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Quelques gouttes de savoir L'eau, une molécule peu ordinaire
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| L'eau douce ne représente que 2,8% de l'eau qui circule sur Terre. Et encore ! Les trois quarts de cette eau douce sont sous forme de glace. (photo : captage d'eau au barrage de la Vallière en Ille-et-Vilaine - par Christophe Courteau) | Luc Aquilina est hydrogéochimiste au sein de l’unité de Géosciences à l’université Rennes 1. Spécialiste des interactions entre l’eau et la roche, il répond à quelques questions basiques mais pas toujours simples. Comme la petite molécule H2O.
S ciences Ouest : Sous quelle forme l’eau est-elle présente sur Terre ?
Luc Aquilina : L’essentiel de l’eau se trouve dans les océans qui représentent 72 % de la surface du globe et 97,2% des eaux libres. Cette eau est salée. L’eau douce ne représente donc que 2,8% de l’eau libre de notre planète bleue, sachant que les trois-quarts de cette eau douce sont sous forme de glace. L’atmosphère, enfin, ne contient que 0,001% de l’eau libre. J’ai parlé ici d’eau libre par opposition à l’eau contenue dans les roches souvent sous forme d’anions OH-. En effet, 20% de toute l’eau présente sur la Terre (eau libre et eau de l’écorce terrestre) est « prisonnière » de la structure cristalline de la roche.
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| Inondations dans le région de Redon (35) en janvier dernier. Les pluies exceptionnelles de l'hiver ont fait déborder la Vilaine. Sur un sol saturé en eau, 40% des eaux tombées s'écoulent. (photo : Christophe Courteau) | S .O. : Comment ces différents compartiments de l’hydrosphère participent-ils au cycle de l’eau ?
L.A. : Toute cette eau circule mais à des vitesses bien différentes : dans l’atmosphère, l’eau ne réside qu’une semaine environ ; dans les rivières, le temps de séjour est de l’ordre du mois, mais dans les lacs, le temps de renouvellement de l’eau est d’environ 17 ans ; dans le sol, selon le type d’aquifère, le temps de séjour se compte plutôt en année (humidité du sol), mais à grande profondeur, dans la croûte terrestre, les temps de séjours peuvent se chiffrer en milliers d’années. Les grands mouvements d’eau océaniques, caractérisés par un écoulement sur le fond marin qui vient des zones les plus froides et remonte en surface à l’équateur, durent environ 2500 ans ; enfin, dans les calottes glaciaires, l’eau séjourne près de 10.000 ans. Finalement, les eaux « météoriques », c’est-à-dire issues des précipitations, et qui forment les eaux douces, ne sont qu’une partir infime de toute la masse d’eau terrestre mais ce sont pourtant elles qui participent presque à la totalité de l’eau en circulation dans le cycle de l’eau.
S .O. : Dans le monde minéral comme dans le monde du vivant, l’eau est présente et essentielle. Pourquoi ?
L.A. : Les propriétés physiques et chimiques de cette petite molécule sont surprenantes. L’assemblage d’un atome d’oxygène et de deux atomes d’hydrogène donne à la molécule une forme de « tête de Mickey » qui est, d’un point de vue électrique, globalement neutre, mais qui se comporte en fait comme un dipôle : les deux « oreilles » de Mickey étant chargées positivement et son « menton » comportant deux charges négatives. Grâce à ce déséquilibre électrique, l’eau est un excellent solvant et peut se mélanger à d’autres éléments. On la retrouve donc dans de nombreux endroits. Une autre explication se trouve dans la large gamme de température, de 0°C à 100°C à pression atmosphérique normale, où l’eau est liquide. Si cette gamme ne correspondait pas aux températures moyennes de la planète, il est certain que l’eau ne serait pas aussi importante sur Terre. Enfin, dans le règne végétal comme animal, l’eau est utilisées grâce à sa capacité de transport : l’arbre comme l’organisme humain absorbe et transpire l’eau qui véhicule les substances dissoutes indispensables à l’organisme qu’elle traverse. L’eau est donc aussi essentielle à la vie à cause de ce rôle de vecteur.
Propos recueillis par Marc-Antoine MARTIN
Contact :
Luc Aquilina – Géosciences Rennes – Tél : 02 99 28 67 79
Mel : luc.aquilina@univ-rennes1.fr
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