Brevet FR2511845A1 — publié le 19830304

Garniture échangeuse d'ions pour fond d'aquarium. La présente invention a pour objet des garnitures échan- geuses d'ions pour fonds d'aquarium. Le terme aquarium est utilisé dans un sens général pour désigner tout récipient, de n'importe quelle forme ou volume, dans lequel on élève des poissons, des batraciens, des crustacés ou des reptiles(terrarium). On sait que l'on place fréquemment dans les aquariums des plantes aquatiques qui ont non seulement un rôle ornemental, mais qui éliminent également les algues et les gaz ou sels dissous dans l'eau tels que le gaz carbonique, l'azote ammoniacal, nitreux ou nitrique, les phosphates, les sulfates etc De plus, les plantes aquatiques produisent de l'oxygène et servent d'aliments végétaux pour les animaux et d'abris pour les jeunes animaux et pour les animaux craintifs. Les fonds d'aquarium comportent généralement un lit de sable quartzeux inerte, qui peut servir à filtrer l'eau qui est reprise sous le lit de sable et qui est recyclée. Les plantes aquatiques s'enracinent dans le lit de sable, mais elles ne trouvent pas dans celui-ci suffisamment d'éléments nutritifs Pour pallier cet inconvénient, on a utilisé des garnitures de fond d'aquarium, placées au-dessous du lit de sable, lesquelles garnitures sont composées d'un substrat argilo-humique composé de terre argileuse, de tourbe, de pouzzolane et de limon, lequel substrat contient des sels minéraux nutritifs assimilables par les plantes aquatiques Ces garnitures sont placées dans un filet permettant le passage des racines. De telles garnitures permettent d'améliorer la croissance des plantes, mais elles présentent des inconvénients. Du fait de leur composition, elles ne peuvent être utilisées au-dessous d'un lit de sable filtrant car elles ne sont pas suffisam- ment poreuses. De plus, elles se détériorent par suite de l'évolution des matières organiques qu'elles contiennent Enfin, ces garnitures ont une densité volumétrique importante, ce qui entraîne des frais de transport élevés. L'objectif de la présente invention est de procurer des garnitures pour fond d'aquarium qui remédient à ces inconvénients, 251 1845 qui sont particulièrement adaptées pour des aquariums contenant des plantes aquatiques, mais qui peuvent être utilisées également dans des aquariums sans plantes aquatiques. L'objectif de l'invention est atteint au moyen de garnitures échangeuses d'ions qui sont destinées à être placées au fond d'un aquarium, de préférence, sous un lit de sable, et qui comportent un matelas fibreux, par exemple un matelas en fibres de verre ou en toute autre fibre synthétique ou naturelle telle que des figres d'amiante. -etchsgrains d'un matériau poreux échangeur d'ions. Selon un mode de réalisation préférentiel, le matériau po- reux est constitué de grains de zéolites 3 concassées ou broyées, ayant une granulométrie de l'ordre d'un'millimètre ou un centimètre. Selon un autre mode de réalisation, le matériau poreux est constitué de grains de résine synthétique échangeuse d'ions. Afin d'améliorer les échanges d'ions, les grains de matériau poreux sont imprégnés d'une solution nutritive par exemple d'un engrais soluble complet pour plantes contenant de la potasse, de l'azote assimilable, des phosphates et des oligo-éléments. Le matériau poreux peut également être imprégné de sels destinés à modifier les caractéristiques physico-chimiques de l'eau et notamment à maintenir le PH et à réduire la dureté de l'eau. En variante, le matériau poreux peut être un mélange de zéolites et de résine échangeuse d'ions. Selon un premier mode de réalisation, les grains de matériau poreux sont incorporés dans la masse du matelas fibreux. Selonun autre mode de réalisation, le matelas fibreux est placé à l'intérieur d'une enveloppe en un matériau qui se laisse traverser par les racines des plantes aquatiques et les grains de zéolite et/ou de résine échahgeuse d'ions sont placés entre ledit matelas et l'enveloppe. Avantageusement, l'enveloppe est une feuille de fibres non tissées qui laisse passer les racines. L'invention a pour résultat de nouveaux produits destinés à être placés au fond d'un aquarium, de préférence,sous un lit de sable. Un avantage de ces garnitures réside dans le fait que le lit de sable peut être utilisé comme lit filtrant car l'eau circule facile- ment à travers le matelas fibreux qui, de plus, ne se colmate pas. 11845 Un autre avantage réside dans le fait que les grains de zéolite sont un matériau très poreux, qui est pénétré par l'eau et qui échange fecilement des ions avec celle-ci. Les zéolites naturelles échangent des ions positifs avec l'eau, notamment des ions sodium,et on peut utiliser des grains de zéolite naturelle dans une garniture selon l'invention. Les zéolites échangent facilement leurs ions sodium avec d'autres ions positifs de l'eau tels que des ions calcium, magnésium et cet échange contribue à l'adoucissement de l'eau et au maintien du p H de celle-ci. Les garnitures selon l'invention servent de substrat aux plantes aquatiques