Questions
sur
l'eau et le pH

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Mise à jour : mercredi 3 mars, 2010


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L'eau

Vaste problème !

Pour les plantes carnivores, il faut impérativement (sauf exception) une eau non calcaire, par exemple de l'eau de pluie et un substrat ("sol") formé de tourbe que l'on mélange habituellement avec un produit allégeant - perlite, vermicullite, voire polystyrène !

Le calcaire est une combinaison entre le gaz carbonique et un métal abondant, le calcium. Il est attaqué par les acides organiques en redonnant du gaz carbonique et un sel de calcium. Cette propriété est utilisé pour le détecter : quelques gouttes de vinaigre produisent un dégagement de bulles. Les acides organiques de la tourbe peuvent donc aussi se combiner avec ce calcaire. En libérant le gaz carbonique, elle perd en même temps son acidité. Or, cette acidité la protégeait de la décomposition bactérienne : la tourbe, formée pour l'essentiel de débris végétaux, se transforme alors en une matière putride, onctueuse, asphyxiant les racines. Celles-ci ne sont pas adaptées à une acidité faible et cessent de fonctionner, puis pourrissent à leur tour.
Vous pouvez vous retrouver avec seulement une tige sans racine ! Dans ce cas, enlevez les parties attaquées, laissez-la une journée dans un fongicide systémique et utilisez-la comme bouture à placer "sous cloche". Cela ne marchera pas avec les Drosera pygmées mais ils survivront plusieurs mois et donneront peut-être des gemmules de propagation si c'est la saison.

L'eau de distribution est calcaire dans 90 % des cas même si vous n'êtes pas dans une région calcaire. On dit qu'elle est alcaline, c'est-à-dire qu'elle contient des sels solubles qui rendent le pH basique, le contraire d'acide.

L'eau des puits l'est moins souvent, pour des raisons géologiques mais vous devez être sûr. Par exemple en Aquitaine, la couche supérieure est le plus souvent du sable perméable déposé au quaternaire suivi par de l'argile imperméable qui retient dans les sables encore au-dessus une nappe phréatique généralement acide. L'eau du robinet vient de forage plus profond, dans des nappes baignant "forcément" dans la couche calcaire du tertiaire. Le bassin parisien est analogue.

L'eau de pluie ne peut pas être basique (pH > 7) mais plutôt acide à cause de la pollution ("pluies acides") mais pas seulement : la foudre combine l'azote et l'oxygène de l'air pour donner de l'oxyde d'azote qui se combine à l'eau pour faire de l'acide nitrique !

Si vous récupérez l'eau de pluie provenant d'un toit, il faut détourner une conduite d'écoulement des toits vers un réservoir en matériau inaltérable, en général du plastique. Pour une vingtaine d'euros, vous pouvez acheter des réservoirs de 300 L avec robinet ou sans. Pour le prix, vous avec un robinet parfaitement étanche fixé à l'intérieur par une vis foirée : en général, le robinet se barre en pleine utilisation... Mauvais souvenir... Depuis, il y a un bouchon placer de l'intérieur - depuis l'extérieur avec la pression cela peut sauter facilement.
On trouve aussi des système qui s'intercallent dans la descente de l'eau de pluie (en sectionnant le tuyau) et permettent de détourner ou non le liquide.
Proscrivez tout récipient en ciment, très alcalin.

Méfiez vous tout de même de deux choses :- des restes d'un vieux mur battu par la pluie peuvent altérer votre eau. Regardez bien dans le récipient : il y a peut-être de tous petits morceaux de pierre qui y sont tombés. Vérifiez avec un peu de vinaigre (apparition de bulles à froid). De petits morceaux de même couleur au pied du mur, au sol ou dans des pots peuvent aussi être des indices.

Lorsque vous serez certain de la qualité, vous pouvez placer au fond de votre réservoir une bonne couche de tourbe qui acidifiera lentement votre eau. A noter qu'une telle eau acide est excellente aussi pour presque toutes les plantes d'appartement ; il y en a même qui vont renaître ! Voilà un très bon argument pour convaincre quelques récalcitrant(e)s ! ;-) Notez que pendant quelques jours vous allez avoir pas mal de débris qui vont flotter. En les écrasant entre les doigts vous ferez sortir l'air. Vous pouvez en enlever l'excédent dès que vous serez sûr qu'ils ne couleront plus. Tenez compte aussi du robinet si vous l'utilisez, pour qu'il ne se bouche pas... Cette tourbe est facultative mais permet de profiter du réservoir pour y placer quelques Utriculaires, qui profiteront aussi de l'inertie thermique due au grand volume.

