Le cœur du biofiltre
La filtration biologique est la fonction centrale du biofiltre. Elle repose sur le cycle de l'azote : la transformation, par des bactéries, de l'azote toxique en azote assimilable par les plantes.
La cascade de l'azote en trois marches
- Minéralisation (ammonification) : la matière organique se dégrade et libère de l'ammonium (NH₄⁺) et de l'ammoniac (NH₃) — très toxiques.
- Nitritation : des bactéries du type Nitrosomonas oxydent l'ammonium en nitrite (NO₂⁻) — encore toxique.
- Nitratation : des bactéries du type Nitrobacter (et Nitrospira) oxydent le nitrite en nitrate (NO₃⁻) — peu toxique et assimilable.
Les étapes 2 et 3 forment la nitrification. Moyen mnémotechnique : « Ammonium → Nitrite → Nitrate », du plus toxique au plus utile.
Les conditions indispensables
Les bactéries nitrifiantes sont exigeantes et à croissance lente. Il leur faut :
- de l'oxygène (procédé aérobie ; viser > 5 mg/L d'O₂ dissous) ;
- une grande surface colonisable (le média) ;
- une température favorable : optimale 20–30 °C ; la nitrification ralentit sous ~12–15 °C et s'arrête près de 0 °C (les bactéries meurent) ;
- un pH plutôt neutre à basique : les nitrifiantes préfèrent ~7 à 8 ;
- peu de matière organique dissoute — sinon les microbes hétérotrophes étouffent les nitrifiantes — d'où l'importance du préfiltre mécanique (épisode 3).
Le piège de l'acidification
La nitrification produit des ions H⁺ : le pH baisse avec le temps. Or les bactéries n'aiment pas l'acide. Il faut donc tamponner (coquilles d'huître, chaux, carbonate) pour stabiliser le pH — un pont vers la filtration chimique (épisode 5).
La maturation : il faut être patient
Un biofiltre neuf doit « se faire » : le biofilm met environ 4 à 6 semaines (≈ 1 mois) à s'installer. La courbe classique est : pic d'ammoniaque, puis pic de nitrite, puis montée du nitrate (signe que le filtre est mûr). Pour accélérer le démarrage (l'ensemencement), on peut :
- ajouter du média déjà colonisé provenant d'un autre système (le plus rapide) ;
- introduire une source de microbes : compost, terre, lombricompost, Trichoderma, ou solution bactérienne du commerce ;
- monter la charge progressivement pour ne pas saturer.
À retenir : nitrification = NH₄⁺ → NO₂⁻ → NO₃⁻, sous oxygène, chaleur (20–30 °C) et pH ~7–8. Patienter ~1 mois avant d'exploiter le jus.