1. Le peroxyde d’hydrogène H₂O₂

1.1. Composant chimique oxydant

Le peroxyde d’hydrogène, ou eau oxygénée, en contact avec de la matière organique, se décompose en eau H₂O et en dioxygène O₂. Ce dernier oxyde les composés organiques (tissus, algues, bactéries…). C’est à dire qu’il les dépossède d’électrons entraînant des changements chimiques dans leur structure. Ces réactions varient en fonction de la nature de la matière organique (protéines, lipides, glucides etc.) et des conditions de réaction (concentration d’eau oxygénée, température, pH, etc.). Par exemple, les membranes cellulaires des algues étant principalement composées de lipides, l’eau oxygénée réagit avec eux pour former des peroxydes lipidiques, créant des dommages oxydatifs aux membranes cellulaires. Ces dernières deviennent plus perméables, leur structure se désintègre, conduisant à la mort cellulaire.

1.2. Utilisations du peroxyde d’hydrogène

En général, l’eau oxygénée est utilisée comme agent oxydant pour la désinfection, le blanchiment, ou dans certaines réactions chimiques. Cependant son utilisation doit être contrôlée et surveillée car elle peut être corrosive et causer des dommages pour les organismes, comme pour l’homme.

Le peroxyde d’hydrogène doit être manipulé avec précaution selon les préconisations techniques. Il est d’autant plus corrosif qu’il est concentré. Il faut donc se protéger des projections (lunettes, gants…), se nettoyer à l’eau douce en cas de contact.

Le peroxyde d’hydrogène H₂O₂ est instable. Il est dit qu’il se désactive rapidement, dans les premières heures après dilution. Plus exactement, la rapidité avec laquelle il se désactive dépend de plusieurs facteurs : un taux important de matières organiques accélère sa décomposition ; il est plus stable quand sa concentration est plus forte ; quand à température est plus faible ou dans un environnement légèrement acide ; il est sensible à la lumière, notamment aux UV, et à certains matériaux (métaux lourds Fe, Cu…) ou à des enzymes agissant comme des catalyseurs ; un brassage dynamique favorise sa décomposition. Ainsi il est recommandé de le stocker dans un contenant opaque, étanche à l’air, à température peu élevée.

A l’achat, prendre soin de vérifier que la composition ne comporte que du peroxyde d’hydrogène et de l’eau. En effet de nombreux produits ainsi nommés contiennent des additifs destinés à des usages particuliers (anti algues pour piscine, cosmétiques), certes en faibles quantité mais aux effets inconnus sur les invertébrés.
La concentration des solutions de peroxyde d’hydrogène du commerce est habituellement indiquée en pourcentage ou en « volumes ». 1 litre d’eau oxygénée à x volumes est susceptible de dégager x litres de gaz dioxygène O₂. Ainsi le peroxyde d’hydrogène à 30 volumes est 3 fois plus concentré que celui à 10 volume et il faudra en utiliser 3 fois moins pour le même effet. Le tableau 1 permet de convertir des concentrations différentes, pour obtenir le même pouvoir oxydant. Par exemple 10 ml H₂O₂ 10V (3 %) a le même pouvoir oxydant que 0,9 ml H₂O₂ 130V (35 %). La désinfection des organismes vivants utilise des produits aux plus faibles concentrations, les plus fortes étant destinés aux matériels (tableau 1).

2. Le peroxyde d’hydrogène avec les coraux et autres organismes

2.1. Les coraux réduisent ou produisent du peroxyde d’hydrogène

Les coraux réagissent aux stress environnants. Selon la situation, ce sont des puits et des sources d’oxygène, parfois simultanées. Ils peuvent :

• Déclencher une activité antioxydante en présence de stress oxydatifs comme par exemple l’augmentation de H₂O₂ par réactions photochimiques sous l’effet de la lumière dans une lagune à marée basse, la pluie, le ruissellement ou des réactions d’oxydoréduction avec les métaux constituants de l’eau etc. Ces effets sont même mesurables dans le voisinage des massifs coralliens.
• Au contraire ils peuvent produire H₂O₂ en réaction à des agressions diverse (parasites, algues…). La production de H₂O₂ par le corail est toutefois limitée quotidiennement : elle augmente les premières heures, se stabilise, et puis s’arrête après environ 5 à 7 heures. Les fluctuations dans un lagon sont environ 50 fois supérieure à celles en dehors du récif et ce, essentiellement du fait des coraux.

