Le GH, le KH et le pH

Le GH, le KH et le pH

Le GH, le KH et le pH sont déterminants pour l'aquariophile, car ce sont eux qui caractérisent son eau. Ils doivent être considérés lors du choix des espèces aquatiques à maintenir et peuvent être mesurés dès le démarrage d'un bac (ou même directement au robinet pour le GH et le KH).

Le GH

La propriété qu'est la dureté de l'eau est le résultat de la grande faculté de dissolution que possède l'eau. En effet, dans la nature, en pénétrant l'atmosphère sous la forme de gouttelettes de pluie et en traversant le sol, l'eau se charge d'une importante quantité de matière soluble. Entre autres, elle recueille sels minéraux, acides minéraux et acides organiques. Les sols ayant une nature et une composition chimique différentes selon les lieux géographiques et divers autres facteurs, la nature des éléments dissous et leur teneur peut varier considérablement d’une eau à une autre. Les paramètres de l’eau interagissent entre eux, c’est pourquoi il est important de se soucier de chacun d’eux. Le GH (General Hardness) est la dureté générale de l’eau. Aussi appelé titre hydrotimétrique, il mesure la quantité de sels de calcium et de magnésium (y compris leurs composés) dissous dans un litre d’eau. On peut se procurer facilement un test de calcium en animalerie, mais il est plus compliqué de trouver un test de magnésium. Néanmoins, on peut en faire une approximation, car on remarque que la concentration en calcium est en général plus ou moins supérieure de trois à dix fois à celle en magnésium. Quelle est l’utilité de connaître la quantité de calcium et de magnésium séparément? Ces deux éléments sont importants pour la croissance des plantes aquatiques et leurs taux peuvent être utilisés pour bien doser l’engrais. Le GH est mesuré avec plusieurs unités différentes. La plus connue est simplement les mg/l (ou ppm). On peut ensuite convertir cette mesure en degré allemand (°dGH) en multipliant par 0.056 ou en degré français (°TH) en multipliant par 0.1.

Le KH

On peut ensuite subdiviser le GH : dureté permanente et dureté temporaire. En dehors des aquariums, on peut parfois remarquer la formation d’un précipité de calcium lorsqu’on fait bouillir de l’eau. Le même phénomène s’observe dans les aquariums, plus particulièrement près de la résistance chauffante et sur la vitre qui est située sous les tubes fluorescents. La dureté temporaire est la quantité de sels de calcium qui redeviennent solides sous l’effet de la chaleur alors que la dureté permanente est la quantité de sels qui restent dissous. La somme de la dureté permanente et de la dureté temporaire nous permet d’obtenir la dureté totale (GH). On peut alors introduire la notion de KH, aussi connu sous les noms de dureté carbonatée, de pouvoir tampon et de dureté permanente. Le KH joue un rôle très important en aquariophilie, car c’est lui qui détermine la stabilité du pH dans un milieu. Il s’agit du taux d’ions calcium et magnésium liés aux ions carbonates et bicarbonates. En effet, les ions hydroxydes (OH-, ils sont responsables de l’alcalinité de l’eau), carbonates et bicarbonates s’opposent à une acidification par les ions hydrogènes (H+). À un pH inférieur à 8.3, le KH est inférieur au GH et l’eau est exempte d’ions carbonates. À un pH plus élevé que 8.3, le KH devient supérieur au GH et il y a alors présence d’ions carbonates. Idéalement, un KH représentant environ 80% du GH permet un bon équilibre. Le KH est également mesuré avec différentes unités. On peut convertir les mg/l en degrés allemands (°dKH) en multipliant par 0.056 ou en degrés français (°fT.A.C) en multipliant par 0.1.

