Gaz Carbonique CO²

Définition :
Le gaz carbonique est un gaz incolore et inodore produit par la respiration des animaux et des plantes. Toutefois, durant la journée, cette activité respiratoire est, en grande partie, dépassée par le processus de photosynthèse beaucoup plus intensif,, au cours duquel du gaz carbonique est absorbé et de l'oxygène libéré dans l'eau pour le plus grand des autres occupent de l'aquarium.

Sans gaz carbonique, la plupart des plantes sont incapables de produire de l'oxygène. Certaines d'entre elles sont toutefois capables, en cas de manque de gaz carbonique, d'assimiler des bicarbonates mais, disons-le tout de suite, ce processus consomme énormément d'énergie ; les feuilles se recouvrent de dépôts de calcaire qui font monter le pH de l'eau au-dessus de 8,3 vers des valeurs dangereusement élevées. Du fait que 47% de l'extrait végétal sec est constitué de carbone, il est évident que le gaz carbonique représente l'élément nutritif le plus important pour les plantes.

Répartition des 4 éléments principaux dans un extrait végétal sec :
2% Azote, 7% Hydrogène, 44% Oxygène, 47% Carbone.

Outre la respiration des poissons et invertébrées, il existe une autre source de gaz carbonique : il s'agit des restes de nourritures et des excréments de poissons. Le processus de nettoyage biologique normal, comme il se fait, par exemple dans un filtre pour aquarium bien rodé, produit également, par suite de la décomposition des déchets organiques, des quantités importantes de gaz carbonique. Mais malgré cela, on observe dans la plupart des aquariums un manque de gaz carbonique et, par le fait même, un certain manque de nourriture pour les plantes que l'on ne pourra compenser que par un apporrt artificiel de gaz carbonique.
Le gaz carbonique apporté artificiellement se dissout en proportion importantes dans l'eau, comme le prouvent les eaux gazeuses du commerce. Par suite d'une aération intensive ou d'un stockage prolongé, l'eau perd de nouveau presque tout le gaz carbonique apporté et la quantité minime qui y reste est déterminée par l'équilibre qui s'établit entre l'air contenant le gaz carbonique et l'eau. A 20°C cet équilibre avec l'air est atteint quand le taux de gaz carbonique dans l'eau est de 0,51 mg/l. Une très petites partie de gaz carbonique (environ 0,1%) réagit avec l'eau suivant l'équation:



et donne ainsi naissance à de l'acide carbonique. Chimiquement parlant, il s'agit là d'un acide véritable ; il abaisse le pH et a une saveur acide (par exemple dans l'eau gazeuse). - Dans le langage courant, ont désigne souvent le gaz carbonique (CO²) par l'appellation d'acide carbonique. Bien qu'elle ne soit pas correcte, cette appellation ne donne pratiquement jamais lieu à des malentendus.

A côté de sa fonction nutritive pour les plantes, le gaz carbonique représente, pour les substances formant le KH, un partenaire de l'équilibre et empêche les bicarbonates de précipiter sous forme de calcaire. Plus le KH est élevé, plus il faudra de gaz carbonique pour empêcher la formation de précipités. La quantité minimum nécessaire de gaz carbonique est appelée par les chimistes «Acide carbonique d'équilibre» ; les quantités supplémentaires de gaz carbonique sont appelées acide carbonique «en excès» ou «agressif», ce terme d'«agressif» devant être compris au sens technique et par rapport au réseau d'alimentation et non par rapport aux poissons. - Il existe d'innombrables recueils de tableaux concernant l'acide carbonique d'équilibre, dans lesquels sont indiquées avec la plus grande précision les quantités d'acide carbonique correspondant à des KH donnés pour diverses températures. Ces indications ne sont toutefois valables que pour le laboratoire d'analyse de l'eau potable. Elles ne sont pas valables pour les eaux d'aquariums qui, elles, contiennent certaines quantités de matières organiques. La pratique démontre que les valeurs de gaz carbonique indiquées par les tableaux sont loin d'être atteintes au moment où ler calcaire commence à précipiter.

Les plantes aquatiques ne sont pas concernées par les appellations divers que les chimistes ont inventées pour le gaz carbonique telles que «agressif», «dissolvant de calcaire» ou «lié» ; elles se contentent d'assimiler tout ce qui ressemble à du gaz carbonique! Cette assimilation / absorption de gaz carbonique est parfois si intensive qu'il n'en reste plus suffisamment pour empêcher les bicarbonates (calcaire) de précipiter sous forme de carbonates. Il n'est pas possible de préciser chimiquement quelle quantité minimum de gaz carbonique est nécessaire dans l'aquarium ; la raison en a déjà été donnée. Il est cependant possible de dire en tous cas que le taux de gaz carbonique est trop faible quand la surface des feuilles est rugueuse comme du papier de verre suite aux dépôts de calcaire qui s'y forment. Il est alors indispensable de remédier à cette situation en augmentant la teneur en gaz carbonique et/ou en diminuant le KH.

