Utiliser l'ozone ?

Rubrique : Technique
Auteur : JLC
Niveau : Curieux

Certaines techniques utilisées dans nos aquariums récifaux font l’objet de controverses pour de multiples raisons. Ce peut être les difficultés de dosage ou de mise en œuvre, l’inadéquation avec les autres techniques conjointement employées ou encore la mauvaise compréhension des effets produits. Ces techniques sont alors qualifiées de 'pointues'. C’est par exemple le cas avec les UV, la zéolithe, les résines ou encore l’ozone. Il est question ici de ce dernier élément. J’espère que ce petit article suscitera un intérêt, ou tout au moins une réflexion sur son emploi - ou non-emploi.

Mise en garde L’ozone (O₃) est un gaz oxydant instable (composé de 3 atomes d’oxygène il retourne spontanément à la forme dioxygène O₂). Son odeur piquante est caractéristique sans être suffisamment désagréable pour alerter. En effet l’ozone a un pouvoir germicide important et est potentiellement dangereuse pour tous les animaux. Une manipulation incontrôlée peut être fatale pour les organismes vivants dans l’aquarium et nocive pour l’aquariophile et son entourage.

L'ozone est aussi un gaz dont le contact dégrade certaines matières comme le caoutchouc. Les paliers de votre écumeur ou autres pièces vont peut être s'user plus rapidement.

Le moyen utilisé dans la dernière partie de l’article pour générer l’ozone est la création d’un champ électrique élevé - effet corona. Cela nécessite la génération d’une haute-tension (5 à 10 kV) ce qui présente un risque évident de choc électrique. La réalisation de ce générateur ne peut être raisonnablement faite que par un amateur ayant les compétences électroniques et la sagesse nécessaires. Pour évacuer cette difficulté il est préférable de générer l'ozone à partir de produits manufacturés destinés à un usage aquariophile.

Vous noterez bien que je n’encourage pas un bricolage expérimental sans une véritable compréhension des conséquences possibles et que je me dégage de toutes responsabilités dans les applications pratiques dérivées de cet article.

L’utilisation de l’ozone en aquariophilie marine

L’ozone est mise en œuvre dans les installations aquariophiles pour répondre principalement à deux besoins différents :
- La purification de l’eau dans un but d’éradication d’éléments pathogènes,
- L’amélioration des performances de l’écumage.

Purifier l’eau
La stérilisation par ozonisation exploite le fort pouvoir germicide de ce gaz. Le résultat est assez comparable à celui obtenu avec des tubes UV. Cette méthode n’est utilisée qu’exceptionnellement dans un aquarium récifal communautaire. Son usage peut être temporaire lors de situations particulières qui ne sont pas abordées dans le cadre de cet article. La mauvaise réputation de l’emploi de l’ozone vient en partie de cet usage effectivement assez peu recommandable pour un amateur non averti.

Booster l’écumeur
L’amélioration de l’écumage est une autre utilisation possible. Ici c'est l’augmentation de l’effet tensioactif provoqué par l’ozone qui est exploité. Améliorer le rendement de l’écumeur est souhaitable dans certaines circonstances : surpopulation, sur-nourrissage, phase de démarrage ou accumulations organiques dans un bac ancien, écumeur volontairement sous dimensionné, capacité épuration insuffisante, etc. D’autre part l’effet de l’ozone porte sur des substances organiques dissoutes qui sont ‘inaccessibles’ par un écumage classique. On constate ainsi généralement après la mise en service d’un ozonisateur une meilleure limpidité de l’eau, propice à un rendement supérieur de la rampe d’éclairage. Il faut noter que l’adsorption des substances colorantes peut être obtenue de manière plus simple par une percolation sur charbon actif. Pour revenir à l’ozone, la quantité injectée dans l’écumeur est très largement inférieure à celle nécessaire à une action germicide. C’est une première remarque importante : L’ozone en utilisation ‘boosteur de l’écumeur’ est distillée en très petite quantité. La valeur repère se situe autour de 5 mg/h d’O₃ par tranche de 100 litres. Gardez à l’esprit cela si vous achetez ou construisez un générateur : Un petit modèle convient bien mieux et celui-ci ne doit pas être trop efficace !
Même avec un faible dosage l’injection n’est possible que si l’écumeur est placé dans un bac technique et que l’eau de rejet n’est pas déversée directement dans l’aquarium pour ne pas risquer de mettre en péril la santé des animaux. Le résidu d’ozone contenu dans l’eau doit être éliminé avant son retour dans l’aquarium (ou le refuge). Il faut noter qu’une destruction organique intervient dans la chambre de l’écumeur ce qui réduit l’efficacité d’apports vivants externes. Attention donc si vous utilisez des ajouts de souches bactériennes, vous risquez des effets moindre avec un ozonisateur (ou un tube UV). En revanche si l’ozone est utilisé correctement il ne devrait pas avoir d’impact significatif sur la flore bactérienne ‘benthique’ de l'aquarium.

Un bon indic : Le redox
Je passe rapidement sur l’usage de l’ozone consistant à augmenter le taux de redox (en anglais ORP pour Oxydo Reduction Potential). Effectivement injecter de l’ozone dans de l’eau augmente rapidement le taux de redox. Mais si la valeur moyenne du redox est une mesure symptomatique de l’état de santé de l’aquarium ( - le rH qui est une combinaison du redox exprimée en mV et du pH par la formule rH = pH x 2 + redox / 29,58, c’est une aussi une indication de la qualité globale de l'eau, il faut essayer de le maintenir au-dessus de 27 qui est la valeur médiane entre oxydation et réduction. Fin de l’aparté -), donc, si la mesure du redox est intéressante, remonter la valeur par un apport d’ozone n’est pas vraiment une bonne idée. Il est préférable de s’attaquer à la cause ; chercher le cadavre d'un animal, réduire la surcharge organique, améliorer les échanges et la capacité d'épuration ; plutôt que de mettre en œuvre une technique risquée et masquant un problème sans le régler.

Pas de génération d'ozone sans asservissement
En revanche le fait que l’ozone agisse sur le redox fait qu’il est très intéressant de surveiller celui-ci pour contrôler la quantité distillée et ne pas dépasser un seuil de non viabilité pour les animaux. C’est une deuxième remarque importante : L’injection d’ozone doit se faire impérativement sous contrôle de la mesure du redox. Le taux maximal auquel l’injection doit être stoppée se situe autour de 380mV qui est la valeur approximative du milieu naturel. Dépasser cette limite c'est aller au devant d’ennuis sérieux. Cette valeur n’est qu’indicative. Il est sage de commencer par un apprentissage du taux mesuré de son aquarium avant injection d’ozone. La surveillance se fait par la mesure du redox pour connaitre son ‘comportement’ à différents moments du jour et de la nuit. Il faut noter les valeurs minimale et maximale atteintes qui serviront de repères pour le dosage de l’ozone. La nuit, le taux de redox a tendance à progresser à l’inverse de celui du pH. Le réglage des seuils jour et nuit, seront ainsi déterminés par apprentissage en augmentant que très légèrement le taux naturel et en restant dans la fourchette des 300/400mV.

Sécurités
La mesure du redox dépend aussi de facteurs externes : Température, phénomène météo, nourrissage, etc. Les variations rapides sur quelques minutes ne sont pas vraiment significatives. Il faut également tenir compte de la précision et dérive des instruments, de leur entretien (sonde), de leur toute relative fiabilité. Aussi un dispositif de sécurité est ajouté pour limiter la durée d’injection en cas de dysfonctionnement du système de mesure et pour pondérer les variations rapides ou inhabituelles. La durée maximale est estimée en fonction de l’expérience : Combien de temps mon ozonisateur est-il mis en marche lorsque tout va bien ? Cette base de référence n'est augmentée que modérément pour ne pas surdoser. La temporisation à également l’avantage de lisser les variations et éviter les oscillations autour du seuil de commutation. Par exemple, si on constate que pour un bon résultat l’ozonisateur doit être mis en marche deux heures par jour, une temporisation de 30 secondes toutes les 6 minutes me semble un bon compromis entre vieillissement du relais de commutation et diffusion répartie dans le temps. Bien entendu la coupure sur détection du seuil maximum du redox reste prioritaire à l'injection par temporisation.

