Le long périple de l`eau

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NATURE
juillet / août 10 marina.ch
TEXTE ET PHOTOS: STEFANIE PFÄNDLER
Commençons par les faits: notre Terre est
bleue (du moins si on la regarde avec un pe-
tit peu de distance). Et si l’on cherche l’ori-
gine de cette couleur bleue, mieux vaut navi-
guer en mer, puisque c’est ici qu’elle se trouve:
96,5% de l’eau présente sur Terre se trouve
dans les océans. Le reste est plutôt négligea-
ble: 2% à peine de l’eau de la Terre existe sous
forme de glace et 2% sous forme d’eau sou-
terraine dans les sols. Les proportions devien-
nent ensuite encore plus minimes: le reste est
en effet contenu dans le permafrost, sous
forme d’eau souterraine, dans les lacs, dans
l’atmosphère, dans les marais, dans les cours
d’eau ou dans les plantes. Malgré ces quan-
tités négligeables, l’eau est nécessaire par-
tout où elle se trouve. Cet élément est le mo-
Le long périple de l’eau
L’eau est l’élément principal qui constitue notre monde. Elle est présente dans les océans, dans les airs
et dans les sols, dans les nuages, dans les glaciers et dans chacun de nous. Le voyage d’une goutte d’eau
est long. Et elle ne s’arrête jamais.
teur et l’origine du climat, de la météo et en
fin de compte de toute forme de vie que l’on
trouve sur notre Terre. Les gouttes d’eau par-
courent chaque jour de longs chemins et
transportent avec elles de l’énergie, des nu-
triments ou même de la chaleur. Il s’agit là
d’un voyage sans fin..
Evaporation et condensation
Pour nous autres humains, le trajet le plus im-
pressionnant de l’eau est son cheminement
vertical: peut importe le lieu où se trouve une
goutte d’eau sur notre Terre, elle finira toujours
par monter dans l’atmosphère. Comment? En
s’évaporant. Pour simplifier, représentons-
nous une surface d’eau composée d’une infi-
nité de gouttes d’eau. Ces dernières sont el-
les-mêmes composées de molécules toujours
en mouvement. On peut dire que, de manière
générale, plus il fait chaud, plus ces particules
effectuent des mouvements rapides. Les plus
rapides d’entre elles réussissent alors à se dé-
faire de la force d’attraction des particules voi-
sines et s’en détachent: elles s’évaporent. Le
passage d’un état d’agrégat à un autre état est
toujours lié à un échange d’énergie. Etant
donné que la chaleur est nécessaire à l’évapo-
ration, cette chaleur se retrouve alors sous
forme d’énergie latente dans le paquet d’air
qui a accueilli les particules de vapeur au-des-
sus de la surface de l’eau et qui les transpor-
tera. Où? Vers le haut, pour commencer…
L’ascension de l’air est une science à part en-
tière, mais il est possible de donner quelques
définitions de base: l’air humide est plus léger
que l’air sec et il monte. Et lorsqu’un paquet
d’air est plus chaud que son environnement, il
gagne également de l’altitude. Une fois dans
L’eau et ses haltes tout au long
de son voyage infini… Nuages,
glace, chutes d’eau, arc-en-ciel,
des phénomènes qui dépen-
dent directement du cycle de
l’eau.

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l’atmosphère, l’eau (resp. la vapeur) peut être
transportée par les vents et les grands systè-
mes aériens d’un endroit à un autre. L’énergie
latente est alors toujours de la partie. C’est ainsi
que la chaleur des régions chaudes, où l’eau
s’évapore, termine sa course dans des régions
froides, où l’eau se condense, entraînant ainsi
des précipitations et une libération de l’éner-
gie latente. En deux mots, il s’agit là d’un gi-
gantesque transfert d’énergie qui se déroule en
continu au-dessus de nos têtes. Mais com-
ment fonctionne exactement le mouvement
ascendant et descendant de ces paquets d’air?
Et que se passe-t-il alors avec l’eau?
En règle générale, un paquet d’air ascendant
se refroidit d’un degré par 100 mètres par-
courus. Chaque paquet d’air ne peut emma-
gasiner qu’une quantité précise d’eau et plus
il est froid, moins il peut contenir d’eau. En se
refroidissant, l’air atteint ainsi un niveau de
saturation: la vapeur doit alors se retransfor-
mer en eau en se fixant à des aérosols. Les aé-
rosols sont des particules microscopiques de
poussière, de pollen, de suie, de sel marin ou
de gaz qui se trouvent partout dans l’atmos-
phère. Ils servent d’amarres à la vapeur qui
peut alors se condenser.