L'eau de Volvic est souvent citée mais c'est tout à fait injustifié : son pH est de 7, c'est à dire celui d'une eau normale. En cherchant un peu dans un supermarché il est possible de trouver une eau de source acide (c'est-à-dire d'un pH en dessous de 7).
Faites très attention au fait que d'une région à l'autre la même marque peut proposer une eau de nature différente. Par exemple l'eau Cristalline que l'on peut acheter à Strasbourg a un pH parfait de 4,5 tandis que celle de Bordeaux est alcaline ! Ceci est lié au fait qu'une marque n'est qu'un fournisseur, pas une source déterminée. Si le pH n'est pas indiqué, sachez que la Volvic a une teneur en calcium (Ca) un peu en dessous de 10 mg par litre et que l'eau Cristalline de Strasbourg est à 6,4 mg/l. La plupart des eaux ont une teneur plusieurs fois supérieures. En cherchant une eau dont la teneur est inférieure à 9-10 mg/l ont à des chances d'avoir une eau acide et convenable.

L'eau déminéralisée est aussi une solution acceptable pour une collection modeste en milieu clos. (En plein air l'évaporation est trop élevée.) Son prix a beaucoup baissé maintenant et on peut la trouver à des prix inférieurs à celui de l'eau de source, pourquoi sans priver.

L'eau osmosée produite par un petit osmoseur sera une solution intéressante pour une collection importante : on en trouve actuellement (2005) aux alentours de 100 € en magasins d'aquariophilie et sur Internet. Mais il faut savoir que ce procédé n'a pas un rendement très élevé : seulement 10% d'eau pure sera extraite et le reste sera perdu si on ne peut l'utiliser (usages domestiques, jardin)... Cette technique peut donc aller à l'encontre de la protection de l'environnement à laquelle les amateurs de plantes carnivores sont souvent sensibilisés. Un gros producteur de plantes carnivores exclusivement devra jeter cette eau.

Un autre moyen est d'acidifier l'eau en laissant tremper de la tourbe un certain temps (cette tourbe sera évidemment sacrifiée ou plus exactement utilisée pour des plantes ordinaires). Si vous avez un doute sur la qualité de votre eau, je vous conseille d'essayer de préparer une eau acide. Une eau de bonne qualité permet la croissance d'une sphaigne vigoureuse et sans dépôt blanchâtre à ses extrémités.

Toutefois il y a des exceptions : l'eau calcaire et même l'engrais peuvent être utilisés avec les Népenthes, Marthyniacées, quelques Grassettes... La tourbe ne leur est pas indispensable et en son absence absolue, l'utilisation d'une eau ordinaire est possible. Certaines grassettes sont indifférentes, d'autres préfèrent même des substrats calcaires et d'autres encore des terrains dolomitiques (comme une excursion au Cirque de Gavarnie nous l'a montré). La dolomite est riche en magnésium.Retour en haut de page

Qu'est-ce que le pH ?

"pH" signifie "potentiel Hydrogène" car il correspond au potentiel en ions hydrogène que possède un liquide. Pour comprendre l'intérêt de cette notion, il faut connaître quelques bases de chimie.

L'hydrogène (H) est l'élément le plus simple de l'Univers, avec un seul électron et un seul proton (accompagné parfois d'un ou deux neutrons). Si l'atome perd cet unique électron, il ne reste plus qu'un proton, une particule élémentaire infiniment petite, chargé positivement du point de vue électrique, qui ne peut pas ainsi restée libre dans l'eau. Ce proton va donc se fixer sur la première molécule d'eau venue, H2O. C'est un proton mais chimiquement on rappellera que cela devient de l'hydrogène par simple ajout d'un électron : en chimie on écrira donc H+. Ce qui donne :

H2O + H+<=> H3O+

C'est pour cela que pour simplifier l'écriture je parle de préférence de H+ plutôt que de H3O+. C'est entièrement volontaire ;-)

Sans ajout d'acide ou de base, chaque molécule d'eau peut subir spontanément la réaction suivante, qui s'appelle l'ionisation de l'eau, puisqu'elle produit deux ions très importants :

H2O <=> H+ + OH-

On voit qu'il y a autant d'un ion que de l'autre. On dira que l'eau est neutre.