Mesure et temporisation induisent un système d’asservissement. Pour cette raison je propose en fin d’article un schéma électronique permettant l’interface avec un automate programmable qui me semble la meilleure solution - hors produit spécifique réservé à cet usage - . Cet interface assure les fonctions de mesures du pH, du redox et de la température pour les rendre compatibles avec les niveaux 0-10 Volts des petits automates programmables industriels.

Rien ne remplace l’observation !
C’est sur le résultat que l’on juge de l’intérêt de la technique. Et, comme souvent, les résultats ne sont pas nécessairement reproductibles d’un aquarium à l’autre. Pour juger de l’effet produit, la mise en œuvre de l’ozone doit se faire indépendamment de toute autre modification d’importance dans la maintenance du bac. Si tout semble aller correctement l’essai est prolongé sur une période d’un mois pour être significatif. A la moindre alerte ou si aucun bénéfice ne semble être détecté, il est préférable d’arrêter l’expérience sans chercher à modifier le protocole que l'on s'est fixé. Si le constat est positif (ou semble l’être), l’expérience peut être reconduite.

Juger de l’état de santé d’un aquarium avant que le problème ne prenne une dimension catastrophique demande une bonne pratique aussi je ne conseille pas ce type d’expérimentation aux débutants. Il faut noter que l’immense majorité des aquariums récifaux, dont les plus réussis, se passent très bien d’injection d’ozone et que la curiosité ou intérêt technique ne doit jamais vous conduire à mettre en péril votre aquarium.

L’aquariophilie récifale est un terrain de jeu où se rencontre technologie et nature, il n'y a pas qu'une voie qui conduit à la réussite. A vous de trouver les bonnes techniques et dosages avec lesquels vous saurez maintenir et faire prospérer un récif corallien dans votre salon.

Place à la pratique
L’action de l’ozone doit être exclusivement réservée à l’écumeur. L’ozone non encore transformée en oxygène en sortie d’écumeur doit être piégée avant sa diffusion dans l’aquarium pour réduire le risque d’une action germicide néfaste les organismes vivants. Pour réduire au maximum la propagation de l’ozone jusqu’à l’aquarium un filtre à charbon actif est placé dans le circuit de sortie d’eau de l’écumeur. Le charbon actif est efficace pour piéger l’ozone et l’inactiver. Un filtre de même type peut être placé sur la coupelle de l’écumeur pour filtrer l’air et éviter une pollution du local où se trouve l’aquarium.

Installation de l'ozonisateur dans l'installation

L’ozonisateur bride également l’aspiration d’air de l’écumeur, selon les modèles cela peut conduire à ajouter une pompe à air. Généralement celle-ci n’est pas nécessaire et l’ozonisateur sert même de filtre-silencieux à l’écumeur. Un filtre à air de à mousse synthétique à cellules ouvertes évite l’aspiration de poussière, un peu de charbon actif (encore !) purifie en plus l’air injectée dans l’écumeur. La réalisation est assez facile à partir d’une boite de raccordement électrique en PVC.

Voici le schéma d'un générateur haute tension à pompes de charge (circuits diode - condensateur). Chaque étage élève la tension de 300 volts environs et de 5 à 8 kV sont nécessaire à la création de l'effet corona. L'alimentation ne se décharge pas même si la source 220V est débranchée. Les condensateurs restent chargés. Alors attention avec ce montage !

L'ozonisateur à effet corona est fourni à titre d'exemple mais je ne conseille pas sa réalisation par un amateur

Je répète qu'une première fois mis sous tension il est dangereux de manipuler le circuit, même débranché, sans une décharge individuelle de chaque condensateur par un court-circuit à ses bornes et au travers d'une résistance de 1 kOhms. Il est préférable de commencer par l'étage final et de remonter la chaine jusqu'à l'arrivée secteur (bien entendu l'ozonisateur reste débranché du secteur).

Schéma électrique du générateur corona

Exemple de câblage

Le circuit est placée dans un boitier étanche. En milieu humide le tube de cuivre s'oxyde et le contact électrique risque d'être interrompu. Pour éviter cela il faut étamer le tube en cuivre avec de la soudure.
Autre inconvénient de l'humidité est qu'une réaction indésirable se produit. De l'oxyde d'azote se forme lors des déchargent électriques. L'oxyde d'azote peut se transformer à son tour en acide nitrique ce qui augmente la corrosion. De plus, les radicaux-hydroxydes peuvent se former et se combiner avec les radicaux d'oxygène et avec l'ozone.

Enfin voici le schéma de mon interface pH, température et redox pour automate industriel (cette fois ci la réalisation est sans danger ;-)

Schéma de l'interface, cliquez sur l'image pour l'agrandir

Le schéma est relativement simple et, j'espère, suffisamment commenté cependant la réalisation doit être soignée. On peut noter l'absence de réglage. En effet le pH et redox ne sont mesurés, dans nos installation, qu'à une température constante et voisine de 25°, d'autre part les composants utilisés sont choisis avec des précisions suffisantes pour rendre les ajustements inutiles. Cependant il faut procéder à un étalonnage périodique, celui-ci est effectué systématiquement après le nettoyage soigneux des sondes, par exemple tous les mois. Des solutions étalons, tamponnées à des valeurs très précises, différentes pour le pH et redox, permettent le contrôle de la chaine d'acquisition par l'automate et, éventuellement, procéder à des corrections par paramétrage logiciel.

La photographie d'aquarium: de belles photos pour tous! (2/3)

Rubrique : Vivant

Auteur:Kactusficus
Niveau : Tous

Deuxième partie: Réglages avancés * Revue de détails du matériel et des accessoires.

2ème épisode… Nous poursuivrons dans l’étude des réglages généraux, et nous passons en revue le matériel … Je sens que certains sont déçus, d’autres découragés et le reste impatients de savoir enfin quelles seront les recommandations spécifiques à la photo aquariophile. Courage, patience, je vous promet qu’au troisième et dernier épisode, nous nous consacrerons uniquement à la technique aquario ! La route est longue, et ces pages techniques rébarbatives, mais elles sont la clé pour avoir une idée précise de ce à quoi nous nous réfèrerons lorsque nous évoquerons plus tard les spécificités de la photo d’aquarium.

Maintenant que vous êtes à l’aise avec les réglages techniques, vous avez peut être noté que certaines images manquent encore d’un petit quelque chose pour être vraiment bien, techniquement parlant. Certains paramètres avancés permettent de décider plus précisément de l’orientation esthétique de l’image que l’on souhaite réaliser.

La "mesure Spot"

Le choix de la « mesure Spot » est un recours très précieux en cas de contrastes de lumière trop forts entre le sujet principal et son environnement.

Le boîtier gère en général l’exposition (sauf si vous êtes en mode Manuel, comme nous l’avons vu la dernière fois). C’est une bonne chose en photo aquario, car le temps de réaction se doit d’être extrêmement court dans la plupart des cas. Peu de sujets ont en effet l’immobilité nécessaire pour se prêter à un réglage manuel minutieux. Par défaut, la mesure de l’exposition se calcule sur toute la surface du capteur. L’appareil va détecter les différentes zones du sujet, les ombres et les lumières, et faire une « moyenne », une mesure multizones ou ponderée, selon les choix, afin d’exposer au mieux.

Cependant, en cas de sujet fortement contrasté, comme c’est souvent le cas en aquario, avec les fortes luminosités de la rampe d’éclairage et l’ombre des surplombs rocheux, le résultat risque d’être décevant, le sujet principal paraîtra souvent sous exposé. C’est le cas notamment avec les poissons, dont les yeux ressortent souvent noirs, sans expressivité. Cela peut être le cas aussi si un animal est caché sous un surplomb rocheux, et que le reste de l’environnement est beaucoup plus exposé à la lumière que lui. Il faudrait donc faire en sorte de mieux exposer cette zone précise, quitte à ce que l’environnement alentour paraisse légèrement surexposé, ce qui n’est pas si grave, tant que l’attention est attirée sur un sujet principal lui-même expressif et bien mis en valeur. Là donc intervient la « mesure Spot ». Cette fonction, accessible quasiment sur tous les APN, permet de mesurer l’exposition sur une zone d’exposition très restreinte, au centre du viseur. Il suffit de sélectionner cette fonction, puis de viser la zone à mesurer, avec le collimateur central dans le viseur. Engager l’obturateur à mi-course pour garder la mesure, et composer son cadrage : une fois la mesure prise, elle ne se déréglera pas, même si l’on décentre le sujet du cadrage, à condition de ne pas relâcher d’obturateur engagé à mi-course. Déclencher la prise de l’image.

