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pH TH GH KH TAC CO2 enfin démystifiés.
1. Tout d'abord :
La lecture des différents manuels d'aquariophilie, aquariologie, mensuels et bimestriels spécialisés, voire des documentations techniques des fabricants de test pour l'eau des aquariums m'a souvent plongé dans un abîme de perplexité.
La confusion qui semble parfois régner entre les différentes unités de mesures, mais aussi dans les notions afférentes, m'a souvent perturbé au point d'avoir eu besoin, moi le parfait amateur non scientifique (mais qui tente de l'être tout au moins dans la façon de gérer la vie de mes petits pensionnaires), de faire le point afin d'aider les débutants et peut-être les autres.
2. Les synonymes
2.1. LA CONVERSION DES UNITÉS A L'HEURE DE L'EUROPE.
Le fait que la plupart des tests aquariophiles vendus en France proviennent de nos voisins germaniques explique probablement l'utilisation abusive des unités allemandes (aussi utilisées en Hollande, autre pays grand amateur d'aquarium) dans la littérature spécialisée.
Alors soyons clairs :
- Dureté totale = titre hydrotimétrique total. Elle se mesure par le TH.
Et 1°TH = 1,78°GH = 1,78 dGH = 1,78 dgh (j'ai tout vu).
- Dureté carbonatée = titre hydrotimétrique en carbonate = dureté de l'eau partielle au carbonate = capacité de liaison acide (cette dernière appellation, très poétique, est intéressante comme on le verra plus loin). Elle se mesure par le TAC.
ET 1°TAC = 1 THCA = 1,78 KH
Les tests donnant généralement la valeur en unité allemande (c'est fort heureusement précisé dans la notice) il faut convertir.
Exemple : avec un test colorimétrique pour la dureté totale on verse 10 gouttes de réactif pour que l'échantillon vire du rouge au vert : le GH est de 10, le TH est de 10*1,78 = 17,8.
Inversement dans un ouvrage en bon français on vous signale une reproduction réussie avec un TH de 9, il faudra avec le même test 9*0,56 soit 5 gouttes, soit encore un GH de 5 pour obtenir une eau de même qualité. En effet 0,56 = 1/17,8.
En réalité votre pharmacien préféré dosera pour vous les 0,4 gouttes manquantes pour parvenir au bon compte.
- le pH = potentiel Hydrogène, désigne le rapport acide/base existant dans l'eau, il ne prête pas à confusion si ce n'est qu'une eau dont le pH est supérieur à 7 est plus souvent dite alcaline que basique. Les aquariophiles respectueux des traditions aiment les termes anciens.
- le CO2 = gaz carbonique = bioxyde de carbone = dioxyde de carbone, dont le taux se mesure en mg/l laisse tout le mode tranquille dans la mesure où peu d'aquariophiles s'en préoccupent, si ce n'est que pour le faire baisser par une oxygénation forcenée, et pourtant...
2.2. LES UNITÉS QU'ON NE DEVRAIENT PLUS TROUVER : (DH °fH °dH)
Le TH français est parfois encore appelé avec son ancienne dénomination : le DH. Celui-ci est souvent allègrement confondu avec le °dH (probablement pour deutch hydroquelquechose), qui est sans aucun doute... un GH et qui est tout aussi certainement le pendant du °fH (français hydroàoublier), et encore chanceux est le lecteur qui a bien compris s'il s'agit de la dureté totale ou bien de l'autre.
Si vous trouvez encore ces appellations dans vos livres de chevet, oubliez les chapitres concernés et n'acceptez que les articles indiquant sans aucune ambiguïté l'origine des unités. Il est tout à fait concevable par mesure de simplification d'opter pour les degrés allemands (les tableaux représentant la trilogie TAC/pH/CO2 sont systématiquement de fait en KH/pH/CO2 - voir plus loin -) mais que cela soit limpide, comme l'eau de nos bacs, pour les lecteurs.
Vous trouverez dans d'autres délicieux ouvrages des tableaux de conversion en unités françaises, allemandes (ça on sait faire maintenant), mais aussi anglaises et américaines. Les revues spécialisées américaines sont effectivement une source inépuisable de conseils battant en brèche les idées reçues.
