La Salinité, c'est à dire la teneur en sels d'un kg d'eau de mer est un paramètre important de nos aquariums.
Il n'est pratiquement pas possible de mesurer directement la salinité; pour la connaître, il faut mesurer une autre grandeur, par exemple :
le taux de réfraction (réfractomètre);
la densité = le poids par litre (densimètre);
la conductivité (conductivimètre)
et en déduire la salinité.
La Salinité de l'eau de mer standard est de 35 g de sels par kg; elle est indépendante de la température (même si on chauffe ou refroidit l'eau, 35 g par kg feront toujours 35g par kg).
Par contre, la réfraction, la densité et la conductivité dépendent de la pression et de la température dont il faut tenir compte pour calculer la Salinité.
Par exemple, un litre d'eau pure pèse exactement un kg à 4°C; mais si on la chauffe à 25°C, un litre ne pèse plus que 997 g; c'est ainsi que la densité de l'eau de mer standard (35 g/kg) est de 1026.0 à 15°C et 1023.3 à 25°C.
Puisque nous n'allons pas effectuer nos mesures à 1.000 m de profondeur, la pression n'a par contre pas d'importance pour nous !
Voici une méthode pour calculer la salinité et la densité de l'eau connaissant sa conductivité et sa température.
Il n'existe pas de démonstration mathématique de la relation entre la conductivité ou la densité et la salinité mais bien des formules empiriques (càd qui s'appuient sur l'expérience) comme les formules de Landolt-Bornstein. Pour les matheux, voici ces formules simplifiées valables uniquement à pression atmosphérique.
S = 0,008 - 0,1692 RT0,5 + 25,3851 RT + 14,0941 RT1,5 - 7,0261 RT2 + 2,7081 RT2,5
+ (t-15) (5 10-4 - 5,6 10-3 RT0,5 - 6,6 10-3 RT - 3,75 10-2 RT1,5 + 6,36 10-2 RT2 - 1,44 10-2 RT2,5) / (1+0,0162 (t-15))
avec RT = C / 42,914 (0,6766097 + 2,00564 10-2 t + 1,104259 10-4 t² - 6,9698 10-7 t3 + 1,0031 10-9 t4)
r = 999,842594 + 0,06793952 t - 9,09529 10-3 t² + 1,001685 10-4 t3 - 1,120083 10-6 t4 + 6,536332 10-9 t5
+ S (0,824493 - 4,0899 10-3 t + 7,6438 10-5 t² - 8,2467 10-7 t3 + 5,3875 10-9 t4)
- (5,72466 10-3 - 1,0227 10-4 t + 1,6546 10-6 t²) S1,5 + 4,8314 10-4 S²
où
r densité en g/l
C Conductivité en mS/cm
t température en °C
S salinité en g/kg
Si vous disposez d'un conductivimètre adapté à l'eau de mer, c'est à dire permettant de mesurer des conductivités de l'ordre de 50 mS/cm, rassurez-vous, pour vous simplifier la vie, voici un tableau qui donne Salinité et Densité en fonction de la conductivité à 25°C
|
Cs,t,0 |
S |
Densité |
|
46,25 |
30,0 |
1019,6 |
|
47,62 |
31,0 |
1020,3 |
|
48,99 |
32,0 |
1021,1 |
|
50,36 |
33,0 |
1021,8 |
|
51,71 |
34,0 |
1022,6 |
|
53,07 |
35,0 |
1023,3 |
|
54,41 |
36,0 |
1024,1 |
|
55,75 |
37,0 |
1024,9 |
|
57,08 |
38,0 |
1025,6 |
|
58,41 |
39,0 |
1026,4 |
|
59,73 |
40,0 |
1027,1 |
Pour une température différente de 25°C, voici un fichier Excel qui permet de faire les calculs aisément (cliquez sur l'image pour acrtiver le fichier. Il est également disponible dans la rubrique "téléchargements".
Il suffit de saisir la conductivité et la température mesurées sur la ligne "eau de mer" (ne vous inquiétez pas du volume dans ce cas); par exemple
Vous trouvez directement la salinité 35 dans la colonne "S" et la densité 1023,3 dans la colonne "Densité".
L'avantage d'un conductivimètre spécialisé est la facilité de la méthode; l'inconvénient est qu'il ne peut être utilisé que pour l'eau de mer; il est inadapté pour mesurer la conductivité d'un aquarium d'eau douce, de l'eau d'arrosage d'orchidées ou de l'eau sortant de votre osmoseur, qui doit être inférieure à 30 µS/cm (= 0,030 mS/cm).
Pour cela, vous avez besoin d'un conductivimètre plus sensible mais qui ne peut en général pas effectuer de mesure au-delà de 4.000 µS.
Qu'à cela ne tienne : nous allons diluer l'eau de mer avec de l'eau osmosée, mesurer la conductivité de ce mélange et en déduire Conductivité, Salinité et Densité de l'eau de mer.
L'eau osmosée contient un peu de sel qu'il faudra déduire du total.
Pour un conductivimètre limité à 4.000 µS, il faut diluer l'eau de mer d'un facteur 16 environ (1 part d'eau de mer pour 15 parts d'eau osmosée) en mesurant ces volumes de la manière la plus précise possible (seringue ou, mieux, burette de chimie).
Prenez par exemple 60 ml d'eau osmosée; mesurez sa conductivité et sa température et saisissez ces valeurs dans la ligne "eau osmosée" du tableau; par exemple
Vous trouvez directement la salinité 0,021 de l'eau osmosée dans la colonne "S" et sa densité 998,2 dans la colonne "Densité".
Prenez maintenant 4 ml d'eau de mer, ajoutez les aux 60 ml d'eau osmosée, agitez et mesurez la conductivité et la température du mélange; saisissez ces valeurs dans la ligne "mélange" du tableau; par exemple
Vous trouvez directement la salinité 2,21 du mélange dans la colonne "S" et sa densité 999,8 dans la colonne "Densité".
Saisissez encore le volume d'eau de mer et sa température dans la ligne "eau de mer"; dans notre exemple
Enfin, poussez sur le bouton "Solve" ce qui vous donne la salinité et la densité de l'eau de l'aquarium dans la ligne "eau de mer" : 35,0 et 1023,3 respectivement dans notre exemple.
Rudy Vanclaire
Article soumis par Herve
Communauté
·
·