Effet de la dureté sur les organismes aquatiques

Là où la dureté prend toute son importance chez les poissons, c’est avec le système d’osmose qui permet la régulation dans le corps du poisson. Dans une eau dure, les échanges sels et eau dans le poisson sont faibles (de plus, la présence de calcium dans l'eau diminue la perméabilité, ce qui réduit la perte de sels du corps et limite la pénétration de l'eau) alors qu’ils sont grands dans une eau douce. En effet, en eau douce, le poisson doit constamment remplacer les sels utilisés afin de garder un équilibre. En plus de l’osmose, le poisson peut utiliser l’hormone calcitonine pour éliminer un surplus de calcium. Les espèces de poissons se sont adaptées selon leur milieu à une certaine dureté, c’est pourquoi il faut s’assurer que la dureté de l’eau convienne aux espèces maintenues. Une dureté incorrecte demande de plus grands efforts à l'organisme du poisson pour réguler la quantité de sels pénétrant le corps. Cela l'affaiblit, peut le rendre plus sensible aux maladies et réduire sa durée de vie.

Les plantes sont en général moins exigeantes que les poissons sur la dureté de l'eau. Cependant, la grande majorité préfère une eau douce et acide. Avec le temps, certaines espèces peuvent bien s'adapter en eau dure (anubia, vallisneria, microsorium, cryptocoryne,...) alors que d'autres ne l'accepteront jamais (didiplis, glossostigma, cabomba,...) Certaines plantes sont très sensibles aux variations de la dureté ou du pH (comme les cryptocorynes). Dans leur cas, il faut les acclimater en douceur lors d'un changement d'aquarium et éviter les variations dans le bac où elles sont établies (avec une grande prudence si le KH est faible).

Les crustacées et les escargots, de leur côté, sont mieux en eau dure, car ils nécessitent de grandes quantités de calcium lors de la mue (crevettes)ou pour la formation de la coquille (surtout chez les gros escargots, comme les ampullaires et les neritinas).

Modifier la dureté de l'eau

Si les paramètres de l’eau de base qu'on souhaite utiliser ne conviennent pas, il est heureusement aisé de les modifier. Le plus simple est d’augmenter la dureté d’une eau douce. Il suffit alors de placer quelques pierres calcaires dans le bac, d’utiliser comme substrat ou de mettre dans le filtre du gravier riche en calcium, des coquillages concassés ou du sable de corail. Ces matières se décomposeront lentement et naturellement, sans risque pour les organismes vivants, ce qui augmentera la teneur en carbonates. Néanmoins, avec le temps, un dépôt se forme à la surface de ces matériaux, limitant le contact avec l’eau et diminuant leur effet. C’est pourquoi il faut s’assurer de les remplacer régulièrement afin que l’apport en carbonates soit constant. On peut également ajouter du sel d'Epsom, qui augmente le taux de magnésium. Il influence donc le GH sans modifier le pH.

Diminuer la dureté s’avère légèrement plus délicat, car avec un KH faible s’associent les risques d’instabilité. On peut, pour ce faire, utiliser de l’eau rendue pure par le procédé d’osmose inverse. Cette eau n’est pas parfaitement pure chimiquement, mais suffisamment pour qu’on puisse relever avec les tests (insuffisamment précis pour voir les faibles traces) un GH nul, un KH nul, un pH acide (généralement entre 6 et 7, selon la qualité) et une absence de substances nocives (nitrates, phosphates,…). L’emploi d’un osmoseur a l’avantage de séparer également les bactéries. Cet appareil fonctionne avec des membranes, qui retiennent les sels dissous et certaines autres substances. La qualité de l’eau qui en ressort dépend ensuite que de l’entretien de la membrane. On peut également avoir recours à un échangeur d'ions, qui a un coût de revient moins élevé qu'un osmoseur et qui limite les pertes d'eau. Il est cependant important de ne pas remplir le bac uniquement avec cette eau trop pure, car les poissons ont besoin des sels contenus dans une eau normale. De plus, ayant un KH nul, les variations de pH sont importantes et très dangereuses. On peut donc soit reminéraliser l'eau avec des sels spéciaux vendus dans le commerce, soit la couper avec l'eau du robinet. Dans le cas de la seconde méthode, pour connaître la bonne proportion eau osmosée / eau du robinet à utiliser, il faut faire des tests dans un petit contenant jusqu'à l'obtention des paramètres désirés. On peut ensuite toujours garder la même proportion (et c'est même recommandé, à moins que les paramètres de l'eau du robinet ait changés, car les variations importantes ou constantes sont fatales pour les poissons) lors des changements d'eau.

