La photosynthèse en aquariophilie

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La photosynthèse est l'ensemble des processus biologiques mis en œuvre par un organisme vivant pour fabriquer sa matière carbonée afin de réaliser sa croissance. Celle-ci s'opère grâce à la lumière et consomme (entre-autres) du Gaz Carbonique CO2.
Certaines bactéries, les algues et les plantes sont des organismes capables d'effectuer la photosynthèse. Pour ce faire, ils ont besoin d'énergie lumineuse apportée par la lumière, qu'elles vont transformer en énergie chimique.

Un certain nombre de prérequis sont nécessaires pour que la photosynthèse puisse s'opérer. La plante a besoin de lumière (pas n'importe laquelle), de gaz carbonique, mais aussi d'engrais (Azote, Phosphore et Potassium), ainsi que des oligo-éléments (en faible quantités). Elle puise dans le milieu tous ces éléments et les assemble (en présence de lumière) pour se développer.

Le bilan chimique de la photosynthèse peut être décrit comme suit : 6 CO2 + 6 H2O + énergie lumineuse ->C6H12O6 + 6 O2

Respiration

Il faut bien comprendre que les organismes photosynthétiques ne sont pas exemptés de respirer. Ce mécanisme se fait au niveau cellulaire et conduit au dégagement de molécules d'eau et de CO2. De ce fait, il utilise l'oxygène de l'air et le glucose qui subit une réaction d'oxydoréduction.

Ce mécanisme s'effectue en parallèle de la photosynthèse, ainsi, en présence de lumière, les plantes fabriquent plus d'oxygène qu'elles n'en consomment.
En terme de bilan, en présence de lumière, les plantes consomment plus de CO2 et libèrent plus d'oxygène.
En revanche, en absence de lumière, la photosynthèse ne couvrent plus les besoins de la respiration, le bilan est alors inversé : Elles consomment de l'oxygène et libèrent du gaz carbonique.

Les autres microbes et animaux hétérotrophes (tels que tous les animaux hôtes de nos aquariums) respirent. Aussi, ils consomment de l'oxygène et libèrent du gaz carbonique. De plus, ils sont incapables de fabriquer leur matière carbonée. Ils la trouvent sous la forme d'hydrates de carbones dans leur alimentation.
Tout ceci peut-être résumé par un principe écologique. Les animaux supérieurs ne pourraient pas vivre sans les êtres dits "inférieurs", pourtant seuls capables de photosynthèse et donc autotrophes.

Photosynthèse, respiration et aquariophilie

Un petit schéma permet de résumer rapidement les échanges qui s'opèrent :

image photosynthèse

Tout ceci permet de mieux comprendre pourquoi l'aquarium n'est pas simplement un vase clos. A plus ou moins long terme, l'équilibre risque de se rompre si tel ou tel élément vient à manquer à une catégorie d'organisme. Les changements d'eau sont là encore un grand secours pour remédier à des accumulations (par dilution - Nitrates par exemple) ou des carences (l'eau neuve apporte par exemple des oligo-éléments).
Les variations de pH entre le jour et la nuit sont aussi liées à la photosynthèse. La nuit le gaz carbonique n'est plus consommé par les plantes, ce surplus se transforme pour partie en acide carbonique : le pH baisse donc (si le KH n'est pas trop élevé). Le jour le CO2 devient nécessaire est l'acide carbonique se retransforme alors en eau et CO2 : le pH remonte.

Concentration en gaz dissouts

La concentration d'un gaz dissout dans l'eau dépend de la température et de la différence de pression partielle de ce gaz entre l'eau et l'air.
Plus la température est élevée, moins le gaz se dissoudra facilement dans l'eau.
Pressions partielles : un gaz tentera toujours de se dissoudre dans l'eau, mais cette augmentation de concentration ne se fera que si la pression partielle de ce gaz dans l'air est supérieure à celle dans l'eau.

La plupart du temps, on explique naïvement que la pompe à air et le bulleur sont bénéfiques car cela OXYGENE l'eau.
Il convient de bien comprendre les mécanismes mis en jeu dans la dilution des gaz dans l'eau et dans la réalité des besoins en oxygène et gaz carbonique des occupants de nos bacs.
Ainsi, la teneur en oxygène augmente quand on brasse l'eau. Mais ceci est vrai uniquement si l'eau n'est pas saturée en oxygène. Il y a saturation en O2 dans un aquarium si la consommation est faible (peu de poissons) et que la production y est importante : beaucoup de plantes.
Dans le cas contraire, le bulleur, par brassage et en augmentant la surface de contact air/eau, contribue à augmenter la teneur en oxygène de l'eau.
Par contre, si votre aquarium est très planté et qu'une injection de CO2 dope la photosynthèse, le bulleur n'apporte rien bien au contraire. Il favorise en effet l'élimination du CO2 de l'eau. Par voie de conséquence, vous défavorisez la croissance des plantes. Le manque de CO2 est en effet un des plus importants facteurs limitatif de la croissance des plantes.
Un bac planté et non surpeuplé n'a généralement pas besoin de pompe à air. Le seul brassage de l'eau en surface doit suffire pour favoriser l'oxygénation de l'eau et apporter le complément en oxygène dont les poissons ont besoin, si l'oxygène produit par les plantes n'y pourvoit pas (par exemple la nuit).

NE JETEZ PAS POUR AUTANT VOTRE POMPE à AIR si vous en avez une. Celle-ci peut être en effet utile pour de nombreuses choses :

Engrais

En ce qui concerne les engrais, l'azote est généralement présent dans l'aquarium sous forme de nitrates. Cette forme est un engrais naturel pour les plantes. Généralement, ceux-ci s'accumulent car ils sont produits au bout de la chaîne de dégradation des matières azotées. Des changements d'eau suffisants et fréquents permettent de contourner ce problème. En ce qui concerne les autres engrais (Phosphore, Potassium), un sol riche en présente dans le complexe argilo-humique et les plantes y puisent ce qu'il leur faut. Au bout d'un certain temps (de quelques mois à quelques années), il convient néanmoins de pallier à d'éventuels carences en ajoutant (par exemple) des boulettes d'argiles au pied des plantes.

Oligo-éléments

L'apport d'oligo-éléments est généralement couvert par les apports d'eau neuve. Le point à surveiller est souvent le fer. En effet, une des principales molécules nécessaires à la transformation de l'énergie lumineuse en énergie chimique (la chlorophylle), contient du Fer. Les plantes en croissance ont donc de gros besoin en Fer puisqu'elles fabriquent de nouvelles molécules de chlorophylle pour les nouvelles feuilles. Elles doivent donc trouver le Fer nécessaire dans le milieu. Pour permettre un développement harmonieux des plantes à long terme, il est donc généralement nécessaire de faire des apports en fer sous forme chélatée, car il est souvent le facteur limitant si toutes les autres conditions sont réunies. On considère en général qu'un taux de 0,1mg/l de Fer est une bonne valeur. Attention, trop de Fer n'est pas souhaitable non plus !
Laissez vos plantes vous dire comment elles se sentent, avec un peu d'habitude, on voit très bien quand elles se portent bien, et il faut s'en rappeler pour les fois où elles ont un problème.