L'eau en aquariophilie

Issu de la FAQ aquariophile de CyberAqua Quelques notions importantes sur la chimie de l'eau et Qu'est-ce que le cycle de l'azote ?
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L'eau, ce n'est pas simplement H2O, mais plutôt un mélange complexe de divers éléments dont les plus importants en aquariophilie sont représentés par la dureté totale, la dureté carbonatée et le pH, ces trois paramètres étant liés entre eux.

Unités

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 à cette concentration. La valeur d'un pH est comprise entre 0 (très acide) et 14 (très basique).

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.

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.

TH ou GH (dureté totale)

Pour les Français, un degré correspond à une quantité de 10 mg/l de carbonate de calcium (CaCO3).
Pour les allemands, un degré correspondant à 10 mg/l d'oxyde de calcium ou de magnésium.

TAC ou KH (dureté carbonatée)

Il s'agit, de mesurer la concentration en ions Carbonates (CaCO3) et bicarbonates (Ca(HCO3)2).

Généralement 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.

C'est le KH qui représente le pouvoir tampon de l'eau, c'est à dire, sa capacité à conserver une valeur stable de pH

Les autres paramètres

Le Phosphate

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. 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.

Les nitrites

Les nitrites sont la deuxième étape dans le cycle de l'azote, pour mémoire: ammoniaque=>nitrite=>nitrate. Les nitrites sont un poisson mortel pour vos poissons. Il faudra toujours attendre le passage du "pic de nitrite" pour installer les habitants de l'aquarium.

Les nitrates

Les nitrates, dernière étape du cycle de l'azote deviennent très gênants à partir de doses comme 50 mg/l, le meilleur moyen de les réduire est la dissolution par des changements régulier d'eau. Maintenir un taux de nitrates faible (<10 mg/l) permet une bonne croissance des plantes en limitant les développements d'algues.

Le fer

Le fer est indispensable à la bonne croissance des plantes, il faut maintenir le taux de fer entre 0.5 mg/l et 1 mg/l. Pas assez de fer, et c'est les plantes qui souffriront, taches jaunes typiques assurées. Trop de fer, et c'est les algues qui en profiterons.

Le CO2

Le CO2 fait partie des besoins naturels des plantes, la plante absorbe le CO2 pour fabriquer de l'oxygène, c'est la photosynthèse, un taux de CO2 compris entre 20 mg/l et 30 mg/l assure une bonne croissance des plantes.

Le silicate

Le substrat d'un aquarium peut émettre des silicates. Ils peuvent également pénétrer dans l'aquarium par l'eau du robinet si elle est haute en acide silicique. Le silicate SiO2 favorise la prolifération des algues brunes de type diatomées.

Magnésium

La dureté totale de l'eau est essentiellement due au calcium et au magnésium. Le taux de magnésium dans l'aquarium d'eau douce devrait idéalement être compris entre 5 mg/l et 10 mg/l. Une carence en magnésium qui peut survenir lors de l'utilisation d'eau osmosée et une fertilisation mal dosée se manifeste de la même façon qu'une carence en fer : chlorose et décoloration jaunâtre.

Mesures

Les méthodes de mesure utilisées sont des tests :

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 faudrait 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 CO2 le 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….

Utilité de ces notions

Les poissons et les plantes sont habitués à vivre dans une " certaine " eau. 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 où là il faudra, vraiment, mettre les poissons et leurs œufs dans l'eau qui convient.

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.

Leur adaptation à un type d'eau correspond à leur possibilité d'assurer ces échanges dans un milieu ayant certaines caractéristiques chimiques. Une trop forte modification de ces caractéristiques empêcheront leurs ouïes d'assurer ces échanges au mieux, ou même de façon suffisante. D'autre part plusieurs observations montrent que pour certaines espèces de poissons 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.

Egalement pour les plantes, dans certaines conditions il peut arriver que les feuilles de Cryptocorines se dissolvent littéralement ; 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.