Dans les conditions standards (20° C, etc.) la quantité de molécules d'eau ainsi ionisées est très précise : 1 sur 10 000 000, soit 1/107 ou encore 10-7. Ceci est essentiel parce que le pH est exactement le nombre qui est ainsi en exposant, le 7 dans ce cas. (En math, on appelle cela le logaritme mais ce n'est pas nécessaire de le savoir.)
Bref, l'eau neutre est à pH 7. On dit qu'une eau est "à pH 7" et non "à pH=7" car "pH" n'est pas une variable.

Donc, pH 5 correspond à une eau avec 1 ion H3O+ pour 105 soit 100 000 molécules d'eau (1/100 000 = c'est-à-dire 100 fois plus que précédemment, la normale. Une telle eau, nettement plus acide que l'eau neutre, est habituelle dans une tourbière.

Il suffit qu'elle est à peine plus d'ion H3O+ que la normale pour qu'une eau soit dite acide et on voit que cela correspond à un pH inférieur à 7. Symétriquement, avec moins d'ions H3O+ l'eau est dite alcaline.

Les plantes carnivores vivent entre certaines valeurs, variables selon l'espèce, de pH 3.5 à 8.

A remarquer que les termes géologiques de roches basiques ou acides ne recouvrent pas exactement la même notion : une roche est dite acide quand elle est très riche en silice, substance pratiquement insoluble qui n'agit donc pas sur l'eau.

Pour info, alcalin et basique ne sont pas exactement synonymes. Il faut qu'une substance soit soluble pour être alcaline : la soude, le bicarbonate de soude, le savon de Marseille sont alcalins. Un morceau de calcaire, de la rouille, du vert-de-gris sont basique parce que chimiquement ils vont se comporter comme une base lorsqu'on les plonge dans un acide, mais ils ne sont pas alcalins parce qu'il ne sont pas solubles (infiniment peu).Retour en haut de page

Comment mesurer le pH ?

La mesure du pH se fait à 20°C par convention (norme).

Électriquement

Deux électrodes trempent dans le liquide, éventuellement dans le substrat très humide. Les ions hydrogènes modifient le potentiel électrique de manière différente pour les deux électrodes (de composition différente) et la différence de potentiel est ce que l'on appelle couramment, si j'ose dire :-) la tension d'un courant. Ce courant est traité de manière à pouvoir déplacer une aiguille ou modifier un affichage digital. L'ensemble forme un ph-mètre.

Des électrodes fiables sont très coûteuses (elles sont enveloppées par une paroi de verre poreux qui ne laissent passer que certains ions : pas évident à fabriquer...) et un appareil précis coûte de l'ordre de 150 €.

Il existe un appareil que l'on plante dans le sol et dont on peut tremper la pointe bimétallique également dans les liquides ou le sol. Les métaux ressemblent à de l'aluminium et sont facilement oxydables ce qui oblige à un décapage systématiquement à chaque trempage. Cet appareil, de l'ordre de 9 €, est absolument fantaisiste et n'est qu'un gadget que je vous déconseille formellement car il entraîne de graves erreurs.

Chimiquement

Il s'agit de provoquer un changement dans un (en pratique plusieurs) équilibre chimique.
Certaines substances présentent deux formes moléculaires différentes dans des proportions qui varient selon la quantité d'ions hydrogène présents. Si elles ont des propriétés colorantes, il n'est pas rare que leur couleur change également : avec tel pH on obtient telle structure qui montre telle couleur et avec tel autre pH la structure est modifiée et manifeste une autre couleur. C'est exactement comme lorsque l'on change la tension d'une corde de guitare : elle ne résonne plus à la même fréquence. Ces substances sont fréquentes dans la nature (par exemple le colorant des choux rouges, les pétales de Myosotis, etc.) mais peu sont vraiment utilisables.

Cette technique par colorants est moins précise mais on arrive tout de même à une précision 0.3 et même un peu moins car on peut observer des nuances intermédiaires. Ils ont l'inconvénient de ne se conserver que quelques mois. Vous avez intérêt à les conserver au froid et au sec. Vous devez pouvoir contrôler si vos produits ne sont pas périmés en utilisant une eau de source de pH indiqué sur la bouteille, ou encore une solution connue (éventuellement préparée lorsque les produits venaient d'être achetées...) L'eau qui se condense sous une assiette placée au dessus d'une eau bouillante de robinet devrait être neutre ou un peu acide (co2), mais pas basique (pH > 7).