3. Dureté :
3.1. TOTALE.
Plutôt que d'en donner une définition exacte qui n'apporte rien aux aquariophiles, contentons-nous de retenir que la mesure du TH indique essentiellement la teneur en ion calcium et magnésium, ce qui a pour application pratique de nous donner une idée de la minéralisation de l'eau.
Plus le TH est fort plus l'eau est minéralisée et ceci a une répercussion d'un point de vue physique cette fois-ci. L'osmose qui consiste en un passage réciproque de deux liquides inégalement riches en molécules dissoutes à travers une membrane semi-perméable qui les sépare est un phénomène qui va influer en permanence la vie et le développement des embryons, des oeufs, des alevins, des poissons et des plantes. L'eau de l'aquarium aura toujours une concentration en molécules différente que celle contenue dans les organismes vivants dans l'aquarium, la paroi cellulaire de ceux-ci jouant le rôle de membrane semi-perméable.
3.2. CARBONATÉE.
On vous expliquera toujours que le TAC mesure la concentration en bicarbonate et carbonate et de quelques autres anions (ion négatif ou encore molécule qui s'est chargée négativement), mais on passe très souvent sous silence le fait que les bicarbonates s'associent à d'autres ions, chargés eux positivement, les cations, pour former des sels et on obtient : des bicarbonates de calcium, bicarbonates de magnésium, bicarbonates de potassium, etc...
On voit donc qu'en mesurant le TAC on détermine d'une autre façon la minéralisation de l'eau. Dans nos eaux de conduite le TH est généralement supérieur au TAC, sa mesure suffit en principe pour choisir les poissons que l'on va adopter et reproduire.
Mais ceci n'est pas une vérité absolue : il existe des eaux naturelles dont le TAC est supérieur au TH, ce qui peut avoir plusieurs significations:
- Le PH est supérieur à 8,3 l'eau contient alors en plus des bicarbonates, des carbonates. Compris ? En fait je ne vous avais pas dit que si le pH est inférieur à 8,3 le TAC ne mesure que les bicarbonates, les carbonates précipitent en laissant des dépôts calcaires.
- l'eau contient une forte proportion de bicarbonate de potassium, de sodium... en tout cas des bicarbonates autres que de calcium et de magnésium (qui sont eux mesurés par le TH). Suis-je encore clair ?
Même si cette deuxième hypothèse est rarement évoquée, elle est sans grande importance pratique puisque l'on ne trouve pas de telles eaux en France et que dans la majeure partie des cas, on cherche simplement à diminuer la minéralisation de l'eau, et pour ce faire on ajoute de l'eau faiblement minéralisée (eau de source ou eau osmosée) à l'eau de conduite.
Aujourd’hui les osmoseurs sont devenus abordables et semblent incontournables pour une aquariophilie sérieuse.
Sinon, l'eau obtenue dans les sèches linges à condensation semble parfaitement adaptée à cet usage : TH et TAC ne sont pas mesurables, pas de trace de nitrate. Il faudrait mesurer les phosphates .
En dehors donc, des passionnés des Cichlidae des lacs Malawi et Tanganyika, pour lesquels le pH et le TAC sont particulièrement importants, la grande majorité des aquariophiles se contenteront de la mesure du TH.
POURTANT... on a vu plus haut que la dureté carbonatée est parfois baptisée : capacité de liaison acide. La présence de carbonate a une influence redoutable sur la capacité de l'eau à dissoudre du gaz carbonique (CO2) sans dommage pour les poissons. Ou encore on va le voir plus loin, plus le TAC est faible plus l'eau a tendance à être acide.
4. L'influence du CO2
4.1. LE MÉNAGE Â TROIS CO2/TAC/pH
Et pour commencer une formule chimique une :
|
CaCO3 +2H2O +2CO2 |
----> <---- |
H2CO3 + Ca (HCO3)2 |
Si vous n'avez aucune notion ne retenez que la formule littérale :
|
carbonate de calcium + eau + bioxyde de carbone |
----> <---- |
acide carbonique + bicarbonate de calcium |
La réaction se fait dans les deux sens selon les composants en excès.
La conséquence de tout cela est :
- plus le TAC est faible, c’est-à-dire moins il y a de bicarbonate, plus l'eau a tendance à être acide et réciproquement.