Les cellules sont donc continuellement sollicitées dans des échanges oxydants. Cependant elles peuvent se dégrader au-delà d’un certain stress oxydatif lié à la concentration et à la durée d’exposition. Le corail peut alors subir à son tour des effets néfastes irréversibles pouvant conduire à sa mort. Le stress se traduit sous plusieurs formes :

1. Blanchissement des coraux : La mort des zooxanthelles oxydées entraine la décoloration.
2. Affaiblissement des coraux : l’efficacité de la photosynthèse des zooxanthelles endommagées diminue et avec elle, la source d’énergie des coraux. Ils sont alors plus vulnérables aux stress environnementaux.
3. Déséquilibre microbiologique : le microbiome du corail aux rôles multiples (santé, protection, digestion…) est essentiel à sa santé. L’eau oxygénée peut tuer des micro-organismes bénéfiques ou favoriser la croissance d’autres, pathogènes. Le déséquilibre de la communauté microbienne est source de stress, d’infections et de maladies.
4. Dommages aux tissus : L’eau oxygénée déstructure les tissus et leur fonctionnement entraînant des lésions tissulaires, des nécroses et même la mort cellulaire.

2.2. Résistance des organismes

L’eau oxygénée oxyde les matières organiques plus ou moins résistantes. Il s’avère que les algues sont plus sensibles que les tissus des coraux. Ainsi, à dosage ciblé et contrôlé elle permet de désintégrer des algues envahissant un corail sans lui nuire.

Les organismes meurent au-delà d’un seuil létal en dessous duquel il ne se passe rien (une concentration létale C_L95 exprime la concentration de produit causant la mort de 95 % de la population). Des tests sous microscope et en aquarium, corrélés avec quelques données scientifiques, permettent d’établir un niveau de résistance des organismes marins. La concentration d’H₂O₂ n’étant pas maintenue constante, l’effet du peroxyde d’hydrogène s’amenuise au fil des heures. Les observations après 48 h ne sont pas significatives. Il en serait autrement lors d’une exposition prolongée, maintenue sur plusieurs jours.

Le tableau 2 synthétise la résistance approximative des organismes (*) selon la concentration. Pour faciliter la compréhension par les aquariophiles, la concentration de H₂O₂ est toujours exprimée avec la solution à 10 volumes (10 Vol H₂O₂ = 3 % H₂O₂).

3. Désinfection des coraux et leurs supports

3.1. Désinfection des coraux et supports en bains

Il s’agit de traitements en bains annexes ou en dehors du bain (à l’air). Le protocole a plusieurs buts :

• Traiter des maladies : contribuer au traitement d’infections bactériennes (STN), gelée brune, voire parasitaires (RTN), algues envahissantes.
• Désinfecter à faible dosage : oxyder les matières organiques mortes et les résidus du corail.
• Déparasiter selon le dosage : vers, plathelminthes, nudibranches, copépodes (black bug, red bug) etc.
• Eliminer ou réduire certaines algues présentes sur les supports des coraux sans (trop) les affecter.
  

La marge est d’autant plus réduite que la concentration est forte. Le mode opératoire qui suit propose de diluer le produit pour pouvoir réaliser un bain suffisamment prolongé de 5 à 10 mn. Ce faisant, on a le temps de visualiser l’effet sur le corail afin d’arrêter le trempage si besoin. De plus une légère erreur a moins d’incidence négative sur le résultat.

Mode opératoire :

1. Dosage : Mélanger le volume de peroxyde hydrogène 10V (3 %), selon le tableau 3, dans un récipient propre. En l’absence d’information ou d’expérience il convient de réaliser des tests préalables en augmentant progressivement la dose et la durée.
   Etant donnée l’agressivité du peroxyde d’hydrogène sur les tissus et son action rapide, il est dangereux de s’approcher de la limite de tolérance. Privilégier des bains plus dilués et de plus longue durée.
2. Homogénéiser la solution en remuant.
3. Traiter le corail et son support  :
• En bain, par immersion :
  • Immerger le corail à traiter selon sa tolérance (tableau 3).
  • Observer attentivement le dégagement des bulles d’oxygène. En cas de très forte production de bulles stopper immédiatement le traitement.
  • Dégager les matières dégradées et les parasites (plathelminthes, copépodes…) par jet, avec une pipette, seringue…
• A l’air :
  • Opérer en l’absence de courant d’air ou de chaleur.
  • Appliquer localement sur le support avec une pipette, un pinceau, une mini brosse.
  • Nettoyer autour du corail sans jamais toucher les tissus.
4. Poursuivre jusqu’à la fin de la durée du traitement (tableau 3), voire quelques minutes si besoin après observation.
5. Rincer le corail dans de l’eau issue du bac.
6. Ne pas réutiliser l’eau de trempage après utilisation. En effet l’oxygène ayant réagi, sa concentration est plus faible et inconnue. De plus, inutile de risquer le transfert de parasites qui auraient survécu, d’un corail à un autre.