Eaux adoucies

Il faut se méfier de ces eaux qui viennent de 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. 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.

Il existe un autre type de résine, les résines cationiques, dont le principe est 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 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… et à l'état de la toiture, chêneaux, gouttières…

Modifications des paramètres d'une eau

Certains procédés permettent de modifier les paramètres de votre eau.

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 1 litre 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.
dans un litre d'eau versez le nombre de gouttes nécessaires, (nombre trouvé précédemment) multiplié par le nombre de litres que vous allez ajouter dans le bac
versez ce litre dans l'eau à destination de l'aquarium en même temps que le changement d'eau.
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.

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, sont très utiles, et même indispensable, à la vie.

Les oligo-éléments indispensables les plus couramment cités sont :

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

Les valeurs idéales en aquariophilie

Pour le bien être de vos poissons et de vos plantes, l'eau de votre aquarium doit rester dans certaines normes de qualité

On parle souvent dans les ouvrages d'au dure, douce, très douce. Voici un petit tableau qui permet de faire la correspondance avec les valeurs mesurées.

Dureté en degré Allemand Valeurs littéraire

0 à 3

Très douce

4 à 8

Douce

9 à 12

Moyennement dure

13 à 18

Dure

19 à 30

Très dure

31 et plus

Extrêmement dure

La conductivité en aquariophilie.

La conductivité permet de mesurer l'ensemble des minéraux présents dans une solution :
Une eau douce accusera généralement une conductivité basse alors qu'une eau dure affichera une conductivité élevée.
La conductivité va déterminer en µS/cm ces sels dissous. 2 µS/cm = 1 ppm (partie par million), ou 1 ppm = 1 mg/l correspond à la concentration en solide dissous.
En aquariophilie, on l'utilise notamment lorsqu'on a des espèces très fragiles (genre discus ou spécimens sauvages, reproductions difficiles, etc.). La mesure se fait en m S/cm (autrement dit en micro-siemens par centimètre).
Pour de l'eau 100 % osmosée la conductivité est de l'ordre de 0 à 10 m S/cm. C'est pour cette raison que l'on ajoute des sels minéraux pour augmenter vers 150 à 300 m S/cm pour les discus par exemple.

Les bonnes valeurs en eau douce plantée.

Les valeurs idéales pour un aquarium communautaire:

GH calcium et magnésium de quelques eaux courantes

Eau Ca
(Mg/l)
Mg
(Mg/l)
GH
Mont Roucous 2.4 0.5 ?
Sélection U 3.9 1.2 0.9
Carrefour 4.1 1.7 1.3
Volvic 9.9 6.1 2.8
Valvert 67.6 2.1 10
Evian 78 24 16.5
Aix-les-Bains 86 26 18.1
Thonon 103.2 16.1 18.2
Saint-Amand 176 46 35.3
Vittel 202 36 36.7
Contrex 467 84 84.9
Hepar 555 110 103.3
Auchan montagne 63 10.2 ?

Interdépendance des paramètres KH, GH, PH

Interdépendance des paramètres KH, GH, PH

Calculez votre taux de CO2

Petit formulaire permettant de calculer le taux de CO2 en fonction du pH et du kH.

 

SAISIE des données
Valeur KH (D° All) et pH
Résultat
CO2 mg/L

Le cycle de l'azote

Comme toutes les créatures vivantes, les poissons rejettent des déchets. Ces produits azotés sont décomposés en ammoniaque, qui est très toxique pour la plupart des poissons.

En langage aquariophile, le "cycle de l'azote" (plus précisément, le cycle de la nitrification) est le nom donné au processus biologique qui convertit les nitrites en d'autres composés azotés, moins dangereux. Plusieurs espèces de bactéries font cette conversion. En particulier, les espèces du genre Nitrosomonas convertissent l'ammoniaque en nitrite, et les espèces du genre Nitrobacter convertissent les nitrites en nitrate. La mise en place du cycle de l'azote se réfère à l'établissement des colonies de bactéries dans le filtre.

