Aquariophilie

Introduction

Unités de mesure

De nombreuses unités de mesure usitées en France figurent dans cet ouvrage, cependant nous avons admis une exception concernant les unités de mesures de la dureté et de l'alcalinité de l'eau, lesquelles sont exprimées en unités allemandes, car en France tous les matériels de mesure en aquariophilie de ces deux paramètres, sont étalonnés en unités allemandes et non françaises. D'autre part la littérature aquariophile, abondante en langue anglaise, emploie quelques unités différentes des nôtres qu'il est donc indispensable de connaitre et d'être en mesure de les convertir dans nos propres unités.

■ Longueur

L'unité internationale de mesure de longueur est le mètre de symbole m.

Un mètre = 1 m = 10 dm = 100 cm
Un nanomètre = 10-9 m

Dans le monde anglo-saxon les unités encore couramment usitées sont : Le pouce, en anglais inch et inches au pluriel, dont le symbole est in
1 in = 2,54 cm

Le pied, en anglais foot ou feet au pluriel dont le symbole est ft
1 ft = 12 in = 30,48 cm.

■ Conversion des unités de longueur

► Choisir l'unité à convertir :   ► Indiquez sa valeur dans sa case et remplacez les virgules par des points.

     cm :     inch (in) :     foot (ft) :     ☛ Cliquez  

■ Volume

L'unité internationale de mesure de volume est le mètre cube de symbole m3.

Pour les liquides, le litre (L) est l'unité de mesure la plus utilisée : 1 L = 1m3/1000 = 10-3 m3 = 1 dm3 = un litre.

Le symbole du litre est L ou l, mais le symbole L est préféré pour ne pas confondre avec 1 ou I (i majuscule).

Aux Etats-Unis est usité le gallon US (gal) :
1 US gallon = 3,78541 litres (1gal = 3,78541 L)

En Grande Bretagne est usité le gallon UK (gal) :
1 UK gallon = 4,546 litres (1 gal = 4,546 L)

■ Conversion des unités de volume

► Choisir l'unité à convertir :   ► Indiquez sa valeur dans sa case et remplacez les virgules par des points.

     Litre (L) :     US galon (gal) :     UK galon (gal) :     ☛ Cliquez  

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■ Masse volumique

L'unité internationale de mesure de la masse volumique est ρ (rho), c'est le kilogramme par mètre cube : kg/m3 ou kg.m-3

On utilise couramment les unités suivantes qui sont numériquement équivalentes : g·cm-3, kg·L-1 ou t·m-3

Dans le cadre de l'aquariophilie nous retiendrons que la masse volumique de l'eau pure est de 1 000 kg/m3 (t·m-3) ou 1 kg/L (kg·L-1)

Dans les pays anglo-saxons, l'unité ppm (part par million) est parfois utilisée : 1 ppm = 1 mg·L-1

■ Densité

La densité d'un solide ou d'un liquide est le rapport entre sa masse volumique et la masse volumique de l'eau pure, c'est une valeur sans dimension. La densité de l'eau pure par définition est de 1, celle de l'eau de mer est de 1,025 en moyenne.

■ Température

Le kelvin de symbole K est l'unité internationale de mesure de la température.

♦ L'expression degré kelvin ou °K a été remplacée en 1967 par kelvin ou K

Le degré Celsius de symbole °C est notre unité de mesure en France.

La correspondance avec le degré kelvin est la suivante :

TC = TK - 273,15 (TC est la température en degré Celsius et TK est la température en kelvin)

Le degré Fahrenheit de symbole °F est encore utilisé dans le monde anglo-saxon, Grande-Bretagne et Etats-Unis.

La correspondance avec le degré Celsius est la suivante :

TC = (TF - 32) x 5/9 ou (TF - 32) /1,8 (TF est la température en degré Fahrenheit)

TF = (TC x 9/5) + 32 ou (TC x 1,8) + 32

■ Conversion des unités de température

► Choisir l'unité à convertir :   ► Indiquez sa valeur dans sa case .

