LE CYCLE DE L’EAU
Quand notre planète s’est formée, il y a environ 4,6 milliards d’années, elle a rejeté d’énormes quantités de vapeur d’eau. En se refroidissant, celle-ci s’est condensée et a provoqué des pluies diluviennes qui ont peu à peu recouvert la surface du globe. Ainsi, se sont distingués les mers et les océans (les surfaces de la planète qui sont recouvertes d’eau) des terres (les surfaces de la planète qui sont émergées). Les mers et les océans couvrent environ 70 % de la surface du globe.
I.
LES RÉSERVES D’EAU
SUR LA PLANÈTE
Notre planète possède d’importantes réserves d’eau : environ 1,38 milliard de km³.
- Les océans et les mers contiennent la majeure partie de l’eau, à savoir environ 97 %. Il s’agit d’eau salée impropre à la consommation humaine, car elle contient en moyenne 3,5 grammes de sel par litre. De même, elle ne peut pas être utilisée pour abreuver les animaux ou pour arroser les champs.
- Les 3 % restants sont de l’eau douce dont la majeure partie (environ deux tiers) est prisonnière dans les calottes glaciaires et, donc, inaccessible pour l’Homme. L’autre tiers de notre provision d’eau douce se situe dans des gisements souterrains, appelés les nappes phréatiques. Cette eau n’est exploitable que partiellement, car environ la moitié se situe en dessous de 800 mètres de profondeur. Seulement 0,02 % de l’ensemble des réserves d’eau douce se situent dans les eaux de surface comme les ruisseaux, les rivières et les lacs et sont, donc, directement accessibles.
- L’eau atmosphérique, qui retombe sous forme de pluie, de neige ou de grêle sur la Terre ne constitue que 0,01 % (environ 110 000 km³). De cette quantité, seulement environ 12 500 km³ sont accessibles et, donc, effectivement utilisables par l’Homme.
1 km³ = 1 000 m³ = (1 000 X 1 000 m³) = 1 000 000 000 m³ = 1000 000 000 000 litres (1 000 milliards de litres) = 109 m3
En tout et pour tout, seulement 0,001 % de l’eau présente sur la planète (12 500 km³) est effectivement exploitable par l’Homme.
Depuis que la Terre s’est formée, la quantité d’eau reste constante. L’eau qui sert, aujourd’hui, à cuire nos pâtes est la même que celle qui permettait aux dinosaures de s’abreuver. Elle se renouvelle grâce au cycle de l’eau.
II.
LE CYCLE
DE L’EAU
Sous l’effet du soleil, l’eau de surface (océans, mers, rivières, lacs, etc.) et celle contenue dans le sol, s’évaporent en abandonnant les sels qu’elle contient. Les océans restent, donc, salés et c’est de la vapeur d’eau douce qui s’élève dans les airs.
La vapeur d’eau refroidit sous l’effet des vents et de l’altitude, puis se condense et forme des gouttelettes qui forment des nuages. Quand les gouttelettes deviennent trop grandes et trop lourdes, elles retombent sous forme de pluie, de grêle ou de neige.
Une partie de cette eau s’accumule sous forme de neige sur les glaciers. Une autre tombe sur le sol et est absorbée par la végétation. Si le sol est imperméable, l’eau ruisselle, rejoint les lacs et rivières et retourne dans la mer. Si le sol est poreux, l’eau s’infiltre doucement jusqu’à ce qu’elle rencontre une roche perméable (qui devient alors une nappe phréatique si sous elle se trouve une autre roche imperméable).
L’eau ainsi stockée ressort par des fissures du sol et forme une source. L’eau de source va alimenter les cours d’eau et les rivières et rejoindre la mer.
Le soleil est le moteur de l’ensemble du cycle de l’eau, qui fait circuler des quantités énormes d’eau et qui transforme l’eau salée en eau douce. C’est l’énergie solaire qui entraîne les changements d’état de l’eau : l’évaporation de l’eau et son élévation dans l’atmosphère, son refroidissement et sa retombée sous forme de pluie, la formation et la fonte des glaces, etc.