Le tableau 3 définit les dosages destinés à la désinfection des coraux et de leurs supports. Il est établi d’après des sources Internet et quelques expérimentations personnelles. La liste de Justin Credabel lors de sa conférence Coral Grafting and Fusion – Macna 2016 s’avère globalement sévère dans la pratique. Les retours expérimentaux étant encore peu fréquents, un test préalable sur l’espèce à traiter s’imposent..

3.2. Désinfection par vaporisation hors aquarium

Certaines vidéos présentent un traitement avec peroxyde d’hydrogène H₂O₂ à 3% vaporisé hors eau sur les coraux, laissés en l’état 2 minutes avant réimmersion dans le bac à bouture. Cette méthode n’étant pas suffisamment déployée et maitrisée, elle n’est pas développée ici.

4. Désinfection des substrats (roche, sable)

4.1 Désinfection locale des substrats (algues) dans l’aquarium

L’objectif est d’éradiquer en général des nids d’algues, de cyanobactéries, éloignés des coraux et des autres invertébrés à épargner.

1. Éteindre les pompes (brassage, remontée) pour éviter tout mouvement d’eau dans l’aquarium
2. Dosage : injecter doucement à la seringue 1 à 2 ml d’H₂O₂ 10V (3%) dans chaque touffe d’algue ou au-dessus des zones à traiter sans dépasser 25 ml / 100 l par jour.
3. Le peroxyde agit en une à deux minutes en dégageant des bulles d’oxygène.
4. Le nid d’algues (si elle est intolérante) ou de cyanobactéries, se dissout et se désagrège dans les jours qui suivent.
5. Répéter le traitement plusieurs jours et régulièrement pour conntenir l’invasion.

4.2 Désinfection hors aquarium du sable et de l’eau siphonnés

Après avoir siphoné une partie du sable avec de l’eau, on peut souhaiter réintroduire le sable et parfois l’eau siphonée, débarassés des organismes vivants. Deux cas se présentent éradiquer tous les organismes vivants ou préserver l’essentiel la microfaune et de la méiofaune :

4.2.1. Éradiquer quasiment tous les organismes vivants du sable

1. Brasser plusieurs fois le sable à l’eau douce du réseau. L’essentiel des microorganismes superficiels sont anéantis en quelques secondes.
2. Rincer puis éliminer l’eau douce.
3. Réintroduire doucement le sable dans l’aquarium, brassage éteint.
4. Réensemencer l’aquarium avec des bactéries selon le volume nettoyé.

4.2.2. Éradiquer seulement les microorganismes vivants les plus sensibles

Un tel traitement oxydant ne doit en aucun cas se réaliser dans l’aquarium, il stresserait sérieusement les coraux et pourrait provoquer des lésions tissulaires. À la concentration indiquée, hors aquarium, l’eau oxygénée affecte les microrganismes les plus sensibles : bactéries, cyanobactéries, dinoflagellés…, sans nuire au reste de la microfaune à plus forte biomasse : nématodes, ostracodes, larves de crustacés et gastéropodes… et la méiofaune : copépodes, amphipodes, vers.

1. Siphoner : introduire dans un seau l’eau et le sable siphonnés
2. Désinfecter : introduire H₂O₂ 10V (3%) au dosage : 2 ml/l d’eau de mer (0,20 %).
3. Brasser : l’eau et surtout le sable de manière à atteindre la surface de tous les grains de sable.
4. Décanter : laisser reposer 15 minutes.
5. Filtrer l’eau décantée et désinfectée sur micron filtre (200 µm).
6. Vider éventuellement l’eau filtrée et désinfectée dans l’aquarium.
7. Rincer le sable restant à l’eau de mer, éliminer l’eau de rinçage.
8. Réintroduire sans tarder et doucement le sable dans l’aquarium, brassage éteint.
9. Réensemencer l’aquarium avec des bactéries selon le volume traité.

5. Désinfections de l’aquarium en eau

5.1 Élimination de dinoflagellés avec H₂O₂

Il s’agit d’éliminer une grande partie des dinoflagellés (Prorocentrum, Ostreopsis…) par l’administration de peroxyde d’hydrogène dans l’aquarium récifal. Ce traitement ne suffit pas à éradiquer les envahisseurs à lui seul. Il ne devrait être envisagé qu’en dernier recours, quand l’invasion de dinoflagellés atteint un stade ingérable. Il permet toutefois de retrouver une situation permettant d’envisager des actions plus classiques sans lesquelles les dinoflagellés poseront les mêmes problèmes.

L’utilisation de l’eau oxygénée directement dans l’aquarium n’est pas une pratique courante. Elle n’est pas documentée. Je témoigne d’une expérience personnelle détaillée dans l’article Dinoflagellés, traitement à l’eau oxygénée.

