’aquarium resté en place.
• Remettre dans l’aquarium le sable ainsi traité.
5. Conserver quelques litres d’eau non traitée pour isoler des coraux ou autres organismes durant le traitement, le cas échéant.
6. Isoler le refuge algal.
7. Stopper tout équipement oxydant (ozone, UV…), conserver filtration et écumeur actifs.
8. Eteindre l’éclairage ou le réduire à environ 15 % du maximum, une demi heure avant le traitement afin de stopper la production d’O₂ par photosynthèse. Toutefois s’assurer de pouvoir observer les effets du traitement sur les coraux et les autres animaux.
9. Traiter avec H₂O₂ 10V
• Doser 0,10% H₂O₂ 10V, soit 100 ml H₂O₂ 10V pour 100 litres d’eau du bac (ou 33ml H₂O₂ 30V / 100L).
• Diluer dans environ un demi litre d’eau du bac.
• Verser progressivement dans une zone brassée, idéalement en amont de la pompe de remontée,
• Observer les effets immédiats du peroxyde d’hydrogène sur les coraux. Certains se rétracteront, d’autres peuvent dégager du mucus. Isoler dans le récipient d’eau non traitée ceux montrant des signes de suroxydation (bulles importantes sur LPS, énorme production de mucus voire décollement tissulaire…). Le protocole bien suivi, les coraux ne sont pas ou peu affectés. La majorité sera en forme le lendemain, les autres reprendront leur volume et leurs couleurs dans les jours qui suivent.
10. Le lendemain, injecter une partie du bain de bactéries dans l’aquarium. Compléter le reste avec de l’eau de l’aquarium pour d’autres injections quotidiennes si besoin.
11. Le décor retrouve rapidement une situation visuelle encourageante. Certains coraux seront rétractés ternis. Ils retrouveront leur forme normale dans les jours qui suivent et leur pigmentation reviendra dans les 10 jours sous éclairage normal. Tous les dinoflagellés ne sont pas éradiqués mais leur diminution permet d’espérer plus d’efficacité avec les traitements habituels
12. Remonter progressivement l’éclairage de 20 a 30% par jour.
13. Nettoyer le décor et le sable les jours qui suivent. Cette opération se réduit progressivement. Des dinoflagellés affaiblis meurent les jours qui suivent. L’observation montre que la quasi totalité des dinoflagellés sont inertes les jours qui suivent ou fortement affaiblis à en juger par leur faible dynamisme.
14. L’action du peroxyde d’hydrogene diminuant après quelques heures, une invasion importante ne peut se résoudre en un seul traitement. Il est probable que le traitement puisse être renouvelé après quelques jours de convalescence. A confirmer.

2.2. Observations après 1er traitement dans l’aquarium communautaire

• Jour 0 :
  • Lors du traitement, un Caulastrea a émis une forte quantité de mucus, les polypes localement gonflés, signe d’une hyperoxydation. Je ne les avais pas cochés comme particulièrement sensibles. Très exposés sous un spot, je n’avais pas pris la précaution d’abaisser la lumière. Je l’ai réduite à 10 % une heure plus tard, trop tardivement. Autre hypothèse, les polypes gonflés durant la photosynthèse impliquent une production d’O₂ s’ajoutant à l’effet H₂O₂. Raison de plus pour réduire l’éclairage avant le traitement.
  • Pas de dérive pH et redox.
  • Pas d’autres signes inquiétants.
• Jour 1
  • Les deux Caulastrea conservent les stigmates d’un grand stress (photo). Leurs polypes sont rétractés, et quelques tissus lésés. Je ne m’inquiète pas plus pour eux sachant que les bonnes conditions revenues, ils reprendront lentement vigueur. Un Echinophyllia sur les deux s’avère avoir perdu de sa couleur. C’est aussi un peu le cas d’un Montipora, pas autant que je le craignais. Le Psammocora paru sensible lors des essais préliminaires n’est pas affecté.
  • D’autres coraux comme Duncanopsammia, Blastomussa s’épanouissent déjà.
  • Les quelques coraux auparavant affaiblis par les envahissements de dinoflagellés : Turbinaria sont dans leur état initial.
  • Les anémones Aiptasia sont restées intactes.
  • Les poissons n’ont rien subi du traitement.
  • Les autres invertébrés : crevettes, oursins, ophiures, turbos… sont restés en forme.
  • Le sable et les pierres sont partiellement recouverts de dinoflagellés, bien moins que d’habitude.
• Jour 2
  
