A27.6: Modèle de simulation d'un bassin ouvert discontinu BATCH

Cultivez Votre Spiruline
Manuel de Culture Artisanale de la Spiruline
by Jean-Paul Jourdan
Le Castanet, Mialet, 30140 Anduz, France. email: jpj@bsi.fr.

---

CHAPITRE 2

3) BASSINS

3.1) Construction des bassins de culture

Pour une production familiale ou artisanale on peut se contenter de bassins de petite taille, sans agitation à roue à aube, sans chicane médiane (Annexes Techniques A24- Electricite). Il y a alors de nombreuses façons de construire un bassin adéquat, variables selon les conditions locales.

Le bassin ne doit pas comporter d'angles vifs, mais des formes arrondies. Pour faciliter sa vidange, le fond doit être bien horizontal ou en très légère pente, avec un endroit plus creux d'accès facile. Les bords du bassin doivent être au-dessus du niveau du terrain, pour réduire l'entrée des poussières et des animaux, et au moins 20 à 40 cm au-dessus du fond : mieux vaut prévoir une profondeur assez forte, pour encaisser les pluies, faciliter les transferts entre bassins ainsi que l'autoépuration biologique du milieu de culture. Les bassins, surtout les plus profonds, doivent faire l'objet de précautions pour éviter l'accès des petits enfants. Il faut aussi faire en sorte qu'on ne puisse pas confondre les bassins avec une poubelle, ce qui est malheureusement arrivé dans plusieurs pays.

Une variante, qui ne sera pas décrite ici car peu adaptée aux conditions artisanales, consiste à faire la culture en lame d'eau coulant sur un plan incliné.

3.1.2) En bâches plastique (solution préférée)

Une épaisseur de film de 0,5 mm minimum est recommandée. Le film (PVC, polyéthylène, EVA, tissu enduit PVC ou PP), de préférence de qualité alimentaire et résistant aux ultraviolets, peut être simplement fixé sur un cadre en bois ou en tubes d'acier ou de PVC, ou soutenu par un muret en planches, briques, parpaings (même non cimentés), terre crue stabilisée (pisé,"banco"). Eviter le plus possible les plis dans les angles donnant des zones qui ne seraient pas bien agitées ou aérées. Protéger du soleil les parties de film horizontales. Si l'on doit utiliser du film plastique mince, le protéger du contact direct avec le sol et la maçonnerie, par exemple avec un feutre type "géotextile". Il existe un film PVC gris, de qualité alimentaire, de 1,2 mm d'épaisseur et 2 m de large pouvant être assemblé par soudure avec un pistolet à air chaud spécial (nécessite de l'électricité). Le film de caoutchouc EPDM, qui peut se coller, est une solution de luxe. En cas d'utilisation d'un film de qualité inconnue, faire un essai de culture pour vérifier qu'il n'est pas toxique et qu'il résiste au milieu de culture.

S'il y a des termites, il est recommandé de mettre un lit de sable sur une couche de cendres sous le plastique et d'utiliser un muret en dur, ou au moins de traiter le bois, à moins que l'on ne dispose d'un bois naturellement inattaquable ; on peut aussi poser le film sur une dalle de ciment, ou le protéger par du métal. A noter que le chiendent africain est capable de percer le plastique. Il arrive que le plastique ne fuie pas même s'il est percé d'un petit trou, qui se bouche spontanément. Il est possible de réparer un petit trou avec un mastic noir collant (à sec) vendu dans le commerce à cet effet.

Photo d'un bassin en tissu enduit, Ecopark, Madurai, Tamil Nadu (Inde), 18 m², 1998.

3.1.3) En "dur" (béton, parpaings, briques)

3.1.4) En argile (si on n'a vraiment pas d'autre possibilité)

Creuser sur 20 cm et faire un talus bien tassé de 20 cm également, le tout en pente douce. Si le terrain n'est pas naturellement argileux, garnir la surface d'une couche d'argile humide de bonne qualité, de 3 à 5 cm d'épaisseur, bien tassée pour éviter les fissures. Garnir les rebords de tuiles ou briques cuites, ou de plastique pour éviter les fissurations lors des baisses de niveau. La spiruline pousse remarquablement bien dans un bassin en argile, mais sa pureté bactériologique doit être surveillée de plus près (risques accrus de présence de microorganismes anaérobies au fond). L'étanchéité n'est pas complète, mais elle peut être améliorée avec un film plastique même très mince.

