L’eau de votre Aquarium de A à Z
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L’eau au cours de son cheminement de l’atmosphère (nuages où elle est pure) jusqu’au robinet de notre évier se charge de différents constituants :

  • Dans leurs trajets atmosphériques les gouttelettes de pluie absorbent (ou se combinent avec) du gaz carbonique (CO2), sans parler d’autres corps apportés par les fumées industrielles ou d’origine naturelle (activités volcaniques).
  • Dans le sol, suivant la nature de celui-ci, cette eau se charge de différents éléments, soit par action chimique (dissolution du calcaire par exemple) soit par simple dissolution (acides humiques des tourbières) soit en entraînant des débris solides divers (sable… ).
  • Avant d’arriver chez nous elle passe à travers des canalisations et des installations de traitement où là encore peuvent s’ajouter des éléments et d’autres sont retirés en plus ou moins grande partie.

Une des premières, caractéristiques de l’eau est son pouvoir moussant : peut-on ou pas se savonner facilement et agréablement les mains ?
Cette possibilité est liée à sa ” dureté “.
Pour simplifier, une eau est dite ” dure ” si son pouvoir moussant est faible, ” douce ” dans le cas contraire.

Ce pouvoir moussant dépend en fait de la teneur en carbonates d’alcalino-terreux, c’est à dire en sels, résultats de l’action de l’acide carbonique ( H2O + CO2 ) et de lui seul sur le ou les corps suivants : Béryllium, Calcium, Magnésium, Strontium, Baryum, Radium, à l’exception de tous autres. Dans la réalité de nos bacs seuls les sels de calcium et de magnésium jouent un rôle.
Cette dureté s’appelle le DEGRE HYDROTIMETRIQUE ou plus simplement dureté totale notée TH.

L’autre grande caractéristique d’une eau est son ” acidité ” c’est à dire sa teneur en ion H+, notée pH (potentiel Hydrogène).

Mais il se trouve que ces 2 notions ne sont pas indépendantes.
En effet l’acidité d’une eau peut être modifiée en y versant, par exemple, une certaine quantité d’acide mais on constate que, suivant la teneur en carbonates d’un certain type, il faut verser plus ou moins d’acide pour obtenir une variation significative de pH.
Il a été donc nécessaire de définir ce pouvoir appelé pouvoir tampon au moyen d’une autre notion : le titre alcalimétrique complet appelé encore dureté carbonatée noté TAC.

Unités et Mesures

pH

Il se définit comme la concentration en cations H+ dans l’eau. Sa valeur s’exprime en un nombre qui est le résultat de l’application d’une formule mathématique (le logarithme décimal) à cette concentration. La raison en est que ces teneurs s’expriment par des nombres très grands il a donc été décidé de donner non pas sa teneur mais le logarithme décimal de cette teneur. La valeur d’un pH est, par le choix de cette formule, comprise entre 0 (extrêmement acide) et 14 (extrêmement basique).

Le choix de cette formulation a pour conséquence :
• qu’une eau à un pH de 5, par exemple, contient 10 fois moins d’ions H+ qu’une eau dont le pH est de 6.
• que mélanger, par parties égales, une eau à pH 5 avec une eau à pH 6 donne une eau à un pH proche de 6 mais pas du tout de 5.5 (en réalité ce sera un pH de 5.74).

Une eau présentant un pH de 7 est dite neutre, au-dessus de 7 elle est dite basique ou alcaline, en-dessous de 7 elle est dite acide.

TH ou Titre Hydrotimétrique

Afin de mesurer cette dureté totale il a été décidé d’adopter comme unité de mesure, en France, la quantité de produit nécessaire pour neutraliser une certaine quantité de carbonate de calcium à savoir : un degré correspond à une quantité de 10 mg/l de carbonate de calcium (CaCO3).
Les allemands ont choisi une autre définition (le GH correspondant à 10 mg/l d’oxyde de calcium ou de magnésium).
Ce choix fait que, contrairement au pH, le TH d’un mélange est le TH obtenu par application d’une règle de trois aux TH des eaux utilisées.

