7. Le cycle de l`eau - Agence de l`Eau Seine Normandie

7. Le cycle de l’eau
L’eau existe sous trois états : vapeur, liquide et solide, et passe d’un état à un autre en
fonction de l’endroit où elle se situe sur la planète : elle n’est donc jamais définitivement au
repos. On doit donc envisager un cycle planétaire de l’eau. Il existe quatre grands réservoirs
d’eau de l’hydrosphère : les mers et les océans, les eaux continentales (superficielles et
souterraines), l’atmosphère et la biosphère. Les échanges qui existent entre ces quatre
réservoirs constituent le cycle externe de l’eau. Le moteur du cycle est le rayonnement
solaire, qui maintient en mouvement permanent les masses d’eau.
Il existe aussi des cycles locaux de l’eau en fonction des conditions environnementales
(exemple : en altitude, ou en cas d’infiltration sur des roches poreuses).
Le mouvement perpétuel de l’eau
Des circulations d’eau existent au sein et entre les différents réservoirs de l’hydrosphère.
Deux de ces réservoirs présentent des liens très étroits : l’atmosphère, où l’eau circule
essentiellement sous forme de vapeur, et la surface terrestre, où l’eau liquide s’écoule
sur les continents. Ainsi, durant l’année, à la surface du globe, 65 % des précipitations
s’évaporent, tandis que 24 % ruissellent et 11 % s’infiltrent.
Les précipitations d’eau : pluie, grêle, neige, neige fondue, givre, rosée… apportent sur
le sol l’eau contenue dans l’atmosphère.
Les précipitations tombent sur le sol et apportent en altitude de la neige qui s’accumule
sur les sommets et les glaciers pendant la saison hivernale.
Dès le printemps, la fonte des neiges alimente les torrents, puis les lacs et les fleuves,
et l’eau retourne à la mer. L’eau de pluie et de fonte des neiges peut s’infiltrer dans le
sol selon la nature des roches (poreuses ou fissurées) ; elle peut aussi ruisseler sur
les pentes des reliefs. Dans les deux cas, l’eau entraîne une érosion (du latin erodere :
ronger) et les éléments érodés ou dissous sont prélevés et entraînés par l’eau jusqu’à
la mer.
L’évaporation de l’eau des mers et des océans, qui couvrent les 2/3 de la surface de
la planète, alimente l’eau de l’atmosphère. L’évaporation, d’autant plus élevée que
l’on se rapproche des zones inter-tropicales, permet à de l’eau pure de s’élever de la
surface des océans sous forme de vapeur invisible. Les minéraux et autres substances
dissoutes restent dans l’eau de mer et participent au maintien de sa salinité.
Sur les continents, l’évaporation vient des lacs, des fleuves et des végétaux.
Les végétaux chlorophylliens libèrent par leurs surfaces foliaires de l’eau sous l’action
des rayonnements infrarouge du soleil et des vents : c’est l’évapotranspiration. Tous
les êtres vivants libèrent de l’eau sous forme de vapeur par leur respiration. La vapeur
d’eau se dissipe dans l’atmosphère.
La condensation de l’eau, présente sous forme de vapeur dans l’atmosphère, se fait
autour de particules de poussières. Elle se déclenche sous forme de gouttelettes d’eau
ou de cristaux de glace en fonction de la température de l’air ambiant.
Des nuages constitués de nombreux cristaux de glace ou de gouttelettes de pluie se
forment, ces éléments se rencontrent et s’agglomèrent et lorsque leur masse est
suffisante, les précipitations naissent. Les nuages sont soumis à l’action des vents.
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Un cinquième du volume des précipitations retombe sur les continents et quatre
cinquièmes sur les océans.
L’humidité de l’air dépend de la quantité de vapeur d’eau qu’il contient ; elle est fonction
de la température et de la pression de l’air. L’air est dit saturé si l’humidité relative est
de 100 % : il ne peut alors y avoir d’évaporation.
Le transfert entre les différents réservoirs se fait par la circulation des molécules
d’eau mais toute l’eau ne circule pas en permanence et une molécule d’eau peut rester
plus ou moins longtemps dans un réservoir. On parle d’une durée moyenne, qui est le
temps de résidence. Il est d’autant plus court que le transfert est rapide.
Temps de résidence moyens dans les différents réservoirs de surface
Les réservoirs
Les temps de résidence
Océans
2 500 ans
Glaciers
1 600 à 9 700 ans
Eaux souterraines
1 400 ans
Mers intérieures (Caspienne)
250 ans
Lacs d’eau douce
17 ans pour les grands lacs et 1 an pour les autres
Humidité des sols
1 an
Rivières
16 jours
Atmosphère (humidité de l’air)
8 jours
Biosphère (cellules vivantes)
quelques heures
D’après « L’eau » de Ghislain de Marsily - Coll. Dominos - Flammarion -1995
Bilans des flux hydriques annuels sur l’ensemble
de la planète exprimés en km3 d’eau
Évaporation totale
496 000 km3
111 000 km3
385 000 km3
71 000 km3
425 000 km3
Ruissellement
28 000 km3
12 000 km3
D’après « L’eau » de Ghislain de Marsily, coll. Dominos - Flammarion -1995
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