|
Leau est un corps aussi banal pour le
commun des mortels, quétrange pour les
physiciens...
Les chimistes savent bien que l'eau est un liquide fascinant avec des
propriétés étonnantes qui la distinguent de bien
d'autres liquides !
Il y a bien sûr le fait qu'elle joue un rôle essentiel
pour le vivant mais la simple mécanique des fluides fait
rêver l'Homme depuis longtemps comme en témoignent les
dessins de Léonard de Vinci.
D'OU VIENT LE MOT EAU
?
Le mot eau vient du latin
aqua, lequel a donné aquarium,
aqueduc ou aquarelle par exemple. Il y a une seconde racine latine :
undo laquelle signifie "eau mouvante",
qui a donné onde, ondée, inonder ou ondine.
La racine indo-européene pour l'eau est
wod-, wed-,
qui a donné vodka en russe ou whisky en gaelique, d'ou sont
issus le grec hudôr,
hudatôs, et de qui viennent par
exemple :
Le préfixe hydro- qu'on
retrouve par exemple dans hydrogène (du grec genos,
générer : qui génère l'eau),
hydrocarbure, hydrocéphale (du grec kephalon, tête : qui
a de l'eau dans la tête), ou encore une hydre (en passant par
le latin hydra), monstre marin en forme de serpent; et bien entendu
Hydro-Land (terre ou
pays de l'eau) votre site web préféré
!
Eau dure et douce :
Définitions.
Une eau dure
désigne une eau à forte teneur en calcium et en
magnésium, par opposition à une eau dite
douce.
L'eau dure peut aussi contenir des sels minéraux en grande
quantité.
Une eau douce (par opposition à eau
dure), est une eau dont la salinité est faible et
qui est donc susceptible d'être propre à la
consommation. L'eau douce, c'est l'eau des rivières, des lacs,
des pluies, etc.
Eau douce ou dure
?
(question souvent
posée...)
Le Titre Hydrotimétrique (TH) : il permet
de définir si une eau est "douce", c'est à dire
contenant peu de calcaire (tartre), ou au contraire non-douce, c'est
à dire "dure" et contenant beaucoup de calcaire.
Plus le TH est élevé, moins l'eau est douce (...ie,
plus elle est "dure"), car elle contient plus de calcaire (tartre)
dissout.
Le Titre Hydrotimétrique s'exprime souvent en
degré français (° F).
1 °f équivaut à 4 mg d'ions calcium
(Ca2+) ou 2,4 mg d'ions magnésium
(Mg2+) par litre.
Un degré français correspond également à
la dureté d'une solution contenant 10 mg/ L de calcite
(CaCO3) dissoute.
Une eau domestique dure (TH >= 25° F) devient vite un
problème car le tartre se dépose dans le réseau
de distribution, dans les chaudières (...en
générant des dépenses supplémentaires en
énergie), dans tous les matériels incluant des
résistances chauffantes (...en
réduisant leur durée de vie : chauffes eau, machines
à laver, percolateurs, etc...), et il peut vite devenir
un foyer de développement bactérien.
NOTA :
- en physique, la dureté qualifie la capacité
d'un matériau à résister à la
déformation.
Les méthodes d'essai pour déterminer cette
dureté sont :
- en minéralogie, la dureté est la
résistance offerte par un minéral à la
rayure.
L'échelle de Mohs classe les duretés par rapport
à celles de dix minéraux tests (10 : diamant, 9 :
corindon, 8 : topaze, 7 : quartz, etc.).
Histoire de la distribution d'eau.
Avec le développement de l'agriculture et des centres
urbains, le problème de l'alimentation en eau devint
important pour les habitants des villes, ainsi que pour l'irrigation
des cultures.
Les systèmes d'irrigation étaient déjà
connus dans les temps préhistoriques, et plus de 2000 ans av.
J.-C., les souverains de Babylone et d'Égypte avaient
construit des systèmes de barrages et de canaux pour
prélever les eaux de crue du Nil et de l'Euphrate,
contrôlant les inondations et fournissant de l'eau d'irrigation
pour la saison sèche. Ces canaux d'irrigation fournissaient
également de l'eau pour les particuliers.
Les Romains furent les premiers à concevoir et réaliser
de grands systèmes de distribution d'eau pour leurs
agglomérations.
Les aqueducs, parfois longs de plusieurs dizaines de
kilomètres, tiraient l'eau des sources et alimentaient les
thermes, immenses bains publics auxquels étaient
accolés la bibliothèque et les archives municipales,
les fontaines et certaines demeures de particuliers ; le peuple
tirait son eau des puits, rivières et fontaines. La plupart
des aqueducs se dégradèrent au cours du haut Moyen
Âge. Mais à partir du XIe siècle, la plupart des
villes féodales utilisèrent des canaux pour se
fortifier et alimenter leur artisanat (textile, cuir).
