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7. Le cycle de leau
Leau 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 dé nitivement 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 (super cielles et
souterraines), l’atmosphère et la biosphère. Les échanges qui existent entre ces quatre
servoirs 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’in ltration 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 : latmosphère, où leau circule
essentiellement sous forme de vapeur, et la surface terrestre, où leau liquide sécoule
sur les continents. Ainsi, durant lannée, à la surface du globe, 65 % des précipitations
s’évaporent, tandis que 24 % ruissellent et 11 % s’infi ltrent.
Les précipitations d’eau : pluie, grêle, neige, neige fondue, givre, rosée… apportent sur
le sol leau contenue dans latmosphère.
Les précipitations tombent sur le sol et apportent en altitude de la neige qui saccumule
sur les sommets et les glaciers pendant la saison hivernale.
s le printemps, la fonte des neiges alimente les torrents, puis les lacs et les fl euves,
et leau retourne à la mer. Leau de pluie et de fonte des neiges peut s’infi ltrer dans le
sol selon la nature des roches (poreuses ou fi ssurées) ; elle peut aussi ruisseler sur
les pentes des reliefs. Dans les deux cas, leau entraîne une érosion (du latin erodere :
ronger) et les éléments érodés ou dissous sont prélevés et entraînés par leau 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 leau de latmosphère. Lévaporation, dautant plus élevée que
lon se rapproche des zones inter-tropicales, permet à de leau pure de s’élever de la
surface des océans sous forme de vapeur invisible. Les minéraux et autres substances
dissoutes restent dans leau de mer et participent au maintien de sa salinité.
Sur les continents, lévaporation vient des lacs, des fl euves et des végétaux.
Les végétaux chlorophylliens libèrent par leurs surfaces foliaires de leau sous laction
des rayonnements infrarouge du soleil et des vents : c’est l’évapotranspiration. Tous
les êtres vivants libèrent de leau sous forme de vapeur par leur respiration. La vapeur
d’eau se dissipe dans latmosphère.
La condensation de l’eau, présente sous forme de vapeur dans latmosphère, se fait
autour de particules de poussres. Elle se déclenche sous forme de gouttelettes deau
ou de cristaux de glace en fonction de la température de lair 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
suf sante, les précipitations naissent. Les nuages sont soumis à laction 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 lair dépend de la quantité de vapeur d’eau qu’il contient ; elle est fonction
de la température et de la pression de lair. Lair est dit saturé si lhumidité 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 leau ne circule pas en permanence et une molécule deau 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.
Bilans des fl ux hydriques annuels sur l’ensemble
de la planète exprimés en km3 d’eau
D’après « Leau » de Ghislain de Marsily, coll. Dominos - Flammarion -1995
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 deau 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 « Leau » de Ghislain de Marsily - Coll. Dominos - Flammarion -1995
Ruissellement
425 000 km
3
28 000 km
3
385 000 km
3
71 000 km
3
12 000 km
3
111 0 00 km
3
Évaporation totale
496 000 km
3
1 / 2 100%
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