La correspondance entre ces 2 unités est la suivante :
• 10 degré français = 5.6 degrés allemands
• 1 degré allemand noté GH ou dGH = 1.78 degré français

TAC ou Titre alcalimétrie complet

Il s’agit, là, de mesurer la concentration en ions Carbonates (CaCO3) et bicarbonates (Ca(HCO3)2). Nous nous retrouvons devant la même situation que ci-dessus :
• une définition Française notée TAC.
• une définition allemande le KH.

Il est à noter que si, en règle générale, le TH est supérieur au TAC, ceci n’est pas une règle absolue. Certaines eaux sud-américaines et celles du lac Tanganyika ont un TAC supérieur au TH et cela pourrait être constaté dans certains de nos bacs.
Ceci mérite une explication : en fait les tests commercialisés en aquariophilie pour la mesure du TH (ou du GH) ne mesurent pas la teneur en Ca++ et Mg++ mais, pour des raisons de pratique, mesurent la teneur en anions HCO3– et font l’hypothèse, souvent vraie, qu’il y a autant de ces anions que de cations Ca++ et Mg++ ; dans le cas où l’eau contiendrait d’autres cations (sodium de NaCl par exemple) cette hypothèse est fausse.

Les méthodes de mesure utilisées sont des tests :

  • basés sur la coloration d’une eau après adjonction d’un liquide ou d’un comprimé et :
    – soit comparaison de la couleur obtenue avec une gamme fournie avec le kit
    – soit comptage du nombre de gouttes versées nécessaire pour avoir un changement ” franc ” de couleur.
  • tests basés sur la comparaison de la couleur que prend une partie d’une bandelette trempée dans l’eau, comparée à une gamme présente sur la bandelette
  • utilisation d’un pH-mètre électronique. Cet appareil donne par affichage le pH avec une grande précision. Mais, il faut ré étalonner cet appareil fréquemment (c’est à dire mesurer le pH de solutions stables et ayant un pH bien déterminé puis régler l’appareil), changer les électrodes de temps en temps et il coûte assez cher.

Un autre appareil est souvent utilisé : le conductivimètre. Cet appareil mesure la conductivité d’une eau, c’est à dire la facilité que possède cette eau à laisser passer un courant électrique.
En fait cette mesure porte sur la totalité des ions présents dans l’eau, y compris les sels métalliques ( fer, cuivre, plomb…), les phosphates et autres anions et cations.
Bien qu’il ne faille pas penser qu’une eau douce soit forcément une eau peu minéralisée ( une eau salée est peut être douce ! !, toute comme une eau ferrugineuse c’est à dire riche en sels de fer). A l’inverse, une eau très peu minéralisée est forcément une eau douce. Ce qui explique l’utilité de cet appareil qui, en plus, est beaucoup plus facile à mettre en œuvre qu’un pH mètre électronique.

Remarques sur les mesures : Il ne faut pas s’illusionner sur la précision des résultats obtenus pour, notamment, les raisons suivantes :
Dans l’utilisation des tests ou il faut agiter le liquide il faut éviter d’obturer l’éprouvette dans laquelle se trouve l’eau avec son doigt, l’acidité de la peau pouvant influer sur le résultat.
De même il faut penser à rincer, avant usage, cette même éprouvette avec l’eau à tester.
Vous prélevez une très faible quantité d’eau dans un milieu non homogène, sauf en cas de brassage très important, donc vous effectuez une mesure sur un échantillon qui ne reflète qu’imparfaitement l’eau du bac
Vu les cycles d’activité des plantes ( production de CO2 la nuit et pas le jour), des poissons ( inversement ils dégagent plus de CO2le jour que la nuit ) il faudrait, en toute rigueur, effectuer les mesures à des moments similaires au regard de ces cycles.
Vieillissement des produits utilisés et conditions de conservation de ceux-ci… Il faut aussi souligner que parler du pH d’une eau osmosée ou distillée n’a pas grande signification. Ces eaux, très peu minéralisées, ne sont absolument pas tamponnées. Le seul fait de souffler dessus ( d’oû gaz carbonique ) suffit à en modifier le pH.

