Dans un aquarium récifal l'éclairage joue un rôle capital pour la survie des espèces héliophiles. La lumière permet la photosynthèse nécessaire à la flore, algues et microflore et cela contribue activement à l'équilibre écologique de l'aquarium. C’est un processus biologique fondateur.

Les zooxanthelles, algues symbiotiques des coraux
Etre exposé à la lumière est vital pour certains coraux car c'est leur principale, voire unique, source de nourriture dans un aquarium, et cela via leurs zooxanthelles (algues unicellulaires symbiotiques). En effet des invertébrés tirent avantage d’une symbiose avec des algues de la famille des dinoflagellés hébergées dans leurs tissus : Les zooxanthelles.

Les zooxanthelles sont des plantes, et comme elles capables d’effectuer une synthèse à partir de l’énergie lumineuse et du carbone à partir des CO2/CO3 présents dans l’eau et les déchets azotés produits par les polypes. Elles fixent aussi phosphates et nitrates ce qui contribue également à épurer l’aquarium. Elles apportent à l’hôte : Sucres, glycérol, acides gras et acides aminés. Les zooxanthelles participent ainsi à la calcification des coraux et pour cette raison les coraux durs symbiotiques sont aussi appelés hermatypiques. En retour les zooxanthelles tirent bénéfice du support exposé à la lumière et de la protection apportée par l’hôte.

Seule une excellente qualité d’éclairage, une eau transparente, une température constante nous permet de maintenir ces espèces en captivités dans un aquarium.
Pour un aquariophile la lumière est simplement caractérisée par deux paramètres : L'éclairement et le spectre.

L'éclairement est la quantité de lumière exprimée en lux ou Lumens par m². Le ratio quantité de Lumens par Watt électrique donne l'efficacité lumineuse ou le rendement de la lampe.
Notre choix se limite à trois technologies :

Les tubes fluorescents T5 (petit diamètre) ou les T8,

Les lampes à vapeur d'halogénures métalliques HQI .

Les LED - voir le site dédié à cet éclairage : http://www.alpheus-aquarium.com

Un tube fluorescent classique à un rendement lumineux de 60 lumens/Watt, une lampe HQI à un rendement de 80 lm/W ce qui est meilleur, les LED actuellement entre 80 et 100 lumens et des progrès sont attendus. Usuellement l’éclairement d’un aquarium est recommandé en indiquant une puissance en Watt par litre ou en Watt par m², il faut donc pondérer ces chiffres en fonction du rendement des lampes et augmenter un peu la puissance nécessaire dans le cas des tubes fluorescents.

Le spectre lumineux correspond à peu près à la couleur de la lampe ou température, exprimé en Kelvin (K). Plus la couleur est froide, tirant vers le bleu, plus la température en degrés est haute.

Le soleil de midi a une température d'environ 5 000 K, cette température est la base de nos éclairages domestiques. Mais il ne faut pas chercher à imiter la lumière naturelle de la surface, car l’eau agit comme un filtre, et pour reproduire correctement la dominante bleue des fonds marins, on recherche des lampes ou associations de lampes qui fournissent entre 6 500 et 20 000 K soit le spectre de lumière reçu entre 1 et 10 mètres de profondeur. Une lampe fournissant 10 000 K est une bonne base.
Un éclairage principal à 10 000 K est avantageusement complété avec des tubes de température encore plus élevée réalisés par des tubes fluorescents bleus appelés supra actiniques. Ces lampes additionnelles permettent aussi de simuler l'aube et le crépuscule et rendre ainsi les transitions lumineuses moins brusques. C'est aussi l'occasion de voir son aquarium sous un autre éclairage et la fluorescence des coraux ressort bien sous cette lumière. Les zooxanthelles réagissent aussi favorablement à une longueur d’onde correspondant aux bleus / violets situés en limite de lumière visible avant les ultraviolets (environ 460 nm). Enfin le résultat esthétique obtenu avec des lampes de plus de 10 000 K est très supérieur.

Réalisation de la rampe d’éclairage
Pour obtenir un excellent éclairage la rampe d’éclairage est suspendue au-dessus de l’aquarium. La surface de l’eau est laissée libre, sans vitre de protection, pour bénéficier à 100% de l’émission lumineuse.
Notre éclairage artificiel est en fait limité par :
La chaleur rayonnée des lampes, très pénalisante l'été si on ne possède pas de refroidisseur efficace,
Le respect des cycles solaires jour/nuit de 12h/12h nécessaires au métabolisme des animaux tropicaux,
Et… Le coût de l'installation ainsi que celui de la consommation électrique !