La mesure Spot est surtout valable dans les cas d’images présentant un sujet principal dans son environnement, elle sera moins utile en macro ou en plan très large, où il vaut mieux faire jouer les calculs de pondération du capteur, en ce cas.

Exemples:
(EX1) Mesure multizones par défaut
(EX2) Même image prise avec la mesure spot. Notez la différence d’exposition sur le sujet principal.

La compensation manuelle de l’exposition : les IL

Les IL ou Indices de Lumination est la somme des logarithmes du temps de pose, de la sensibilité ISO et de l’ouverture. Plus simplement, ils permettent eux aussi de jouer avec l’exposition de l’image, en proposant une exposition plus « sur mesure » que le réglage basique. Ils se règlent de tiers en tiers, dans le négatif comme dans le positif, 0 correspondant à l’image exposée sans correction.
Aller vers les « + » surexpose l’image, tout comme les « - » la sous-expose.
Nous partons du principe que les capteurs numériques ont tendance en général à surexposer légèrement les sujets, ce qui a pour conséquence d’écraser un peu les teintes, de les délaver. Cela peut être assez frustrant si l’on a comme sujets préférés les coraux multicolores et les poissons bariolés !
On peut donc demander, par le biais des fameux IL, de sous-exposer légèrement l’image, par rapport à ce que le capteur, lui, comme réglages de référence, afin de densifier et booster les couleurs.
A l’inverse, les amateurs d’images évanescentes et pastel pourront demander à l’appareil de surexposer légèrement l’image.
Un réglage de +/- 1/3 (0,3) à +/- 2/3 (0,7) est bien suffisant pour déjà voir une nette différence dans l’exposition, c’est à vous de le peaufiner jusqu’à obtenir l’effet souhaité.

Réglage de l’autofocus : choisir ses collimateurs

L'autre réglage primordial, après l’exposition, c’est la mise au point. Une photo pourra être parfaitement exposée, si la mise au point est bâclée et ne met pas en valeur précisément le sujet de votre image, tel que vous aviez envie de le montrer, alors l’image est ratée.
L’autofocus est l’outil permettant de gérer automatiquement la mise au point. Il se base sur un certains nombre de collimateurs pour mettre au point le sujet, selon la composition de l’image. Les autofocus « intelligents » sont capables de voir un sujet qui bouge, pour le suivre, et décident d’eux-mêmes ce qui semble être prioritaire dans le cadre.
Il existe cependant plusieurs modes de réglages permettant de guider au mieux l’autofocus, et éviter ainsi de rater sa mise au point automatique.
Tout d’abord, l’autofocus peut se régler selon un groupe de collimateurs. Cela peut être utile si l’on veut déterminer avec plus de précision la zone à prendre en compte dans la gestion de la mise au point, plutôt que de lui donner de la latitude sur toute la zone du capteur, au risque qu’il se trompe de cible. L’on choisira le groupe le plus approprié au sujet à photographier (se référer au mode d’emploi de son APN pour savoir où trouver ce genre de réglage précisément, et le nombre de choix possible, variable selon les boîtiers).
Ensuite, l’on peut choisir de ne prendre qu’un collimateur unique, afin de signifier à l’autofocus que l’on exclue toute les autres zones de la mise au point éventuelle. Cela vaut si l’on veut mettre en valeur un sujet très précis, noyé dans une foule d’autres détails que l’autofocus pourrait avoir envie de prendre en compte… Par exemple, un polype de corail parmi mille autres ! Seul ce point précis (et ceux qui seront à l’exacte même distance de l’objectif que lui) sera net et parfaitement défini sur l’image. Ce collimateur unique peut être déplacé dans le viseur (voir son manuel d’APN pour voir quelles sont les possibilités du boîtier), afin de pouvoir composer son image le plus précisément possible. On compose son image, puis l’on sélectionne le collimateur le plus approprié.
Si la rapidité du sujet ne permet pas de prendre son temps à composer et sélectionner le collimateur le plus adéquat, alors on fera la mise au point avec le collimateur central, en appuyant à mi-course sur l’obturateur, puis sans relâcher, on fera rapidement la composition de son image, avant d’appuyer totalement sur l’obturateur. Cette méthode est assez rapide, mais elle manque quand même de grande précision, puisque le mouvement opéré pour composer son cadrage aura sans doute fait bougé un peu les distances de mise au point. A noter que pour compenser cela, et dans la mesure des possibilités de l’exposition, on pourra toujours augmenter un peu la profondeur de champ, afin de pallier à la mise au point légèrement défaillante (là, vous avez tout compris, car vous vous souvenez parfaitement de ce paragraphe abordée en première partie ! ;) ).

Le choix du collimateur unique, allié à un autofocus intelligent, qui suit les mouvements du sujet mouvant, est le meilleur choix pour prendre une photo bien nette d’un poisson très remuant, par exemple. Le défaut du point unique est, par essence, sa zone très réduite, qui rend très « challenging » la prise de vue nette d’une zone très petite et très mouvante (par exemple, faire la mise au point sur l’œil du poisson nageur…)

Exercice : réglez l’appareil en collimateur unique, et entraînez vous d’abord sur des sujets plutôt immobiles, puis sur des sujets mobiles de plus en plus rapides. Il faut obtenir la mise au point parfaite, où la zone agrandie à 100% sera vraiment nette (par exemple, sur l’œil d’une crevette, on doit pouvoir discerner les milliers de facettes qui composent l’œil)

La mise au point manuelle

Si vous en avez la possibilité, la mise au point manuelle est toujours intéressante à exploiter, lorsque l’on est en quête de précision. En effet, si l’on a précisément choisi son cadrage, il se peut que le collimateur le plus proche proposé par l’autofocus ne soit pas vraiment situé sur le point exact sur lequel vous souhaitez faire la mise au point. D’autre part, si ce point est suffisamment petit pour devoir être extrêmement précis (macro), faire la mise au point en décadrant, et en tenant l’obturateur appuyé à mi-course, puis déclencher l’obturation après remise au cadre peut avoir fait bougé de quelques millimètres la distance du boîtier, et la mise au point ne sera plus aussi précise et nette. Il vous faudra donc mettre de préférence l’appareil en mode de mise au point manuelle, puis régler avec précision celle-ci à l’aide de la bague de l’objectif. Vous gagnerez cette petite netteté supplémentaire qui fait toute la différence. Mais attention de ne pas trembler ni bouger !

B – Les choix du matériel : lequel, et pour quel résultat ?

Cette rubrique n’abordera pas les questions de choix de l’APN, car les boîtiers évoluant sans cesse, une proposition de sélection serait obsolète quelques mois plus tard… Cependant, quel que soit le choix de départ en ce qui concerne l’APN, compact, bridge ou reflex, les options matérielles restent intéressantes à savoir pour tous (sauf le point sur les objectifs, qui intéressera seuls les détenteurs de reflex).

Choix de l’objectif

Macro ou grand angle ? Focale fixe ou zoom ? Ces questions déterminent de prime abord l’orientation artistique d’une image. Cependant, comme nous l’avons vu auparavant, au-delà du choix artistique, il y aura également un choix financier à faire…
L’objectif standard est souvent un zoom d’une focale moyenne, allant du 35mm au 135mm. Cela peut être un objectif à focale fixe, par exemple 50mm, ou un zoom couvrant plusieurs plages focales. C’est l’objectif de référence pour tous les usages classiques, portraits, reportages… En aquario, ce sera l’objectif des scènes de vie, des compositions un peu larges…. Toujours utile.

L’objectif grand angle couvre le plages focales en dessous de 35mm, soit donc par exemple un objectif fixe de 18mm, ou un zoom 17/70mm (démarre à 17mm en grand angle pour finir en focale standard). Le grand angle couvre un angle de cadrage beaucoup plus large que la focale standard, comme si le champ de vision était élargi. Du coup, l’image obtenue possède un effet panoramique très agréable à l’oeil. C’est l’objectif idéal pour les paysages, les vues d’ensemble. Il peut être utilisé en aquario pour les vues d’ensemble de bacs, mais son usage ne limité.

Le téléobjectif couvre les focales importantes, de 135 à 400mm, voire plus. Objectifs demandant de très grandes distances minimales de mise au point, il est inutile en photo aquario, mais est la référence des photographes naturalistes qui ne peuvent pas approcher leurs sujets de près (photographie de faune sauvage), et par dérivation, des paparazzis !