Exemple de calcul : A titre d’exemple soit une eau A avec un pH de 7 un GH de 7 et un KH de 5 soit une eau B avec un pH de 8 un GH de 18 et un KH de 15 Si nous faisons un mélange de 75% de A et 25% de B nous obtiendrons une eau avec
• un pH de 7.51
• un GH de (75*7 + 25*18)/100 soit : 9,75
• un KH de (75*5 + 25*15)/100 soit : 7,5
Pour les passionnés du calcul du pH vous utilisez soit une calculette, la plupart ont une fonction logarithme, mais il faut penser à bien prendre les logarithmes décimaux soit vous utilisez les fonctions logarithme et puissance de votre tableur préféré.

Utilité de ces notions

Nos poissons sont habitués à vivre dans une ” certaine ” eau, il en est de même des plantes de nos bacs. Si ces paramètres ne sont pas à respecter strictement pour leur maintien en bonne santé, cela sera beaucoup plus important et même souvent indispensable pour les reproductions oû là il faudra, vraiment, mettre les poissons et leurs œufs dans l’eau qui convient.

En fait c’est la notion de pression osmotique qui semble la plus importante, cette pression est liée à la minéralisation de l’eau ; vous vous êtes peut être vous même rendu compte de l’existence de cette pression et de ses effets : Si vous aspirez de l’eau douce par le nez, drôle d’idée, direz vous, mais en se baignant en eau douce, vous ressentirez une forte douleur au niveau de vos muqueuses nasales, en eau de mer vous ne ressentirez rien. Et bien les poissons ressentent un peu de la même façon les différences de type d’eau. Ceci (la notion de minéralisation) conduit certains aquariophiles à penser que la notion de dureté, trop partielle, est une notion dépassée.

Il faut savoir que les poissons d’eau douce n’avalent pas en permanence de l’eau contrairement à leurs congénères d’eau salée et que leurs échanges vitaux se font par leurs branchies.
Grâce à ces organes ils peuvent :

  • éliminer l’ammoniac,
  • équilibrer l’acidité de leur sang,
  • échanger et équilibrer les ions monovalents (Cl-, Na+, K+),
  • respirer.

Leur adaptation à un type d’eau correspond à leur possibilité d’assurer les fonctions ci-dessus dans un milieu ayant certaines caractéristiques chimiques. Une trop forte modification de ces caractéristiques empêcheront leurs ouïes d’assurer ces fonctions au mieux, ou même de façon suffisante. D’autre part plusieurs observations montrent que pour certaines espèces de poissons (Pelvicachromis par exemple) le pourcentage mâle/femelles dans une ponte varie en fonction du pH et de la dureté ; il en est de même, pour d’autres poissons, du nombre d’œufs pondus.

Il en est de même pour les plantes, dans certaines conditions il peut arriver que les feuilles de Cryptocorines se dissolvent littéralement (en fait ce serait un problème de cristaux d’oxalate et de leur dissolution); mais il faut aussi souligner l’importance du KH, qui fait la liaison avec la teneur en Carbone mis à leur disposition pour, avec l’action de la photosynthèse, permettre la croissance de leurs tissus.

Différents types d’eau

Eau du robinet

C’est l’eau banalement mise à votre disposition. Ses caractéristiques peuvent varier sensiblement d’une région à une autre ; il faudra être prudent sur son taux de nitrates qui pourra être relativement élevé.
Normalement les caractéristiques de votre eau sont disponibles en mairie.

Eaux minérales

Il y a des eaux douces ; le cas typique est la Volvic, et plus généralement les eaux pour biberons présentent ce caractère ; d’autres doivent être rejetées car trop minéralisées ou minéralisées de façon déséquilibrée.

Eau osmosée

Cette eau peut être achetée dans certains magasins d’aquariophilie. Elle est obtenue par utilisation d’un procédé ” l’osmose inverse ” : on fait passer de l’eau sous une certaine pression le long d’une membrane, celle ci n’est traversée que par les molécules dont la taille est inférieure à une certaine dimension ce qui élimine la plupart des sels, même certains virus… Si dans des installations industrielles l’eau osmosée est quasiment pure les appareils courants laissent passer quelques molécules autres que celles d’eau mais très peu.

Par exemple : la documentation d’un appareil commercialisé indique qu’il retient de 93 à 98% des ions calcium, plus de 99% des bactéries, entre 93 et 97% de la dureté totale. On obtient ainsi une eau très douce, ce qui entraîne que son pH est quasiment sans signification.