L'invention de la pompe refoulante en Angleterre, vers le milieu du
XVIe siècle étendit fortement les possibilités
de développement des systèmes d'alimentation en eau. A
Londres, les premières usines de distribution d'eau par
pompage furent terminées en 1562. Elles pompaient de l'eau de
rivière jusqu'à un réservoir situé
à environ 37 m au-dessus du niveau de la Tamise ; de là
l'eau était distribuée par gravité, au moyen de
conduites en plomb, jusqu'aux bâtiments situés dans le
voisinage. Mais l'essor de la distribution souterraine
commença à Versailles, où Louis XIV employa les
meilleurs scientifiques (Mariotte, Huygens) pour y faire jouer les
eaux. Dès lors, les grandes villes se dotèrent de
magnifiques fontaines sculptées de dauphins et
d'allégories. À Paris, ce fut Napoléon qui
décida de faire de la capitale l'égale de la Rome
antique et de Versailles en tirant les eaux de l'Ourcq, un affluent
de la Marne. Ce premier réseau, qui donnait 20 litres d'eau
claire par jour et par Parisien, fut complété en 1860
par un second, qui fournissait 80 litres d'eau potable. En même
temps, les autres villes se dotèrent de réseaux
d'alimentation et comblèrent les puits, jugés trop
insalubres.
Dans la seconde moitié du XXe siècle, la conversion
d'eau de mer en eau douce a suscité un certain
intérêt, pour pouvoir fournir de l'eau potable aux
régions très sèches, comme le Proche-Orient.
Plusieurs procédés (distillation,
électrodialyse, osmose inverse, évaporation
directe) ont été développés.
Certains de ces procédés ont été
utilisés à grande échelle aux États-Unis,
mais demeurent bien plus coûteux que celui du traitement de
l'eau douce
(source : Encyclopédie Microsoft®
Encarta® 2002)
Nota :
L' eau fut l'objet d'un culte par les marins en Asie :
symbolisé par un dragon (Avalokitteshwara) qui
représente l'eau sous toutes ses formes, source d'abondance,
élément fécondant, mais aussi source de
périls (tsunamis par exemple...).
Et pour terminer un peu
d'humour
>
<
> citations :
"Quand ne sera-t-il plus besoin de rappeler que les anti-alcooliques
sont des malades en proie à ce poison, le monoxyde de
dihydrogène, si dissolvant et corrosif quon la
choisi entre toutes les substances pour les ablutions et lessives, et
quune goutte versée dans un liquide pur, labsinthe
par exemple, le trouble ? " [Alfred Jarry].
"Quand je suis dans l'eau, j'ai des idées. Quand j'en suis
sorti, je sèche" [Roger Pierre].
> le Monoxyde de
dihydrogène (Dihydrogen Monoxide -
DHMO) - (lien).
> les Hydropathes (lien),
Oui, l'eau en poudre existe : l'
"eau sèche" (dry water en anglais); il
sagit en fait de minuscules gouttelettes deau
enrobées de silice et qui se présentent comme une
poudre ressemblant au sucre. Tout comme laérogel qui est
constitué principalement dair, leau "sèche"
contient 95% deau. On ne doit pas la confondre avec la glace
sèche qui, elle, est du gaz
carbonique solide.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Nota : ces rayons ont aussi une action
destructrice envers des molécules peu stables ou longuement
exposées (attention au bronzage prolongé !). Cette
protection n'a lieu qu'à une certaine profondeur. Cela a
permit aux molécules de bénéficier d'un
"gradient" d'énergie pour pouvoir s'associer (par hydrolyse ou
grâce à la présence de catalyseurs comme la
chaux).
Ainsi donc, il est admis que
l'apparition de la vie sur terre est
liée à la présence
d'eau, celle-ci constituant un
remarquable solvant, ayant une capacité calorifique importante
et qui également reste liquide dans une gamme de
température très large. Ceci lui donne des
propriétés favorisant la production d'un large
éventail de réactions chimiques, et enfin l'action des
radiations ultraviolettes (photodissociation) permet la formation
d'oxygène alors disponible pour la création des
molécules du vivant.
Lien intéressant (en
anglais, par Kristin Bartik ) >
The
role of water in the structure and function of biological
macromolecules (Le rôle de l'eau dans
la structure et la fonction des macromolécules
biologiques),
par Kristin Bartik de la Société
Françaice d'Exobiologie.
Nota : traducteur Google par exemple (lien).
Rappel : l'eau existe donc sur terre sous les trois
formes : solide - liquide - gaz.
- Solide : glace, neige, givre, gelée blanche
- Liquide : brume, brouillard, nuages, pluies
- Gaz : vapeur d'eau (humidité de l'air)
L'eau entre pour 70 à 80 %, en moyenne, dans la composition
de la matière vivante (mais en variant de
4 % pour les formes de résistance, à plus de 98 % pour
certains êtres aquatiques), et c'est donc le principal
constituant de l'organisme humain, cependant en
réalité, la part de leau dans le corps diminue
avec lâge :
L'être humain contient donc 55 à 97 % d'eau,
proportion qui varie suivant son âge, la quantité de
graisse dont il est pourvu et son état de santé.
Le corps humain d'un adulte sain, et de corpulence normale, contient
environ 60% deau, cest-à-dire 42 litres
deau pour une personne de 70 kg !