On peut également utiliser entièrement ou en partie certaines eaux en bouteille vendues dans le commerce. Il suffit de vérifier chacun des paramètres et de s'assurer qu'ils conviennent à la vie aquatique. À titre d'exemple, l'eau Volvic est très utilisée.

Certaines personnes préconisent l'utilisation d'eau de pluie. Il faut savoir que cette eau est aujourd'hui souvent très polluée (tout comme l'atmosphère) et donc impropre à l'utilisation en aquariophilie.

On retrouve certains produits en animalerie servant à modifier la dureté. Mais il faut savoir que ces produits ne sont pas tous de bonne qualité. Ils peuvent souvent polluer l'eau ou alors ne pas permettre l'obtention des paramètres désirés. De mon point de vue: évitez autant que possible les produits chimiques et préférez les méthodes naturelles!

Généralement, le GH et le KH sont plutôt stables. Il suffit alors de les tester que quelques fois pour avoir une bonne idée de leurs taux. Il n'est donc pas essentiel de garder ces tests chez soi. Cependant, lorsqu'on modifie les valeurs du GH et du KH, il est impératif de faire régulièrement des tests (avec du matériel permettant la meilleure précision possible) de GH et de KH, afin d'éviter toute surprise. Vous pouvez vérifier la fiabilité de vos tests en mesurant des valeurs connues (par exemple, une eau en bouteille, dont les caractéristiques sont indiquées).
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Le pH

Agissant en relation avec le GH et le KH, le pH (potentiel hydrogène) doit également être surveillé par l’aquariophile. Il s’agit de la mesure du nombre d’ions hydrogène (H+) par rapport au nombre d’ions hydroxyde (OH-). L'eau étant obtenue par H+ + OH- -> H2O, lorsqu'un de ces ions est en surplus, le pH devient acide ou basique. On voit alors la réaction H+ + H20 -> H3O+. L’échelle est graduée de 1 à 14 ([1,7[ = eau acide; 7 = eau neutre; ]7,14] = eau basique) et ne comporte aucune unité. Cette échelle de pH provient de la formule pH = -log10[H+], [H+] représentant la concentration des ions H+ en moles/litre. À titre d'exemple, dans une eau neutre, la concentration d'ions H+ est de 10^-7 moles/litres. On ne retient de cette formule que la valeur absolue de l'exposant, 7, pour indiquer un pH neutre. Comme cette échelle est logarithmique, plus le pH est bas, plus le nombre d’ions H+ est élevé. Inversement, plus le pH est bas, plus le nombre d’ion OH- est faible. À un pH neutre, le nombre d'ions H+ est égal au nombre d'ions OH-. On associe généralement un pH acide à une eau douce et un pH basique à une eau dure. Les variations de pH peuvent être très dangereuses pour les organismes aquatiques, car à chaque changement d’unité, l’acidité est multipliée ou divisée par dix.