Des appareils sont disponibles dans le commerce, mais il est à noter :

  • qu’il faut veiller à ce que la membrane ne sèche pas,
  • qu’il y a une forte consommation d’eau, grosso modo les 3/4 de l’eau sortent sous forme de rejet (3 volumes d’eau perdue pour un volume d’eau produite),
  • qu’il y a des risques de fuite avec les tuyaux plastiques de ces appareils, d’oû des dégâts des eaux possibles.
  • que la stagnation de l’eau dans l’appareil qui n’est pas “en service” peut être la cause d’une prolifération de bactéries.

Malgré ces contraintes, ces appareils sont très employés chez les aquariophilistes possédants de grands bacs, car l’eau osmosée, dans ce cas, est la meilleure eau, permettant tous les types de biotopes.

Eaux adoucies

Pour certains aquariophiles il faut se méfier de ces eaux. Pour d’autres (par exemple certains auteurs anglais) ces eaux sont parfaitement utilisables en aquariophilie pour maintenir des espèces demandant une eau très douce ; mais si on y regarde de plus près, en général ils précisent que cette eau n’est pas obtenue à partir d’installation domestique. Il semble que cette opposition apparente s’explique par l’utilisation d’appareils fonctionnant sur des principes différents, comme indiqué ci-dessous. Ces eaux sont obtenues par passage sur des résines échangeuses d’ions.

Avec certaines de ces résines (cas le plus fréquent) les ions calcium, magnésium sont remplacés par des ions sodium; dans ce cas les résines sont régénérées par du sel (NaCl). On obtient ainsi des eaux qui restent minéralisées, comme l’eau avant traitement et très déséquilibrées dans leur formule. Ces résines sont utilisées fréquemment dans les ” adoucisseurs ” d’eau.

Mais il existe un autre type de résine, les résines cationiques, dont le principe est totalement différent : les ions positifs (cations) sont remplacés par des cations H+, ces derniers se combinent pour former de l’eau avec l’oxygène présent. Les cations libérés forment eux des acides ; ces derniers sont éliminés par passage sur des résines anioniques qui remplacent les anions SO4– -, CO3– -,…) par des OH-. En résumé les sels sont retirés sans remplacement. Ce sont les résines utilisées pour les installations de désalinisation. C’est aussi le principe de fonctionnement des premiers appareils utilisés en aquariophilie avant la mise sur le marché des osmoseurs à un prix abordable.

Eau distillée

Pour mémoire vu son prix de revient.

Eau de pluie

C’est normalement une eau pure, donc équivalente à de l’eau distillé mais il faut veiller à une pollution due :

  • aux fumées, donc à éviter en ville, sous le vent d’une industrie polluante…
  • à l’état de la toiture, chêneaux, gouttières…

Dans la littérature aquariophile il est fait souvent fait référence aux types suivants :

  • Eaux noires : Ce sont des eaux amazoniennes (Rio Negro, par exemple et, pour la petite histoire, qui leur doit son nom) claires et transparentes mais très chargées en débris de végétation en cours de décomposition ce qui entraîne un pH bas, ces eaux sont d’autre part très peu minéralisées et ont du coup des duretés très basses par exemple pH = 6, KH = 0, GH = 0,12
  • Eaux blanches : ce sont elles des eaux péruviennes ou boliviennes elles sont neutre ou acides et moyennement dures par exemple pH = 7,1 GH = 2,9 KH = 3,9 . Un certain nombre d’Apistogramma vivent dans de telles eaux (A. cacatoides par exemple).

Modifications des paramètres d’une eau

Certains procédés permettent de modifier les paramètres de l’eau de votre robinet.