Ces petites gouttes d’eau commencent alors à
grandir, elles s’unissent, entrent en collision et
deviennent plus lourdes. Dans un nuage, les
gouttes d’eau ne font que 10 micromètres,
mais dès qu’elles atteignent une dimension
d’un millimètre, elles se transforment en gout-
tes de pluie et tombent vers le sol. Le cycle de
l’eau commence petit à petit à prendre forme.
Selon la température ambiante, l’eau ne reste
pas liquide, mais passe à un autre état et se
transforme en glace: la vitesse de refroidisse-
ment des gouttes d’eau, les turbulences et l’hu-
midité de l’air entraînent l’apparition de diffé-
rents cristaux et donc de différentes formes de
glace. Si une goutte d’eau reste une goutte
d’eau, elle tombera au sol sous forme de pluie
chaude. Mais il existe différents états intermé-
diaires allant de la pluie froide au flocon de
neige, en passant par le grésil ou la grêle. En
moyenne (et donc théoriquement), une goutte
d’eau passe huit jours dans l’atmosphère. Après
une semaine, elle retrouve la surface de la Terre
et alimente les plantes, les sols, les lacs et les
mers. Le voyage continue…
A la fin, la mer
Afin de connaître les lieux où l’eau tombe au
sol et les quantités d’eau qui atteignent la terre,
les scientifiques ont associé un bassin de ré-
ception à chaque étendue d’eau. Ce bassin de
réception est la zone dans laquelle les précipi-
tations alimentent l’étendue d’eau considérée.
Les bassins de réception peuvent afficher dif-
férentes tailles et formes en fonction de leur
topographie, de la nature du sol et des écou-
lements qui s’y trouvent. Lorsque l’eau atteint
le sol, ce dernier commence à la filtrer. Il le fera
plus ou moins rapidement en fonction de sa
consistance. La zone proche de la surface com-
porte un système de répartition complexe. Le
sol est humide mais pas saturé d’eau: de nom-
breux pores sont remplis d’air. Cet espace est
utilisé par les plantes qui aspirent alors l’eau à
nouveau vers le haut avec leurs racines pour
ensuite alimenter le cycle de l’eau grâce à leur
transpiration (évaporation à leur surface). Une
partie de l’eau contenue dans les sols s’évapore
directement et retourne ainsi dans l’atmos-
phère sans faire de détour. Une autre partie est
transportée vers les lacs ou les cours d’eau par
différents canaux. Il est difficile de mesurer le
temps que l’eau passe dans les sols. Selon les
experts, une goutte d’eau reste en moyenne de
deux à 50 semaines sous terre pour ensuite
poursuivre son chemin. L’eau qui ne s’est pas
écoulée dans des étendues d’eau plus grandes
continue à être filtrée et finit par atteindre une
zone où le sol est saturé d’eau. On parle alors
de nappe phréatique. Une fois arrivée dans une
de ces nappes, une goutte d’eau ne pourra pas
facilement s’en échapper: elle peut en effet re-
poser pendant près de plusieurs siècles dans
ces couches basses du sol.
Mais peu importe sa vitesse, l’eau est toujours
en mouvement. Même la dernière des gout-
tes d’eau souterraines finira par retrouver l’air
frais pour retomber sur nos têtes sous forme
de goutte de pluie. Mais dans certains cas, il
faudra faire preuve de beaucoup de patience:
dans les régions les plus froides, l’eau gèle et
se transforme en glace ou en permafrost. Elle
reste ainsi «emprisonnée» parfois pendant des
dizaines de milliers d’années dans des glaciers,
des calottes glaciaires ou des sols gelés. On
peut dire que la mer se trouve en même temps
au début et à la fin du cycle de l’eau. Que ce
soit sous forme de pluie, de cours d’eau ou
sous tout autre forme, l’eau finit toujours sa
course dans les océans. L’eau y reste alors
pendant 50 à 3000 ans. Elle circule autour du
globe et entre des courants profonds et froids
et des eaux de surface chaudes. Mais elle reste
toujours à la merci de l’évaporation: la boucle
est ainsi bouclée…
Le mouvement perpétuel de l’eau...
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