qui s'enracinent dans le matelas fibreux. Dans ce cas, afin de conférer aux zéolites des propriétés nutritives de longue durée, on enrichit les zéolites avant de les placer dans la garniture en les imprégnant d'une solution nutritive. N'importe quel engrais soluble complet pour plantes peut être utilisé pour imprégner les zéolites Les zéolites peuvent être remplacées par des résines échangeuses d'ions du type des résines synthétiques utilisées pour adoucir ou déminéraliser l'eau. Les garnitures selon l'invention présentent l'avantage que les éléments qui les composent ne se décomposent pas au contact de l'eau et ne risquent pas de souiller l'eau de l'aquarium. Les garnitures selon l'invention ont une masse volumique très faible donc un faible poids et peuvent être transportées à longue distance sans entraîner des frais de transport importants. Avantageusement, les garnitures selon l'invention sont ven- dues avec des plantes aquatiques déjà enracinées dans la garniture, ce qui garantit une réussite totale lors de l'implantation de ces plantes dans un aquarium. La description suivante se réfère au dessin annexé qui représente-, sans aucun caractère limitatif, un aquarium équipé d'une garniture selon l'invention. La figure unique est une coupe verticale transversale d'un aquarium 1 La partie gauche de la figure est la face avant de l'aquarium. L'aquarium I contient des plantes aquatiques 2 qui sont situées dans la partie arrière L'aquarium I comporte, dans son fond, une garniture 3 selon l'invention qui est posée sur le fond, sous un lit de sable 4. La garniture 3 occupe tout le fond de l'aquarium Elle est composée, soit d'une seule pièce, soit de plusieurs bandes ou pavés juxtaposés La garniture 3 comporte un matelas 5 de fibres qui est par exemple un matelas de fibres de verre ou de toute autre fibre synthétique, minérale ou végétale équivalente par exemple un matelas de laine d'amiante. De préférence, l'épaisseur du matelas 5 va en croissant de l'avant vers l'arrière ceci afin d'accroître l'effet de profondeur de l'aquariunet également afin que les racines des plantes 2 puissent s'enraciner dans la masse des fibres située à l'arrière. Par exemple, l'épaisseur du matelas 5 est de l'ordre de à 100 mm à l'arrière et de 10 à 20 mm à l'avant. La garniture 3 comporte, en outre, des grains 6 d'un matériau poreux échangeur d'ions. Dans l'exemple représenté, la garniture 3 comporte, en outre, une enveloppe 7 qui entoure le matelas fibreux et les grains 6 sont placés entre le matelas fibreux et l'enveloppe. De préférence, les grains 6 sont placés entre l'enveloppe et la face horizontale du matelas fibreux qui occupe la position inférieure, de telle sorte que les racines des plantes 2 traver- sent tout le matelas pour accéder aux éléments nutritifs contenus dans les grains 6 - En variante, les grains 6 peuvent être incorporés dans la masse du matelas fibreux et, dans ce cas, l'enveloppe 7 n'est pas obligatoire L'enveloppe 7 est en un matériau qui retient les grains 6 mais qui est perméable à l'eau et qui se laisse traverser par les racines des plantes. Selon un mode de réalisation préférentiel, l'enveloppe 7 est une feuille de fibres synthétiques non tissées et agglomérées entre elles par un liant Les fibres sont par exemple des fibres non putresci- bles de polyester, de polyamide ou de polypropylène. En variante, l'enveloppe 7 peut être constituée par exem- ple par un filet ou un treillis à mailles suffisamment fines pour retenir les grains 6. Le matériau échangeur d'ions 6 constitue une des caracté- ristiques de l'invention. Selon un mode de réalisation préférentiel, ce matériau est 251 1845 constitué par des grains de zéolite naturelle broyée ou concassée afin d'obtenirune granulométrie de l'ordre de 1 mm à I cm. On rappelle que les zéolites sont des roches volcaniques composées de silicate d'alumine hydratés ayant une structure très poreuse A titre d'exemple, on utilise la zéolite connoesous le nom de Phillipsite dont la formule est: (Ca 05 Na K)6 A 6 si 10 0321 12 H 20. On citera à titre d'exemple non limitatif comme autres va- riétés de zéolites utilisables, l'analcine, la mordonite, l'érionite, l'heulandite, la clinoptilotite, la chabazie. Les zéolites naturelles contiennent du sodium et quelquefois du potassium et présentent la propriété d'échanger facilement les ions sodium ou potassium contre d'autres cations tels que des ions Ca++, Mg ou même H Cette propriété fait que les zéolites ont une action adou- cissante et épuratrice de l'eau de l'aquarium Elles retiennent notam- ment l'azote gazeux ou ammoniacal dissous dans l'eau qui provient des déjections des poissons Elles régularisent le p H de l'eau de l'aquarium. La quantité de zéolites à utiliser est relativement faible comprise par exemple entre I g et 10 g par litre d'eau de l'aquarium. Dans le cas o l'aquarium contient des plantes aquatiques, les zéolites servent en même temps d'éléments nutritifspour les ra- cines des plantes De préférence, on améliore les propriétés nutri- tives des zéolites en les imprégnant