La concentration utilisée 0,10 % H₂O₂ 10V, soit 100 ml H₂O₂ 10V pour 100 litres d’eau du bac, est à la limite du tolérable pour certains coraux. Il est donc conseillé de les isoler durant les premières heures d’action du peroxyde d’hydrogène. La méiofaune (copépodes, amphipodes, micro ophiures…) n’est pas atteinte. Une grande partie des algues meurent, certaines réapparaissent quelques semaines plus tard. On ne constate pas de dérive du redox ni du pH, l’oxygène produit s’étant lié et rapidement devenu inactif. Il est probable que la faune bactérienne soit réduite et partiellement déséquilibrée bien que je n’aie personnellement pas noté de dérive NO3 ni PO4. Par précaution, le protocole prévoit l’ajout d’une population de bactéries préalablement développée.

L’injection doit se faire en respectant le dosage, en éliminant les autres sources de stress oxydatif (lumière, ozone…) sur les coraux et en suivant la méthode décrite.

Signalons cette autre méthode avec Balai UV-C germicide efficace et moins agressive pour réduire notablement, voire éliminer, les dinoflagellés bentiques sur le fond de l’aquarium (sable).

5.2. Assainissement général de l’aquarium

5.2.1. Assainissement d’un bac récifal avec coraux

On souhaite ici maintenir un niveau de désinfection de l’eau et contenir des algues, notamment fiamenteuses. À titre documentaire, certains aquariophiles évoquent un dosage de 2,7 ml H₂O₂ 10V par 100 litres (0,0027 %) si faible qu’il ne présente aucun risque pour les habitants de l’aquarium, quels qu’il soient : animaux et végétaux, dont l’efficacité assainissante n’est pas prouvée. Le dosage proposé contribue à la réduction visible des algues sur les supports.

1. Dosage : 25 ml H₂O₂ 10V par 100 litres (0,025 %), par jour.
2. Verser lentement, éclairage éteint, dans un courant important, idéalement devant la pompe de remontée.
3. Durée : 5 jours
4. Réensemencer en bactéries.

5.2.2. Traiter des poissons infectés en FO

Pratique aquacole pour traiter dans la cuve les poissons infectés par des parasites installés (protozoaires, plathelminthes, ciliés…), des maladies (bactéries, virus, points blancs), des infections et blessures sur des poissons.

• Dosage : 30 ml H₂O₂ 10 vol /100 litres (0,03 %) (ou 10 ml H₂O₂ 30 vol / 100 litres).
• Répartir cette dose en 3 fois dans la journée.

5.2.3. Assainissement préventif d’un aquarium de poissons

Pratique aquacole pour assainir la cuve et limiter préventivement la prolifération de bactéries pathogènes, virus, parasites.

• Dosage : 6 ml H₂O₂ 10 vol /100 litres (0,006 %) (ou 2 ml H₂O₂ 30V / 100 l)

6. Désinfection du matériel d’aquarium

Certains équipements doivent être stérilisé systématiquement après utilisation. C’est le cas des épuisettes, des aquariums hopital, des boites de transport et d’autres petits outils d’aquarium… qui ne doivent pas transmettre de bactéries pathogènes ni parasites à un autre poisson ou invertébré lors de la prochaine utilisation.

Protocole de stérilisation avec H₂O₂ 10V

1. Dosage : diluer 1 partie H₂O₂ 10V avec 5 parties d’eau (solution 170 mg/l soit 17% H₂O₂ 10V ce qui représente 0,5 % H₂O₂)
2. Tremper : l’accessoire dans la solution 10 à 15 minutes, durée généralement suffisante pour tuer la plupart des micro-organismes.
3. Rincer : rincer abondamment à l’eau claire pour éliminer tout résidu de peroxyde d’hydrogène
4. Sécher : laissez sécher l’équipement à l’air libre pour être sûr qu’il n’y a plus de H2O2 actif sur la surface.

Le peroxyde d’hydrogène étant un oxydant puissant, éviter de l’utiliser trop fréquemment sur du matériel non résistant (certains élastomères et métaux…)

Bonne maintenance !

En savoir plus

• Capacité d’oxygénation et de désinfection du peroxyde d’hydrogène dans les systèmes d’aquaculture en recirculation Desislava Bögner – Science Direct, 02/2021
• Acute hydrogen peroxide (H2O2) exposure does not cause oxidative stress in late-copepodite stage of Calanus finmarchicus
• H2O2-Induced Oxidative Stress Responses in Eriocheir sinensis: Antioxidant Defense and Immune Gene Expression Dynamics xx
• Dynamics of hydrogen peroxide in a coral reef: Sources and sinks
• The effects of hydrogen peroxide on metabolism in the coral Goniastrea aspera

Images liées:

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