Qu'est-ce que le dioxyde de carbone ?

Le dioxyde de carbone est encore appelé gaz carbonique (CO2) ; il est formé de deux atomes d'oxygène et un atome de carbone. C'est un gaz inodore, lourd en présence très faible dans l'air (0,03%) qui est très important dans le milieu aquatique. Dans l'eau, ce gaz se dissout environ 50 fois plus que l'oxygène. 

Comment est-il produit ?

Dans le bassin, le gaz carbonique provient de la production interne et de la dissolution du CO2 atmosphérique par diffusion à travers la surface de l'eau. Plus l'interface air / eau est grande, meilleure est la diffusion. Ces échanges s'effectuent dans les deux sens de façon à ce que les pressions partielles s'équilibrent. Dans l'eau pure à 20 °C, le taux de gaz carbonique est de 0,51 mg/l. mais dans une eau naturelle, ce taux varie en fonction des minéraux, de la température et de la pression.

Les bactéries présentes par milliards dans les filtres biologiques, en éliminant les matières organiques, consomment beaucoup d'oxygène et produisent beaucoup de gaz carbonique. L'eau venant d'être filtrée a donc un taux élevé de CO2.

La position du retour d'eau du filtre dans le bassin peut modifier la diffusion de gaz carbonique dans l’eau: (rejet sous le niveau de l'eau, rejet avec Venturi ou avec cascade qui dégaze…)
Par ailleurs tous les animaux, (poissons, microfaune) en respirant, produisent du dioxyde de carbone, le jour et la nuit.

Le cycle jour / nuit

Les algues, les plantes par le processus de la photosynthèse, vont produire durant les phases diurnes de l'oxygène pur tout en absorbant du dioxyde de carbone. Par contre, la nuit ce processus s'inverse : ces végétaux vont produire du CO2 en consommant de l'oxygène.

Dans les bassins très plantés ou fortement algué, en fin de nuit, le taux de gaz carbonique est donc assez élevé.
Lors de sa dissolution, une faible partie (0,2%) du gaz carbonique se combine avec l'eau pour donner de l'acide carbonique H2 CO3.

Cet acide joue un rôle important dans l'équilibre des substances constituant le T.A.C. de l'eau, et empêche les bicarbonates de précipiter sous forme de calcaire (carbonates). Le dioxyde de carbone représente l'élément nutritif le plus important pour les plantes.  Sous l'action de la lumière, ce gaz est transformé en sucre et en oxygène. On peut dire que six molécules de gaz produisent une molécule de sucre et une molécule d'oxygène. Les algues effectuent cette photosynthèse de la même façon. 

Les effets du CO2

Dans un milieu fortement planté, le CO2 va être énormément absorbé par les plantes durant la journée, entraînant une élévation du pH.

Le gaz peut même manquer : les plantes jaunissent et la croissance est ralentie. Les feuilles des plantes peuvent se couvrir de dépôts calcaires par précipitation des carbonates (typiques en aquarium, moins en bassin).

Les poissons du bassin semblent peu incommodés par l'excès de gaz carbonique mais peuvent l'être directement ou indirectement en cas de chute brutale de cette concentration. Pourquoi ? L'ammonium éliminé par les branchies réagissant avec une eau basique contient une fraction plus importante d'ammoniaque très toxique, ce qui peut nuire gravement même si la concentration d'ammonium relevé dans l'eau du bassin est nulle. En préservant un taux de CO2 dans le bassin, le pH diminue et le risque de provoquer ce phénomène d'intoxication à l'ammoniaque est évidemment réduit.

En bassin, le risque de voir le pH baisser brutalement par la présence de dioxyde de carbone est minime, ce qui n'est pas le cas en aquarium.

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 et c’est sans doute également une raison pour laquelle on la nomme "dureté temporaire".

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

Quelles sont les méthodes pour la correction ?

En pratique, il est très compliqué de modifier la concentration de CO2: c'est une pratique très commune en aquariophilie... mais en bassin pas du tout vu les volumes. Comme il est impossible d'obtenir un KH à la carte et de pouvoir le contrôler en continu, la seule possibilité est sans doute d’apporter le calcaire nécessaire et de ne pas aérer à outrance.

Evidemment, aérer moins est contraire "aux bons usages" puisque beaucoup pensent qu'il faut aérer beaucoup pour saturer l'eau en oxygène.... Il faut simplement trouver le bon compromis qui ne peut s'apprécier qu'au cas par cas.

Un bassin à Koi n'est pas un bassin de jardin planté.... En bassin à Koi, en optant pour une aération minimaliste, il est facile de maintenir un taux d'oxygénation à saturation en injectant de l'oxygène pur (concentrateur d'oxygène) et ce, de manière beaucoup plus efficace que par aération par diffuseurs.

Pour le reste, en réalisant des changements d’eau de façon régulière, normalement, vous reconstituez cette réserve et le pH est stabilisé; ordinairement, à condition que l’eau utilisée soit alcaline ! Dans le cas contraire, il faut procéder à des corrections.

En pratique, il faut maintenir un KH compris entre 4 et 12°KH (ce qui correspond à environ 7 et 21°f) : tout comme le GH, il ne s’agit pas de maintenir ce paramètre à une valeur précise, mais de faire un contrôle régulier en maintenant ce paramètre dans la plage mentionnée.
 
En finalité la valeur pH qui est étroitement liée au KH indiquera très rapidement s’il y a un problème; il va de soi que toutes les corrections doivent se faire très progressivement et un écart maximal de 2°KH / jour est conseillé. Le taux de CO² étroitement lié au KH, se dissipe facilement par aération, faisant monter la valeur pH.

Comme le pH, la valeur du CO2 n'est pas une valeur "importante" en soi: seule la mesure ponctuelle de cette valeur peut aider à résoudre certains problèmes particuliers et bien précis. Des tests permettent de mesurer précisément la valeur du CO2, la valeur normale se situe entre 4 et 12 mg / litre.

Des tableaux de conversion circulent sur le Net: oubliez-les, ils ne tiennent pas comptes de substances organiques qui modifient certaines valeurs. Une mesure précise avec un bon test n'est jamais confirmée par ces tableaux...