Acidification d’une eau

Adjonction d’acide

Il est possible de mettre une certaine quantité d’acide dans un bac moyennant les précautions d’usage (ne jamais verser de l’eau dans un acide, sinon vous risquez des projections d’acide.) Le mode opératoire conseillé est le suivant :
prélevez quelques litres de votre eau du robinet, versez de l’acide en comptant les gouttes jusqu’à l’obtention du pH désiré ; vous aurez ainsi le nombre de gouttes nécessaires par litre en divisant le nombre de gouttes par le nombre de litres d’eau utilisés
dans un litre d’eau versez le nombre de gouttes nécessaires, nombre calculé précédemment, pour abaisser le pH de la quantité d’eau que vous allez introduire dans le bac
versez ce litre dans l’eau à destination de l’aquarium.
Cette opération doit être faite sur l’eau apportée lors des changements car il faut éviter de faire varier brutalement le pH de l’eau dans laquelle sont les poissons, il est souvent conseillé de ne pas dépasser une variation quotidienne supérieure à 0,2.
Vous vérifiez enfin la dureté car l’ajout d’acide a pu faire précipiter des carbonates. Cela peut sembler fastidieux mais vous éviterez ainsi un surdosage, pouvant être mortel pour vos poissons.
En cas de surdosage les poissons sont ” très agités ” et il faut, toute affaire cessante, faire de très importants changements d’eau pour ramener le pH à des valeurs non mortelles.

Filtration sur tourbe

Il s’agit soit d’installer dans le système de filtration de la tourbe, soit de laisser de la tourbe tremper dans le bac, si possible en regard de la sortie du filtre.
Ceci a pour effet d’abaisser le pH et le KH. Pour ce faire il faut utiliser une tourbe ne contenant aucun additif horticole du type engrais, insecticide… Il est conseillé de faire tremper cette tourbe avant utilisation et de ne pas utiliser le premier jus de cette décoction. Souvent l’utilisation de la tourbe entraîne une coloration ambrée de l’eau, phénomène sans gravité pour les occupants. On trouve dans le commerce des granulés de tourbe à utiliser de la même façon et aussi des extraits de tourbe qui donnent sensiblement les mêmes résultats.

Adoucissement d’une eau

Une première solution est de couper l’eau d’origine par de l’eau osmosée ou de l’eau minérale très douce. Une autre est la filtration sur tourbe comme indiqué ci-dessus.

Augmentation de la dureté d’une eau

La solution habituelle est la mise en place de roches calcaires et l’adjonction éventuelle de bicarbonate de soude. De nombreux autres produits sont en vente dans les magasins d’aquariophilie pour obtenir une élévation de la dureté.

Elévation du pH d’une eau

Une solution habituellement adoptée est l’adjonction de bicarbonate de soude à, environ, 30 g par litre pour obtenir un pH de l’ordre de 8, cette solution est sans grand risque de fausses manoeuvres : ce sel a un bon pouvoir tampon et les quantités à mettre pour arriver à un pH absurde vous apparaîtront vite comme, elles aussi, absurdes.

Oligo-éléments

L’eau apporte tout un tas de substance qui, bien qu’elles y soient présentes à des taux très faibles, (d’oû leur nom d’oligo-éléments, oligo signifie peu en grec), sont très utiles, et même indispensable, à la vie.

Les oligo-éléments indispensables les plus couramment cités sont :

  • Fer : il entre en jeu dans la synthèse chlorophyllienne et dans la formation de l’hémoglobine
  • Soufre : fabrication de certains acides aminés
  • Cuivre : fabrication de certaines enzymes
  • Vanadium : sert à l’assimilation du CO2 par les plantes
  • Potassium : équilibre intracellulaire
  • Cobalt : sert à synthétiser des vitamines B
  • Zinc : nécessaire au métabolisme
  • Chrome : idem
  • Magnésium, Phosphore, Calcium : entrent en jeu dans la fabrication des tissus
  • Strontium et Rubidium : peuvent suppléer à des carences en calcium et potassium

Les autres éléments ne sont pas moins indispensables, sous forme de traces.

