pH et redox : deux grandeurs, un malentendu
Sur les doseurs, les deux valeurs s'affichent côte à côte et sont sans cesse confondues. Elles répondent pourtant à des questions fondamentalement différentes.
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Qui exploite un doseur de piscine ou un traitement d'eau rencontre deux sondes qui se ressemblent à s'y méprendre - et deux affichages, l'un en pH, l'autre en millivolts. En bref : le pH dit à quel point l'eau est acide. Le potentiel redox dit à quel point elle oxyde - donc, en piscine : avec quelle efficacité la désinfection agit en ce moment.
Ce que mesure le pH
Le pH décrit l'activité des ions hydrogène sur l'échelle bien connue de 0 à 14. On le mesure avec une électrode de verre dont la membrane réagit aux ions H⁺ - son fonctionnement est expliqué dans les principes, et l'échelle de pH interactive donne le sens des ordres de grandeur.
Ce que mesure le potentiel redox
Le potentiel redox (ORP, oxidation reduction potential) décrit le rapport entre substances oxydantes et réductrices dans la solution. Au lieu d'une membrane de verre, l'électrode redox porte une pointe nue de platine ou d'or sur laquelle s'établit un équilibre électronique. L'affichage se fait directement en millivolts - dans l'eau de piscine, typiquement entre 500 et 850 mV. Plus les oxydants comme le chlore libre agissent, plus la valeur monte.
L'interaction en piscine
Ce n'est qu'ensemble que les deux valeurs forment une régulation de désinfection. Le chlore agit surtout sous forme d'acide hypochloreux - et sa part dépend directement du pH : à pH 7,0, il y en a nettement plus qu'à pH 7,8, à quantité de chlore égale. Le doseur amène donc d'abord le pH dans la plage cible de 7,0 à 7,4, puis maintient l'efficacité de désinfection via la mesure redox. Dans les bains publics, la norme allemande DIN 19643 retient au moins 750 mV, mesurés contre Ag/AgCl, comme repère d'efficacité suffisante.
Pourquoi le redox n'est pas un chloromètre
Une valeur redox élevée ne signifie pas automatiquement beaucoup de chlore - elle signifie beaucoup d'effet. Si le pH baisse, le potentiel redox monte à quantité de chlore égale ; l'acide cyanurique, en tant que stabilisant, le fait au contraire nettement baisser. Pour connaître la concentration de chlore en mg/l, impossible d'échapper au test photométrique. La mesure redox le complète, elle ne le remplace pas.
Les électrodes comparées
| Critère | Électrode de pH | Électrode redox |
|---|---|---|
| Grandeur mesurée | Acidité (activité H⁺) | Pouvoir oxydant |
| Capteur | Membrane de verre | Pointe de platine ou d'or |
| Unité | pH 0-14 | Millivolts (mV) |
| Système de référence | Ag/AgCl dans KCl | Ag/AgCl dans KCl |
| Étalonnage | Deux points avec tampons | Simple contrôle avec solution de test |
| Valeurs de contrôle typiques | pH 7 et pH 4/10 | p. ex. 220 ou 468 mV |
Contrôler plutôt qu'étalonner
Une électrode redox n'a pas de pente à ajuster - le potentiel s'établit de lui-même sur la pointe métallique. À la place d'un étalonnage, il n'y a donc qu'un contrôle de fonctionnement : si l'électrode affiche en quelques minutes la valeur d'une solution de test à environ ±20 mV près, elle est en bon état. Si elle réagit lentement ou très à côté, la pointe métallique est généralement encrassée - le nettoyage adapté aide alors, le polissage mécanique ne se faisant qu'avec des moyens prévus à cet effet.
Le piège du système de référence
Qui compare des valeurs redox issues de tableaux ou de la littérature finit par buter sur deux mondes : les valeurs de terrain se mesurent contre Ag/AgCl, les chiffres scientifiques souvent contre l'électrode standard à hydrogène (ESH). Environ 200 mV séparent les deux - le même état de piscine s'appelle une fois 750 mV, une fois environ 950 mV. Avant de comparer, toujours clarifier contre quel système de référence un chiffre s'entend.