L`eau sur la Terre - Agence de l`Eau Seine Normandie

Chapitre
1
L’eau sur la Terre
17
1. Le mécanisme du cycle de l’eau
Sous l’effet de la chaleur du soleil, l’eau s’évapore et monte dans l’atmosphère. On
estime à 1 000 km3 l’eau des océans qui, chaque jour, se transforme en vapeur et
monte ainsi dans l’atmosphère. Cette vapeur emmagasine de la chaleur. Tôt ou tard
(en moyenne huit jours), l’action du froid rencontré en altitude condense cette eau :
les nuages se forment et il pleut.
• 64 % de l’eau tombée sur les continents (évapotranspiration)
s’évaporent à nouveau,
• 25 % ruissellent et rejoignent les cours d’eau, les mers et
les océans,
• 11 % s’infi ltrent et alimentent les nappes et les rivières
souterraines.
Le cycle hydrologique n’a donc ni commencement ni fi n.
C’est toujours la même eau qui, depuis sa formation à la surface de la Terre au tout
début de son histoire (voir la page 1 sur les origines de l’eau), est recyclée en
permanence et passe par les différents états liquide, solide (glace) ou gazeux (vapeur
d’eau). Cette circulation permanente constitue le cycle de l’eau. Sur la Terre, il n’y
a pas d’eau qui ne sera tôt ou tard impliquée dans cet immuable cycle, même si elle
est restée captive pendant plus d’un millénaire. C’est pourquoi on peut dire que nous
buvons aujourd’hui la même eau que celle qu’ont bue les dinosaures !
L’eau est presque aussi ancienne que notre planète.
Elle est apparue il y a 3 à 4 milliards d’années.
Depuis, son volume est resté globalement stable. C’est toujours
la même eau qui circule sans cesse entre la mer, la terre et l’atmosphère.
4. Le cycle naturel
de l’eau
évaporation
océan
fleuve
étang
nappe d'eau souterraine
nappe d'eau souterraine
neige
rivière
torrent
pluie
évapo-
transpiration
condensation
précipitations
ruissellement
ruissellement
infiltration
infiltration
Le cycle naturel de l’eau
1 km3 =
1 000 milliards
de litres d’eau
AESN COL- cours cha1.indd 17AESN COL- cours cha1.indd 17 26/08/09 16:09:2326/08/09 16:09:23

Chapitre
1
L’eau sur la Terre
18
2. Circulation et stockage de l’eau
La circulation de l’eau au cours de son cycle peut être schématiquement décrite
comme une sorte d’«aller-retour» entre les océans et les continents.
L’évaporation des eaux océaniques (surtout dans la région intertropicale) est la
source d’eau douce principale. Cette eau, transportée par les vents, se condense et
retombe en précipitations sur l’océan lui-même (4/5e) et sur les continents (1/5e).
L’eau précipitée sur les continents est, pour une part importante, rapidement
réintroduite dans l’atmosphère (évapotranspiration) et pour le reste s’écoule plus ou
moins directement (ruissellement de surface et infi ltration) en direction de la mer où
elle fi nit par retourner.
évapo-
transpiration
71.000 km3
évaporation
océanique
425.000 km3
évaporation
totale
496.000 km3
précipitations
océaniques
385.000 km3
ruissellement
ruissellement
28.000 km
28.000 km3
ruissellement
28.000 km3
infiltration
infiltration
12.000 km
12.000 km3
infiltration
12.000 km3
précipitations
précipitations
continentales
continentales
111.000
111.000
km
km3
précipitations
continentales
111.000 km3
Bilan des fl ux hydriques annuels en km
3
AESN COL- cours cha1.indd 18AESN COL- cours cha1.indd 18 26/08/09 16:09:2326/08/09 16:09:23

Chapitre
1
L’eau sur la Terre
19
4. La notion de «réservoir» d’eau
Une partie de l’eau est immobilisée durablement dans les réservoirs souterrains
d’une part, dans les masses glaciaires d’autre part. Elle est ainsi provisoirement
«exclue» du cycle de l’eau.
Région
d'accumulation Limite
des neiges
persistantes
Fonte
et évaporation
Zone
d'écoulement
de la glace
Plaine
d'épandage
3. Le rôle du soleil
Le soleil est le véritable moteur du cycle de l’eau. L’énergie solaire transforme
l’eau liquide en vapeur. L’évaporation se fait principalement au-dessus des océans
(84 %). Les vents et autres mouvements de l’atmosphère redistribuent la vapeur
d’eau ; celle-ci retombe sous forme de pluie, de neige ou de grêle qui ruissellent sur
les terres ou s’y infi ltrent, puis retournent à l’océan.
eau liquide eau solide eau solide
eau liquidevapeur d’eau eau liquide
vapeur d’eauvapeur d’eauvapeur d’eau
eau liquide eau solide êtres vivants
soleil chaleur
soleil chaleur
soleil chaleur
soleil chaleur
+ respiration
FROID FROID
Condensation
à l’état solide
cristallisation
Condensation
à l’état liquide
Evapo-
transpiration Evaporation Sublimation
Fusion
AESN COL- cours cha1.indd 19AESN COL- cours cha1.indd 19 26/08/09 16:09:2426/08/09 16:09:24

Chapitre
1
L’eau sur la Terre
20
Les glaciers continentaux sont les restes des anciennes glaces polaires qui ont
recouvert une partie de la Terre il y a plusieurs millions d’années. Contrairement à
la banquise, qui est formée d’eau salée gelée, ils sont faits d’eau douce. Présents
aux pôles, ils forment la plus grande réserve d’eau douce de la planète.
Les glaciers de montagne sont formés de neige accumulée. La neige se tasse petit à
petit et, sous l’effet de son propre poids, expulse l’air qu’elle contient.
Elle se soude en une masse compacte et se transforme en glace.
On distingue 3 zones dans un glacier de montagne :
• la
zone d’accumulation, qui représente 60 à 70 % de la superfi cie du glacier :
c’est la partie où les précipitations de neige se transforment en glace ;
• la zone d’écoulement de la glace aussi appelée zone de transport : c’est la
partie du glacier où la fonte reste limitée et où le glacier est le plus épais ;
• la zone de fonte ou zone d’ablation : c’est la partie du glacier où la fonte est
importante ; l’épaisseur du glacier diminue progressivement jusqu’à dispa-
raître complètement.
Le temps de «résidence» de l’eau dans ses différents réservoirs naturels est très
variable : dans l’atmosphère et dans les cours d’eau, l’eau ne fait que passer ; son
renouvellement est donc très rapide (de une à quelques semaines).
Dans les grands lacs, son séjour est évidemment plus long (quelques dizaines
d’années). Dans les autres réservoirs naturels comme les glaciers, les nappes
souterraines, les océans, elle séjourne encore beaucoup plus longuement et son
temps de renouvellement se chiffre en milliers d’années.
Réservoirs d’eau Temps de résidence maximum
Océans 2 500 ans
Eaux continentales :
- glaciers 1600 à 9700 ans
- eaux souterraines 1 400 ans
- mers intérieures 250 ans pour la Mer Caspienne
- lacs d’eau douce 17 ans pour les grands lacs
1 an pour les autres lacs
- humidité des sols 1 an
- rivières 16 jours
Atmosphère (humidité de l’air) 8 jours
Biosphère (cellules vivantes) quelques heures
Source : G. de Marsily
AESN COL- cours cha1.indd 20AESN COL- cours cha1.indd 20 26/08/09 16:09:2526/08/09 16:09:25