1. Qu'est-ce que l'oxygène dissous ?
Oxygène dissous (abréviation de À FAIRE) correspond à la quantité de molécules d'oxygène gazeux (O₂) libres, non liées à d'autres composés, présentes dans l'eau. On peut se l'imaginer comme le sel ou le sucre lorsqu'on les mélange à de l'eau. Il s'agit également d'un paramètre essentiel dans les milieux aquatiques, qui joue un rôle vital dans la survie et la santé de divers organismes. En termes simples, il s'agit de la quantité d'oxygène dissous dans l'eau.
Pourquoi l'oxygène dissous est-il important ?
- Pour les poissons et autres animaux aquatiques, oxygène dissous est comme l'air que nous respirons. Elles en ont besoin pour respirer et obtenir l'énergie nécessaire à leurs activités quotidiennes. Des taux adéquats d'oxygène dissous favorisent une croissance et une reproduction saines. De faibles taux d'oxygène dissous peuvent entraîner du stress, des maladies, voire la mort chez les espèces aquatiques.
- Cela a également une incidence sur la qualité globale de l'eau. Des taux élevés d'oxygène dissous peuvent contribuer à décomposer plus efficacement la matière organique, empêchant ainsi l'accumulation de substances nocives.
D'où provient l'oxygène dissous et quels sont les facteurs qui déterminent sa concentration ?
2.1 Sources d'oxygène dissous
(1) L'oxygène dissous dans l'atmosphère :
La diffusion à l’interface eau-atmosphère constitue une source essentielle d’oxygène dissous dans l’eau. Par exemple, les molécules d’oxygène se dissolvent lentement depuis l’air à la surface d’un lac ou d’une rivière au calme. La loi de Henry stipule que la solubilité d’un gaz dans un liquide est proportionnelle à sa pression partielle. La pression partielle de l’oxygène dans l’atmosphère étant d’environ 21 kPa (à pression standard), celui-ci se dissout dans l’eau, bien que ce processus soit lent. L’agitation de l’eau influe sur la vitesse de dissolution : les vagues provoquées par le vent sur un lac augmentent la surface de contact entre l’air et l’eau, accélérant ainsi la dissolution de l’oxygène.
(2) La photosynthèse des plantes aquatiques :
Il s'agit là d'une autre source importante d'oxygène dissous dans l'eau. Les plantes aquatiques (telles que les algues, les herbes aquatiques, etc.) absorbent le dioxyde de carbone et libèrent de l'oxygène au cours de la photosynthèse. L'équation chimique de la photosynthèse est la suivante : 6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂. Par exemple, dans un étang eutrophique, les algues se reproduisent en grand nombre. Sous un ensoleillement suffisant pendant la journée, l’oxygène produit par la photosynthèse des algues augmente considérablement la teneur en oxygène dissous dans l’eau, pouvant parfois même atteindre un état de sursaturation.
2.2 Facteurs déterminants de la teneur en oxygène dissous
| Facteurs déterminants | Impact sur l'oxygène dissous | Description détaillée |
| Température | Une hausse de la température entraîne une diminution de la teneur en oxygène dissous | À mesure que la température augmente, le mouvement thermique des molécules d'eau s'intensifie, et la tendance des molécules de gaz à s'échapper de l'eau s'accroît. Par exemple, à 0 °C, la saturation en oxygène dissous dans l'eau est d'environ 14,6 mg/L, et à 30 °C, elle est d'environ 7,6 mg/L. |
| Pression atmosphérique | Une augmentation de la pression atmosphérique entraîne une augmentation de la teneur en oxygène dissous | Selon la loi d'Henry, toutes autres conditions étant égales par ailleurs, les variations de la pression atmosphérique ont une incidence sur la quantité d'oxygène dissous. Les zones de haute altitude présentent une faible pression atmosphérique et une teneur en oxygène dissous relativement faible dans les plans d'eau ; les zones de basse altitude présentent une pression atmosphérique élevée et une teneur en oxygène dissous relativement élevée. |
| Salinité | L'augmentation de la salinité réduit la solubilité de l'oxygène dissous | Les ions de sel présents dans l'eau interagissent avec les molécules d'eau, ce qui réduit les chances que les molécules d'oxygène se lient aux molécules d'eau. La salinité de l'eau de mer se situe généralement entre 32 ‰ et 37 ‰, et sa saturation en oxygène dissous est bien inférieure à celle de l'eau douce. |
| Fluidité de l'eau | L'eau en mouvement peut augmenter la teneur en oxygène dissous ; l'eau stagnante est sujette à la stratification de l'oxygène dissous. | Les cours d'eau renouvellent en permanence la surface de l'eau en contact avec l'atmosphère, favorisent la dissolution de l'oxygène et uniformisent la répartition de l'oxygène dissous. Les eaux stagnantes sont principalement alimentées par diffusion et par photosynthèse ; il peut donc facilement y avoir un écart important entre la teneur en oxygène dissous de la surface et celle de la couche de fond, cette dernière pouvant présenter un état hypoxique. |
| Respiration des organismes aquatiques et décomposition de la matière organique | Consommation d'oxygène dissous | La respiration biologique (par exemple : C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + énergie) et la décomposition de la matière organique sont des processus qui consomment de l'oxygène. Une quantité excessive de matière organique dans l'eau et un réapprovisionnement insuffisant en oxygène entraîneront une chute brutale du taux d'oxygène dissous. |
2.3 Quels sont les facteurs qui influencent le taux de saturation en oxygène dissous ?
En règle générale, la saturation en oxygène dissous dans l'eau est fortement influencée par la température de l'eau, la profondeur et la salinité : plus la température de l'eau est élevée, plus la valeur de saturation en oxygène dissous est faible.
Plus la pression est élevée, plus la valeur de saturation en oxygène dissous dans l'eau est faible. Plus le taux de salinité est élevé, plus la valeur de saturation en oxygène dissous dans l'eau est faible.
Le tableau ci-dessous est donné à titre indicatif. Veuillez nous contacter pour obtenir les données du tableau de saturation en oxygène dissous.
3. Mesure de l'oxygène dissous
Il existe plusieurs méthodes pour mesurer l'oxygène dissous. L'une des méthodes les plus courantes consiste à utiliser un oxymètre. Celui-ci permet d'obtenir une mesure rapide et précise de la concentration en oxygène dissous dans l'échantillon d'eau. Une autre approche traditionnelle est la méthode de titrage de Winkler, qui prend plus de temps mais offre une grande précision.