L’objectif macro, enfin, est un objectif à focale fixe (60, 80, 100, 150 ou 180 le plus souvent), possédant la particularité de pouvoir faire, malgré une focale relativement haute, une mise au point à distance très réduite, de l’ordre de quelques dizaines de centimètres au pire, ce qui permet de prendre des images de très gros plans. A noter que plus la focale est haute, plus la distance de mise au point minimale est grande.

Focale fixe ou zoom ? L’objectif à focale fixe est souvent plus qualitatif que le zoom, du point de vue de la qualité des lentilles utilisées, mais surtout de l’ouverture minimale, souvent plus large que les zooms. Le principal défaut est que, par essence, il ne zoome pas, ne permettant pas de se rapprocher du sujet.
Le zoom, lui, permet plus de latitude pour le cadrage, puisqu’il permet de sélectionner des plages focales différentes, mais le prix d’un zoom bien lumineux est souvent élevé. Les zooms « moyen de gamme » que proposent les constructeurs en pack avec leur boîtier sont souvent de l’ordre de f :3,5/5,6, ce qui n’est pas optimal, et risque de poser problème en cas de luminosité restreinte.
L’idéal est un zoom à ouverture fixe f :2,8 par exemple (l’option « zoom stabilisé », en plus, serait un must), mais les prix s’envolent…

Marque propriétaire ou « générique » ? Les gammes de prix ne sont pas du tout les mêmes, on va parfois du simple au triple en passant d’une marque générique à la marque propriétaire. Cependant, le prix réduit n’est pas forcement synonyme de mauvaise qualité, et même les pros n’hésitent plus à varier leur gamme d’objectifs avec des optiques de marque généraliste. Les progrès ont été considérables, et l’amateur même éclairé n’y verra que peu de différences, selon les optiques choisies. Nous vous conseillons de toujours vous referez à un guide spécialisé lorsque vous réfléchissez à l’achat d’une optique, pour connaître les bancs test de chaque choix, et trouver la bonne affaire. Sigma par exemple est souvent une des marques généralistes que l’on compare le plus fréquemment avec les marques propriétaires, et la qualité de ses piqués n’a souvent que très peu à envier à ces dernières.En complément d’optique, vous pouvez vous diriger vers des bague allonges, des bagues d’inversions ou des bonnettes, qui permettent toutes de transformer un objectif standard en objectif macro, soit en rapprochant la distance de mise au point minimale, soit en ajoutant un pouvoir grossissant à l’optique. Ces compléments sont bien moins chers que les objectifs macro dédiés, et sont un bon compromis pour démarrer macrophotographie.


Choix de l'usage du flash

La question du flash divise vraiment les gens, il serait peut être plus approprié de classer son étude parmi les choix esthétiques encore plus que techniques. En effet, c’est selon le rendu que vous souhaitez avoir que vous allez décider si vous voulez mettre en route le flash ou pas.
Il peut aussi être un choix à faire pour certaines situations seulement. Avec un flash, vous pouvez vous permettre une vitesse bien plus grande. Le flash est donc quasi-obligatoire pour capturer les mouvements des poissons vifs. Il sera aussi recommandé pour éclairer l’œil d’un animal, qui fait souvent bien noir et terne sans flash (cela dépend en fait de la couleur des yeux de l’animal !). Il est aussi apprécié pour faire très nettement des détails vraiment macro, comme des écailles ou autre partie anatomique qui brillera bien mieux avec le flash. Par contre, le flash éclairant un corail de face écrasera ses couleurs, surtout sur les SPS, et rend le rendu très inesthétique.
En fait, il ne faudrait pas parler « du » flash, mais « des moyens d’éclairer » au flash. Le flash incorporé dans le boîtier est le plus souvent inutilisable. En mode macro, l’angle qu’il fait avec l’objectif, sur une courte distance de mise au point, ne permet pas de l’utiliser, car l’objectif est alors sur la trajectoire du flash, et le masque. En plan plus général, il est aussi d’un secours très relatif, car il fera des reflets très disgracieux sur les vitres, gâchant la scène cadrée.
Il faut donc un flash indépendant, déclenché par infra rouge sur commande de l’appareil photo (c’est un flash TTL). En macro, il sera positionné tout à côté de l’objectif (ou en zénithal, au dessus du bac), avec un bras articulé, afin de pouvoir éclairé le sujet sans que l’objectif ait une incidence sur la trajectoire de la lumière. En plan large, il pourra être positionné sur le dessus du bac, par le moyen d’un pied girafe par exemple (nous en parlerons sur le paragraphe suivant), pour éclairer le bac de façon zénithale, en complément beaucoup plus intense que la rampe d’éclairage du bac.
Pour la macro, on pourra également faire appel au flash annulaire, qui se fixe à l’extrémité de l’objectif, comme un anneau de lumière, mais, s’il est très performant, il ne permet pas de modeler la lumière, et donne un résultat très plat, très « clinique ».
Le must en photo aquario est d’avoir a disposition une kit de flashes TTL adaptables sur une bague annulaire mais entièrement modulables quand à leur positionnement, et qui peuvent aussi être mis en série autour ou au dessus du bac, et commandés en infra rouge. Ces kits, que toutes les grandes marques font maintenant, sont d’un prix relativement élevé, mais l’investissement en vaut le coup, si vous décider de vous lancer dans la macrophotographie de façon sérieuse, car ils sont extrêmement modulables et peuvent s’adapter à toute sorte de situation ou toute idée créative.

Choix de l’usage du trépied

Enfin, nous aborderons la question du trépied… Encombrant mais si pratique, le trépied est un accessoire à posséder, pour tous les amateurs qui souhaitent avancer en photographie. Certes, il entrave la liberté de mouvement, et interdit la spontanéité de composition… mais il peut aussi se révéler d’une aide précieuse, voir être indispensable à certaines photos qui demandent de réduire la vitesse d’obturation. Il sera alors la seule solution pour conserver une belle netteté.
Mais le trépied sera votre meilleur allié pour trois sortes d’images :

• Pour obtenir un détail macro bien net, car en permettant d’abaisser la vitesse, vous pouvez ainsi optimiser la profondeur de champ, ce qui est très utile pour els sujets vraiment microscopiques, où chaque millimètre compte.

• Pour les photos sous tubes actiniques, le trepied est indispensable. Il permet d’optimiser la vitesse de prise de vue afin de mettre en valeur la lumière et les fluorescences.

• Enfin, le pied sera très utile en cas d’attente prolongée pour saisir un animal furtif. Se caler sur pied, cadrer et attendre que l’animal se montre, cela permet de se concentrer sur le viseur, et les réglages !

Une autre sorte de pied photo, plus professionnel, peut rendre de fiers services. Il s’agit du pied dit « Girafe », à cause de sa longue tige déportée en coude. Un peu cher, il est cependant un article très intéressant pour la photo créative et les plus rigoureux d’entre nous. Il permet de fixer un flash à son extrémité, et à le maintenir sur le bac, ou autour, selon un angle plus ou moins zénithal. Malgré l’usage du flash, les effets de lumière sur le sujet paraîtront plus que plus naturels, et il permet de déboucher toute sorte d’ombre, surtout en angle difficile, afin d’optimiser l’exposition.

Après cet exposé des matériels et accessoires, nous voici arrivés à la fin de cette seconde partie, et vous devez vous demander quand arriveront enfin les conseils strictement liés à l’aquariophilie… Patience, vous saurez le fin mot de l’histoire le mois prochain…

En attendant, bon entraînement !

Comme toujours je me tiens à votre disposition sur le forum pour répondre aux éventuelles interrogations.

La photographie d'aquarium: de belles photos pour tous! (1/3)

Rubrique : Vivant

Auteur:Kactusficus

Niveau : Tous

Première partie: Les bases * Vocabulaire * Concepts * Technique * Réglages

Nous aborderons ici les différents aspects techniques de la maîtrise photographique, et plus particulièrement les contraintes liées à l’aquarium, afin que chacun puisse obtenir de superbes clichés de son bac et de ses habitants.

