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LA CONDUCTIVITE

Il n'existe pas une eau, mais différents types d'eaux selon leurs origines et leurs passées.
Tout commence au-dessus des océans, où les nuages sont poussés vers les continents. Les eaux de pluie qu'ils libérant suivant deux voies principales :
  • Elles s'infiltrent lorsque le sol est perméable, traversent des terrains variables et aboutissent aux nappes phréatiques qui vont à leur tour donner naissance aux sources.
  • Elles ruissellent lorsque le sol est imperméable, transportant alors différentes matières en suspension et rejoignant ruisseaux, rivières et fleuves pour aboutir à la mer.
L'eau qui arrive à nos robinets diffère donc suivant les régions et les traitements qu'elle a subit pour être potable. Elle contient parfois des substances polluantes pouvant poser des problèmes pour la consommation.

En fonction des terrains qu'elles ont traversés, les eaux continentales se sont plus ou moins chargées en différant minéraux, ce qui leurs confèrent une certaine dureté. Certaines eaux potables, dite minérales, contiennent de grandes quantités de différents minéraux, l'eau distillée n'en contient pas, sa dureté est nulle.

La conductivité va déterminer l'ensemble des minéraux présents dans une solution : Une eau douce accusera généralement une conductivité basse et bien au contraire une eau dite dure affichera une conductivité élevée.
Cette mesure détermine la quantité des ions liés contenue dans cette solution qui sont réparties en 2 groupes :

  • Les Cations : Calcium, Magnésium, Potassium, Sodium, ...
  • Les Anions : Bicarbonates, Chlorures, Sulfates, Nitrates, Phosphates, ...
Ce sont tous ses sels dissous que la conductivité va déterminer en µS/cm et nous donner une indication sur la qualité de l'eau que nous employons.

DEFINITION

La conductivité électrique traduis la capacité d'une solution aqueuse à conduire le courant électrique. Cette notion est inversement proportionnelle à celle de résistivité électrique. L'unité de mesure communément utilisée est le Siemens (S/cm) exprimé souvent en micro siemens/cm (µs/cm) ou millisiemens (mS/cm). La conductivité est directement proportionnelle à la quantité de solides (les sels minéraux) dissous dans l'eau. Ainsi, plus la concentration en solide dissout sera importante, plus la conductivité sera élevée. Généralement, le rapport entre conductivité et concentration ionique s'exprime par approximation de la façon suivante :

2 µS/cm = 1 ppm (partie par million), ou 1 ppm = 1 mg/l correspond à la concentration en solides dissouts.

Certains conductivimètre convertissent directement la conductivité en ppm et fournissent ainsi une lecture de la concentration en solides dissous totaux.

La conductivité électrique donne une indication sur la minéralisation globale de cette eau. Les molécules de sels se dissocient en paires d'ions lorsqu'elles entrent en solution dans l'eau. Ces paires d'ions sont porteuses de charges électriques et, de ce fait, autorisent le passage du courant dan l'eau. Plus l'eau est minéralisée, plus y a d'ions et, par conséquent, plus la conductivité sera élevée. La mesure ne permet toutefois pas de déterminer quels sont les ions qui produisent cette conductivité ni dans quelle mesure ils y contribuent. Il ne s'agit donc, en l'occurrence, que d'une mesure globale de tous les constituants dissous dans l'eau. On sait toutefois que, dans la grande majorité des eaux, le calcium et le magnésium (dureté) contribuent le plus à la conductivité. En gros, 1°GH produit une conductivité de 30 µS/cm à une température de 20°C. Si par contre, pour une dureté de 10°GH, on mesure une conductivité, non pas d'environ 300 mais de par exemple 400µS/cm, on en déduit qu'en plus des sels du calcium et du magnésium, l'eau analysée contient encore des quantités non négligeables d'autres constituants. Il s'agit, en l'occurrence, de sodium, potassium et bien d'autres...