Mesure :
Bien que très simple en soi, le dosage du gaz carbonique pose un véritable problème. Le chimiste se contente de titrer le gaz carbonique à l'aide d'une solution de soude très diluée, fraîchement préparée et d'un indicateur coloré. Le problème réside toutefois dans la stabilité de la solution très diluée de soude caustique : celle-ci absorbe en effet avec avidité le gaz carbonique de l'air et, de ce fait, s'abîme très vite. Dans les flacons compte-gouttes, le réactif peut s'altérer très rapidement, rendant ainsi le dosage du gaz carbonique peu fiable!

En aquariophilie, on préfère utiliser, soit le procédé indique sur le poste «trio KH/CO²/pH» (pas encore fait), soit le procédé de détermination du gaz carbonique par comparaison des pH au moyen d'un étalon gaz carbonique (selon Krause). Cette méthode exige la détermination du pH avec une précision de 0,2 ; il faudra donc recourir à des mesures électriques ou goute avec une échelle courte (6,4-8,6 ou 5,2-7,4). cette mesure se fait en deux temps.

1. Étalon Gaz carbonique. Dans un échantillon d'eau de l'aquarium, on ajoute quelques gouttes d'indicateur et on souffle dans cette solution jusqu'à ce que le pH demeure constant. Cet étalon contient à présent 60mg/l de gaz carbonique. Son pH constitue la base.

2. pH de l'eau dans l'aquarium. On mesure le pH de l'eau non traitée contenue dans l'aquarium. Suivant sa teneur en gaz carbonique, son pH sera sensiblement plus élevé que celui de l'étalon gaz carbonique. La différence entre les pH donne, avec l'aide du tableau, le taux réel de gaz carbonique dans l'aquarium.

Tableau a venir !!

Exemple :
Dans l'échantillon d'eau traitée (étalon gaz carbonique) on mesure un pH de 6,6. Dans l'aquarium, le pH est de 7,1 ; la différence entre les deux pH est donc de 0,5. D'après le tableau, à une différence de pH de 0,5 correspond un taux de gaz carbonique de 20mg/l.

Remarque :
Pour un contrôle permanent du taux de gaz carbonique dans la même eau d'aquarium, la seconde mesure suffit, c'est-à-dire mesure du pH dans l'aquarium et interprétation selon le tableau. Il convient de signaler que cette technique de mesure ne convient pas pour des eaux acidifiées artificiellement, par exemple à l'aide d'un filtre à tourbe.

Valeurs-limites :
Il faut veiller à ne pas descendre en-dessous de 5 mg/l de gaz carbonique, sinon l'alimentation en gaz carbonique des plantes ne peut plus être garantie. Des eaux ayant un KH supérieur à 8°KH exigent d'un précipité de calcaire.

La limite supérieur dépend de la réaction des poissons. Disons tout de suite qu'elle est très élevée. Des tests répétés, effectués sur toutes sortes de poissons courants, ont prouvé que des teneurs en gaz carboniques bien supérieures à 100 mg/l sont parfaitement tolérées dans la mesure où il y a en même temps suffisamment d'oxygène dans l'eau. C'est ainsi que des guppys ont parfaitement supporté des eaux de gaz carbonique de 800mg/l sans monter aucun signe de malaise.

Il faut toutefois rester dans des limites raisonnables et faire en sorte de ne pas dépasser une teneur de 60 mg/l.

Modification du taux de gaz carbonique :
Pour diminuer la concentration en gaz carbonique de l'aquarium, il suffit d'en aérer ou d'en agiter l'eau au moyen d'une pompe centrifuge ; le contact intense de l'air avec la surface agitée de l'eau suffit en effet pour en expulser le gaz carbonique. L'expérience a montré toutefois que les excès de gaz carbonique dans l'aquarium sont rares et qu'ils sont alors dûs soit à un mauvais fonctionnement de l'appareil de gaz carbonique soit à l'utilisation d'une eau contenant des quantités de gaz carbonique extrêmement fortes lors d'un renouvellement de l'eau de l'aquarium.

Des concentration de gaz carbonique trop faible peuvent être corrigées à l'aide d'appareils produisant du gaz carbonique. Dans le commerce aquariophile, il existe beaucoup d'appareils qui permettent une très bonne incorporation et une dissolution parfaite du gaz carbonique dans l'eau de l'aquarium. En guise se source de gaz carbonique, on peut utiliser, dans les petits aquariums, un récipient où fermente une solution de sucre de 20% avec un peu de levure. Pour les aquariums plus grands on a impérativement recours à des bouteilles de gaz carbonique à haute pression et à des appareils à gaz carbonique ne demandant pratiquement pas d'entretien.

Pour plus de détails concernant l'alimentation en gaz carbonique des aquariums comme, par exemple les procédés, les appareils, les directives d'entretien, etc., on se reportera à la littérature spécialisée sur la technique utiliser en aquariophilie.