Les espèces de bactéries voulues sont présentes partout. Aussi, dès lors que vous avez une source d'ammoniaque dans votre bac, ce n'est qu'une question de temps pour que les bactéries voulues se développent dans le filtre. Le moyen le plus simple pour provoquer cela est de placer 1 ou 2 poissons robustes et peu coûteux dans l'aquarium. Les fientes des poissons contiennent l'ammoniaque nécessaire à la vie des bactéries. Ne les nourrissez pas de trop ! Trop de nourriture entraîne l'apparition de trop d'ammoniaque ! Les espèces à conseiller sont : le poisson rouge pour le bac d'eau froide, le danio et les barbus pour les bacs d'eaux chaudes.

Cycle de l'azote : durée

Lors de l'établissement du cycle, le taux d'ammoniaque va monter puis chuter lorsque les bactéries nitrifiantes vont se développer. Le taux de nitrites atteint alors un maximum car les bactéries dénitrifiantes ne se développent pas tant que le taux de nitrite est faible. Le taux de nitrite continu donc à augmenter, résultat de la dégradation de l'ammoniaque continuellement produit. C'est seulement lorsque les bactéries qui dégradent les nitrites en nitrates se seront développées que son taux diminue, voyant celui des nitrates augmenter. Le cycle est alors établi.

Il est parfois possible d'accélérer la mise en place du cycle.

Attention : RESISTER A LA TENTATION D'AJOUTER PLUS DE POISSONS AVANT QUE LE CYCLE SOIT PLEINEMENT ETABLIT !

Plus de poissons, c'est plus d'ammoniaque produit qui va à court terme entraîner le stress et la mort probable de tous les poissons.
Une fois que le taux d'ammoniaque dépasse la concentration stressante voire toxique, le bac subit ce qu'on appelle le "syndrome du nouveau bac"; l'aquarium n'a pas achevé la mise en place de son cycle et l'ammoniaque accumulé est devenu mortel pour les poissons.

Dans un bac déjà équilibré, l'ammoniaque est indécelable au moyen des tests vendus dans le commerce. Si ce n'est pas le cas, cela signifie que le filtre biologique ne fonctionne pas correctement, soit parce que le cycle n'est pas encore établi, soit parce le filtre ne fonctionne pas de la manière souhaitée (trop petit pour la quantité de poissons, bouché, etc.) Il est impératif d'associer le filtre à une trop grande concentration en ammoniaque.

Accélérer la mise en place du cycle (Pour les impatients)

La mise en place du cycle peut être accélérée par de nombreux moyens. Malheureusement, il faut avoir accès à un aquarium qui fonctionne déjà depuis longtemps. L'idée est de récupérer dans un bac dont le cycle est déjà établi des bactéries et de les placer dans le nouveau bac.
La plupart des filtres possèdent un bloc de mousse ou de la ouate sur lesquelles les bactéries se fixent et se développent. Récupérez une partie de celle-ci et placez-la dans le filtre du nouvel aquarium. Les choses iront plus vite.

Si vous avez un filtre d'angle, placez le et faites le fonctionner dans l'aquarium déjà établi une semaine, le temps qu'il soit colonisé. Placez ensuite le filtre ainsi ensemencé dans le nouveau bac.

Des produits contenant des colonies de bactéries nitrifiantes sont également disponibles dans les magasins spécialisés. (Par exemple : "Nitrobacter" pour citer le plus célèbre). En théorie, l'ajout de bactéries accélère la colonisation. A en croire les aquariophiles du réseau, les expériences sont mitigées; certains disent que ça fonctionne, d'autre que c'est absolument sans effet. En principe, de tels produits devraient remplir l'effet escompté. Cependant, les bactéries ne peuvent vivre longtemps sans oxygène et source d'énergie. Aussi, l'efficacité du produit dépendra de sa fraîcheur et s'il n'a pas été soumis à de mauvaises conditions de transport (chaleur). Malheureusement, aucune date ni de fabrication ni de péremption ne figure sur ces produits.