La chimie de l\'eau

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Ce que vous devez savoir sur la chimie de l'eau et pourquoi

L'eau dans la nature n'est pas une eau pure au sens de l'eau distillée. Elle contient des sels dissous, des matières organiques, des oligo-éléments, etc., dont les concentrations dépendent des conditions locales. Les poissons (et les plantes) ont évolué sur des millions d'années pour être adaptés aux conditions spécifiques que leur offre leur habitat et ne peuvent généralement pas vivre dans des environnements différents.

Les débutants (surtout ceux qui sont fainéants) feront mieux de choisir des poissons qui accepteront les qualités chimiques de leur eau de conduite. Il est également possible pour les aquariophiles plus courageux d'essayer de modifier les caractéristiques de l'eau de leur aquarium pour accueillir certaines espèces, mais c'est toujours plus difficile qu'il n'y paraît. Dans tous les cas, vous devez en connaître assez sur la chimie de l'eau pour savoir ce que vous faites et pouvoir contrôler l'eau de votre bac.

L'eau possède quatre propriétés mesurables qui sont généralement utilisées pour la caractériser. Ce sont le pH, le pouvoir tampon, la dureté totale et la salinité. De plus, l'eau contient des matières carbonées et des oligo-éléments.

pH

Le pH renseigne sur l'acidité de l'eau. Un pH de 7 est dit "neutre", un pH inférieur à 7 est "acide" et un pH supérieur à 7 est dit "basique" ou "alcalin". Au même titre que l'échelle Richter mesurant les tremblements de terre, l'échelle du pH est logarithmique. Une eau de pH 5.5 est 10 fois plus acide qu'une eau de pH 6.5. Aussi, une faible modification de la valeur du pH correspond à une grande variation chimique de l'eau, et est donc plus stressante qu'il n'y paraît de prime abord pour les poissons.

Pour un aquariophile, deux aspects du pH sont importants. Premièrement, les changements rapides de pH sont très stressants pour les poissons et doivent donc être évités. Modifier le pH de plus de 0.3 unités par jour stressera les poissons. Il est donc souhaitable que le pH ne varie pas rapidement. Deuxièmement, les poissons peuvent s'adapter à des variations de pH dans des limites plus ou moins larges. Vous devez vous assurer que le pH de votre aquarium correspond aux besoins spécifiques de ses pensionnaires.

La plupart des poissons peuvent s'adapter à des valeurs de pH assez éloignée de la fourchette dans laquelle ils sont le plus à leur aise. Si le pH de votre eau est naturellement entre 6.5 et 7.5, vous pourrez héberger la plupart des espèces sans problèmes. Si votre pH est dans la fourchette, il n'y pas de raison d'essayer de l'ajuster.

Pouvoir tampon (KH, Alcalinité)

Le pouvoir tampon d'une eau rend compte de sa capacité à conserver une valeur stable de pH lorsque des acides ou des bases sont ajoutés. Le pH et le pouvoir tampon sont intimement interdépendant. Bien que l'on puisse penser qu'en mélangeant des volumes égaux d'eau neutre et acide, on obtiendra de l'eau de pH de valeur entre les deux, ce n'est généralement pas ce que l'on observe. Si l'eau a un pouvoir tampon suffisant, celui-ci absorbera et neutralisera l'acide ajouté sans qu'on observe une modification significative du pH. En fait, le pouvoir tampon agit comme une grosse éponge : plus vous ajoutez d'acide, plus l'éponge absorbe l'acide ajouté, sans que le pH ne soit modifié. La capacité de l'éponge est cependant limitée, une fois que tout le pouvoir tampon est utilisé, le pH est à nouveau sensible aux ajouts d'acide.

Le pouvoir tampon a des conséquences positives et négatives. Du côté des points positifs, le cycle de l'azote produisant des nitrates (acide), qui sans un pouvoir tampon de l'eau ferait chuter le pH, ce qui n'est pas bon. Si le pouvoir tampon est suffisant, le pH doit rester stable (ce qui est bon). Du côté négatif, les eaux de conduites dures ont généralement un pouvoir tampon élevé. Si le pH de l'eau est trop élevé pour les poissons que vous voulez héberger, le pouvoir tampon de votre eau rendra difficile la modification de la valeur de son pH à une valeur plus adaptée. Les tentatives naïves de modification de pH échouent généralement parce qu'on oublie de tenir compte des effets du pouvoir tampon d'une eau.