3.2) Couverture du bassin de culture

En l'absence de toute protection sur le bassin, une alimentation carbonée (Chapitre 3 - carbone), et une bonne agitation sont recommandées ; une bonne disponibilité d'eau (pour compenser l'évaporation) mais l'absence de pluies diluviennes (pluies de plus de 200 mm/jour) sont par ailleurs nécessaires.

Il est généralement utile, voire nécessaire, d'installer une serre ou au moins un toit sur le bassin, permettant de le protéger contre les excès de pluie, de soleil ou de froid, et contre les chutes de feuilles, fientes d'oiseaux, vents de sable et débris divers, tout en lui permettant de "respirer". Le toit peut être en toile de tente blanche laissant passer une partie de la lumière mais capable d'arrêter suffisamment la pluie. Il peut aussi être en plastique translucide : film de polyéthylène traité anti-U.V. utilisé pour la construction des serres horticoles, ou plaques en polycarbonate ou fibre de verre-polyester, ou bâche blanche (tissu nylon enduit PVC). Si le toit est opaque, il faut le mettre suffisamment haut pour que le bassin reçoive assez de lumière par les bords (6 kilolux suffisent). Le toit est utilement complété par une moustiquaire sur les bords et/ou les côtés. Si la pluie est tolérable, le toit peut être remplacé par un simple ombrage (filet, canisse, feuilles de palmier tressées). Le toit peut être flottant si le bassin est trop large pour qu'on puisse construire une structure fixe pour le supporter.

Installer une serre consiste à recouvrir le bassin d'un film translucide avec une pente et une tension ou des supports suffisants pour éviter la formation de poches d'eau de pluie et résister aux tempêtes. Le film peut être supporté par des montants rigides ou des fils de fer ou du grillage (par-dessous et aussi parfois par-dessus). Des orifices d'aération et/ou d'accès doivent être prévus. Il est généralement nécessaire de prévoir aussi un dispositif d'ombrage (filet plastique noir par exemple, de préférence par dessus le plastique translucide). Le bois non traité et l'acier galvanisé sont des matériaux convenables pour les structures de serre. Eviter les vis cadmiées (à reflets jaunes) ou recouvrir leurs parties apparentes de silicone.

Un mode de réalisation économique d'un bassin sous serre consiste à faire un muret circulaire en éléments rigides (parpaings, briques, bottes de paille) non cimentés, à les recouvrir de film d'étanchéité fixé en l'enterrant sur les bords puis à tendre par dessus un film de serre lui-même enterré sur les bords. Une très légère pente du film de serre suffit pour que même par pluies très violentes l'eau ruissellle sur le film sans s'y accumuler, à la condition expresse que le film soit tendu comme une peau de tambour ; la pente peut être fournie par des poutres en bois ou en acier formant comme une charpente basse sur le bassin. Pour accéder à un tel bassin il est nécessaire d'installer en au moins un point une "porte", simple cadre vertical sur lequel repose le bord du film qui reste non enterré à cet endroit. Voir exemple de réalisation :

Un tel bassin rond est cependant limité en diamètre par la longueur des poutres disponibles, mais rien n'empêche d'intercaler des côtés droits entre les deux extrêmités semi-circulaires à condition de prévoir la charpente pour que la composante horizontale de la tension du film s'appuie sur elle et non sur le muret.

Un bassin sous serre bien construite présente l'avantage de pouvoir être alimenté en gaz carbonique provenant de la combustion de gaz ou d'une fermentation (compost) grâce à son atmosphère contrôlable.

Une serre ombrable et aérable est idéale en tous climats car elle permet un contrôle maximum tant de la température, de la lumière, de la pluie et de l'évaporation que des insectes et autres animaux, poussières, feuilles mortes ; elle est la protection la plus efficace pour réduire le plus possible la consommation d'eau en climat aride. Elle constitue en fait un "photobioréacteur" dont le fonctionnement peut être simulé par le modèle exposé en Calculs - A30.