     °C :     ° F :     K :     ☛ Cliquez  

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■ Quantité de matière

L'unité internationale de mesure de la quantité de matière est la mole de symbole mol.

Cette unité est utilisée en chimie et en physique depuis 1972, elle est égale à 6.1023 particules de la matière mesurée.

1mmol est le millième de l'unité de quantité de matière la mole.

Une mole d'eau contient 6·1023 molécules d'eau H2O.
Une mole d'atome contient 6·1023 atomes.
Une mole de calcium contient 6·1023 atomes de calcium.

■ Masse molaire

L'unité internationale de mesure de la masse molaire est la masse d'une mole exprimée en gramme par mole : g/mol ou g.mol-1.

Masses molaires des principaux éléments simples utiles en aquariophilie :

- azote N : 14 g/mol - calcium Ca : 40,1 g/mol - carbone : 12 g/mol - chlore : 52 g/mol - fer Fe : 55,8 g/mol
- hydrogène H : 1,0 g/mol - magnésium Mg : 24,3 g/mol - oxygène O : 16 g/mol - phosphore P : 31 g/mol
- potassium K : 39,1 g/mol - sodium Na : 23 g/mol - soufre S : 32,1 g/mol

La relation entre la masse molaire M d'un composé en g/mol, la masse m du composé en g et la quantité de matière n d'un composé en mol est : n = m/M

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■ Dureté de l'eau

Dans le monde scientifique :

- La dureté totale d'une eau est définie comme la quantité d'ions Ca2+ et Mg2+ présents dans un litre d'eau, elle est donc égale à la concentration en ions calcium et magnésium exprimée en mol/L : [Ca2+] + [Mg2+]

- La dureté carbonatée ou alcalinité d'une eau mesure la concentration en mol/L des charges électriques élémentaires dues aux ions hydroxydes OH-, carbonates CO32- et hydrogénocarbonates HCO3-, c'est en mol/L de charges électriques : [HO-] + 2[CO32-] + [HCO3-]

Cependant les résultats de mesure de dureté de l'eau sont généralement exprimés par litre d'eau en équivalents soit d'oxyde de calcium CaO, pour l'unité de mesure allemande le degré KH, soit de carbonates de calcium CaCO3 pour les autres unités dont le degré français °f.

Dans cet ouvrage les unités de mesures de la dureté totale et de la dureté carbonatée ou alcalinité de l'eau sont exprimées en unités allemandes, car en France tous les matériels de mesure en aquariophilie de ces deux paramètres, sont étalonnés en unités allemandes et non françaises.

Les symboles allemands sont :

- NKH « Nichtcarbonathärte » pour la dureté permanente.
- GH « Gesamhärte » pour la dureté totale.
- KH « Karbonathärte » pour la dureté carbonatée.

Les correspondances entre ces unités sont les suivantes :

1 °GH/KH = 1,780 °f (°GH et °KH sont les unités allemandes de dureté totale et carbonatée )
1 °f = 0,56 °GH (°f est l'unité de dureté française)
1 °e = 1,43 °f (°e est l'unité de dureté en Grande Bretagne)
1 ppm = 0,056 °GH (1 ppm est l'unité de dureté des USA)
10 mg de CaCO3 = 1 °f

Les unités de base des chimistes sont :

- Pour la dureté totale la mmol/L d'ions alcalinoterreux, essentiellement de calcium Ca2+ et de magnésium Mg2+.

Les correspondances sont : 1 mmol/L = 5,6 °GH = 10 °f

- Pour la dureté carbonatée la mmol/L d'ions hydrogénocarbonates HCO3- essentiellement.

Les correspondances sont : 1 mmol/L = 2,8 °KH = 5 °f

■ Conversion d'unités de dureté totale
Equivalence en concentration de calcium Ca ou de magnésium Mg dans l'eau

► Choisir l'unité à convertir : ► Indiquez sa valeur dans sa case ☛ cliquez sur calculez.