On pense souvent, lorsque l’on voit une belle image, qu’elle est forcement retouchée, loin de la prise de vue brute. Que nenni ! Une fois ces bases acquises, et sous réserve que toutes les conditions soient réunies pour que la photo puisse être prise de façon optimale, vous vous rendrez vite compte qu’un fichier brut peut être tout a fait joli, et exploitable tel quel. La retouche sera à réserver pour les clichés qui n’ont pu être obtenus de façon optimale (gros manque de lumière élément parasite qui oblige a un recadrage…)

A – Les paramètres de réglage : quoi, comment, pourquoi ?

Dans ce premier « épisode », nous aborderons les notions techniques générales. Cela peut sembler fastidieux et superfétatoire, compte tenu du fait que nous ne parlons pas encore des spécificités liés à la photo aquariophile en tant que telle. Cependant, il est nécessaire de se familiariser avec les paramètres et les techniques utiles à tous les usages, afin de bien appréhender par la suite les réglages proprement liés à l’aquarium.

De plus, cela vous laisse un bon mois de pratique des exercices, avant d’aller plus avant !

Différents paramètres purement techniques participent à l’élaboration de l’image : la sensibilité ISO, la balance des blancs, la vitesse, l’ouverture, l’exposition, le choix du mode de calcul de l’exposition.

1. la sensibilité ISO

Vous souvenez vous des pellicules photo argentiques ? Elles étaient classées en fonction d’un nombre donne : 50, 100, 200, 400, 800, 1600 ou 3200 ISO. Ce nombre détermine la sensibilité de la pellicule, sa capacité à réagir avec plus ou moins de lumière. Le nombre le plus petit est le moins sensible, celui qui demande le plus de lumière ambiante pour réagir, et le plus grand nombre dénote une sensibilité très élevée, un potentiel fort, même en conditions de faible lumière.

Ce choix de la sensibilité se retrouve sur l’appareil numérique, sauf que l’appareil possède « en lui » toutes les sensibilités a la fois, et que c’est à l’utilisateur de la déterminer. Il est également possible de laisser ce choix en automatique, choix qui se révèle possible en condition normale d’utilisation, mais qui est souvent décevant en photo aquario, car de nombreuses situations demandent un apport de lumière important.

Donc, si vous avez bien suivi, vous allez me dire « rien de plus facile, suffit de mettre sur le plus grand nombre possible, pour garantir la plus grande sensibilité à la lumière ! » Oui, mais non. Car le revers de la médaille d’une grande sensibilité c’est l’apparition du « bruit », ce grain colore et flou, disgracieux, qui gauche toute la photo. Ce grain n’est pas rattrapable de façon tout a fait satisfaisante en retouche, donc autant dire qu’une image très bruitée est une image a jeter. Une belle image possède une netteté et une finesse importante, du moins sur une zone délimitée (le bruit n’a rien a voir avec le flou du a une grande ouverture de diaphragme, qui elle, est volontaire et tout a fait esthétique, si elle est maîtrisée, comme nous le verrons plus loin).

Bref, il faut apprendre a maîtriser et dompter la sensibilité ISO, aller au plus loin acceptable, à la limite de l’apparition du bruit, suffisamment haut pour avoir de bonnes possibilités d’exposition, mais pas trop haut pour que le bruit n’apparaisse pas.

EXERCICE : Pour cela, je vous encourage à prendre en photo le même sujet à toutes les sensibilités possibles sur votre APN, sous les mêmes conditions d’éclairage et de situation, afin que vous voyiez par vous même la latitude possible de ce paramètre. Ensuite, sur l’ordinateur, agrandissez chaque cliché pris à 100%, pour observer l’apparition progressive du bruit, au fur et à mesure que vous montez dans les ISO. Selon les APN, ce bruit est décelable dès 200ISO, mais sur un bon reflex, il est acceptable jusqu'à 400ISO, et sur les toutes dernières générations semi-pro (Nikon D300, Canon EOS400D), les derniers propres technologiques permettent de se lancer au delà du 800ISO sans trop de déperdition de qualité.

A noter que la notion de « bruit acceptable » varie d’un genre de photo a un autre: s’il est beaucoup moins visible et tout a fait acceptable sur une vue d’ensemble, il sera, à même sensibilité, très visible et laid sur un agrandissement a 100% d’une portion de vue macro.

ILLUSTRATIONS :
EX1 - Notez la montée graduelle de la luminosité au fur et a mesure que l’on grimpe les ISO

EX2 – Sujet macro agrandit a 100%, notez l’apparition du bruit

2. la balance des blancs

La balance des blancs est la façon dont l’appareil va calibrer la température de couleur du sujet à photographier. En général, cette balance des blancs est réglée sur « auto », permettant à l’appareil de gérer seul les différentes situations. La lumière du jour est très blanche, tandis qu’un éclairage en ampoules domestiques est jaune, un néon est vert et un éclairage au tungstène est bleu, par exemple. C’est par la balance des blancs que l’appareil compense les températures de couleur de la lumière ambiante, pour que les sujets soient optimisés (par exemple, que vous n’ayez pas l’air d’avoir le teint vert si l’on prend votre portrait sous un tube néon). Cette balance des blancs est donc capitale en photographie aquario, puisque vous savez bien que les couleurs, à cause du choix de température de couleurs des rampes HQI ou T5, y sont souvent bien plus bleues ou violettes qu’en lumière naturelle. Il s’agira de bien calibrer cette balance des blancs, pour éviter l’effet disgracieux d’un sable ayant viré au bleu sur l’image, ou pour saisir le plus précisément possible les nuances d’un corail. On conseillera donc d’apprendre à maîtriser sa balance des blancs manuelle, si l’option est possible sur votre APN, car les capteurs de balance automatique sont souvent assez perdus devant la lumière atypique qui se dégage d’un bac récifal.

La balance des blancs manuelle est modulable en fonction de pallier de degrés Kelvin, les mêmes unités de mesure que pour les ampoules et tubes de nos bacs. Chaque bac, selon les choix d’éclairage que nous avons fait, est donc unique et nécessite un calibrage de la balance des blancs différent.

EXERCICE : Régler l’APN sur Balance des blancs manuelle, et prendre des photos du même sujet à différentes températures de couleur, afin de noter les différences et choisir le réglage qui correspond le mieux à la température du bac, pour avoir des sujets ressortant de la manière la plus naturelle possible. Se baser sur une couleur blanche ou beige est l’idéal, pour calibrer sa balance des blancs. On peut par exemple choisir un cadrage montrant une portion de sable, et choisir la température qui donnera l’image du sable la plus fidèle a la réalité.

Parfois l’APN ne propose pas de balance des blancs manuelle, mais un réglage de personnalisation semi automatique. Il faut en ce cas lancer ce réglage semi automatique en tenant l’objectif devant un sujet blanc, dans le bac. Un morceau de plastique blanc immergé fera parfaitement l’affaire pour ce réglage. Une fois enregistré, il sera conservé en mémoire sur l’appareil, pour que vous vous en serviez comme réglage par défaut lorsque vous prendrez des photos de votre aquarium.

ILLUSTRATIONS :

EX1 : image en 2 500°K. Le sujet étant sensé être très jaune, l’appareil compense par le bleu.

EX2 : le même sujet en 10 000°K. De façon inverse, si l’on fait croire à l’appareil qu’il va devoir prendre un cliché de température ambiante très froide, il compense par le jaune.

EX3 : le même sujet, avec la balance des blancs correcte (ici, 5 000°K)

3. la vitesse

Le réglage de la vitesse d’obturation est un autre paramètre crucial. La vitesse d’un obturateur peut aller d’un temps extrêmement court (1/8000^e de seconde, par exemple), à une durée infinie (c’est la « Pause B », une fonction spéciale où l’obturation ne se ferme que lorsque l’on relâche le déclencheur). Le réglage de la vitesse détermine le laps de temps pendant lequel le capteur va être soumis à l’exposition, et pour l’évaluer, on est tributaire de la quantité de lumière disponible pour la prise de vue : Plus vous avez de lumière ambiante, et plus la vitesse d’obturation peut être courte, tout en gardant une exposition correcte du cliché. Plus l’ambiance est sombre, plus la vitesse nécessaire sera longue. D’un autre côté, plus le sujet est mouvant, plus il vous faudra augmenter la vitesse de prise de vues pour le capturer de façon nette et bien définie. Le gros problème vient des sujets à la fois vifs et vivant dans un environnement peu lumineux. Ce corollaire explique la nécessité du flash pour certaines prises de vues.