d'une solution nutritive avant de les placer dans la garniture. Par exemple, on les imprègne de n'importe quel engrais liquide complet destiné aux plantes et contenant des nitrates de potassium et d'ammonium et des phsophates d'ammonium De préférence, on choisit un engrais liquide contenant des olégo-éléments nécessai- res aux plantes tels que du molybdène, du manganèse, du cuivre, du zinc, du fer, du bore, du soufre. Les zéolites libèrent progressivement les cations dont elles sont imprégnées, de sorte que la durée de vie d'une garniture selon l'invention, est très longue, de l'ordre de plusieurs années. Selon un mode d'utilisation avantageux, les garnitures sont vendues en pavés juxtaposables pouvant contenir chacun une ou plu- sieurs plantes aquatiques déjà précultivées et enracinées dans le 11845 matelas fibreux, de sorte que la réussite, de la transplantation des plantes dans l'aquarium est assurée. Les zéolites sont des roches qui une fois lavée ne comportent aucun élément argilo-limoneux susceptible de souiller l'eau de V'aqua- rium Elles ne se décomposent pas pendant leur séjour dans l'aquarium. En variante, les zéolites naturelles peuvent être remplacées par des grains de zéolites artificielles connues sous le nom de permu- tite qui sont un mélange de kaolin, de quartz-et de carbonate de sodium et qui sont utilisées pour adoucir ou déminéraliser l'eau. De même, les zéolites peuvent être remplacées par des résines synthétiques échangeuses d'ions telles que des résines phénoliques (amberlite, wofatite), échangeuses de cations ou des résines aminées échangeuses d'anions. Les résines échangeuses d'ions sont utilisées couramment dans l'industrie par exemple pour adoucir de l'eau ou pour obtenir de l'eau déminéralisée très pure ou pour produire de l'eau douce à partir d'eau salée. Les propriétés échangeuses d'ions des zéolites naturelles sont connues et celles-di ont été utilisées comme lits filtrants pour débarrasser l'eau de certains sels. La présente invention constitue une application nouvelle des zéolites et des résines échangeuses d'ions en incorporant celles-ci à des garnitures de fond d'aquarium comportant un matelas fibreux Le matelas fibreux évite un contact direct de l'eau de l'aquarium avec les grains de zéolites ou de résines échangeuses d'ions, de sorte que l'échange d'ions entre l'eau et les grains se fait à un rythme très lent qui suffit aux besoins d'o une durée de vie des garnitures beau- coup plus grande. Dans le cas o l'on remplace les zéolites par des résines échangeuses d'ions qui sont plus actives, la quantité de résines uti- lisées est comprise entre 0,5 g et 5 g-par litre d'eau. En variante, on peut utiliser un mélange de zéolites et de résines échangeuses d'ions. L'imprégnation préalable des grains de zéolite ou de résine échangeuse d'ions par une solution nutritive se fait en trempant les grains dans une telle solution et en les laissant séjourner dans celle- ci ou en malaxant les grains de zéolite et/ou de résine échangeuse d'ions en présence d'une solution nutritive. R E V E N D I C A T I O N S 1 Garniture échangeuse d'ions pour fond d'aquarium, carac- térisée en ce qu'elle comporte un matelas fibreux; des grains d'un matériau poreux échangeur d'ions. 2 Garniture selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit matériau poreux est constitué de grains de zéolites. 3 Garniture selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit matériau poreux est en résine échangeuse d'ions. 4 Garniture selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que lesdits grains de matériau poreux sont imprégnés d'une solution nutritive. Garniture selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit matériau poreux est un mélange de grains de zéolites et de grains de résine échangeuse d'ions. 6 Garniture selon l'une quelconque des revendications I à 5, caractérisée en ce que les grains de matériau poreux sont incorporés dans la masse dudit matelas fibreux. 7 Garniture selon l'une quelconque des revendications I à 5, caractérisée en ce qu'elle comporte, en outre, une enveloppe qui est en un matériau perméable à l'eau, qui se laisse traverser par les racines des plantes aquatiques et qui entoure ledit matelas fibreux et que lesdits grains de zéolite et/ou de résine échangeuse d'ions sont placés entre ledit matelas et ladite enveloppe. 8 Garniture selon la revendication 7, caractérisée en ce que ladite enveloppe est une feuille de fibres non tissées. 9 Garniture selon l'une quelconque des revendications I à 8, caractérisée en ce que l'épaisseur dudit matelas fibreux croit de l'avant vers l'arrière de l'aquarium et lesdits grains de matériau poreux sont placés dans le fond de la partie arrière de la garniture. Garniture selon la revendication 2, caractérisée en ce que la quantité de matériau poreux échangeur d'ions est comprise entre 0,5 g et 10 g par litre d'eau. Il Garniture selon l'une quelconqque des revendications I àI 10, caractérisée en ce qu'elle comporte, de plus, des plantes aqua- tiques enracinées dans ledit matelas fibreux.