Par ailleurs, la répartition n'est pas homogène selon
les organes : 80% dans le cerveau, 75% dans les muscles, 50% dans les
os.
Notons aussi,
Larmes, 98%, sang, 79% et sueur, 99.5% (émis
par les glandes sudoripares et par certains pores de la peau :
sudation ou transpiration);
. La sueur contient également des sels minéraux, des
anticorps, de l'acide lactique et des déchets (urée,
acide urique...), son pH est de 4 à 6.
. La salive (outil diagnostique du futur!) :
98% d'eau + sels minéraux (sodium,
potassium) et éléments organiques
(3000 protéines dont l'alpha-amylase,
hormones, urée et
ARN*), son
role principal consiste à hydrater la cavité bucale,
mais aussi à préparer la digestion en commançant
à transformer les amidons en glucose.
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
*
Acide RiboNucléique : molécule biologique
présente chez pratiquement tous les êtres vivants, et
aussi chez certains virus. L'ARN est très proche chimiquement
de l'ADN (acide désoxyribonucléique) et il est
d'ailleurs en général synthétisé dans les
cellules à partir d'une matrice d'ADN dont il est une copie.
Les cellules utilisent en particulier l'ARN comme un support
intermédiaire des gènes pour synthétiser les
protéines dont elles ont besoin. L'ARN peut remplir de
nombreuses autres fonctions et en particulier intervenir dans des
réactions chimiques du métabolisme
cellulaire (source Wikipedia).
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Chez les animaux : chien, lapin et souris, 67%; poissons, 76%;
moules, 82%; palourde et certaines méduses, 95.4%.
Les aliments :
amande, 6.3%; muscade, 7.6%; laurier, 8.4%; pois, 9.5%; fenouil,
17.2%; patate douce, 70.5%; persil, 85.7%; ail, 88%; champignon des
prés, 91%;
betterave rouge, 88.5%; épinard, tomate mure, 90 à 95%;
93.4%; salade (laitue), 95.5%; concombre,
97.7%.
Les roches : l'eau peut être de constitution
(carnallite, kaïnite), de cristallisation
(gypse, borax) ou incluse
(amiante, opale).
et, important, selon l'Institut
Pasteur :
et...
Boire de leau à des périodes bien
précises maximise son efficacité dans le corps
humain :
- 2 verres deau au réveil contribuent à activer les organes internes,
- 1 verre deau trente minutes avant le repas aide à bien digérer,
- 1 verre deau avant de prendre une douche aide à baisser la tension artérielle,
- 1 verre deau avant daller au lit vous évite des attaques ou crises cardiaques.
|
Lempreinte sur leau dun état est le volume deau nécessaire pour la production des biens et des services consommés par ses habitants (ex, par ordre décroissant) :
Nota : si on examine les seuls usages domestiques,
le volume journalier des Américains (150
litres deau par jour et par habitant) ne diffère
pas beaucoup de celui des Français (148 L/jour/habitants en
moyenne), et, comme chez nous, leur consommation est en baisse.
UNE CONSOMMATION DOMESTIQUE EN BAISSE DEPUIS
10 ANS
Plusieurs facteurs peuvent expliquer cette tendance :
La moyenne mondiale de consommation serait de 1 243
m3/an/personne (7 452 milliards de
m3/an).
(source :
www.waterfootprint.org)
Exemples de volume d'eau consommé par produit alimentaire :
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Quelques autres exemples :
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
En 2012, le volume global d'eau potable, prélevé
en France, était de 5,4 milliards de m3.
En janvier 2018, la consommation moyenne d'un français
était d'environ 148 litres par habitant et par jour, soit,
pour les 65 018 000 hab dans les régions
métropolitaines, environ 9 622 664 m3 d'eau par jour (et 9 945
600 m3/jour en conptant les régions ultramarines), et donc
environ 3,63 milliard m3 par an en totalité.
Nota : la ressource moyenne annuelle est de 168 milliard de
m3.
Il est donc rassurant de savoir que la consommation deau en
France ne représente quenviron 2,2% de la
ressource...
La consommation des foyers français serait répartie
comme suit :
La consommation française
globale d'eau douce,
en métropole française, serait de l'ordre de 34
milliards m3 par an (34 mille milliards de litres/an
ou 34 teralitres).
Nota : 18 % proviennent des eaux souterraines et 82 % des eaux de
surface (données
(Ministère de lécologie -
2013).
A noter que la consommation a
été en baisse pendant 10 ans, plusieurs facteurs
pourraient expliquer cette tendance :
Mais à noter également :
Sur les 34 milliards de m3 prélevés, 5.8 milliards,
que lon appelle « part consommée », ne
retournent pas au milieu naturel (soit
17,06%).
Cette "part consommée" se répartit en fait comme suit
:
- 48% pour lirrigation (2,88 milliards de m3)
- 24% pour les usages domestiques (1,44 milliards de m3)
- 22% pour la production dénergie (1,32 milliards de m3)
- 6% pour lindustrie (hors énergie) (0,36 milliards de m3)
>>> (voir aussi >
Cycle de
l'eau
)
Un adulte de 70 kg renferme environ 45 kg
d'eau dans son corps.