Deux informations à connaître :

- Sur une photo de plan assez rapproché, sans trépied, le flou de bougé apparaît dès 1/60^e de seconde, 1/30^e pour ceux qui maîtrisent exceptionnellement leur respiration et les mouvements quasi imperceptibles du corps. Essayer de ne pas aller en dessous, où, si le peu de luminosité le demande, il faudra mettre l’appareil sur pied.

- On estime qu’il faut, pour avoir une photo bien nette en macro sans trépied, ne pas descendre en dessous de la vitesse correspondant au chiffre de la longueur de focale. Par exemple, si l’on a un objectif macro de 105mm, il faudrait éviter de descendre en dessous d’1/100^e de seconde.

Selon le sujet que vous souhaitez capturer, et le choix artistique qu’il vous faudra faire, les réglages différeront du tout au tout. Nous verrons ces choix précis plus en détail dans les parties suivantes, sur les spécificités de la photo aquario.

4. le diaphragme / l’ouverture

Enfin, le diaphragme est la dernière notion capitale pour comprendre comment se fabrique une photo. Accrochez vous, c’est la partie la moins facile à expliquer, et j’espère arriver à me faire comprendre…

Le diaphragme est cette pièce mécanique qui, se refermant en iris, quantifie la lumière venant illuminer le capteur. La mesure s’exprime en valeur d’ouverture, le nombre « f ». La gamme des valeurs d’ouverture est fixe, même si les fabricants d’APN en rajoutent souvent à la liste initiale, proposant des valeurs médianes. Les valeurs « normées » sont les suivantes :

f :1, f :1,4, f :2, f :2,8, f :4, f :5,6, f :8, f :11, f :16, f :22 f :32 et f :45. La plupart des APN permettent des réglages de f :2,8 à f :22.

Le principe est simple : l’on part de l’ouverture maximale (le plus petit chiffre), et chaque valeur resserre l’iris du diaphragme, laissant passer deux fois moins de lumière que le chiffre précédent. Par exemple, f :2,8 laisse passer deux fois plus de lumière que f :4. Et inversement, f :22 demande deux fois plus de lumière que f :16 pour exposer le même sujet à intensité égale.

Une autre notion est déterminée par le diaphragme : c’est la profondeur de champ. Grosso modo, sans rentrer dans des descriptions trop techniques, la profondeur de champ est régie à la fois par le choix du diaphragme et la longueur de focale (la focale, c’est pour schématiser la longueur de l’objectif choisi, par exemple 50mm, 105mm, 17mm). La profondeur de champ se matérialise par la zone de netteté qui entoure le sujet mis au point par le photographe. Plus le diaphragme est fermé, plus la profondeur de champ est grande, plus les différents plans de la photos sont nets (sujet mis au point, avant plan, arrière plan…). Plus le diaphragme est ouvert, plus a profondeur de champ est réduite et seul le sujet choisi pour être mis au point sera net, tout les alentours seront flous.

EXERCICE : régler l’appareil sur le mode A (priorité diaphragme) Choisir plusieurs valeurs de diaphragmes, pour un même sujet. Vous allez voir très clairement les différentes profondeurs de champ qui en résultent.

Retenons bien :

Ouverture maxi = + petit chiffre = le + lumineux = zone de netteté réduite

Fermeture maxi = + grand chiffre = le - lumineux = netteté de 0 jusqu’à l’infini

La valeur minimale du diaphragme est déterminée par la qualité de l’objectif (qualité qui se définit aussi sur plusieurs autres paramètres, comme la qualité des lentilles, la robustesse de la fabrication…) Un bon objectif, plus coûteux, sera très lumineux (f :1,4 ou f :2,8 par exemple), tandis qu’un objectif moyen de gamme le sera moins (f :4,5 ou f :5,6).

Un objectif ayant une ouverture minimale à f :5,6 ne permettra pas de descendre par exemple à f :2,8. Nous allons voir au paragraphe suivant l’importance d’un objectif lumineux, surtout pour le genre de sujets qui nous concerne.

5. la combinaison de la vitesse et du diaphragme détermine l’exposition correcte d’une photo.

Les réglages de la vitesse et de l’ouverture sont interdépendants. Pour une valeur d’exposition égale (par exposition, nous entendons : les réglages pour obtenir une photo correcte, ni surexposée, ni trop sombre), plusieurs combinaisons sont équivalentes, aboutissant au même résultat d’exposition, mais pas au même résultat photographique.

En effet, c’est très logique : si j’envoie au capteur moins de lumière en obturant avec une vitesse plus rapide, alors il faudra que je compense cette sous exposition à la lumière par une ouverture plus grande du diaphragme.

A l’inverse, si je choisis d’avoir par exemple une profondeur de champ plus importante (et donc une ouverture plus réduite, vous suivez ?), je devrais compenser cela par une vitesse d’obturation plus lente, qui fera passer la lumière plus longtemps sur le capteur.

Si je règle seulement l’un des paramètres sans modifier le second, alors l’image sera, dans les deux cas cités, sous exposée.

Si je choisis à l’inverse d’augmenter l’ouverture du diaphragme sans changer la vitesse, ou si je ralentis l’obturation sans modifier l’ouverture, l’image sera alors surexposée.

ILLUSTRATIONS : soit E l’exposition correcte. L’appareil est en mode automatique, pour prendre la mesure de E. Il me donne E = vitesse 1/125^e de seconde et f :5,6 (EX.1). le poisson est un peu flou car la vitesse est relativement basse compte tenu de sa grande mobilité.

E sera aussi égal à : vitesse 1/60^e et f :8 (pour donner plus de profondeur de champ, mais la vitesse plus lente fait que le poisson est encore plus flou) (EX.2)

E sera aussi égal à : vitesse 1/250^e et f : 4 (pour saisir un sujet mouvant): la profondeur de champ est réduite, mais le poisson est bien net. (EX.3)

Si je n’ai pas un bon objectif, qu’il n’est pas assez lumineux, alors je n’aurai pas la possibilité, par exemple en ce cas particulier, de saisir avec netteté le sujet mouvant, car je ne pourrais pas descendre à f :4 et me permettre ainsi d’obtenir la vitesse appropriée.

Je pourrais toujours compenser en montant d’un grand la sensibilité, mais je risque de voir apparaître ce fameux « bruit » disgracieux (vous voyez, tout s’enchaîne, et vous percevez maintenant de quelle façon tous les réglages sont imbriqués)

En photo aquariophile, la lumière est souvent le problème principal, et une belle qualité d’objectif est souvent le détail qui fait la différence.

6. le choix du mode de réglage : Manuel vs. Auto et Priorité ouverture vs. Priorité vitesse

Selon le sujet que vous souhaitez photographier, les réglages ne seront pas du tout les mêmes. D’où la nécessité de jouer avec les modes de fonctionnement de l’appareil, pour sélectionner toujours le plus adéquat.

Le mode automatique (« P » sur la plupart des APN) est très bien pour faire une vue d’ensemble ou des instantanés qui seront toujours plus ou moins correctement exposés. Cependant, comme c’est l’appareil qui dicte quels sont les réglages idéaux, il se peut qu’il se trompe, bête machine qu’il est. L’appareil ne sait pas, lui, si ce qu’il cadre bouge ou non, si la photo serait plus jolie avec une grande profondeur de champ ou au contraire une zone de netteté réduite. C’est pour cela que les fabricants de bridge et de compacts ont inventé les « Scènes » programmes thématiques de réglages, qui guident le processeur à opérer les réglages les plus adéquats. En mode « paysage », par exemple, l’appareil privilégie une grande profondeur de champ, pour que le paysage en question soit bien net du premier au dernier plan, selon la luminosité ambiante. En mode « nuit », l’appareil va régler la balance des blancs automatiquement pour compenser les lumières artificielles, et essayer de compenser le manque de luminosité par une grande ouverture de diaphragme.

Les « Scènes » cela peut être utile, mais c’est franchement limité tout de même. Alors viennent les modes avancés, qui permettent d’affiner ses réglages personnellement, ce qui est nettement mieux, car finalement, qui mieux que vous peut savoir quelle image vous désirez obtenir ? Certainement pas un processeur d’APN, en tout cas.

Quoique, ce dernier peut se révéler d’une aide précieuse, en vous mâchant la moitié du travail… Nous allons parler des deux modes semi-automatiques, et nous allons voir en quoi ils vont devenir vos plus fidèles alliés pour obtenir de belles photos.

