Le pH (le potentiel hydrogène) est la mesure de l’acidité ou de la basicité d'une solution.

Ce paramètre n'est pas une valeur importante si on ne peut pas l'interpréter. Ce qui est important, c'est de connaître les mécanismes qui vont faire évoluer ce pH: la valeur du pH n'est donc finalement qu'une indication complémentaire à d'autres paramètres plus fondamentaux.

L’échelle pH utilisée pour déterminer le degré d’acidité d’une substance représente la concentration des ions H+ dans une solution.

Plus une substance contient d’ions H+, plus elle est acide: à l'inverse, plus elle contient d’ions OH−, plus elle est basique.

L’échelle pH est divisée en échelons de 0 à 14: ces nombres sont utilisés sans unité car il n'y en a pas.

Le 0 est le degré d’acidité le plus élevé alors que 14 est le degré d’acidité le plus faible.

Echelle

 
Quelques exemples de valeurs pH:

Acide chlorhydrique: pH 0,0. 

Soda genre Cola: pH 2,5.

Vinaigre: pH 3,0.

Lait: pH 6,5.

Eau pure: pH 7,0.

Sang: pH 7,40.

Eau de mer: pH 8,40.

Eau de Javel: pH 11,5.

Ammoniaque: pH 11,5.

Soude caustique: pH 14,0.

Ces valeurs sont approximatives mais reflètent bien la notion de pH.

Notion acide / base

L’échelle du pH est une échelle logarithmique: cela signifie que lorsque le pH d'une substance passe par exemple de 7 à 6, cette substance devient dix fois plus acide. Si le pH d'une substance passe de 7 à 5, elle devient alors 100 fois plus acide.

Comme vu sur l'échelle de pH ci-dessus, on peut distinguer des acides "forts" comme l'acide chlorhydrique d'un acide "faible" comme le vinaigre. Idem pour les bases, on distingue des bases fortes et faibles.

La zone comprise entre 6,8 et 7,5 est la plage dans laquelle il est d’usage de stabiliser le pH d’un bassin. Au-delà (et en deçà !) de cette zone, pour les raisons qui seront expliquées plus loin, il n’est pas conseillé de maintenir des Koi.
Non pas que ce soient des zones trop acides ou trop alcalines... mais simplement pour limiter certains risques et faciliter la gestion du plan d’eau.

Le système tampon

Avec le dioxyde de carbone, le couple carbonate / bicarbonate constitue un système tampon; il permet la stabilité du pH en évitant les fluctuations provoquées par des substances acides ou basiques.

Dans une eau contenant beaucoup de carbonates / bicarbonates, on peut donc ajouter des acides faibles (ou une solution alcaline) en quantité, sans modification notable du pH.

Dans ce cas, les bicarbonates lient les ions H+ des acides, il se produit une réaction qui forme de l’acide carbonique qui se dissocie en eau et en CO2. Dans l’autre cas de figure, en ajoutant une base dans de l’eau tamponnée, les ions OH- sont liés par le CO2 (s’ il est présent).

Par contre, lorsque l’alcalinité (en gros, le KH) est faible ou épuisée, un léger ajout d’acide faible fait chuter le pH. Au fil du temps, la réserve alcaline diminue.

Les débris végétaux, la dégradation des protéines ou les déchets azotés (nitrites / nitrates) génèrent tous des substances acides qui, inlassablement, diminue la réserve alcaline.

La nitrification libère des ions H+ qui acidifie le milieu: le pH baisse dans le filtre et il s’agit donc de suivre ce paramètre de près. La présence de carbonates procure un effet tampon contre les variations de pH et, au besoin, de l'alcalinité peut être ajoutée pour contrer la consommation de 7,14 grammes de CaCO3 par gramme d’ammoniac NH4+ oxydé.

Variations du pH

Le pH du bassin évolue essentiellement selon deux cycles distincts:

Le premier repose sur l’alternance jour / nuit: l’ampleur des variations dépend essentiellement de l’importance de la flore et de la faune du bassin, ainsi que du TAC de l’eau (on fait correspondre le TAC - français- au KH allemand, c’est à dire la dureté calcaire).

En journée, sous l’action de la lumière, la photosynthèse permet aux plantes de synthétiser de la matière organique: au cours de ce processus, du gaz carbonique CO2 est absorbé et de l’oxygène est libéré dans l’eau. Le CO2 qui est un gaz qui se combine en partie avec l’eau pour former de l’acide carbonique, ce qui a pour effet de diminuer la valeur du pH.

Ainsi, le matin, nous mesurons un pH minimal dont la valeur va monter durant la journée, et le soir, nous mesurons une valeur de pH maximale qui va diminuer les heures qui suivent puisque la photosynthèse s'interrompt par manque de lumière.

Le second cycle modifiant le pH est à considérer à moyen ou à long terme, selon la population du bassin ou encore selon la fréquence des changements d’eau. D’une manière générale, tous les bassins s’acidifient progressivement: sans tenir compte des pluies acides, la raison repose simplement sur l’apport de matière organique ainsi que la consommation de substances constituant le KH: la valeur de celui-ci diminue, entraînant dans sa descente celle du pH car les deux valeurs sont liées.

Les bactéries de la filtration consomment du carbonate qui s'épuise lentement: cela se traduit par une baisse inexorable du pH.