Cette valeur change avec l'âge : 75% chez le nouveau-né,
65% chez l'adulte et 55% chez le vieillard
(on se déshydrate en
prenant de l'âge...).
Les pertes sont relativement importantes, de l'ordre de 2.5 à
3 litres pour un adulte, et très dépendantes de
l'environnement et de l'activité de la personne (un ouvrier
fondeur peut éliminer 15 l eau / jour, par sa seule
transpiration).
On estime que pour un sédentaire, dans un climat
tempéré, les pertes journalières moyennes sont
les suivantes :
transpiration : 0.6 à 0.8 litres - respiration : 0.4 à
0.5 l - urine : 1 à 1.5 l - matières fécales :
0.1 l
A noter que chez l'enfant (teneur en eau supérieure et rapport
surface / poids important), les besoins sont 3 à 5 fois plus
élevés.
L'absence d'eau peut donc entraîner la mort : pour l'homme une
perte de 10% peut amener des troubles graves et des lésions
irréversibles. La cessation de la vie survient pour une perte
d'environ 20%.
On compense donc cette perte par l'ingestion de 1 à 2 l d'eau
de boisson et de 0.8 à 1 l d'eau incluse dans les
aliments.
Leau potable, constituant essentiel
pour le développement de la vie
(pour un être humain,
une consommation quotidienne minimale de 1,5 litre deau est
donc nécessaire), est soumise en
France à la réglementation précisée par
le Code de la Santé Publique.
Larrêté
du 11 janvier 2007 fixe des normes de
qualité à respecter pour un certain nombre de
substances dans leau potable dont le chlore, le calcaire, le
plomb, les nitrates, les pesticides et les bactéries.
Nota : en France, en considérant 2,5 à 3
litres indispensables au total par jour et par habitant, et 67
609 086 habitants (population totale au 5 mai
2018, y compris
Mayotte, selon l'
Insee),
les besoins alimentaires globaux seuls seraient donc de
l'ordre de 169 022,715 à 202 827,258 m3 d'eau par jour, donc
en moyenne 185 924,9865 m3/j, soit environ 67,86 millions
m3/an nécessaires
(en
moyenne), dont 66,12 millions
m3/an nécessaires
(en
moyenne) pour la seule France
métropolitaine
(65 694 392 hab au 5
mai 2018)
NB
:
L'Agence Française de
Sécurité Sanitaire des Aliments recommande de
boire en été, par
jour, idéalement 1,3 à 1,4 litre. Avec l'apport
alimentaire, on obtient ainsi les 2,5 l indispensables par jour.
Besoins
domestiques.
Il s'agit de ceux destinés à assurer un niveau
d'hygiène acceptable, ceux répondant au niveau de
confort caractéristique d'une civilisation et enfin, ceux
nécessaire à la préparation des
aliments.
>>> 93 % de leau que nous utilisons à la
maison, sont dédiés à lhygiène et
au nettoyage, et 7% à lalimentation.
Dans les pays développés européens, les
besoins domestiques totaux s'élèvent à
130 / 270 litres maximum/jour et par personne
[Français = 162 litres/jour/personne en
moyenne (259 l/hab en région PACA et 118 l/hab dans le
Nord-Pas-de-Calais), chiffres 2000/2002]. La
répartition des besoins est approximativement la suivante
:
La consommation domestique en France métropolitaine
(64 204 247
hab : population totale au 1er janvier 2015, France
métropolitaine, selon l' Insee)
est donc au maximum, globalement, de 17,335 millions m3/jour
(6,327 milliards de m3 d'eau potable, mis en
distribution en France chaque année).
A noter que ceci correspond à 98 fois plus que les
besoins alimentaires seuls !
Besoins
agricoles.
L'agriculture est le plus gros consommateur d'eau dans le
monde. La multiplication des récoltes et la
généralisation de l'irrigation ont fait augmenter
considérablement les besoins. A titre indicatif, entre 1960 et
1990 en France, les surfaces irriguées sont passées de
300 000 à environ 1 700 000 ha (hectares), soit de 30 000
à 40 000 ha/an.
Actuellement, 5 milliards de m3 deau sont
prélevés chaque année en France pour les besoins
de lagriculture. La part la plus importante (60 %) de
leau prélevée est consacrée à
lirrigation. Cette consommation varie dune année
sur lautre, en fonction des conditions
météorologiques et du type de cultures à
irriguer. Les différentes cultures sont en effet plus ou moins
consommatrices deau.
Il faut par exemple :
Toutefois cette eau n'est pas comptabilisée car elle ne subit généralement pas de traitement. En revanche,cette eau - également l'eau d'arrosage - participe à la pollution des eaux superficielles. A noter enfin que l'intensification des cultures et leurs productivités ont eu pour corollaire, l'entraînement de résidus d'engrais et de pesticides vers le milieu naturel, ce qui pose de nombreux problèmes aux traiteurs d'eaux (voir pollutions). Répartition des quantités d'eaux exigées en fonction des types de cultures:
Besoins
industriels.