 °GH :    TH °f :    ppm :    Ca mg/L :    Mg mg/L :    

■ Conversion d'unités de dureté carbonatée
Equivalence en hydrogénocarbonate HCO3

► Choisir l'unité à convertir : ► indiquez sa valeur dans sa case ☛ cliquez sur calculez.

   °KH :     TAC °f :     ppm :     HCO3 mg/L :    

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■ Potentiel hydrogène pH

• Le pH ou potentiel Hydrogène est défini comme la mesure de la concentration d'un milieu en moles d'ions oxonium, chimiquement acides, H3O+, exprimé par le cologarithme de la concentration en ions H3O+
Soit : pH = −log [H3O+]

Le pH n'a pas d'unité.

Dans un milieu quelconque soit-il, il est toujours compris entre 0 et 14. Dans un milieu très acide le pH tend vers 0, dans un milieu fort alcalin il tend vers 14, sa neutralité est de 7.

■ Pression

L'unité internationale de mesure de la pression est le pascal de symbole Pa.

Un hectopascal : hPa = 100 Pa

Quelques anciennes unités que l'on rencontre et leurs correspondances :

1 bar = 105 Pa
1 mmHg = 1 torr = 133,3 Pa

La pression atmosphérique de référence d'une atmosphère est égale à 101 325 Pa ou 1 013 hPa ou 760 mm de mercure et usuellement, mais approximativement considérée comme 1 bar.

■ Conductivité

L'unité internationale de mesure de la conductivité est le siemens par mètre de symbole S·m-1

Le microsiemens par centimètre µS/cm est l'unité généralement utilisée en aquariophilie.

1 µs/cm = 100 µS/m = 10-4 S/m

La conductivité est l'inverse de la résistivité exprimée en ohm (Ω·m).

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■ Eclairage

Le flux lumineux mesure l'intensité lumineuse visible par l'œil humain, il est exprimé en lumen (lm). Le lumen est l'unité de flux lumineux, indiquant la quantité de lumière émise en une seconde par une source lumineuse.

Le rendement lumineux d'une source s'exprime en lumens par watt (lm/W), il permet de comparer les performances de différentes sources d'éclairage.

Le spectre lumineux d'une source d'éclairage est l'ensemble des rayonnements de couleurs émis par la source de lumière. Chaque rayonnement lumineux du spectre est caractérisé par sa propre longueur d'onde.

L'unité internationale de mesure de la longueur d’onde s'exprime en nanomètre (nm). Un nanomètre (nm) est égal à un millionième de millimètre (10-9m).

La température de couleur Tc ou température de la source lumineuse s'exprime en kelvin (K). Une température inférieure à 5 000 K émet une lumière chaude, une température supérieure à 9 000 K produit une lumière froide bleue et une température de couleur de 6 500 K à 10 000 K reproduit le spectre solaire des tropiques.

L'indice de rendu des couleurs (IRC) ou Color rendering index (CRI) est la capacité d'une source de lumière à restituer pour l'œil humain les différentes couleurs du spectre visible sans en modifier les teintes. L'expression la plus courante est un IRC d'une valeur variant de 1 à 100.

■ Les unités électriques

Les différentes unités internationales de mesure électrique :

L'intensité électrique, l'ampère de symbole A

La tension électrique ou différence de potentielle, le volt de symbole V.

La puissance électrique, le watt de symbole W.

L'énergie électrique, le kilowatt par heure de symbole kW-h ou kWh.
1 kWh = 1000 Wh.

Le courant alternatif est désigné en abrégé par CA ou AC en anglais.

Le courant continu est désigné en abrégé par CC ou DC en anglais.

■ Codes des noms de pays

Les règles internationales concernant l'abréviation désignant les pays sont les suivantes :

DE ou DEU : Allemagne
GB ou GBR : Grande-Bretagne
US ou USA : Etats-Unis
FR ou FRA : France

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