Deux présentations :

- liquide, très souvent vendu dans les magasins d'aquariophilie. Utilisation simple mais une zone de pH concerné qui ne correspond pas exactement à celle des plantes carnivores.
- bandelettes de papier imprégné, en rouleau ou en "liasse", disponible seulement chez les fournisseurs de produits pour laboratoire. Il s'agit en général de grossistes et il faudra vous organiser car il y a une somme minimale de facturation : les cinq rouleaux reviennent à environ 250 FF... L'avantage est que vous pouvez choisir les limites de mesure (les pH supérieurs à 8 ne vous concernent pas, ni inférieur à 4) et "investir" plutôt dans la précision (0.3 au lieu de 0.5).

Maintenez la bandelette quelques secondes dans l'eau avant de la retirer et attendre la stabilisation des colorants (une bonne minute). La conservation ne dépasse pas un an, mais vous pouvez espérer bien plus, comme pour les graines, en rusant un peu. Truc perso :

  • dans un emballage hermétique, pour limiter l'action de substances volatiles

  • au sec (grâce à un "dessicant" comme le Silicagel contenu dans les bouchons des tubes de comprimés effervescents)

  • au froid dans un réfrigérateur/congélateur (en gros, une réaction chimique est deux fois moins rapide tous les 10 °C, donc la durée de conservation doublera). Retour en haut de page

Où peut-on obtenir le pH de l'eau du robinet ?

L'eau de distribution est parfaitement connue par votre distributeur qui pourra vous renseigner mais il est rare en France que cette eau soit non calcaire pour des raisons géologiques. Beaucoup de régions sont sédimentaires, avec des alternances de sables et de calcaires et quelquefois une couche argileuse qui la retient. L'eau distribuée provient souvent de couches profondes et il y a de fortes chances qu'elle en est traversé avec au moins des traces de calcaire. L'eau des puits est souvent moins profonde (elle ne vient que de la première nappe d'eau rencontrée, dite phréatique) et il arrive ainsi qu'elle soit même acide. Beaucoup de villes sont construites sur d'anciennes régions marécageuses asséchées, en fait d'anciennes tourbières, et les quelques mètres traversés par l'eau suffisent à l'acidifier.

SI vous n'avez pas de puit et pour information, voici  tout de même une carte de France qui vous donnera une idée de la teneur en calcaire de votre eau du robinet (titre hydrotimétrique). Tenez compte du fait que cette valeur est arrondie par département : dans des localités limitrophes cela peut ne pas correspondre du tout.

J'ai mesuré le pH de l'eau il y a quelques heures et je n'obtiens pas le même résultat. Pourquoi et lequel retenir ?

Le pH de l'eau varie en permanence pendant la journée. Cela est dû notamment à la teneur en gaz carbonique CO2 qui est libéré par les animaux et aussi, la nuit, par les plantes, qui consomment alors les sucres qu'elles ont produits grâce à l'énergie solaire et au... gaz carbonique pris dans le milieu !

De ce fait, la lumière et la présence de nombreuses plantes provoquent une absorption du gaz carbonique, acidifiant bien connu de l'eau gazeuse. L'acidité va donc diminuer, ce qui se mesure par un pH plus faible.

L'obscurité provoque donc une libération de CO2 par les plantes et une acidification de l'eau.

Il faut donc mesurer le pH à la même heure (en fait après une durée d'éclairement équivalent). Vous utiliserez celui qui vous intéresse en fonction de ce qui vient d'être dit. L'amplitude peut aussi être un paramètre intéressant à étudier...Retour en haut de page

Comment savoir si ma mesure est fiable ? J'obtiens des résultats inattendus...

- Vous mesurez le pH d'une eau de pluie est vous obtenez plus de 7 ? Explications possibles :

  • Soit, votre papier pH - ou bien la solution que vous utilisez - est périmé (cela ne se conserve pas très longtemps)
  • Soit, vous utilisez le "gadget" que l'on trouve dans le commerce et qui donne des résultats complètement fantaisistes (j'en parle dans l'article sur les mesures).
  • Soit, c'est votre eau qui pose problème ! Revoir l'article plus haut (sans jeu de mot).

- Vous mesurez le pH d'une eau de source qui vous a été conseillée, comme celle de la marque Cristalline et vous constatez un pH 7.5.

Pour l'anecdote, j'ai reçu un mail de quelqu'un qui affirmait,que malgré "un vrai site style scientifique" je n'étais pas sérieux parce que j'indiquais ici que l'eau Cristalline était à pH 4.5, même que "je te dis pas la défenestration de foie" ;-). Il n'avait pas lu le début de cette page où j'indiquais que Cristalline était une marque, qu'à Strasbourg elle est à pH 4.5 mais qu'à Bordeaux elle est alcaline ! Pour info, un tel pH est inoffensif car la paroi de l'estomac lui-même est proche de pH 2 !