Facteurs influençant le pH

L’acidification de l’eau (comme la dureté), provient du passage dans l’atmosphère et sur le sol, où elle se charge de dioxyde de carbone (ce qui forme avec l’eau de l’acide carbonique), d’acides minéraux, d’acides organiques et de sels minéraux. Ainsi, dans le bac, la respiration et la photosynthèse, qui influencent la quantité de dioxyde de carbone dissous, font également varier le pH. On remarque un pH plus faible en début de journée (les plantes ont rejeté du CO2 toute la nuit) et un pH plus élevé le soir (les plantes ont consommé du CO2 durant la journée par la photosynthèse). Dans la nature, l’activité humaine provoque des effets, souvent très néfastes, sur l’acidité de l’eau. Par exemple, les rejets industriels contenant des acides font diminuer le pH alors que les déchets agricoles et les eaux usées le font augmenter (contenant beaucoup de phosphates, ils stimulent la croissance des algues, qui absorbent le dioxyde de carbone par la photosynthèse). Bon nombre de matières dissoutes entraînent la formation d’ions H+ ou OH-, ainsi, en aquarium, le pH varie constamment au cours de la journée (d’où l’importance de toujours tester le pH à la même heure). On peut également constater une augmentation du pH due au brassage de l’eau par le filtre ou une pompe à air, car cela favorise les échanges gazeux avec la surface et fait ainsi sortir le CO2. Les plantes consommant en grande quantité le dioxyde de carbone par la photosynthèse, si elles n’en trouvent pas suffisamment, elles puiseront le carbone dans les ions bicarbonates, diminuant le KH et augmentant les variations du pH. Il est souvent inutile de mesurer directement le pH de l'eau du robinet. Il vaut mieux laisser l'eau reposer entre 24 et 48 heures, car l'échappement de certains gaz provoque des variations parfois importantes. Ainsi, laisser l'eau reposer avant les changements d'eau ne permet pas uniquement l'évaporation du chlore (néfaste à l'équilibre du bac), mais également de laisser le pH se stabiliser et d'éviter de causer un choc osmotique aux poissons.

Modification du pH

Avant de modifier son pH, il faut d'abord tenir compte du KH. Plus le KH est élevé, plus le pH sera stable, donc plus il sera difficile de le modifier. À l'opposé, plus le KH est bas, plus il est facile de modifier le pH. Cependant, avec un KH faible s'associe une grande instabilité du pH, ce qui peut rendre les modifications très dangereuses pour les poissons.

Diminuer le pH

Si le KH est élevé, il faut d'abord le faire descendre avec de l'eau osmosée (cela fera également diminuer le pH, étant donné que celui de l'eau osmosée se situe habituellement entre 6 et 7).

Si le KH était déjà faible ou si on veut le diminuer davantage après l'usage d'eau osmosée, on peut filtrer sur tourbe. La tourbe acidifie doucement et naturellement l'eau. Comme l'acide de la tourbe peut être capté et se lier aux carbonates, on peut également noter une petite baisse du KH. La tourbe a aussi pour effet de colorer l'eau avec une teinte jaunâtre qui donne une allure très naturelle au bac (certains poissons apprécient beaucoup). La tourbe a cependant le désavantage de faire augmenter la conductivité de l'eau. Pour une meilleure efficacité, il est préférable d'utiliser des granulés, qui offrent une bonne surface de contact. N'oubliez pas également de remplacer régulièrement la vieille tourbe par de la nouvelle.

Si on veut éviter la coloration de l'eau et l'augmentation de la conductivité, on peut diffuser du CO2. Cette méthode a l'avantage d'être très bénéfique aux plantes. Cependant, il est difficile de garder la stabilité du pH avec cette façon de faire. Selon le type de diffuseur de CO2 utilisé, le pH variera plus ou moins. Le diffuseur de CO2 artisanal est peu coûteux. Il fonctionne avec une réaction chimique (entre de la levure, du sucre et parfois du bicarbonate de soude) dans un contenant relié à l'aquarium par un tuyau. Évidemment, comme il s'agit d'une réaction, la production de CO2 suit l'allure d'une courbe. Elle est donc faible au début, atteint un pic maximal, puis redescend doucement. Ainsi, après la fabrication du mélange, le pH est haut, il descend ensuite à un pic, puis remonte doucement. Lorsque le KH est très faible, ces variations peuvent être fatales pour les poissons. Si le KH est haut, elles sont imperceptibles et sans danger. On peut aussi utiliser une bombonne de CO2 ou un Carbo-plus. Ces deux systèmes ont l'avantage de pouvoir se régler à un débit choisi et régulier et de pouvoir être éteindus durant la nuit. Cependant, la meilleure technique est celle de la bombonne connectée à un pH Controller. Ainsi, la diffusion s'ajuste d'elle-même pour garder un pH parfaitement stable. Malheureusement, ce système est très cher et devient peu accessible. Pour garder un maximum de CO2 dans l'eau, il faut éviter de le faire sortir: évitez de trop brasser la surface de l'eau.