Dans les aquariums d'eau douce, la plus grande part du pouvoir tampon est à imputer aux carbonates et bicarbonates. Ainsi, les termes "dureté carbonatée" (KH), "alcalinité" et "pouvoir tampon" sont interchangeables. Bien qu'il ne s'agisse pas des mêmes choses, ils sont équivalents tant que l'on reste dans le contexte de l'aquariophilie. Note : le terme "alcalinité" ne doit pas être confondu avec "alcalin". L'alcalinité se réfère au tampon, tandis que alcalin se réfère à une solution basique (cad dont le pH est supérieur à 7).

Quelle est la valeur du pouvoir tampon souhaitable dans un aquarium ? La plupart des tests mesure en fait le KH. Plus le KH est grand, plus la valeur du pH sera résistante aux variations. Un aquarium doit avoir un KH suffisamment élevé pour que le pH ne change pas trop avec le temps. Si votre KH est inférieur à 4.5 d°KH, vous devez porter votre attention sur le pH de votre bac, (cad.: le tester régulièrement, chaque semaine par exemple), jusqu'à avoir une idée de sa stabilité. Ceci est tout particulièrement important si vous négligez d'effectuer des changements d'eau réguliers. Le cycle de l'azote a tendance à faire baisser le pH d'un bac. La variation de pH induite dépend de la quantité de nitrates produits et du KH. Si le pH varie de plus de 0.2 unité par mois, vous devriez envisager d'augmenter le KH ou d'effectuer des changements d'eau partiels plus réguliers. Le KH n'affecte pas directement les poissons, il n'y a donc aucune raison de vouloir modifier le KH pour une espèce de poisson donnée.

Note : l'utilisation d'eau distillée n'est pas une très bonne idée. Par définition, l'eau distillée n'a pas de KH. Ceci signifie que lorsqu'on y ajoute un acide, le pH varie beaucoup, ce qui stresse les poissons. L'eau distillée (ou n'importe quelle eau pure) n'est jamais utilisée seule et directement à cause de son instabilité. L'eau du robinet ou des sels doivent lui être ajouté pour augmenter ses GH et KH.

Dureté totale (GH ou TH en français)

La dureté totale ou titre hydrotimétrique (TH) ou GH (General Hardness) fait référence à la concentration des ions magnésium et calcium. Lorsqu'on parle de poissons qui préfèrent une eau douce ou dure, il s'agit de la valeur de la dureté totale (TH).

Note : les GH (TH), KH (TH_Ca) et pH forment un "triangle des Bermudes" dans la chimie de l'eau. Bien que les trois propriétés soient distinctes, elles interagissent les unes sur les autres à différents niveaux, rendant difficile d'en modifier une sans influencer les deux autres. C'est une des raisons pour lesquelles il est conseillé aux aquariophiles débutants de ne PAS jouer avec ces paramètres sans absolue nécessité. A titre d'exemple l'eau dure provient généralement de nappes d'eau calcaires. Le calcaire contient des carbonates de calcium, qui lorsqu'il se dissout libère à la fois le TH (par le calcium) et le KH (par les carbonates). L'augmentation du KH augmente généralement le pH. Le KH agit comme une éponge, absorbant les acides présents dans l'eau, ce qui a pour effet d'augmenter le pH.

La dureté est mesurée en unité dH qui signifie "degree hardness", tandis que "ppm" veut dire "parties par million", ce qui est à peu près égal aux mg/L dans l'eau. 1 unité dH équivaut à 17.8 ppm de CaCO₃. La plupart des tests donnent la dureté en unité de CaCO₃; c'est-à-dire qu'il y a autant d'équivalent de CaCO₃ dans l'eau, ce qui ne veut pas dire qu'il y ait cette quantité de CaCO₃ dans l'eau.

Salinité

La salinité mesure la quantité totale de substances dissoutes. Elle tient compte à la fois du TH et de KH mais aussi d'autres substances comme le sodium. Connaître la salinité d'une eau est très important en eau de mer. Dans les bacs d'eau douce, le pH, TH et KH suffisent.

La salinité est généralement exprimée en densité, rapport du poids d'une solution sur celui du volume équivalent d'eau distillée. Puisque l'eau se dilate lorsque sa température augmente (modifiant sa densité), une température de référence de 20°C (59°F) est généralement utilisée. La salinité est mesurée à l'aide d'un densimètre calibré pour une température donnée (Par ex 25°C -75°F).