- Ou encore dans une eau riche en bicarbonate donc alcaline, il est possible d'y injecter artificiellement du CO2, ce qui a pour double effet de baisser le pH vers la neutralité éventuellement de rendre l'eau acide, et de faire plaisir aux plantes. - De même si l'eau est déjà acide (pH < 7), donc à faible teneur en bicarbonate, l'ajout de CO2 tend à amener le pH vers des valeurs dangereuses pour les poissons, l'eau devient trop acide.
- Quand la réaction se fait de la droite vers la gauche (par manque de CO2) il faut savoir que le carbonate de calcium précipite ce qui explique des dépôts calcaires rugueux sur les feuilles des plantes.
Les aquariophiles qui par facilité (il ne faut pas trop se compliquer la vie en bricolant son eau de conduite) ne mesurent que le TH et le pH constatent de fait cette règle :
- moins l'eau est minéralisée plus elle est acide.
- plus ... et réciproquement.
Car c'est une évidence qu'il faut rappeler plus le TH est bas, plus le TAC itou... (c'est très drôle phonétiquement, je ne sais pas si à la lecture...)
4.2. LES DIFFUSEURS DE CO2
Les commerces spécialisés propose des solutions pour introduire du CO2 dans l'eau, au choix:
- un tuyau dans lequel vous soufflez trois heures par jour.
- un flacon dans lequel vous faites barboter une solution de sucre et de levure de boulanger muni d'un bouchon et d'un tuyau pour amener le gaz dans l'aquarium (il paraît que cela fonctionne pour de tout petit aquarium... à voir).
- une solution plus sérieuse basée sur le même principe mais avec une thermos contenant un flacon prêt à fournir la réaction biochimique ci-dessus et envoyant le gaz dans un colimaçon facilitant sa dilution dans l'aquarium (bon pour des aquariums de moins de 100 litres).
- du solide avec une bouteille métallique de CO2 comprimé, un détendeur avec soupape de réglage, tuyau, et colimaçon de bonne facture. Les plus fortunés rajoutent des manomètres, une électrovalve contrôlée par horloge (et oui il est déconseillé d'injecter du CO2 la nuit) et même accrochez-vous bien, un système de commande de l'électrovalve par un appareil qui mesure en permanence le pH de l'aquarium. Ceux qui suivent ont déjà compris pourquoi.
5. Les poissons et les plantes en conflit.
5.1. A QUI CHERCHE-T-ON Â FAIRE PLAISIR ICI ?
Aux poissons ou aux plantes ?
Les plantes ont besoin de CO2 pour réaliser la photosynthèse.
Les poissons aiment l'oxygène pour faire des bulles, respirer, et ont horreur de l'excès en toute chose (CO2, nourriture, activité hystérique de l'aquariophile dans leur bac...).
Ils aiment une eau bien filtrée, or les mouvements d'eau engendrés par le rejet du filtre entraînent une oxygénation de celle-ci qui tend à expulser le gaz carbonique. Je ne parle même pas des pompes à air pour faire de jolies bulles qui sont à proscrire dans les aquariums bien plantés.
On a déjà vu que si l'on cherche à rajouter du CO2 dans une eau faiblement minéralisée, donc bonne pour la plupart des poissons amazoniens, du sud-est asiatique etc..., le pH risque d'atteindre des taux dangereusement bas.
La nature nous montre d'ailleurs que les eaux extrêmement douces et acides du bassin central amazonien ne contiennent aucune végétation, la nourriture pour la faune aquatique est alors exogène c’est-à-dire qu'elle provient de la forêt alentour.
6. Les poissons et les plantes réconciliés.
6.1. MAIS ALORS QUE FAIRE ?
Tout cela n'est pas si grave, vous pouvez arrêter l'aquariophilie et brancher de nouveau la télé (car vous aurez libéré des prises), ou encore tentez une conciliation entre les parties :
- D'abord le CO2 indispensable aux plantes est en fait bien supporté par les poissons à des taux relativement importants, pour peu que l'apport en CO2 se fasse progressivement et que l'eau soit par ailleurs bien oxygénée.
- Or les plantes en bonne santé grâce au CO2 libèrent le jour plus d'oxygène lors du processus de photosynthèse qu'elles n'ont produit de CO2 (dur de supprimer les répétitions) la nuit.
- Le CO2 tend à acidifier l'eau favorablement quand on n'atteint pas des valeurs de TAC limites, ce qui est généralement bon pour tout le monde.