3.3) Nombre et surface de bassins

Mieux vaut construire deux ou plusieurs petits bassins qu'un seul grand : ainsi on pourra en vider un (pour le nettoyer ou le réparer par exemple) sans perdre son contenu, et si une des cultures se contamine, n'est pas en bonne santé ou meurt, l'autre permettra de continuer et de réensemencer. Il peut être aussi pratique de puiser dans un bassin et de filtrer sur un autre. Un bassin de service est par ailleurs utile pour préparer les milieux de culture et effectuer des transvasements, mais pas absolument nécessaire.

Un m² de bassin fournit en gros la dose de spiruline pour une personne. Le coût d'investissement au m² décroît quand augmentent la surface unitaire et le rapport surface/périmètre des bassins. Par contre des bassins étroits (largeur inférieure à 3 m) sont plus faciles à agiter et à couvrir. Une surface unitaire de 10 à 20 m² nous parait pratique au niveau familial. Pour une production artisanale la surface totale des bassins ne dépassera guère 50 à 100 m², mais un niveau "semi-artisanal" est envisageable, pouvant aller jusqu'à 1000 m² (Annexes Generales- A35).

3.4) Agitation du bassin

L'agitation est nécessaire pour homogénéiser, favoriser l'élimination de l'oxygène et assurer une bonne répartition de l'éclairage parmi toutes les spirulines. Sauf en cas de soleil très fort, on peut se contenter d'agitations plus ou moins fréquentes (quelques minutes toutes les heures, au moins 4 fois par jour), manuelles avec un balai ou une rame, ou par pompes n'endommageant pas les spirulines (pompes à hélice, vis, palettes, diaphragme ou vortex). Une pompe d'aquarium de 800 l/h, 8 Watt, fonctionnant 15 minutes par heure ou par demi-heure (programmateur à horloge), suffit pour agiter 5 à 10 m² de bassin si elle est bien positionnée et si les bords du bassin sont réguliers et ses angles arrondis ; une chicane médiane facilite la circulation par pompe. Nettoyer assez fréquemment les crépines des pompes. Attention : ces pompes en 220 Volt nécessitent des précautions pour éviter de s'électrocuter, surtout en serre humide (suivre les recommandations des constructeurs de pompes et débrancher lors du travail).

Mieux vaut une agitation discontinue énergique que continue mais faible. Même une agitation énergique sera plus efficace si elle est intermittente car à chaque redémarrage il se produit un brassage, alors qu'en continu la masse d'eau a tendance à se déplacer d'un bloc (sauf si des chicanes sont installées). C'est une bonne pratique d'agiter au balai le fond du bassin au moins une fois par jour, surtout s'il est assez profond.

Les grands bassins industriels sont munis d'une chicane médiane et agités par roue à aubes (Annexes Techniques - A24).

Les cultures en lame d'eau sur plan incliné (cf. § 3.1) sont agitées par la turbulence due à l'écoulement.

• Agitation par petite pompe d'aquarium dans un bassin de 22 m² au Foyer de Charité de Bangui (RCA), 1995.
• Agitation par mini roue à aubes dans un bassin de 50 m² chez José Vitart à Mialet, 1997. Cette roue ne comporte que deux pales, ce qui a l'avantage d'induire des vagues dans le bassin.

3.5) Containers, bassines, gaines

Il arrive que l'on utilise comme petits bassins des récipients translucides comme des bouteilles, bonbonnes, bassines, gaines en film plastique, containers à jus de fruits (il en existe de 1000 litres). Il faut savoir que la vitesse de photosynthèse sera plus rapide dans de tels récipients parce que le milieu de culture y reçoit la lumière de plusieurs côtés et s'échauffe aussi plus vite. Cela peut être avantageux, mais il faut surveiller la température et le pH de plus près que dans les bassins ordinaires. L'agitation dans de tels récipients se fait de préférence par barbotage d'air comprimé (compresseur d'aquarium). N.B. Il s'agit là en fait de variantes de "photobioréacteurs" à grand rapport surface/volume.

3.6) Réparation des films plastique

Il est possible de réparer de petits trous dans les films : nettoyer et sécher une zône autour du trou puis y coller du sparadrap ou, mieux, un produit noir, mou et collant (de qualité alimentaire) vendu à cet effet, ressemblant à du chewing gum. Le PVC peut aussi être réparé par rustines collées ou soudées.