Augmenter le pH

Les solutions pour augmenter le pH sont les mêmes que pour l'augmentation de la dureté, c'est-à-dire l'ajout de roches calcaires, de gravier contenant beaucoup de calcium, de coquillages concassés ou de sable de corail. On peut également ajouter du bicarbonate de sodium, qui aura évidemment pour effet d'augmenter le KH et ainsi le pH, il ne modifie cependant pas le GH.

Effet des variations de pH et du pH inadapté sur les poissons

Les poissons se sont adaptés à leur milieu naturel. Ainsi, certains poissons se sentent plus à l'aise dans une eau acide (parfois jusqu'à 5) alors que d'autres préfèrent l'eau basique (parfois jusqu'à 9,5). Bien entendu, il faut préciser que ces extrêmes sont difficiles à obtenir en aquarium, mais surtout difficiles à maintenir en équilibre. De plus, les poissons d'élevage n'ont souvent pas exactement les même besoins que leurs cousins sauvages. Cependant, il est préférable de choisir des espèces pour qui les caractéristiques de notre eau conviendront.

Le poisson réagit avec son milieu environnant. Il utilise l'osmose pour faire des échanges entre son liquide interne et l'eau dans laquelle il évolue. Il utilise l'hormone anhydrase carbonique pour contrôler le pH à l'intérieur de son corps. Il fait varier le taux d'ions bicarbonates de son sang en fonction du pH. En effet, si le pH diminue, le taux d'ions bicarbonates augmente; si le pH augmente, le taux d'ions bicarbonates diminue. Une variation brusque du pH ou un pH inadapté à l'espèce ne permettent plus à son organisme de contrôler son pH.

Acidose

L'acidose survient lorsqu'on maintient un poisson dans une eau trop acide pour ses capacités. Si le changement de pH est rapide, la mort du poisson sera presque qu'immédiate et sans symptôme apparent, à l'exception d'un comportement anormal. Si la baisse du pH est progressive, le poisson semble suffoquer (l'oxygène ne peut plus circuler par le sang). Il écarte beaucoup les opercules et on peut remarquer une importante sécrétion de mucus dans les branchies. Si la situation n'est pas corrigée, le poisson meure lentement et dans de grandes souffrances.

Alcalose

L'alcalose survient lorsque les poissons sont maintenus dans une eau trop basique pour leur organisme. Comme pour l'acidose, la mort du poisson peut être immédiate ou lente, selon la situation. Dans le cas où elle est progressive, on remarque également des difficultés respiratoires et une destruction des branchies. Les nageoires sont réduites ou tombent en lambeaux.

Variations de pH

Fréquentes et souvent fatales, les brusques variations de pH sont pourtant une des causes de mort qu'on pense rarement de vérifier. Il faut se souvenir que ce n'est pas parce qu'on n'a pas modifié le pH volontairement qu'il n'a pas changé. La mort peut être immédiate et sans symptôme ou lente et donnant l'impression d'une maladie. Le poisson a des difficultés respiratoires et écarte beaucoup les branchies. Les nagoires peuvent être endommagées et marquées d'hémorragies. On remarque parfois des guérisons, puis des rechutes chroniques.

Plusieurs méthodes s’offrent à l’aquariophile pour évaluer son pH, les deux meilleures étant les tests en gouttes et le pH-mètre (une précision parfaite, mais prix très élevé). La première chose à laquelle l’aquariophile pense est de régler le pH de façon à ce qu’il convienne aux espèces qu’il maintient. Cependant, il faut savoir que les variations de pH sont plus dangereuses pour les poissons qu’un pH inadapté. Dans la mesure du possible, il est donc préférable de choisir des espèces adaptées à son pH plutôt que d’essayer d’adapter son pH à ses poissons. De plus, il est une erreur de croire que le pH idéal pour un aquarium est de 7. En effet, beaucoup d'espèces préfèrent un pH soit inférieur à 7, soit supérieur à 7. Le pH idéal est donc relatif aux espèces en question, on ne peut pas généraliser. La neutralité ne convient pas à toutes!
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