Un des composants de la salinité qui n'est pas compris ni dans le TH, ni dans le KH est le Sodium. Certains poissons d'eau douce tolèrent (voire même préferent) une eau légérement saline (celle ci stimule le développement du mucus protecteur). De plus, certains parasites (ex. : points blancs) ne supportent pas du tout le sel. Aussi, des concentrations en sel jusqu'à une cuillerée à café de sel pour 20 litres peuvent prévenir et même parfois soigner les points blancs et d'autres infections parasitaires.

D'un autre côté, certaines espèces ne tolèrent pas bien le sel. Les poissons sans écailles (en général) et certains Corydoras sont beaucoup plus sensibles au sel que la plupart des autres poissons d'eau douce. N'ajoutez du sel que si vous êtes sûr que tous vos hôtes l'apprécient, ou du moins qu'ils le supporteront.

Matières organiques et oligo-éléments

En plus des TH, KH, pH et salinité, il vous faut connaître d'autres substances présentes dans l'eau. La plupart des eaux de conduite contiennent un échantillonnage de matières organiques et d'oligo-éléments à très faibles concentrations. La présence (ou l'absence) peut être importante dans certaines situations, tout particulièrement :

• les nitrates, très largement discuté dans cette FAQ dans le chapitre concernant le cycle de l'azote ;
• les phosphates, le deuxième nutriment le plus important.
  Les phosphates sont liés à la croissance des algues. Si vous avez des problèmes récurrents d'algues, un taux élevé de phosphate peut en être un facteur aggravant. Dans un bac planté, le niveau de phosphate idéal est de 0.2 mg/L au plus. pour contrôler la croissance des algues, de fréquents changements partiels d'eau sont souvent recommandés pour diminuer la quantité de nutriments. Si votre eau de conduite contient beaucoup de phosphate, les changements d'eau vont aggraver la situation. La compagnie des eaux de votre localité doit pouvoir vous renseigner sur le taux de phosphate de votre eau.
• fer, manganèse et autres oligo-éléments. Les plantes ont besoin de fer pour croître. L'eau de conduite n'en contient parfois pas du tout. Consultez la partie plantes pour de plus amples informations.

Modifier les caractéristiques chimiques de votre eau

Durcir votre eau (Augmenter le TH et/ou KH)

Les mesures énoncées plus loin sont grossières, utilisez une trousse de test pour obtenir des résultats corrects.

Pour augmenter à la fois le TH et KH, ajouter du carbonate de calcium (CaCO₃). Une demi cuillère à café pour 50 litres d'eau fera augmenter les TH et KH d'environ 3-4 dH. Vous pouvez également ajouter des coquillages, coraux ou pierres calcaires dans votre système de filtration.

Pour faire augmenter le KH sans faire changer le TH, ajouter du bicarbonate de soude (NaHCO₃). Une cuillerèe à café pour 50 litres augmente le KH d'environ 4 dH. Le bicarbonate de soude conduit le pH vers une valeur d'équilibre autour de 8.2.

Faire augmenter et diminuer le pH

Il est possible d'augmenter et de diminuer le pH en ajoutant des produits chimiques. Le pouvoir tampon de l'eau rend cette tâche difficile. Faire augmenter et diminuer le pH de manière durable implique de modifier le KH. La méthode la plus simple est d'ajouter un tampon dont l'équilibre se situe à la valeur de pH voulue.

L'acide chlorhydrique peut être utilisé pour diminuer le pH. La quantité exacte dépend du pouvoir tampon de l'eau utilisée. Dans les faits, il faut ajouter suffisamment d'acide pour saturer le pouvoir tampon de l'eau. Une fois que cela est réalisé, faire baisser le pH est chose aisée. Malheureusement, il faut bien noter que l'eau de pH plus faible ainsi obtenue à un pouvoir tampon (KH) très faible, ce qui rend son pH susceptible de varier largement, par exemple à cause de l'augmentation des nitrates. ATTENTION : Il va sans dire que les acides sont TRES dangereux ! N'utilisez cette approche que si vous êtes un adulte sachant ce que vous faites, et faites le traitement de l'eau avant de l'ajouter à celle de l'aquarium.