Les volumes d'eaux utilisés par
l'industrie sont souvent considérables : près de
5 milliards de m3/an en 2015 (identique en
moyenne à la consommation agricole).
(en 1995, la consommation
industrielle française était de 3,94
milliards
de m3/an).
Si l'on ajoute les besoins pour la production d'énergie
(18,1
milliards de
m3/an),
on obtient 22,06 milliards de m3/an pour
les besoins globaux industriels français
(60,4 millions
m3/jour).
Soit en fait, environ 3,5 fois la consommation
domestique.
Nota.
Pour fabriquer ............................................il faut
(litres
[L]) :
Par ailleurs, il faut :
- environ 25 L pour produire 1 L de bière,
- environ 100 L pour produire 1 L d'alcool.
En 1995, lindustrie dans le monde
utilisait 752 km3 deau par an ; en 2025 ce chiffre
atteindra 1 170 km3
(soit, 1170 milliard de
m3) et représentera 24
% de lensemble des prélèvements en eau .
A noter que dans ce domaine, les quantités exigées sont
très variables : chaque type de fabrication exige une
quantité et une qualité spécifique.
Exemple :
Il est donc impossible de préparer une qualité d'eau
universelle comme pour l'eau potable par exemple.
L'hydrosphère*
du globe contientrait 1 424 192 640 km3 deau
(1,424.109 km3 ou 1424.1015
m3), et ce volume ne varie pratiquement pas.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
*Composant
de l'eau de la Terre : elle comprend les océans, les mers, les
lacs, les étangs, les rivières, les cours d'eau et les
banquises, ou la vapeur d'eau.
(1 km3 = 109 m3 (1 000 000 000
[1 gigamètre cube]) =
1012 litres (1 000 000 000 000 ou mille milliard de litres
[1 teralitre]).
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
La presque totalité de cette eau (97,5
%) est salée, et donc il reste environ 2,5% d'eau
douce.
La majeure partie de cette eau douce (59,85%)
est gelée, notamment dans les calottes glaciaires des
pôles Nord et Sud.
Au final donc, moins de 1 % de l'eau sur Terre est de l'eau douce
et liquide.
A noter : l'énorme volume de l'hydrosphère
(environ 1,5 milliard de km3) est
négligeable en comparaison du volume de la terre : 1098
milliards de km3, soit 0,136 %.
Locéan
mondial (sans les mers) occupe environ
70,8 % de la surface du globe, soit environ 381,623 millions
km², et donc 97,2 % des réserves en eau,
et qui sélèvent donc en volume à environ 1
412 731 420 km3 (1412,731×106 km3).
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Selon l'U.S Geological Survey, la
totalité du volume d'eau terrestre est
évalué à environ
1 450 530 919
km3 deau
(1,450.109
km3
), soit plus précisément
:
Ressources |
Volume (km cubes, km3) |
Pourcentage d'eau total |
Océans |
1 412 731 420 |
97.2% |
Glaces polaires, Glaciers |
29 158 567 |
2.15% |
Eaux souterraines |
8 331 019 |
0.61% |
Lacs, étangs |
124 965 |
0.0169% |
Mer intérieures |
104 137 |
0.008% |
Humidité du sol |
66 648 |
0.005% |
Atmosphère |
12 913 |
0.001% |
Rivières |
1 250 |
0.0001% |
Volume Total |
1 450 530 919 |
100% |
Rappel :
1
km3
= 109 m3 = 1 milliard de
m3
(ou 1000 millions de
m3) =
1000.109 litres
(1000 milliards de
litres) =
1.1012 litres (1 téralitre).
Nota : estimation de la masse totale des océans =
1,4.1021 kg (1,4
milliard de milliard de
tonnes). Soit 0,0234 % de la
masse de la Terre estimée à 5,9723 x 1024
kg (NASA 2017).
A noter :
il y a plus de molécules d'eau dans un
verre d'eau, que de verres d'eau dans les océans
???
Vérifions ?
Données :
Calculs :
Soit 1 verre d'eau de 0,25 L (ou 250 g), et donc
(250/18,0153) = 13,87 moles d'eau,
Totalité des océans =
(1
412 838 557 km3 x
1.1012)
= l,41.1021 1itres d'eau dans les océans;
donc : (l,41.1021 / 0,25) = 5,6.1021
verres d'eau
(environ)
- (ou 5600 milliard de milliard)
Molécules dans un verre d'eau, soit 13,87 moles :
(6,02.1023 x 13,87) = 8,35.1024
molécules
(environ).
(ou 8 350 000 de milliard de milliard)
Résultats :
Soit donc, environ 1500 fois plus de molécules dans un
verre d'eau, que de verres d'eau dans la totalité des
océans.
CQFD !
En France, à noter que pour les eaux
souterraines, la moitié environ se trouve à une
profondeur supérieure à 800 m !
En fait pratiquement, on ne peut utiliser seulement que les
eaux douces de la surface, et l'eau des nappes situées
à moins de 800 m.