Compléments de chimie

Effet tampon : cet effet explique la difficulté, ou la facilité à le faire si l’eau n’est pas tamponnée, à faire varier le pH d’une eau donnée par l’adjonction d’une certaine quantité d’acide (ou de base). Pour l’expliquer simplement faisons la comparaison avec une eau salée : si vous prenez un litre d’eau de mer et y rajoutez du sel sa salinité augmentera proportionnellement à la quantité de sel ajoutée ; elle diminuera, de la même façon, si vous y rajoutez de l’eau distillée.
Si vous prenez un litre d’eau de mer et que vous y rajoutez un demi-kilo de sel et agitez le tout, une partie du sel ne sera pas dissoute. Maintenant que vous ajoutiez un peu de sel (ou beaucoup d’ailleurs) la salinité de l’eau ne changera pas. Si vous y ajoutez de l’eau distillée la salinité ne changera pas tant qu’il restera du sel non dissous.
Et bien l’effet tampon est similaire : tant qu’une certaine quantité d’acide ne sera pas ajoutée le pH d’une solution ne variera pas. Il y a un équilibre qui existe, qu’il faut assez fortement perturber pour arriver à le déplacer. Par contre une fois la quantité nécessaire ajoutée il bougera facilement, quitte à ce qu’un autre effet tampon se produise à un autre niveau de pH. En effet il est possible de tamponner une solution à des niveaux de pH différents mais là nous sortons du domaine qui nous intéresse.
Cette notion est très importante : le KH est un indicateur du pouvoir tampon d’une eau. A des valeurs élevées de celui ci il est très difficile de faire varier le pH ; à des valeurs faibles (inférieures à 4 ou 5) un petit apport d’acide peut entraîner une baisse importante du pH, ce qui peut arriver, notamment dans le cas d’adjonction de CO2 dans un bac. D’oû un risque d’acidose qui peut être mortel pour les habitants du bac.

Acides fort : par définition les acides sont dits forts si toutes leurs molécules se dissocient.
Les acides forts les plus répandus sont HCl et H2SO4. C’est à dire que chaque molécule d’HCl donne un cation H+ et un anion Cl-. Acides faibles : par définition toutes leurs molécules ne se dissocient pas, seul un certain nombre le font par exemple pour l’acide phosphorique et il se met en place un équilibre entre le nombre de molécules dissociées et le nombre de celles non dissociées, équilibre dépendant de l’acide concerné.
D’autre part, s’il y a plusieurs atomes d’hydrogène dans la molécule de l’acide faible par exemple H3PO4 (acide phosphorique ) il ne faut pas croire que tous les atomes d’hydrogène jouent le même rôle, dans le cas de l’acide cité un seul de ces atomes se dissocie et faiblement, les autres se dissocient 10000 fois ( environ ) moins.
Cela veut dire qu’une molécule de cet acide ne crée qu’un H+ et que seulement quelques pour cent des molécules de la solution le font, enfin un effet tampon est créé par le moyen de l’équilibre évoqué ci-dessus. Acides humiques : Ces acides expliquent l’action de la filtration sur tourbe. Cette dernière contient ce type d’acides. Le mécanisme en serait le suivant :
ces acides cèdent leurs H+ et captent à la place des Ca++ et Mg++, ou des complexes ioniques contenant ces cations. Ceci explique l’action de la filtration sur tourbe qui d’une part acidifie l’eau et qui d’autre part en baisse le TAC.

Sels de l’acide carbonique :

L’acide carbonique (H2O +CO2) possède 2 Hydrogènes ” acide ” et il se décompose de 2 manières :

  • en H+ et HCO3
  • en 2 H+ et CO3– –

En réagissant sur le calcium cela donne :

  • l’hydrogénocarbonate de calcium Ca(HCO3)2, encore plus connu sous le nom de bicarbonate de calcium
  • le carbonate de calcium CaCO3.

Le premier est quasiment insoluble dans l’eau.

Par contre le deuxième est soluble dans l’eau et c’est lui qui est à l’origine de la dureté carbonatée.

Décalcification biogène :

Dans certains bacs on peut constater, au fil du temps, une baisse de la dureté carbonatée, il se produit des réactions du type :

  • HCO3– -> CO2 et OH-, CO2 utilisé par les plantes
  • OH- + HCO3– -> H2O et CO3– –
  • CO3– – + Ca++ -> CaCO3

Le carbonate ainsi formé se dépose et vous explique les dépôts blanchâtres que vous avez, éventuellement, observés sur les feuilles et le sol.
Il est à noter que ce phénomène, rare, n’intervient qu’en cas de carence en CO2, bac très sous peuplé, très sur planté par exemple, et ne présente de réel danger qu’en cas de très forte carence de ce dernier.

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