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Le pH, potentiel hydrogène

Le pH correspond au degré d’acidité ou d’alcalinité de l’eau.

L’eau contient en permanence des ions hydrogènes libres (H+) et des ions hydroxydes (OH) en proportion variables. Le pH détermine la quantité d’ions hydrogènes présents, sur une échelle allant de 1 à 14. Lorsque les ions H+ et les ions OH sont en concentration égale, le pH est neutre avec une valeur de 7. Ce pH neutre, indique que l’eau contient un dix millionième (1/10000000 ou 10-7) grammes d’ions H+.

Les ions hydrogènes (H+) acidifient l’eau lorsque leur concentration est supérieure à celle des ions hydroxydes (OH) : le pH est inférieur à 7.
Les ions hydroxydes (OH) rendent l’eau alcaline (basique) lorsque leur concentration est supérieure à celle des ions hydrogènes (H+) : le pH est supérieur à 7.

Il faut préciser que l’échelle du pH est une échelle logarithmique et que chaque fois que l’on augmente ou diminue le pH d’une unité, l’acidité et l’alcalinité sont multipliés ou divisés par 10, comme indiqué dans le tableau ci-dessous. On peut donc dire qu’un pH de 8 n’est pas un pH de presque 7.

Valeur pH 1 pH 2 pH 3 pH 4 pH 5 pH 6 pH 7 pH 8 pH 9 pH 10 pH 11 pH 12 pH 13
Concentration H+ (g/l) 10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 10-6 10-7 10-8 10-9 10-10 10-11 10-12 10-13
Comparaison des valeurs 1000000 100000 10000 1000 100 10 neutre 10 100 1000 10000 100000 1000000
x plus acide que pH 7
x moins basique que pH 7
x moins acide que pH 7
x plus basique que pH 7

La plupart des substances dissoutes dans l’eau entraîne la formation d’ions hydrogène ou hydroxydes et provoquer, ainsi, une modification du pH. Les éléments suivant interviennent dans la valeur du pH : propriétés des éléments du décors, respiration de la faune et de la flore (photosynthèse), aération et brassage, température, heure de la journée, qualité de l’entretien… Cela est surtout vrai les premiers mois après la mise en route, jusqu’à ce que l’aquarium soit correctement équilibré. Certains de ces éléments variant dans le temps font varier la valeur du pH. Le TAC permet d’en tamponner la valeur à un niveau plus ou moins constant.

La mesure du pH

Le mesure du pH permet de se renseigner sur la qualité physico-chimique de l’eau utilisée et de sa compatibilité avec la population de l’aquarium.

Le pH se mesure principalement par colorimétrie à l’aide de réactifs chimiques liquides ou en bandelettes papier disponible dans le commerce aquariophile.
Plus coûteux, les pH-mètres électroniques affichent directement la valeur mesurée. Ces derniers sont plus précis, mais nécessitent d’être correctement étalonnés. Ils permettent de contrôler certaines adductions destinées à modifier artificielles la qualité de l’eau, comme claudication de CO2, certains appareils permettant même la commande d’autres équipements (électrogènes).

Le pH pouvant varier dans la journée, il doit toujours être mesuré à la même heure. Il se mesure principalement les premiers mois après la mise en route. Ensuite, l’aquariophile pourra être amené à le mesurer lors de problème de maintenance, comme dans le cas de comportements anormaux des poissons. L’observation des poissons conditionnera donc la nécessité d’éventuelle mesure.

Le pH et la santé des poissons

Composé à 80% de liquide (eau), le poisson évolue dans un milieu aqueux et les échanges entres ces deux milieux liquides sont extrêmement important, ceux-ci cherchant à s’équilibrer.
Pour la maintenance de la plupart des espèces d’eau douce, les valeurs moyennes de pH se situent entre 6,5 et 7,5. Certaines espèces nécessitent mêmes des valeurs inférieures (eau noire amazonienne) ou supérieures (lac Tanganyika). La grande majorité des poissons d’eau douce peut s’adapter à une variation progressive du pH. Par contre, de brusques variation sont dangereuses pour les poissons et les plantes.

Des valeurs trop basses ou trop élevées du pH peuvent avoir des conséquences sur la santé de l’aquarium et de ses pensionnaires. Il s’agit de l’acidose et de l’alcalose.