[Eaux souterraines européennes] -
(même légende que pour la
France)
Nota : à l'échelle mondiale, ces ressources sont utilisée à 65% pour l'irrigation, 25% pour l'alimentation en eau potable et 10% pour l'industrie. En Europe, ces bassins souterrains constituent plus de 70% de l'eau utilisée dans l'Union, et sont souvent "une des seules voire l'unique" source d'approvisionnement en eau dans les régions arides ou semi-arides.
(soit 537,48 M litres disponibles par habitant sur Terre
(7,442 milliards en
2016).
---------
Répartition des eaux douces &
salées
et réellement disponible dans le monde :
(source : ONU)
-------------------------
Pour la France
:
En France métropolitaine, la moyenne annuelle des
précipitations depuis 50 ans est estimée à 486
milliards de m3 (soit une hauteur deau moyenne
denviron 889 mm).
Sur ce volume, 311 milliards de m3 rejoignent
latmosphère par évapotranspiration.
Seulement 175 milliards de m3 de pluies efficaces alimentent
réellement les ressources en eau continentale :
Pour réaliser un bilan hydrique national, il convient de
tenir compte de leau provenant des pays voisins
(11 milliards de m3) et de leau
sécoulant de la France vers ces pays (18
milliards de m3).
Le bilan annuel moyen total des ressources en eau
sélève donc ainsi à 168 milliards de m3
pour la France métropolitaine.
Il reste donc 168 milliards de mètres cubes disponibles pour
les besoins français : pour 64,2
millions d'habitants (en 2015) = 2 616,8 m3 /
habitants/an).
A comparer avec les 34 milliards m3 / an de consommation
française globale.
La production annuelle d'eau destinée à
l'alimentation humaine est de 5,9 milliards de mètres
cubes par an (soit 3,5% du bilan annuel
global), dont 3,7 milliards en provenance des nappes
souterraines (63%), alors que 2,2 milliards seulement proviennent des
eaux de surface (37%).
Distribution deau potable :
906 000 kilomètres de conduites deau
potable
(Enquête sur leau 2010
- Agreste / SOeS - données
2008)
En France, 30 000 captages produisent 18,5 millions de m3 d'eau
potable par jour (2004-2008).
En fait, la France compterait 32 406 captages dont 96% sont des
captages d'eau souterraine (puits, forages ou sources) et seulement 4
% sont des captages d'eau superficielle (lacs ou cours d'eau).
Nota : en 2004, on comptait environ 51 000
réservoirs dune capacité totale de 22,8 millions
de m3. La région ayant le plus de réservoirs est la
région Rhône-Alpes (près de 7 300) et la
région ayant la plus grande capacité de réserve
est la région Ile-de-France (3,1 millions de m3).
L'utilisation des eaux
superficielles prédomine :
- dans les quatre départements d'outre-mer,
- dans le Grand Ouest, pour la plupart des départements de Bretagne et des Pays de Loire,
- en Limousin,
- dans plusieurs départements de Midi-Pyrénées,
- dans plusieurs grandes zones urbaines françaises :
- Île de France (même si Paris, les Yvelines et les Hauts de Seine sont à dominante d'eau souterraine), Loire, Alpes-Maritimes et Bouches du Rhône,
- dans la Haute-Corse.
Aux extrêmes on trouve donc :- Douze départements presque exclusivement alimentés par de l'eau souterraine :
Ain, Aisne, Aube, Eure, Loiret, Marne, Meuse, Oise, Seine-Maritime, Yvelines, Somme et Territoire de Belfort.
- Cinq départements où la contribution des eaux de surface est la plus importante :
Guyane (98,6%), Val de Marne (95,5%), Martinique (93,9%), Seine Saint-Denis (93,7%) et Vendée (92%).
Cycle de l'eau.
L'hydrologie est la science qui étudie la distribution
de l'eau sur la Terre, les réactions physiques et chimiques de
cette dernière avec d'autres composés naturels, et sa
relation avec la vie terrestre.
Le mouvement continu de l'eau entre la Terre et l'atmosphère
est appelé cycle hydrologique.
Sous l'effet de plusieurs facteurs, en particulier sous l'action de
la chaleur, l'eau s'évapore des surfaces océanique et
terrestre et est transpiré par les cellules vivantes. Cette
vapeur circule dans l'atmosphère et précipite sous
forme de pluie ou de neige.
Lorsqu'elle atteint la surface de la Terre, l'eau suit deux voies.
Une partie de l'eau, l'eau de ruissellement, s'écoule
directement dans les ruisseaux et les rivières, puis dans les
océans ou les étendues d'eau entourées de terre.
Cette quantité d'eau dépend de l'abondance des
précipitations, ainsi que de la porosité, de la
perméabilité, de l'épaisseur et de
l'humidité du sol.
L'autre partie s'infiltre dans le sol. Une partie de l'eau
infiltrée humidifie le sol, et peut être
évaporée directement ou bien migrer dans les racines
des végétaux, puis transpirer par les feuilles. La
partie de l'eau qui surmonte les forces de cohésion et
d'adhésion dans le sol s'infiltre en profondeur, s'accumulant
dans la zone dite de saturation pour former la nappe d'eau
souterraine, dont la surface est appelée niveau hydrostatique.