  • Les coraux stressés sont en état stable, pas encore gonflés.
  • La couleur de quelques Acropora ternis revient.
  • Le sable n’est pas plus recouvert que la veille, signe qu’il ne semble pas y avoir eu de prolifération durant les dernières 24 h.
  • A l’observation et comptage au microscope il apparait que Prorocentrum sont en très grande partie inertes (~ 98 %) et Ostreopsis (~ 80 %). Les survivants voient leur mobilité très diminuée.
  • Il n’y a plus de filaments comme en produit habituellement Ostreopsis.
  • Les pierres sont moins brunes qu’auparavant. Les jets de pompe soulèvent moins de dinoflagellés. A leur grattage, les algues, même les filamenteuses, se retirent plus facilement, laissant des pierres plus propres, claires comme elles ne l’ont pas été depuis des mois.
  • Je n’ai pas nettoyé le sable pour vérifier son évolution. La fine couche résiduelle de dinoflagellés, matte, pouvant être celles de cellules mortes.
  • Les micron filtres sont moins chargés. Nécessité de les nettoyer 2 fois dans la journée au lieu de 4 ou 5 fois auparavant.
  • L’écumeur se charge plus rapidement d’une couleur beaucoup plus brune et surtout malodorante, signe que l’activité bactérienne (peut être liée aux bactéries ajoutées) se poursuit et s’est même amplifiée.
  • Le bac retrouve la clarté d’un bac récifal.
• Jour 3
  • Les coraux continuent à reprendre progressivement leurs couleurs et formes. Les deux Caulastrea les plus atteints également.
  • De légère taches brunes recouvrent toujours très partiellement le sable et quelques zones du décor, sans déceler de forte prolifération. Le microscope révèle une faible population de Prorocentrum vivants sur le sable. Les prélèvements sur le décor dévoilent Prorocentrum et Ostreopsis.
  • L’observation au microscope montre que la microfaune est bien en vie. Je fonde beaucoup d’espoir sur sa reprise en main.
  • Les NO3 : 20 mg/l et PO4 : 0,08  mg/l sont restés à leur niveau avant traitement. L’ajout de bactéries a peut être contribué au maintien des cycles de N et P.
  • Je poursuis nettoyage, brossage du décor, siphonage et lavage de la couche superficielle de sable. Ce travail en deviendrait presque un plaisir tant il est devenu facile. Une première bataille est gagnée, mais pas la guerre. Je n’exclue pas de renouveler le traitement.
• Jour 4, 5, 6
  • Identique
  • Les lésions des deux Caulastrea ont diminué, ils déploient timidement de nouveau leurs tentacules.
• Jour 7
  • Les Caulastrea récupèrent, ils se regonflent et les tentacules sortent.
  • Les dinoflagelés sont toujours là, en bien moin grande quantité. Les netoyages sont nécessaires.
  • Les chirurgiens se remettent à brouter le décor et les deux Valenciennea puellaris contribuent à conserver le sable blanc.
  • La situation se stabilise.
• Jour 30
  • Les dinoflagellés regagnent du terrain. Je n’ai pas trouvé les copépodes adéquats, ni d’autre méthode en mesure de prendre le relais. Je n’ai pas souhaité injecter du silicate qui n’a jamais eu d’effet positif chez moi..
  • Les coraux rétablis durant cette période de répis luttent maintenant mieux naturellement contre les dinoflagellés et les algues. Ils ont golobalement repris de la croissance.
• 6 mois plus tard
  • L’un des 2 Caulastrea a mis beaucoup plus de temps pour retrouver un aspect gonflé, naturel.

Ce traitement n’aura pas permis à lui seul, d’éradiquer totalement les dinoflagellés, notamment Prorocentrum. Il aura permis de revenir à un niveau gérable par une maintenance classique. La lutte biologique doit se poursuivre avec réintroduction de brouteurs (oursin, turbos, salarias, valenciennea…). On pourra cultiver massivement des bactéries selon l’article Bactéries en aquarium marin et récifal. Elles s’avèrent de bonnes concurentes, essentielles en soutien lorsque la population de dinoflagellés est réduite. Avant l’utilisation de H₂O₂ en bac, contre Prorocentrum, je conseille aujourd’hui d’utiliser un Balai UV-C germicide DIY qui a contribué à éradiquer cette espèce sans séquelles.

2.3. Améliorer la méthode

L’utilisation de H₂O₂ en bac communautaire récifal est rare. J’ai voulu partager mon expérience, avec tous ses déboires inhérents à une démarche non documentée, pour son bilan déjà positif et encourageant. Les séquelles sur quelques coraux sont plutôt à mettre sur le compte d’une mauvaise anticipation pour une première. Il s’agit notamment de la lumière réduite trop tardivement et un affaiblissement de certains coraux avant même le traitement..

Cette méthode mérite de l’attention. Elle exploite aux limites l’utilisation de H₂O₂ en aquarium. Cependant elle conserve un intérêt dans la situation d’une invasion massive, compte tenu de son efficacité rapide, son faible coût et les effets collatéraux mineurs sans relation avec les pertes importantes occasionnées par les dinoflagellés. ceci, sans compter les investissements imposés en argent, temps et moral. Elle permet a minima de juguler l’envahissement des dinoflagellés à un niveau qui devient gérable dans le cadre d’une maintenance classique, avec une chaine alimentaire complète, depuis les bactéries aux poissons en passant par la micro et méiofaune.

A ce stade il y a trop peu d’expérimentations pour proposer des améliorations à ce protocole. J’invite les récifalistes à partager leurs expériences, satisfaisantes… ou pas.

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