- Environ 500 000 km³ d’eau s’évaporent par an dont 430 000 km³ proviennent des océans et 70 000 km³ du sol.
- De cette eau, 390 000 km³ retombent sous forme de pluie ou de neige dans l’océan et 110 000 km³ sur la Terre.
- Les glaciers stockent environ 28 000 000 km³ d’eau.
- Les nappes phréatiques stockent environ 8 000 000 km³ d’eau.
- Les lacs et les rivières contiennent environ 225 000 km³ et apportent environ 40 000 km³ d’eau à la mer.
III.
LE TRAITEMENT
DES EAUX
L’eau que nous utilisons, nous la prélevons dans la nature. Elle provient en partie directement des nappes phréatiques auxquelles on accède par forage ou bien elle jaillit par les sources naturelles. Une autre partie de l’eau provient des eaux de surfaces naturelles (comme les rivières) ou de retenues d’eau spécialement aménagées par l’Homme (lacs de retenue).
L’eau qui sort de nos robinets est de l’eau potable. Suite à la pollution croissante, l’eau que nous prélevons dans la nature est souvent impropre à la consommation. Elle doit, donc, être purifiée dans une station de traitement des eaux afin de devenir potable.
Une fois utilisée, cette « eau usée » retourne dans le cycle de l’eau. Dans le temps, les eaux usées étaient directement déversées dans les rivières, mais suite à l’industrialisation et l’augmentation de la population, elles étaient de plus en plus polluées ce qui avait des conséquences désastreuses pour les eaux de surface naturelles.
Aujourd’hui, après usage, l’eau usée rejoint les égouts, où elle est collectée et conduite vers une station d’épuration. Là, elle traverse différentes phases de dépollution et d’épuration avant de rejoindre la rivière et de réintégrer le cycle naturel de l’eau.
Fonctionnement d’une station d’épuration
Après avoir été utilisée par les ménages et l’industrie, l’eau est recueillie par les égouts et dirigée vers une station d’épuration.
L’eau polluée passe à travers des grilles (1) qui retiennent et enlèvent les plus gros déchets (coton-tige, morceaux de papier, de plastique, de bois, etc.). L’eau passe aussi dans un ouvrage (2) (dessableurs, déshuileurs) où les huiles et les graisses flottantes sont récupérées en surface. Les sables et graviers plus lourds se déposent au fond de ce même ouvrage, puis sont envoyés à la décharge publique.
L’eau s’écoule ensuite dans un grand bassin appelé décanteur (3) au fond duquel se déposent les boues. On fait passer ensuite l’eau (encore très chargée) dans un bassin d’aération (4) où des bactéries dégradent petit à petit la pollution organique.
L’eau passe alors par un dernier décanteur (5) au fond duquel tombent les matières polluantes dévorées par les bactéries (flocs bactériens) sous forme de boues. L’eau est suffisamment propre pour pouvoir être rejetée à la rivière. Elle peut alors reprendre son cycle naturel.
Attention, l’eau épurée n’est pas potable. C’est une eau de qualité jugée satisfaisante pour l’écosystème où elle est rejetée.
(7) Les boues récupérées du décanteur peuvent être utilisées comme engrais dans l’agriculture en fonction, entre autres de la quantité de métaux lourds. Sinon elles sont envoyées en décharge publique ou incinérées.
Une goutte d’eau passe entre 13 et 30 heures dans une station d’épuration.
L’eau que nous utilisons est, donc, juste empruntée à la nature. Nous la dévions de son milieu naturel pour subvenir à nos besoins, mais après usage, elle retourne dans la nature et réintègre le cycle de l’eau. Afin de perturber le moins possible notre environnement, nous avons, donc, le devoir de veiller à ce que l’eau restituée soit de la meilleure qualité possible.