Vous pouvez contrôler la qualité de votre mesure en la testant avec une eau de source car son pH est certain, régulièrement contrôlé et on ne peut plus stable en composition.

Essayez éventuellement avec de la glace du freezer (la plus propre possible), une fois ramenée à température ambiante, 20° normalement - cela joue dans la réaction. Cette eau ne peut ABSOLUMENT PAS être basique. Même remarque en récupérant de l'eau de condensation sur une assiette retournée au dessus d'eau bouillante, sauf dans la période où elle laisse s'échapper ses gaz, au début de l'ébullition. Dès l'achat vous pouvez faire un test voire même réaliser une solution acide stable (de préférence avec des acides non volatiles comme les acides sulfurique, phosphorique) qui servira de référence plus tard, pour voir si votre produit est encore bon...

Comment rectifier le pH ?

Lorsqu'il s'agit de plantes aquatiques, il suffit généralement de faire une infusion de tourbe, si possible en la faisant bouillir, ce qui peut tuer les germes de moisissures, assure une dissolution rapide et intense des acides humiques et facilite la combinaison chimique entre ceux-ci et les sels dissous (ions Ca++ notamment).
Vous obtiendrez alors une solution très acide (environ pH 4).

Souvenez-vous que, théoriquement, lorsque vous mélangez des eaux de pH différents, c'est l'eau acide qui domine. En effet, si vous coupez un litre d'une eau à pH 4 avec autant d'une eau à pH 7, la première apporte 10-4 ions H3O+ (ou H+, si vous préférez...), alors que la seconde n'en apportera que 10-7, soit MILLE fois moins, ce qui est négligeable par rapport à l'autre. Vous voyez que l'on se trouve donc maintenant avec les 10-4 ions H3O+ dilués dans deux fois plus d'eau. (C'est là qu'il faut connaître les logaritmes pour calculer le pH obtenu)
Vous voyez qu'il vous faudra diluer 10 fois votre eau à pH 4 avec une eau "normale" (disons un peu inférieure à pH 7) pour obtenir une eau à... pH 5 !
Vous serez donc encore à pH 6 après une dilution de 100 fois ! C'est convenable pour les Utriculaires, mais pas assez acide pour limiter efficacement la prolifération d'algues.

Ces considérations sont THÉORIQUES. En effet :
- votre infusion contient une partie de l'acide humique en suspension, non dissout ou "précipité" au refroidissement, et une partie non ionisée (qui, dans l'équilibre de cette solution, ne manifeste pas son caractère acide) : cette partie tamponnera la solution, c'est-à-dire qu'en présence de sel alcalin (contraire d'acide) elle se combinera avec et maintiendra l'acidité, tant qu'il en restera, bien sûr.
- les eaux de distribution sont souvent calcaires, ce qui entraîne un pH supérieur à 7. Ces eaux résultent d'une action du gaz carbonique, acide lorsqu'il est dans l'eau, sur du calcaire, solide. En présence d'un autre acide la réaction s'inverse et du CO2 est libéré, quitte le liquide qui sera donc moins acide qu'il n'aurait dû l'être : une eau calcaire a donc tendance à maintenir son caractère alcalin.

En PRATIQUE, l'infusion de tourbe est un puissant acidifiant pour nos plantes, mais il en faudra nettement plus pour compenser des eaux calcaires.

Remarque : cette tourbe bouillie, plus ou moins stérile, est tout à fait réutilisable, sauf si l'eau initiale était calcaire (mais rien ne vous empêche de recommencer avec l'eau obtenue, acide, et de la tourbe fraîche).
Truc perso : vous remarquerez que l'eau obtenue contient énormément d'éléments en suspension, qui vont se déposer lentement. Si vous arrosez un pot de substrat AVANT la déposition, celui-ci sera recouvert d'une couche fine de quelques mm, homogène, régulière et stérile, PARFAITE pour les semis ou déposer les gemmules des Drosera pygmées, qui resteront assurément bien humides. Ne pas dépasser 1 cm d'épaisseur car elle est peu perméable à l'air, surtout si vous avez un peu attendu avant de verser ; il ne reste plus que les particules très fines et des acides humiques colloïdaux, reformés par le refroidissement.Retour en haut de page

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