Les lampes HQI

L’éclairage basé sur des lampes HQI permet de conserver des coraux durs [scléractiniaires] et d’autres animaux héliophiles exigeants comme, par exemple : Les bénitiers ou Tridacna.
Les lampes HQI d’environ 14 000 K sont idéales, celles de plus de 15 000 K émettent des UV et il faut placer un filtre pour les atténuer. Normalement la vitre de protection du projecteur en verre résistant aux chocs thermiques suffit. Et pour obtenir un spectre complet avec des lampes HQI 10 000 K la solution consiste à les combiner à des tubes fluorescents supra actiniques qui renforcent les bleus. De simples programmateurs journaliers pilotent la mise en marche des lampes reproduisant approximativement la marche du soleil et la progression de l'intensité lumineuse.
Les lampes HQI sont placées entre 20 et 40 cm de la surface de l’eau, la distance est ajustée pour que le spot de lumière rentre dans les limites dimensionnelles de l’aquarium. Le nombre ou la puissance des lampes est fonction de la taille du bac. Les HQI sont disponibles en 70, 150, 250 et 400 Watts. Avec plusieurs HQI combinés à des tubes fluo supra actiniques il est possible de reproduire un cycle solaire dont la puissance est proche des conditions naturelles d'ensoleillement soit 600W/m².

Les tubes fluorescents

L'alternative aux lampes HQI est l'éclairage fluorescent. En particulier les tubes T5  de faible diamètre, de plus forte puissance et de meilleur rendement que les classiques T8 . Autre avantage, les T5 fonctionnent avec des ballasts électroniques à 30 kHz supprimant l'effet de clignotement à 100 Hz des tubes T8. Les ballasts électroniques ont aussi un bien meilleur rendement que les ballasts à selfs. Les tubes T5 existent dans les gammes de température de 10 000° K et sont parfaitement adaptés aux aquariums récifaux de faible hauteur d'eau contenant des coraux mous.
Vous pouvez aussi utiliser les tubes fluorescents T8 de différents types : Association de Daylight Haut Rendement, de Daylight Haute Définition et de tubes bleus supra-actiniques [appelés aussi blue-moon]. Ce type d'éclairage convient aux coraux mous les moins exigeants comme les discosoma. La règle est simple : Il faut mettre le maximum de tubes ! Avantage des tubes fluorescents : L'aquarium peut être recouvert par un miroir pour limiter l'évaporation, servir de réflecteur et de cache anti-poussière. Cela évite aussi d'avoir dans les yeux la lumière des lampes HQI, suspendues à 30 cm au-dessus de l'aquarium. Les animaux fugueurs sont également contenus dans le bac par le couvercle. La possibilité de placer plusieurs tubes différents permet d'élargir le spectre lumineux. Les ombres sont moins tranchées et l'éclairage plus diffus. Leur forme allongée se prête mieux aux aquariums en longueur.

Les LED

Ce nouvel éclairage est très prometteur. Les essais que j'ai pratiqués m'ont conduit à proposer des produits commerciaux. Le site alpheus expose en détail les avantages de cette technologie.

Entretien

Les lampes vieillissent et ont une dégradation rapide de leur spectre au delà de la période indiquée par le constructeur. La durée de vie d’une lampe 20 000 K est généralement limitée à 8 mois. Les modèles 10 000 K fluorescents T8 et HQI ont une durée de vie d’environ un an. Les tubes fluorescents T5 sont donnés pour une durée de deux ans. Au-delà de cette durée leurs caractéristiques sont modifiées, même si cela n'est pas visible à l'œil nu. Il est alors temps de les changer. Les ballasts électroniques augmentent la durée de vie des lampes.
L'idéal est de faire un roulement pour ne pas changer toutes les lampes ensembles et ne pas trop modifier les conditions habituelles d’éclairement. Le nombre de cycles d’allumage extinction intervient aussi pour la durée de vie. Nota : Les durées de vie sont indiquées par les constructeurs pour un cycle par jour).
Plus d’info au chapitre ‘Bilan tubes fluo contre HQI... contre LED ?
En ce qui concerne les coûts, si le changement périodique des tubes est pris en compte, les T5 sont un peu plus économiques à l'achat que les HQI, cette différence n'est pas vraiment flagrante pour une installation de même efficacité. Et si le rendement et le coût de l'électricité sont pris en compte alors le résultat est identique.
En ce qui concerne le dégagement calorique, c'est globalement la même chose : A puissance égale les Watts doivent être dissipés… Et il faut inclure la ventilation dans la réflexion concernant la réalisation de la rampe d'éclairage, et même prévoir l’été le refroidissement du bac. Si les HQI sont ponctuellement plus chauds, les tubes fluorescents sont placés plus proches de la surface ce qui limite les possibilités de refroidissement par ventilateurs. Dans tous les cas, les ballasts électroniques ont un meilleur rendement et chauffent moins que les ballasts ferromagnétiques.
Dans les deux cas le réflecteur est aussi une pièce fondamentale qui explique aussi les différences de couts et de résultats observées sur différentes installations.

Dans le bilan comparatif des tubes fluorescents T5 et des lampes HQI, l'avantage revient finalement aux lampes HQI qui sont préférables pour réaliser un éclairage puissant. Avec, en bonus, un résultat esthétiquement supérieur. Les tubes fluorescents supra actiniques servent alors de compléments pour élargir le spectre dans sa partie bleue et pour assurer les transitions jour/nuit.

Les LED sont aussi un sérieux challenger. Cette technologie est émergente, sont principal défaut est encore son cout. Cependant d'autres avantages peuvent compenser cet inconvénient selon les critères de choix.

Source de l'article : http://microrecif.ovh.org