Les produits tels que "pH-Down" sont basés sur des tampons à l'acide phosphorique. L'acide phosphorique tend à maintenir un pH autour de 6.5, selon la quantité utilisée. Malheureusement, cet acide a un gros effet secondaire, il augmente la concentration des phosphates dans votre bac, stimulant du même coup la croissance des algues. Il est difficile de contrôler la croissance des algues dans un bac dont la concentration en phosphates est élevée. Le seul avantage sur l'acide chlorhydrique est que le pH sera quelque peu mieux tamponné à une valeur basse.

Un moyen sûr de faire baisser le pH SANS modifier le KH est le bullage de CO₂ (dioxyde de carbone). Le CO₂ se dissout dans l'eau et une partie forme de l'acide carbonique. La formation de cet acide fait baisser le pH. Bien sûr, une source de CO₂ doit alors être employée de manière permanente (par exemple: une bouteille de CO₂), de manière à maintenir le pH à la valeur voulue. Dès que le CO₂ disparaît, le pH revient à sa valeur initiale. Le coût élevé d'un système d'injection de CO₂ l'exclut comme technique d'abaissement du pH (Voyez tout de même la section plantes pour des solutions alternatives à faire soi-même). Les systèmes d'injection de CO₂ sont très populaires dans les bacs densèment plantés, car l'adjonction de CO₂ favorise la croissance des plantes.

Adoucir l'eau (fair baisser le TH)

Certains poissons (les discus, les cardinalis, etc.) préfèrent les eaux douces. bien qu'ils puissent survivre dans des eaux légèrement dures, ils ne s'y reproduiront pas. Aussi, vous serez peut-être obligé d'adoucir votre eau, bien que ce ne soit pas une partie de plaisir.

Les adoucisseurs d'eau pour la maison sont généralement basés sur la technique d'échange d'ions. Les ions calcium et magnésium sont remplacés par des ions sodium. Bien que cela revienne bien à adoucir l'eau, la plupart des poissons ne verront pas la différence. En effet, les poissons qui préfèrent une eau douce n'aime pas beaucoup le sodium, et de telles eaux adoucies ne servent à rien. Les adoucisseurs d'eau ne sont donc pas adaptés pour l'usage aquariophile.

La tourbe adoucit l'eau. Le moyen le plus efficace pour adoucir de l'eau à l'aide de tourbe est d'aérer de l'eau en contenant pendant 1 à 2 semaines. Procurez-vous un récipient de la taille adéquate, une grosse quantité de tourbe (4 litres) que vous faites bouillir pour qu'elle ne flotte plus. Utilisez une pompe à air pour l'aération. L'eau sera plus douce et plus acide. Utilisez ensuite cette eau vieillie pour effectuer les changements partiels d'eau

La tourbe peut être obtenue dans les animaleries, mais elle y est chère. Il est beaucoup plus rentable d'en acheter un sac dans une jardinerie. Lisez les étiquettes avec attention ! Il ne faut pas utiliser de tourbe contenant des fertilisants ou d'autres additifs.

Bien que certaines personnes placent la tourbe dans leur filtre, la technique a de nombreux désavantages. Premièrement, la tourbe se colmate facilement. Deuxièmement, la tourbe peut être sale et rendre votre eau floconneuse. Troisièmement, la quantité exacte de tourbe souhaitable pour adoucir l'eau est difficile à déterminer. L'ajout d'une quantité inadaptée conduira à l'obtention d'une eau aux caractéristiques chimiques non souhaitées. Enfin, lorsque vous effectuerez vos changements d'eau, la chimie de votre bac sera bouleversée). La chimie sera à nouveau modifiée durant les quelques jours qui suivront, le temps que la tourbe agisse. L'utilisation d'une eau veillie préalablement vous assurera d'avoir une eau dont la chimie ne variera pas lors des changements d'eau.

L'eau dure peut être également adoucie en la diluant dans de l'eau distillée ou de l'eau osmosée. L'eau osmosée (osmose inverse) est de l'eau purifiée au moyen d'un osmoseur. Malheureusement, les osmoseurs coûtent trop cher (100 Euros et plus) pour la plupart des aquariophiles. L'eau osmosée peut également être achetée dans certains magasins aquariophiles, mais pour beaucoup la dépense et les désagréments les découragent. Il en va de même pour l'eau distillée que l'on peut acheter dans certaines drogueries.

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