L’acidose touche des espèces originaires d’eaux alcalines (espèces alcalophiles) exposées à un pH trop bas (souvent < à 5,5). Elle est très rapidement mortelle et provoque les symptômes suivants :

  • comportement nerveux, avec des mouvements brusques et rapides anormaux, tendance à sauter hors de l’eau
  • légère opacification de la peau due à une importante sécrétion de mucus,
  • respiration accélérée, suffocation due à une mauvaise oxygénation par le sang et la sécrétion de mucus sur les branchies.

L’alcalose touche des espèces originaires d’eaux acides (espèces acidophiles) exposées à un pH trop haut (souvent > à 8). Elle est mortelle et provoque les symptômes comparables à ceux de l’acidose, avec les nageoires frangées ou en lambeaux. Un pH trop élevé peut entraîner une intoxication, avec une mort rapide, par l’ammoniac sous la forme (NH3).

Correction des valeurs du pH

Le pH d’une eau dépend de nombreux facteurs et, de ce fait, est susceptible de varier en fonction des variations de ceux-ci. Il peut être nécessaire d’intervenir artificiellement sur la valeur pH, soit pour des raisons de maintenance, soit en cas de problème. Il existe différentes méthodes pour en corriger la valeur, mais cette correction ne doit pas être brutale. Dans le cas de variations accidentelles importante du pH dans un aquarium, il sera nécessaire de rechercher la cause de ces variations et d’y remédier.
Les principales corrections porteront la concentration de CO2 pour acidifier l’eau et la concentration en carbonates (TAC) pour alcaliniser l’eau.

Diminuer un pH trop élevé

Dans un premier temps :

  • Rechercher la présence de roches ou de substrat calcaire (mousse en présence d’acide) et les enlever.
  • Un faible brassage de l’eau en surface diminuera les échanges gazeux et augmentera les concentration en gaz carbonique (CO2).
  • Il peut être nécessaire de diminuer la dureté de l’eau, une eau douce étant plus facile à acidifier qu’une eau dure.

Dans un second temps :

  • Utiliser un acide humique, comme la tourbe, en traitement, notamment dans la filtration. Ces acides sont dits faibles et leur efficacité se fera essentiellement ressentir sur des eaux douces. Ils ont la propriété d’adoucir l’eau en cédant leurs ions H+ et en captant des ions Ca++ et MG++, ou des complexes ioniques contenant ces cations. La tourbe a l’inconvénient de teinter l’eau couleur thé et assombrir l’aquarium. Elle peut provenir du commerce aquariophile ou d’une jardinerie, si elle est exempte de produits chimiques (engrais…).
  • Outre l’effet bénéfique sur les plantes (photosynthèse), l’introduction de CO2 favorise la production d’acide carbonique. Cette méthode présente l’inconvénient de nécessité un gros investissement de départ.
  • L’utilisation de certains sels ou d’acide est à réserver aux aquariophiles expérimentés, leurs dosages étant délicats (nécessitent des essais).
  • L’utilisation de produits acidophiles du commerce aquariophile, tel que Aqua pH- de chez AQUASCIENCE, est une solution simple à mettre en oeuvre, notamment par les débutants.

Attention : Le pH idéal pour les bactéries intervenant dans le cycle de l’azote est de 7 ou plus. En dessous, à partir de pH 6, il pourra être nécessaire d’utiliser une filtration chimique, comme la zéolithe et d’effectuer des changements d’eau plus importants.

Augmenter un pH trop bas

  • La méthode la plus simple pour créer un milieu alcalin est d’introduire, dans le décors et/ou dans le filtre un support riche en calcium (mousse en présence d’acide). Il peut s’agir de roches ou de substrats calcaires, de coquilles cassées ou broyées, de sable de corail (dans le filtre).
  • Un brassage important de l’eau en surface augmentera les échanges gazeux, augmentant le taux d’oxygène et diminuant l’excédent de CO2.
  • Certaines bases, comme du bicarbonate de soude, peuvent êtres utilisées (réservé aux aquariophiles expérimentés).
  • L’utilisation de produits alcalophiles du commerce aquariophile, comprenant généralement du bicarbonate de sodium, tel que Aqua pH+ de chez AQUASCIENCE, est une solution simple à mettre en oeuvre, notamment par les débutants.