Le mode Priorité vitesse, nommé selon les fabricants "S" comme « Speed » ou Tv comme « Time value », permet, comme son nom l’indique, de choisir la vitesse d’obturation que l’on souhaite, puis le processeur se mettra alors à calculer automatiquement l’ouverture de diaph la plus appropriée, pour obtenir la bonne exposition du sujet cadré. Attention à ne pas lui demander non plus de vitesses trop éloignées des possibilités du contexte, car la luminosité ambiante nécessite une certaine gamme de réglages, certes modulables mais comprises dans certaines limites, et en cas de réglage trop discordant avec la réalité, l’on risque fort de se retrouver avec une image sur ou sous exposée. Si par exemple vous demandez une vitesse d’1/500^e, pour un sujet assez sombre, vous n’obtiendrez pas de photo satisfaisante. En général, lorsque le processeur mesure une vitesse inappropriée, il ne donnera pas de chiffre d’ouverture correspondant, mais indiquera par exemple « Low » en cas de sous exposition probable ou « High » en cas de surexposition. Il faudra alors en tenir compte et régler une vitesse plus vraisemblable.

Le mode Priorité diaphragme, indiqué par "A" comme « Aperture », ou Av, permet au photographe, comme son nom l’indique aussi, de régler manuellement l’ouverture qu’il souhaite (selon s’il souhaite plus ou moins de profondeur de champ), et l’appareil se charge de calculer la vitesse adéquate pour exposer correctement le sujet choisi. Tout comme pour le mode Priorité vitesse, il s’agit d’être raisonnable dans son choix, et ne pas tenter de sélectionner une haute valeur d’ouverture (grand chiffre = diaphragme fermé = profondeur de champ maxi, rappelons nous) si l’on ne peut stabiliser l’appareil en cas de lumière ambiante relativement faible (car la vitesse nécessaire sera alors très lente, donc l’appareil tenu à main levé tremblera, et la photo sera floue).

Enfin, le mode "M", « Manuel » permet de régler l’exposition sans aucune intervention du processeur. Vous rentrez la vitesse et le diaphragme souhaité, vous cadrez, mettez au point et appuyez sur le déclencheur. Si c’est raté, ce n’est pas la faute de l’appareil… Ce mode peut être très utile surtout pour régler une exposition correcte dans des conditions de prise de vue difficile, par exemple pour un sujet dans la pénombre, à prendre au flash, il s’agira de régler les paramètres de l’exposition au préalable, pour qu’il dose correctement l’exposition quand le flash se mettra en marche…

Voilà pour les réglages de base, leur signification et leur implication dans la fabrication de l’image… Je vous donne rendez vous le mois prochain, afin de rentrer plus avant dans l’étude des réglages techniques qui vous permettront d’obtenir des images toujours réussies !

Si vous souhaitez nous montrer vos exercices et essais, si vous avez des questions sur le contenu de cet article, de petits problèmes techniques à régler, je vous donne rendez-vous sur le forum de FNR, dans la section Nanozine, sujet « Série technique photo – Partie #1», pour tenter d’y répondre ! ;)

La chimie de l’aquarium récifal "pour les nuls"

Rubrique : Technique
Auteur : JLC
Niveau : Débutant

On peut être nul en chimie et n’avoir aucune envie d’en connaître plus, c’est un droit (que je concède volontiers ayant souffert sur les bancs de l’école nationale de chimie de Paris). Mais être aussi un aquariophile passionné du monde marin... Alors bien que le sujet soit peu engageant, je vais tenter une approche brève et simplifiée du problème car il faut malgré tout retenir deux ou trois points clés !

L’eau de mer, c’est quoi ?
L’eau de mer contient du sel. Cela n’est pas nouveau, le sel c’est NaCl, du chlorure de sodium, en cuisine cela donne le goût… salé. En fait ce sel caractéristique n’est pas l’unique composant de l’eau de mer.
L’eau de mer est constituée par de l’eau pure (notre bonne vieille H₂0) dans laquelle est dissous un mélange :

• Du chlorure de sodium
• Du chlorure et sulfates de magnésium
• Du chlorure de potassium
• Du chlorure et sulfates de calcium
• Des carbonates de calcium
• Une multitude d’éléments divers ; métaux, etc. que l’on nomme éléments 'traces' car ceux-ci n’interviennent qu’en faible quantité même si leur rôle est loin d’être négligeable.
  

Nous allons encore simplifier la composition des différents composants et retenir que l’eau de mer contient :

• Des sels de sodium
• Des sels de calcium
• Des sels de magnésium
• Des sels de potassium
• Des carbonates
• Des éléments traces

L'aquarium est rempli initialement d'eau douce et d'un 'sel' complet à usage marin jusqu'à obtenir la densité de 1025, celle du milieu naturel. On s’attend alors à ajouter un peu d’eau pure pour compenser l’évaporation. Et c'est pourtant insuffisant. Pourquoi ?

Dans un aquarium récifal les animaux et végétaux marins puisent directement de l’eau les éléments nécessaires à leur métabolisme (édifications des squelettes, des coquilles, etc.). Cette consommation, ou calcification, utilise les composants dissouts dans l'eau.

Les éléments qui sont principalement utilisés sont :

• Le calcium
• Les carbonates
• Dans une moindre mesure ; Le magnésium

Une partie des autres constituants, notamment les éléments traces appelés 'oligoéléments', sont aussi exploités par les organismes et leurs concentrations s’affaiblissent peu à peu. Selon les populations maintenues dans l'aquarium les éléments sont puisés en plus ou moins grande quantité, les consommateurs 'champions' sont les coraux durs bâtisseurs (hermatypiques).

Si on se contente de faire le niveau avec de l’eau douce il va y avoir des carences !

Faut-il ajouter de l’eau un peu salée à la place de l'eau douce pour éviter les carences ?
Bonne question, la réponse est Non, car ces éléments sont retirés dans des proportions différentes de celles contenues dans l’eau de mer naturelle, si calcium et carbonates sont utilisés, les sels de sodium et potassium ne sont que peu retirés. De plus chaque population d’aquarium va puiser de façon propre et individuelle dans l’eau ses constituants de croissance. Il n’y a pas de mélange universel pour compenser cet effet¹.

Autre difficulté, si le mélange initial est stable, l’épuisement d’un constituant perturbe l’équilibre chimique et entraine des réactions et variations de proportions des autres éléments.

Or la croissance, voire la survie, des animaux est liée au maintien dans des proportions exactes des taux de calcium, magnésium et de carbonates. Il faut intervenir si le taux de calcium tombe sous 370 mg/l, si la dureté carbonatée descend sous 7°dKH ou si le magnésium est sous la barre des 1000mg/l (chiffres correspondants à une densité de 1025 ou 35 g de sels par litre).

Il est important de mesurer très régulièrement, une à deux fois par mois, selon son expérience, les trois paramètres clés : Calcium, dureté, magnésium.

Si l'observation attentive de l'aquarium est indispensable pour déceler les dérives, elle n'est pas suffisante pour débusquer une carence qui n'a pas encore (et c'est tant mieux) de conséquence sur les animaux de l'aquarium. Le manque d'expérience fait également que les symptômes sont plus difficiles à déceler. Pour cela des 'kits' de mesure sont disponibles, ils sont loin d'être parfaits, mais il faut faire avec...

Comment intervenir ?
L’intervention de routine consiste à changer une partie de l’eau de l'aquarium par de l'eau salée neuve, opération effectuée chaque semaine (au moins 5%) ou chaque mois (au moins 20%). Au terme de plus longues périodes (trois mois, six mois), un changement plus significatif (50-60%) replace les paramètres à leurs valeurs nominales. C’est efficace, sans danger si le mélange est préparé avec soin et les constituants (eau douce y compris) d’excellente qualité. CF : nanoZine De l'eau et du sel. L’avantage est aussi de compenser l’épuisement des éléments traces non mesurables car les sels à usage marin sont très complets. N'ayez pas la crainte de retirer de précieux animalcules par les changements d'eau, l'aquarium ne contient que très peu de zooplancton ou phytoplancton et n'est pas réellement pénalisé par cette perte temporaire. Un sel dit 'enrichi' ou 'reef' destiné aux aquariums fortement peuplés en scléractiniaires peut être un bon choix, cependant il faut juger pertinemment des effets produits.

