L'oxygène dissous dans un aquarium : Manuel aquariophilie expert et aquariologie
L'oxygène dissous dans un aquarium
Chez la plupart des organismes vivants, l'oxygène est le gaz indispensable à toute une série de réactions chimiques libératrices de l'énergie contenue dans les aliments. Les poissons n'échappent pas à cette règle.
Leur respiration s'effectue par les branchies comme chez de très nombreux organismes aquatiques et non, sauf rares exceptions, par des poumons qui sont les organes de la respiration aérienne (air atmosphérique). Certains poissons sont aidés d'un autre organe, le labyrinthe, notamment chez les gouramis et les poissons combattants.
Le manque d'oxygène dissous, le dioxygène O2, peut manquer pour les poissons :
Lorsque le dioxygène dissous O2 vient à manquer dans l'eau, les poissons viennent piper l'air en surface pour récupérer un surplus d'oxygène.
Le dioxygène avec la physiologie des poissons
Les branchies soutenues par des arcs branchiaux, sont constituées de fines lamelles très riches en sang, d'où leur couleur rouge vif. C'est à ce niveau que les échanges gazeux de la respiration ont lieu. Le sang des branchies fixe l'oxygène dissous dans l'eau et rejette le gaz carbonique toxique. Les mouvements respiratoires sont d'ailleurs bien visibles. L'ouverture de la bouche permet l'entrée de l'eau. Sa fermeture et la présence d'un système de valvules buccales plus ou moins visibles de l'extérieur, jouant le rôle de clapets anti-retour empêchant l'eau de ressortir par la bouche et la propulsent vers les branchies. Le soulèvement des deux opercules, qui fait apparaître les deux ouïes, entraîne la sortie de l'eau.
En fait tous les organismes vivants, en particulier ceux qui sont bénéfiques à l'équilibre de l'aquarium, consomment de l'oxygène. Les colonies bactériennes notamment, logées sur le sol, les parois et le décor, et qui assurent la décomposition des matières organiques rejetées par les animaux et celles issues d'un excès de nourriture ou d'un éventuel cadavre, sont grandes consommatrices d'oxygène.
Il est nécessaire de se rappeler que toutes les réactions chimiques plus ou moins complexes, mais indispensables à la vie, sont, avides d'oxygène. Tous les organismes consommateurs d'oxygène sont dits "aérobies" par opposition à d'autres, bactéries de la fermentation par exemple, qui sont appelés "anaérobies". Or le pouvoir de dissolution de l'oxygène par l'eau est fonction d'un certain nombre de paramètres parmi lesquels nous citerons : la température, la pression atmosphérique, et la salinité. Examinons successivement l'importance de chacun de ces facteurs et leur interaction.
L'oxygène O2 et les plantes aquatiques
Rappelons que les plantes aquatiques ont besoin d'oxygène dissous en association avec le carbone (le CO2) pour leur croissance : un taux trop élevé ou trop faible limite la consommation de carbone. Le taux d'oxygène disponible doit rester dans une proportion dépendante du carbone.
La température de l'eau et de la surface : critères fondamentaux
Dans une eau froide, proche de 5 °C, le pouvoir de dissolution de l'oxygène, en eau continentale (eau douce), est de l'ordre de 13 milligrammes par litre (13 mg/l). Vers 15 °C, il tombe aux alentours de 10 mg/l. À 25 °C il n'est plus que de l'ordre de 8,5 mg/I (7,5 mg à 30 °C).
La pression atmosphérique pour le dioxygène
À 25 °C, le taux de saturation en oxygène dissous est de l'ordre de 8 mg/I en eau continentale. Mais cette valeur est donnée pour une pression atmosphérique moyenne. À basse pression (680 mm de mercure) ce taux n'est plus que de 7,5 mg/I, alors que lors d'une haute pression il est de l'ordre de 8,5 mg/1 toujours à 25 °C. Ainsi par exemple au cours d'un orage, survenant en plein été lorsque la température de l'aquarium a en outre tendance à monter, le pouvoir de dissolution de l'eau de cet aquarium peut, en l'espace de quelques heures, perdre 1 à 2 mg/l rien qu'en raison de la chute du baromètre ! C'est le phénomène, souvent mal compris, du pipage de l'air en surface de certains poissons comme les poissons rouges ou les carpes Koïs en bassin de jardin en cas d'orage : c'est juste le brusque changement d'oxygène dissous dans l'eau qui incite ces poissons à venir compléter leur oxygène dans l'atmosphère.
Il est alors facile de comprendre, et plus d'un aquariophile l'a appris à ses dépens devant un aquarium qui " tourne" au lait après un orage, que dans un bassin mal aéré et mal entretenu, une dépression atmosphérique puisse provoquer une catastrophe.
Une température qui s'est élevée sous l'effet d'une chaude journée et le trop faible excès d'oxygène, par rapport à la demande, dissipé par la baisse de pression du baromètre, suffisent à créer un déficit en oxygène. Les poissons s'affolent, en réclament de plus en plus, commencent à s'asphyxier. Très rapidement il s'installe alors un milieu anaérobie favorable au développement d'organismes secrétant des toxines et à des réactions chimiques allant à l'encontre de celles régissant un aquarium équilibré.
La nécessité d'assurer de bons échanges avec un milieu environnant riche en oxygène (et non pas riche en fumée de cigarette par exemple, et en gaz carbonique) grâce à une large surface d'échange (plus l'aquarium est large, plus les échanges naturels sont favorisés), l'utilité d'une aération complémentaire par diffuseur apparaissent ici clairement et pleinement justifiés.
La salinité et l'oxygène dans l'eau
Pour une même température et pour une pression identique (25 °C et 740 mm de mercure par exemple) la saturation en oxygène dissous sera de l'ordre de 8 mg/l en eau continentale mais de 6 mg/l en eau de mer seulement.
Conséquence : il faut redoubler d'attention en eau de mer, en augmentant le nombre de diffuseurs, en augmentant le brassage de l'eau de surface (apport d'air atmosphérique), et en limitant davantage le peuplement (consommateurs d'oxygène).