Caractéristiques physiques et chimiques de l’eau

Voici quelques caractéristiques physiques et chimiques qui ont une influence sur l’eau.

La lumière

Sans la puissance de l’énergie solaire, il n’y aurait pas de vie végétale ni animale sur terre. Essentielle à l’accomplissement du processus de photosynthèse, la lumière est donc indispensable à la croissance des végétaux, base nourricière des animaux.

Dans les milieux aquatiques, la pénétration de la lumière dans l’eau peut être gênée par la présence d’une végétation rivulaire importante. Les matières en suspension dans l’eau ainsi que la végétation aquatique peuvent également limiter sensiblement l’action du soleil.

La température et l’oxygène dissous

La température intervient de manière significative dans l’évolution  biologique, physique et chimique de l’eau. La valeur absolue du taux de saturation en oxygène dissous est en étroite relation avec la température de l’eau. Elle diminue avec l’augmentation de celle-ci.
Sous une pression atmosphérique normale (760 mm de mercure au niveau de la mer) et une température à 0°C, le pourcentage de saturation en oxygène est au maximum : 100% ce qui correspond à 14,62 milligrammes d’oxygène dissous par litre d’eau.
Avec une eau à 5°C, cette valeur diminue et n’est plus que de 12,77 mg/l. Dans une eau à 20°C, le taux de saturation est encore plus faible puisqu’il à une valeur de 9,09 mg/l.
En fonction de l’altitude, la pression barométrique est différente de celle du niveau de la mer, il faut appliquer un coefficient de correction aux mesures effectuées pour obtenu une valeur exacte.
Les modifications de la température de l’eau ainsi que celles de la teneur en oxygène dissous vont avoir des conséquences directes sur l’établissement des espèces animales. Alors que certaines seront excessivement exigeantes en oxygène, d’autres s’accommoderont parfaitement dans les milieux les plus confinés.

La température intervient sur toutes les activités vitales des animaux. Son élévation entraîne des conséquences physiologiques diverses. La plus importante étant l’augmentation de l’amplitude et de la fréquence des mouvements respiratoires des être vivants.
La température de l’eau joue également un rôle très important au niveau du développement des agents pathogènes. Les affections bactériennes prolifèrent nettement plus vite dans une eau surchauffée.
Certaines substances toxiques (comme le sulfate de zinc pour les jeunes saumons) peuvent être très nettement plus nocives avec une température de l’eau en augmentation.

Dans certains milieux, la concentration en oxygène dissous peut augmenter sensiblement grâce à une activité photosynthétique intense. C’est le cas pour certaines eaux stagnantes. Dans les eaux vives, le mélange air-eau favorisé par le courant et ses turbulences permet une augmentation de la teneur en oxygène dissous.
A titre indicatif, la valeur minimale du taux d’oxygène dissous dans l’eau est de 3 mg/l pour les cyprinidés et de 7 mg/l pour les salmonidés.

Le pH ou potentiel d’Hydrogène

Le pH mesure la concentration en ions positifs d’hydrogène.
Celui-ci dépend essentiellement de la nature géologique des sols constituant le bassin versant où circulent les eaux. Ces dernières peuvent être alcalines ou acides. Une échelle de graduation de 0 à 14 permet de déterminer une valeur. 7 constituant la neutralité de l’eau. De 0 à 6, l’eau aura un caractère acide. De 8 à 14, elle sera considérée comme alcaline. La majorité des eaux douces continentales possède un pH supérieur à 7 donc alcalin. Un pH e inférieur à 5 ou supérieur à 9, réduit considérablement le nombre d’espèces végétales et animales. Généralement, le développement optimal est obtenu lorsque la valeur du pH s’échelonne entre 6 et 8. Un pH compris entre 6 et 7,2 est idéal pour la reproduction de nombreuses espèces aquatiques. Une valeur de 7,5 à 8,5 s’avère parfait pour un développement optimum de la production primaire.

Le gaz carbonique  –  CO²

Dans l’eau, le gaz carbonique se présente globalement sous deux formes qui sont souvent en équilibre. La forme libre qui est la moins importante en nombre de quantité. La forme combiné se présentant sous divers combinaisons : acide carbonique, carbonates, bicarbonates, le plus généralement de calcium. Une carence de la forme libre provoque la dissolution du bicarbonate de calcium qui libère une partie de son CO². Les végétaux peuvent alors absorber ce gaz pour accomplir l’assimilation photosynthétique qui va produire la chlorophylle. Toutes les molécules organiques contiennent du carbone, élément indispensable à la vie animale. Entrant dans la constitution des sucres, éléments énergétiques essentiels, le gaz carbonique est donc indispensable dans les milieux aquatiques. La présence d’une forte concentration en gaz carbonique ajoutée à une photosynthèse importante va permettre la production de bicarbonate. C’est le pouvoir tampon du calcium (aucune baisse du pH de l’eau).

Le calcium – Na et le magnésium – Mg   Dureté de l’eau

Ces deux sels minéraux favorisent grandement le développement de la flore et de la faune. Sous l’action du gaz carbonique CO² contenu dans l’eau de pluie, les roches calcaires sont dissoutes. Entraîné par l’eau qui s’écoule, le calcium rejoint le milieu aquatique. La productivité maximale est obtenue avec une teneur équivalente à 25mg/l. Au delà de 70 mg/l les eaux seront appelées incrustantes. Certaines eaux très acides, comme les eaux de tourbières ont une valeur inférieure en calcium inférieure à 1 mg/l, rendant la vie bien plus difficile pour les animaux.
Le magnésium, les valeurs s’échelonnent généralement entre 5 et 10 mg/l.

L’azote – N

Dans la nature l’azote trouve essentiellement son origine dans la décomposition des cadavres. De nos jours, son abondance dans les eaux continentales est souvent due au lessivage des cultures par les précipitations atmosphériques. Les engrais épandus sur les terrains agricoles se retrouvent entraînés par l’eau de ruissellement dans les milieux aquatiques. L’azote, par infiltration, pénètre également dans les nappes phréatiques.
Tout comme le carbone, l’azote entre dans la constitution de toutes les protéines animales. Mais il est également indispensable pour les végétaux. Sans substances azotées, il n’y aurait pas de production primaire. Pas de flore, pas de faune non plus.

Les phosphates – P

Comme l’azote, les phosphates proviennent de la décomposition bactérienne de matières organiques. Indispensable à la croissance des végétaux, les phosphates constituent une partie importante des réserves énergétiques des espèces animales. Présents en grande quantité dans l’eau, les phosphates contribuent à accélérer le phénomène d’eutrophisation. Entrant dans la constitution de nombreux engrais agricoles, les phosphates effectuent le même chemin que l’azote lors du lessivage ou de l’infiltration des eaux de pluie. Les rejets domestiques sont une source importante de la teneur en phosphates des eaux douces continentales.