Dans les conditions naturelles, le niveau hydrostatique
s'élève par intermittence après le remplissage,
ou recharge, puis baisse à cause du drainage dans les
débouchés naturels, tels que les sources.
La quantité d'eau existant sur la planète est pratiquement finie et immuable.
L'eau se recycle en permanence sur la surface de la Terre : 600
000 km3 d'eau s'évaporent et retombent chaque année. En
moyenne, l'eau passe une semaine dans la biosphère et
l'atmosphère, 10 ans dans un lac, 1000 ans dans les calottes
glacières et plusieurs dizaines de milliers d'années
dans les nappes souterraines profondes, les aquifères.
Le cycle de l'eau évoque donc le fait, que l'eau
tombant sur la surface terrestre (précipitations) est
restituée aux océans, rivières et lacs ou
ruisselle, s'évapore et s'élève sous l'action de
la chaleur solaire - évapotranspiration
(évaporation de l'eau et de la transpiration des êtres
vivants) - puis se condense pour former les nuages, et retombe...
etc.
Il est possible dans un cadre donné (bassin et pente
connues) de déterminer un bilan hydrologique des ressources
dont les limites seront alors connues.
Cependant, sur une courte durée, on doit tenir compte des
mises en réserve, ou à l'opposé de l'utilisation
(l'eau du sol et du sous-sol).
Les calculs de bilans hydrologiques permettent dans une certaine
mesure, d'envisager l'évolution des ressources d'eau
:
essentiel dans les projets d'installation hydraulique.
Par exemple : les volumes d'eau massifs utilisés pour
l'irrigation augmentent l'évapotranspiration au
détriment des écoulements.
A noter que la représentation classique du cycle occulte un
facteur devenu majeur : l'impact des hommes !
Avec 24 000 km3 de prélèvements annuels pour ses
activités, l'humanité détourne la
moitié du débit de toutes les rivières du
monde, ce fait ne doit plus être
négligé.
Risques hydrologiques.
Remarques : lhydrologie chiffre la probabilité
des événements rares, comme les grandes inondations et
les longues sécheresses, mais toute sa raison sefface
devant les images des drames que la nature provoque en se
réservant la surprise du moment. Les hommes cherchent alors
à donner un sens autre que rationnel et à trouver,
sinon des coupables, du moins des responsables et la corde sensible
se substitue à la connaissance scientifique. Une imposture
hydrologique peut règner et elle sera multiforme...
INONDATIONS.
En France, d'après le ministère de la transition
écologique et solidaire, 17 millions de personnes sont
exposées au risque d'inondation par des cours d'eau et 1,4
million de personnes au risque de submersion marine.
Le risque hydrologique trouve son origine dans l'occurrence de pluies
fortes et continues, sur des intervalles de temps chiffrables en
heures ou en demi-journées.
Une inondation peut donc être due à :
Les éléments induits sont :
On peut citer comme ordre de grandeur du seuil d'intensité dangereux des phénomènes météorologiques générateurs (cumulonimbus ou amas de cumulonimbus souvent orageux) :
La fonction de transfert entre la " lame d'eau "
atmosphérique (pluie et/ou averses, dont la répartition
géographique est différente) et la " lame d'eau " qui
vient gonfler le cours d'eau réceptacle, est essentiellement
liée au ruissellement sur les pentes du bassin
versant.
En cas de pluie torrentielle, provenant des averses, souvent
orageuses, sur un secteur limité, le ruissellement peut
être fort aidé par la géomorphologie des pentes
du bassin versant, et déterminer une crue rapide
baptisée " torrentielle ", qui peut prendre la forme d'une
onde de gravité (onde de crue), dont la vitesse de propagation
est supérieure à celle du cours d'eau lui-même
(ce qui, avec le réchauffement climatique, risque de se
produire plus souvent)
On peut ainsi assister à des surcotes très importantes
(plusieurs mètres), capables d'entraîner l'effondrement
d'ouvrages d'arts (ponts, radiers) et des habitations dans le lit
majeur du cours d'eau.
C'est là, le plus souvent, l'origine des pertes en vies
humaines, liées à la crue. Une autre source de pertes
en vies humaines, qui est fréquente, correspond au cas
d'installations de campings sur les berges. Le flux (souvent boueux)
n'a aucune difficulté à emporter vers l'aval, les
tentes et les camping-cars...
Carte des risques d'inondation (sources :
ministère de l'écologie / risques majeurs) :
![]() |
|
![]() |
n'est pas encore clairement défini |
![]() |
sans enjeu humain |
![]() |
|
![]() |
|
La deuxième conséquence grave des pluies
torrentielles tient au déclenchement de mouvements de
terrain (voir ci-dessous).
Là encore, la géomorphologie des flancs du bassin
versant intervient fortement.
Augmentation du niveau des mers.