Ces deux cycles de variations sont normaux et il ne faut donc pas s'en inquiéter. Par contre, il faudra veiller à limiter les variations si elles devenaient trop importantes: un écart journalier de 0,5 unité est un maximum. Au-delà, il est souhaitable de commencer à s'en préoccuper.

Que faire ?

Lorsqu’il y a du calcaire à dissoudre dans l’eau, l’acide carbonique est partiellement neutralisé par celui-ci (il y a formation de bicarbonates) et le pH reste stable. On appelle cette propriété, le pouvoir tampon. Lorsque ce tampon (buffer), cette réserve alcaline est épuisée, il n’y a plus de calcaire à dissoudre dans l’eau, et l’acide fait alors chuter la valeur pH.

Donc, très simple, pour stabiliser le pH, il faut que l'eau contienne un minimum de minéraux à dissoudre.

Heureusement, les changements d’eau permettent normalement de reconstituer la réserve alcaline.

Normalement, car beaucoup ne changent pas l'eau de leur bassin !  Et ensuite parce que certaines eaux de conduite ne contiennent pas de calcaire. Pour le savoir, il suffit d'en mesurer le KH et le GH. La plupart des eaux sont calcaires et si ce n'est pas le cas, il faudra alors ajouter des produits tels que KH+ et GH+.

Certains préfèrent élever leurs Koi à des valeurs de pH assez hautes (8,0), d’autres au contraire maintiennent le pH de leur bassin à des valeurs proches de la neutralité ou même légèrement acides (Japon): dans ces deux cas de figure, il y a des avantages et des inconvénients dont il faut tenir compte.

Ce choix dépend avant tout du type de bassin et de Koi dont vous avez à vous occuper: si vous souhaitez élever des Koi dont la qualité fait qu’il soit nécessaire de les maintenir en vivier, il faut encore déterminer quelles variétés seront maintenues. Il apparaît qu’une eau dure et froide facilite la préparation de Koi dont il faut mettre en valeur le Sumi (écailles noires), alors qu’une eau neutre ravive le rouge (le Hi).

Si ces considérations vous dépassent et que vous souhaitez simplement maintenir des Koi (japonais ou non), dans un vivier ou dans un bassin mixte planté, sans trop de tracas, le mieux est de ne pas modifier la valeur de pH en utilisant simplement de l’eau de conduite.

Il faudra simplement vous efforcer de maintenir une réserve alcaline suffisante pour éviter la chute du pH: pour cela un KH situé à minimum 5° est suffisant.

A l'inverse, évitez tout de même des valeurs trop éloignées de celles préconisées car un pH élevé peut poser de gros problèmes tant pour la filtration que pour vos pensionnaires. Cet aspect de la question est développé dans la partie "les problèmes relatifs au pH".

En résumé 

En soi, le pH n'est pas une valeur absolue dont il faut tenir compte: ce sont les relations qu'il peut avoir avec la dureté de l'eau ou la température qui sont intéressantes.

Un pH stable est indispensable au bien-être des poissons en général et des Koi en particulier: un écart de 0,5 unité / jour est normale. Au-delà, mieux vaut investiguer pour améliorer et lisser cette situation. Un bon KH permet de bien tamponner l'eau et de résister à des variations importantes du pH.

Le pH à une influence directe sur la présence d'ammoniac toxique; plus le pH est haut, plus la fraction d'ammonium toxique est importante. 

Pour les utilisateurs d'ozone: un pH neutre permet d'atteindre plus facilement des valeurs Redox élevées. Il vaut mieux souvent associer une installation de correction du pH pour tirer le meilleur parti de sont installation d'ozone. 

Pour stabiliser le pH: dans 90% des cas, de simples changements d'eau et une limitation de la croissances des algues suffisent.

Pour faire baisser le pH: limiter d'abord les causes de son élévation anormales (aération excessive, algues) avant d'utiliser soit de l'eau douce, soit une substance acide.

L’eau de pluie peut convenir mais attention tout de même: la pollution atmosphérique (des oxydes d’azote et des oxydes de soufre) rendent les pluies acides (le pH peut descendre à pH 3,0 !!) et depuis une vingtaine d’années, on a également relevé dans certaines régions en plus ou moins grande quantité, des sulfates, du sodium, du calcium, de l'ammonium, et même des nitrates.

Suite à des changements d’eau importants, certaines personnes ont même eu des problèmes de nitrites difficiles à résoudre. Donc, toujours tester l’eau destinée au bassin !

Si tous les paramètres de l’eau vous semblent bons et qu’aucun brassage anormal n’en est la cause, il se peut qu’une substance incorporée dans le bassin interfère et modifie le pH.

Pensez également à vous munir de bons tests dont la date de péremption n’est pas dépassée. A la fin de cette section, vous lirez comment bien réaliser un échantillonnage pour tester votre eau.

Dans les installations un peu plus sophistiquées, on injecte de l’acide chlorhydrique par pompe doseuse. Cette dernière asservie par une régulation (avec sonde pH) injecte l’acide jusqu’à obtention de la bonne valeur.

Enfin, il faut noter également que la valeur du pH a son importance lors de certains traitements médicamenteux (Chloramine T par exemple) : selon sa valeur, les médicaments se révéleront à dosage égal un médicament utile ou un poison, attention.