- Les poissons ont besoin des plantes pour se nourrir, s'abriter, se reproduire (production d'infusoires), faire des feux de bois le soir.
Le tout dans un aquarium communautaire est de trouver un juste équilibre, des valeurs physico-chimiques moyennes donc, pouvant convenir à tout le monde sans jamais introduire les produits miracles pour acidifier, alcaliniser, conditionner l'eau comme au pays, détruire les algues et escargots brefs ne jouez jamais le monsieur plus. Pour la reproduction, on devra souvent avoir recours à des valeurs plus limites.
6.2. L'EXEMPLE MAISON:
Avant de conclure voici un exemple concret :
Installation d'un bac de 230 litres, filtration doublée pendant trois semaines avec un filtre extérieur ayant tourné plusieurs mois dans un bac sain pour l'ensemencement en bonnes bactéries, sous le sable des pots de tourbe dans lesquels un mélange nourricier (neutre sur le plan acide/base) a été introduit, des plantes et des poissons (soit venant de l'ancien bac, soit terminant leur quarantaine (une vraie de quarante jours), en tout un couple de scalaires, 15 Cardinalis, 10 Néons Roses, un couple de Ramirezi, Planorbes et Mélanoïdes, un éclairage intense par 4 tubes fluos de différentes températures de couleur (tubes horticoles, True-Light), eau : TH 14, TAC 7, pH légèrement basique, température 25°C.
Pendant trois semaines, la végétation croît de manière luxuriante obligeant un jardinage hebdomadaire, les Cabombas à croissance rapide s'enracinent dans la terre profondément, la pousse est régulière sans que la distance entre les noeuds augmente, la tête de celles les plus proches des tubes rougeoient ainsi que les Limnophiles, les racines aériennes voltigent. L'eau après avoir vieilli trois semaines, est partiellement renouvelée de 20 % toutes les semaines.
Puis rapidement les algues entrent en compétition avec les plantes, les racines aériennes se font plus rares, des dépôts rugueux apparaissent sur les feuilles à croissance lente (Anubias), dépôts aussi de calcaire sur le tuyau de rejet du filtre. La croissance cependant reste bonne. Les poissons semblent en pleine forme, les scalaires pondent inlassablement. Il n'empêche qu'alerté par les signes précoces de carence pour la culture des plantes (dans mon précédent bac où moins de précautions avaient été prises pour leur santé les mêmes symptômes sont apparus bien plus tard, la croissance était aussi moins importante), j'introduis avec un appareil spécialisé du CO2 plusieurs heures par jour. Juste avant une mesure avait mis en évidence une carence en CO2. L'effet ne se fait pas attendre, en quelques jours le bac reprend sa vigueur de la première installation.
Tout avait été mis en oeuvre pour la croissance des plantes, tout sauf l'apport en CO2, l'aquarium après un développement supérieur à tout ce que j'avais vu auparavant, a plus rapidement qu'un autre épuisé ses ressources dans le maillon le plus faible, le... voir plus haut, cité 70 fois.
7. Pour conclure.
Cet article n'émane pas d'un scientifique, tout ce qui est dit peut-être sujet à caution, il avait pour seul objectif de faire la synthèse sur ce qu'un amateur pouvait tirer des différentes sources d'information tirées ça et là, tout en intégrant son expérience personnelle. Ce serait un grand plaisir si des autorités patentées, ou bien d'autres amateurs pouvaient infirmer ou bien confirmer toutes les informations qui s'y rapportent. Alors il aura eu le mérite d'être la base d'un sujet à discussion.
8. Références bibliographique:
L'eau des Aquariums Etude et Analyse H.-J. Krause Ed.MERK
Quoi-Pourquoi-Comment? Tout ce qu'il faut savoir de L'eau pour aquariums Dr.Rainer Keppler Ed. JBL
Le Guide Marabout de l'aquarium d'eau douce Henri Favré Ed.Marabout
Comment soigner vos poissons d'aquarium Dr.C.Andrew A.Exell Dr.Neville Carrington Ed. Bordas
Poissons et aquariums Charles Masson Ed. Larousse
Guide des plantes aquatiques G.Brünner Peter Beck Ed. Tetra
Dictionnaire des termes de médecine Garnier/Delamare Ed. Maloine
Notice de test Sera
Aquarium Magazine
Aquarama