L'inondation des zones côtières par les eaux
souterraines est un risque supplémentaire qui
précède l'inondation seulement liée à la
submersion marine. Ce type d'inondation, peu encore
étudié jusque-là, se produit par le
déplacement de la nappe phréatique dans les
aquifères non confinés, généralement en
fonction de la surface de l'océan. Elle se situe au-dessus du
niveau moyen de la mer et à une certaine distance du rivage.
Si le niveau de la mer augmente, le niveau de la nappe
phréatique aussi.
L'étude de cas des zones urbaines d'Honolulu à
Hawaï est parlante : en combinant les mesures de
l'élévation des eaux souterraines côtières
et l'influence des marées dans un modèle
numérique, des chercheurs de
l'Université
d'Hawaï (Fletcher
et Rotzoll)
ont estimé la hauteur moyenne de la nappe phréatique.
Ils l'ont ensuite utilisée pour évaluer la
vulnérabilité d'Honolulu à l'inondation par les
eaux souterraines. Les résultats montrent qu'une hausse de 1
mètre du niveau de la mer inonderait 10 % d'une zone fortement
urbanisée de 1 km de large, le long de la côte du sud
d'Oahu. Mais surtout, 58 % de la superficie totale victime de l'eau
est due à l'inondation des eaux souterraines.
En comprenant l'inondation par les eaux souterraines, la zone
inondée est deux fois plus importante que si seul l'effet de
la submersion marine avait été
considéré.
Cette étude est pionnière : c'est la première
fois que les effets de la dynamique des eaux souterraines sont
estimés dans les inondations. À ce constat, beaucoup de
conséquences. Les décideurs, gestionnaires des
ressources et urbanistes doivent être sensibilisés
à ce problème jusqu'alors jamais pris en compte dans la
construction d'infrastructures et la protection de l'habitat du
littoral. Ces résultats, bien sûr, ne concernent pas
seulement Hawaï, mais toutes les zones côtières
proches du niveau de la mer.
Article
sur Futura Planète.
A voir également sur le site
du ministère de l'écologie.
Pour finir : lallergie à leau (ou prurit
aquagénique), un mal rare !
et douloureux.
Il existe un autre type dhydroallergie : lurticaire
aquagénique. Il se caractérise par une
éruption de boutons et de plaques rouges, accompagnée
de démangeaisons. Mais avec le prurit aquagénique, les
réactions se manifestent aussi par la douleur; par contre on
peut boire sans problème !
La transpiration, cest aussi de leau, il est donc
déconseillé d'éviter les activités
physiques...et contre-indiqué de se promener sous la pluie
(sauf complètement protégé).
-------------------------------------
MOUVEMENTS DE TERRAIN
Il y a, de façon générale, des causes
multiples aux mouvements de terrain ; la plus fréquente est
liée au décrochement de couches superficielles, lorsque
les liaisons avec les couches sous-jacentes s'affaiblissent
graduellement par l'effet de pluies prolongées, jusqu'au
moment où les tensions de rupture l'emportent.
Ces glissements de terrain sont à noter
particulièrement lorsque le substrat est constitué de
matériaux pulvérulents issus d'éruptions
volcaniques anciennes, et agglomérés au fil du temps.
La raréfaction du couvert végétal est aussi un
phénomène aggravant le risque.
Les conséquences du glissement de terrain, par l'effet de
pluies torrentielles, sont du même ordre que celles de
l'inondation proprement dite : destruction d'habitations, ensevelies
sous un flot boueux avec pertes de vies humaines, destruction
d'ouvrages d'art, conduisant à rendre impraticables les voies
d'accès. L'exemple le plus récent en est la catastrophe
du cyclone MITCH au Honduras, à l'automne 1998.
Les glissements de terrain (déplacements par gravité
d'un versant instable); de vitesse lente (de quelques
millimètres à quelques décimètres par
an), peuvent cependant s'accélérer en phase paroxysmale
(jusqu'à quelques mètres par jour) pour aller
même jusqu'à la rupture.
Ils peuvent intéresser les couches superficielles ou
être assez profonds (plusieurs dizaines de mètres) :
dans ce dernier cas les volumes de terrain en jeu peuvent être
considérables (plusieurs millions de m3).
Notes sur les phénomènes de
gonflement-retrait :
Ils sont liés aux changements d'humidité des sols
très argileux qui sont capables de fixer l'eau disponible,
mais aussi de la perdre en se rétractant en cas de
sécheresse ; ce phénomène, accentué par
la présence d'arbres à proximité, peut provoquer
des dégâts importants sur les constructions.
Notes sur les effondrements :
Ce sont des déplacements verticaux instantanés de la
surface du sol, par rupture brutale de cavités souterraines
préexistantes, naturelles ou artificielles (mines ou
carrières), avec ouverture d'excavations grossièrement
cylindriques (fontis).
Notes sur les coulées boueuses et torrentielles :
Phénomènes caractérisés par un transport
de matériaux sous forme plus ou moins fluides :
IMAGES
Glissement de terrain suite aux pluies diluviennes à
CARACAS
A voir sur le site du ministère : le
risque mouvement de terrain .
Suite des pages > Pollution
des
eaux...............................................(début
de page)