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Aparté pour une simulation de l'effet d'un changement d'eau. Cette simulation est imparfaite car elle ne tiens pas compte de paramètres difficiles à modéliser, mais cela permet d’évaluer grossièrement l’efficacité de la stratégie de changements d’eau.
La simulation actuelle fait l’impasse sur des paramètres tels que les variations de consommation en fonction des concentrations, les effets que produisent sur la chimie de l’eau les différents taux qui interagissent entre eux, etc. Ainsi dans ce modèle il est possible d’avoir des concentrations négatives (!), cela à donc des limites mais en tenant compte de ces restrictions, c'est également instructif.

Cette simulation comporte 2 feuilles de calcul Excel, une pour l’accumulation d’éléments indésirables qui sont retirés de l’aquarium par le changement d’eau (pris comme exemple les nitrates), l’autre pour le remplacement d’éléments consommés ou vitaux au métabolisme des animaux (pris comme exemple le calcium). En effet ces deux effets sont obtenus par la même opération.

Pour celle concernant le remplacement des éléments en carence, l'exemple pris est le calcium. Il est possible d’introduire la quantité initiale, la quantité consommée chaque jour et celle introduite par un moyen quelconque (RAH, RAC ou solution de chlorure de calcium), le pourcentage et la fréquence de changements d’eau réguliers ainsi que l’action de changements inhabituels de plus grand volume.

Deux stratégies sont confrontées et mise sous forme de graphique pour une comparaison de leur efficacité.

Premier exemple : Sont prises les hypothèses : Consommation de 1mg/l/jour de calcium, apport de 0,8 mg/l dans la stratégie n°2, changements d’eau de 5% par mois et 20% tous les trois mois.
On voit qu’un apport proche de la consommation permet d’éviter les changements d’eau, cependant les autres éléments consommés de même manière (carbonates, magnésium, éléments traces) doivent être également compensés. La stratégie d’un échange de 5% par mois et 20% tous les trois mois est bien insuffisante pour ne pas infléchir sensiblement la descente.

Deuxième exemple Sont prises les hypothèses : Consommation de 1mg/l/jour de calcium, apport de 0 mg/l dans la stratégie n°1 et 1,5 mg/l pour la stratégie n°2, changements d’eau de 5% par mois et 20% tous les trois mois.
Un excès aura les mêmes inconvénients qu’un déficit et les changements d’eau limités ne peuvent remédier à un écart de plus de 0,5 mg/l/jour.

Troisième exemple Sont prises les hypothèses : Consommation de 1mg/l/jour de calcium, apport de 0,5 mg/l pour les deux stratégies. Dans la stratégie n°1 les changements d’eau sont de 5% par semaine, dans la stratégie n°2 mois de 20% par semaine.

L’efficacité de changements significatifs (au moins 20%/semaine) dans cette configuration est évidente.

Quatrième exemple… votre configuration. La simulation sur Excel est en téléchargement libre à l’adresse http://microrecif.ovh.org/nanozine/evolutions.xls Vous devez faire une mesure de votre taux de calcium avant et après changement d’eau pour évaluer le déficit quotidien (quantité consommée – apport). Il reste à tester la meilleure stratégie pour rester à une valeur compatible avec votre population animale.

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On voit que malgré les changements d’eau il y a un risque d'appauvrissement progressif. Si une carence notable d'un des paramètres est constatée il est nécessaire d’intervenir pour compenser la dérive de celui-ci. La règle de prudence est de ne modifier que de 1 à 2 % par jour la concentration d’un paramètre pour ne pas stresser les animaux. Il faut y aller pas à pas, lentement, en diluant bien car une élévation brutale peut aussi détruire l’équilibre chimique.

• Les ‘buffer’ mélanges de carbonates vont augmenter la dureté carbonatée
• L’ajout de solution calcium ou magnésium prêtes à l’emploi sont efficace pour ajuster les taux réciproques à leur valeur optimale.

Attention : Un surdosage peut avoir des conséquences inverses à celles espérées.

Il faut intervenir sur un des paramètres (carbonates, calcium ou magnésium) indépendamment des autres puis de juger après quelques heures de l'effet produit sur ces 3 paramètres clés.

Et les réacteurs ?
Les réacteurs à hydroxyde de calcium (RAH) et à calcaire (RAC) sont utiles pour compenser l’épuisement naturel des aquariums contenant des coraux durs, grands calcificateurs devant l’éternel. Ils présentent également des avantages connexes, comme la précipitation des phosphates pour le RAH. Aussi si la population de votre aquarium est composée de nombreux scléractiniaires il est intéressant de placer un des modèles de réacteur dans votre aquarium, voir les deux pour les plus habiles. Un RAC est certainement un peu plus difficile à maitriser mais cet équipement ajoute conjointement calcium et dureté carbonatée d'une manière simultanée (parfois trop de carbonates). Ce peut être même une solution économique dans un grand aquarium et si vous faites beaucoup d'ajouts de solutions prêtes à l'emploi. Cependant il est important de ne pas sur-dimensionner les réacteurs pour ne pas obtenir un effet contraire. Dans tous les cas d'utilisation de réacteurs la surveillance du pH s'avère indispensable et l'automatisation (automate industriel par exemple) très utile. Dans nos petits aquariums (moins de 200 litres) l'emploi de ces réacteurs n'est pas indispensable car les additifs liquides sont économiquement rentables et les changements d'eau facilement significatifs.

Souvent pH varie... Dans l'aquarium le pH varie car il dépend en partie du taux de gaz carbonique (CO2) dissout dans l'eau, celui-ci se combinant à H2O pour former de l'acide carbonique H2CO3. La concentration en gaz carbonique dépend de l'activité photosynthétique des plantes y compris les zooxanthelles symbiotiques des coraux. Lors de la période de photosynthèse le gaz carbonique est synthétisé en carbone organique et de l'oxygène est libéré alors qu'en phase nocturne ce phénomène s'inverse. En milieu naturel cela n'a aucune conséquence, dans l'aquarium le très faible volume d'eau n'assure pas le 'lissage' des variations et nous devons essayer de réduire les baisses nocturnes par quelques moyens à notre disposition : Une bonne oxygénation par un fort brassage augmente la quantité de gaz dissous et rétabli les équilibres gazeux. Cela à un donc un effet réducteur sur les concentrations de CO2. L'écumeur participe également de ces échanges. Une bonne maintenance évite les dégradations organiques qui ont également tendances à abaisser le pH. Dans une eau fortement chargée en calcaire, il y a absorption de l'acide carbonique qui se combine au calcium pour former du bicarbonate de calcium. Une eau calcaire est dites dure et elle va jouer le rôle de tampon en s'opposant à la formation d'acide carbonique. C'est pourquoi nous essayons d'avoir toujours une dureté supérieure à 7° dKH. Le buffer est donc aussi ajouté pour limiter les baisses ou variation de pH. C'est très efficace. Ce pouvoir d'absorption lié à la dureté est appelé alcalinité. Il ne doit pas être confondu avec un pH basique, bien que le résultat soit apparemment le même. Si un refuge algal est connecté à l'aquarium principal il est très intéressant de l'éclairer en phase inverse de l'aquarium principal. L'effet d'un RAH est d'utiliser le CO2, il augmente aussi le pH. Il est donc utile de procéder à sa mise en service au moment judicieux, c'est à dire en seconde moitié de nuit ou au petit matin et de temporiser son action en cours de journée. Un RAC à l'effet inverse et risque d'abaisser le pH, dans ce cas il est peut être prudent de l'arrêter ou le réduire dans le cours de la nuit.

Et en ce qui concerne les éléments traces ?
Pour ces éléments impossibles à mesurer de façon simple il est d’usage d’ajouter de manière systématique dans l'aquarium des solutions du commerce prêtes à l'emploi :

• De l'iode
• Du strontium
• Des oligoéléments (éléments traces)
  

Ce peut être fait en respectant les consignes indiquées sur les produits du commerce et jamais en 'sur dosant' les quantités prescrites pour 'mieux faire'. Pour être efficaces, ces produits doivent être ajoutés très régulièrement. Les changements d'eau sont également un moyen de bien supplémenter les éléments traces.

Pour aller plus loin : Quelques notions de physique-chimie

¹La méthode 'Balling' est une solution apportant calcium, magnésium et carbonates de façon équilibré. Bien dosé cela évite la mise en service d'un réacteur pour un aquarium de petit volume ou faiblement calcificateur.