L'activité ionique d'une solution varie en fonction de la température. Il convient donc, pour effectuer des mesures précises, de tenir compte de la température dans les mesures de conductivité. Les températures standards sont généralement prises à 25 °c.

On utilise un coefficient de température pour corriger les effets de la température sur la conductivité. Ce coefficient B, exprimé en %/°c, varie selon la solution que l'on mesure. Dans nombre d'applications il est fixe à 2%/°C.

LES UTILISATIONS

En aquariophilie, la conductivité a une très grande importance dans l'élevage de poissons fragiles et surtout, lors du transfert d'animaux et de plantes dans des eaux différentes. C'est en effet, la minéralisation qui détermine essentiellement la pression osmotique de l'eau, la conductivité en donne une indication. Plus la conductivité de l'eau sera élevée, plus la pression osmotique sera forte. Ce qui nous amène à effectuer une acclimatation lente de tous animaux devant être nouvellement introduit dans l'aquarium. Un équilibre de cette pression osmotique entre l'eau de transport et celle de l'aquarium doit être effectuée en douceur.

C'est ici que le conductivimètre intervient : En prenant la conductivité de l'eau de transport et celle de l'aquarium, on note une différence de conductivité entre les 2 solutions. Par ajout de petite quantité d'eau de l'aquarium dans le sac de transport où se trouve l'animal, il va falloir équilibrer les 2 solutions durent 2 heures. Une fois que les 2 solutions accusent une conductivité égale, l'animal pourra être libéré.

La plupart des organismes animaux et végétaux supérieurs sont capables de s'adapter lentement à des pressions osmotiques ambiantes et variables. Par contre, les cellules de l'œuf ou du sperme en sont incapables et c'est là la raison pour laquelle la reproduction de beaucoup de poissons provenant de milieux aquatiques peu minéralisés demeure sans succès en eau dure.

La conductivité est une mesure qui s'avère très utile pour suivre l'évolution de la qualité de l'eau de l'aquarium. Un aquarium qui indiqué une conductivité de 450 µS/cm au démarrage de l'aquarium, affichera 530 µS/cm 6 mois plus tard. C'est la dégradation des déchets (nourriture, déjection, feuilles morte) qui par l'intermédiaire des bactéries vont effectuer des transformations qui se traduisent par des accumulations de sels, comme l'ions nitrates, phosphates et autres. Cette dégradation est plus communément appeler le cycle de l'azote.

Cette mesure, va donc nous donner une indication sur l'état de l'aquarium et nous indiquer si un renouvellement d'eau s'impose.

Le conductimètre est l'appareil indispensable pour la vérification de l'efficacité d'un osmoseur ou de colonne déminéralisante. En effet l'eau qui est produite par un osmoseur doit afficher une conductivité maximale de 50 µs/cm. Au-delà, la membrane de l'appareil commence à être défaillante. Pour les résines, une conductivité presque nulle (env. 2 à 10 µs/cm) doit être mesurée, au de-là, une régénération s'impose.

MESURE

On mesure la conductivité en faisant passer un courant alternatif de très basse tension entre deux électrodes. On plonge la cellule de mesure dans l'eau et on lit la valeur. Le résultat de mesure est le plus souvent indiqué en µS/cm. Une élévation de la température augmente la mobilité des ions dans l'eau, la valeur mesurée est alors plus élevée. Le résultat de la mesure doit toujours comporter l'indication de la température a laquelle elle a été faite, surtout si elle est différente de la température de référence de 20°C. l'instrument de mesure qui possède une sonde de température incorporée, corrige automatiquement la valeur obtenue en fonction de la température de l'eau. Pour un conductivimètre ne disposant pas d'une correction automatique on se réfère au tableau suivant.

Valeur de conductivité pour l'eau
Eau Pure0,055 µS/cm
Eau Distillée0,5 µS/cm
Eau de Montagne1,0 µS/cm
Eau Courante500 à 800 µS/cm
Max.pour l'eau potable1055 µS/cm
Eau de Mer56 mS/cm
Eau Saumure100 mS/cm