Le taux d'oxygène

Presque tous les êtres vivants ont besoin, comme l'être humain, d’oxygène pour respirer. Les créatures terriennes puisent leurs besoins en oxygène dans l'air environnant qui, avec une teneur de 21 % contient toujours suffisamment d'oxygène. Les créatures aquatiques, au contraire, ne disposent que de l'oxygène dissout dans l'eau du bassin. Quand la température est de 13,9° C, le degré de saturation (saturation 100 %) est d'exactement 10 mg d'oxygène par litre. Facile à retenir, cette valeur équivaut à 10g d'oxygène par m³.

Le taux d'oxygène de l'eau n'est pas stable, il est fonction de l'échange gazeux avec l'air et soumis à de fortes fluctuations. Ces fluctuations, causées par les processus de consommation d'oxygène (respiration) et de sa production (photosynthèse) sont d'autant plus accentuées que le mouvement de l'eau est faible et l'échange gazeux avec l'air quasi inexistant. En effet, grâce à l'échange gazeux avec l'air, le taux d'oxygène se règle toujours vers une saturation de 100%.

Dans la pratique, ceci signifie qu'avec une circulation intensive de l'eau, accompagnée d'un bon brassage de l'air et de l'eau lors d'un déficit de saturation (valeurs inférieures à 100%), la teneur en oxygène est ramenée à environ 100%. En cas de sursaturation (valeurs supérieures à 100%), l'oxygène est expulsé jusqu'à ce que l'état d'équilibre de 100% soit atteint. C'est pourquoi, dans les bassins suffisamment aérés, la teneur en oxygène varie toujours autour de 100% ± 30 %.

L’oxygène consommé ne peut être remplacé que par un apport d’oxygène atmosphérique ou par la production d'oxygène issu de la photosynthèse des plantes et des algues. La production d’oxygène à partir de la photosynthèse se limite à la journée, quand il y a suffisamment de lumière. À cause de la dépendance de la lumière pour la production d'oxygène, on observe ces dangereuses fluctuations entre le jour et la nuit, variations d'autant plus prononcées s'il y a un fort rayonnement solaire, si la température de l'eau est élevée et si sa circulation est insuffisante.

L'apport d'oxygène atmosphérique est déterminé par la taille de la surface en mouvement d'échange entre l'air‑et l'eau‑ par rapport au volume de l'eau. L'échange gazeux avec l'air est la seule source d'oxygène disponible 24 heures sur 24 qui est capable, sous réserve d'une circulation suffisante, de compenser efficacement les variations excessives du taux d'oxygène.

Dans le FiltoMatic CWS, un système venturi à l'entrée de l'eau permet d'atteindre une saturation d'oxygène 100 % avant même que l'eau n'arrive dans le système de filtration. Après avoir été filtrée dans le FiltoMatic CWS, l'eau est renvoyée dans le bassin, de préférence par un ruisseau ou par un escalier afin d'atteindre ici aussi à nouveau une saturation avec 100% d'oxygène.

La solubilité de l'oxygène dans l'eau dépend entre autres de la température (fig. 1). La solubilité de l'oxygène est plus faible quand les températures sont élevées que lorsqu'elles sont basses. Ceci est généralement connu, mais l'impact sur la vie dans le bassin, et notamment sur les poissons rouges et les carpes, est plutôt insignifiant puisque même quand l'eau a une température de 30°C, elle est encore saturée d'oxygène en quantité plus que suffisante pour ces espèces.

Figure 1: Saturation en oxygène (100%) en fonction de la température

 

Ce qui est beaucoup moins connu, mais considérablement plus important, c'est que tous les êtres vivant dans le bassin ont besoin d'autant plus d'oxygène que la température de leur corps est élevée. Or, la température du corps est elle-même fonction de la température ambiante. En gros, on peut dire que la vitesse des réactions chimiques et, par conséquent, la consommation d’oxygène double quand la température augmente de 10 degrés (fig. 2). Par conséquent, quand les températures sont élevées, il peut y avoir facilement un manque d'oxygène en raison justement de cette forte consommation, sauf s'il y est immédiatement remédié par la circulation de l'eau.

Les fluctuations de la teneur d'oxygène dans le bassin sont d'autant plus importantes plus l'eau est chaude et moins la circulation de l'eau est active. Il est très facile d'expliquer ce fait : La végétation et les algues produisent de l'oxygène le jour, la nuit, leur métabolisme commute de l'«énergie solaire» à la «combustion» (respiration). Au lieu de produire de l'oxygène, elles le consomment durant les heures nocturnes. La consommation d’oxygène la nuit peut alors être si grande qu’au lever du soleil, quasiment tout l’oxygène dissout dans l'eau a disparu. La mort des poissons en raison d'un manque d'oxygène commence toujours la nuit ou au petit matin (sauf dans le cas d'accidents, comme une panne de courant, l'introduction de lisier, ou autres). Ceci montre avec évidence à quel point il est important d'assurer une circulation de l'eau suffisante justement la nuit et comme il est indispensable de faire marcher la nuit les pompes, filtres ou systèmes d'aération. Les grandes quantités de nutriments dans l'eau que sont la nourriture et les déjections des poissons provoquent régulièrement en période estivale une prolifération des algues doublée d'un manque d'oxygène au petit matin. Avec pour conséquence, notamment dans les bassins peu profonds, le déséquilibre complet de l'eau et la mort des poissons. Pourtant, avec une aération et une circulation suffisante de l'eau, ce résultat pourrait être évité de façon certaine.

À long terme, il n'est pas possible de pallier le manque d'oxygène par des produits d'entretien de l'eau ; seule la circulation de l'eau, accompagnée de l'échange gazeux avec l'air pourra apporter remède.

Le nouvel Oxytex CWS d'OASE offre une possibilité optimale pour amener durablement l'oxygène de l'air dans votre bassin tout en augmentant le rendement de circulation.

Figure 2: Taux d'oxygène et pH d'un bassin de jardin surfertilisé sans circulation de l'eau en été (sans poisson, sans nourriture, les fluctuations sont dues uniquement à la photosynthèse (= production d'oxygène) et à la respiration (= consommation d'oxygène)).