L’EAU POTABLE

Géophysique

L’eau est présente dans l’univers, sous diverses formes mais elle n’est pas présente sur toutes les planètes. La Terre, que l’on appelle aussi la planète bleue car l’ eau occupe 70% de sa surface, possède cette particularité.

Cependant, l’eau n’a pas toujours été présente sur la Terre, notamment sous sa forme liquide. En effet, au commencement, l’eau n’ était présente sur terre que sous son état de vapeur. Les scientifiques ne sont pas unanimes quant à l’origine de l’eau sur terre. Cependant, il semblerait que la chute de météorites sur la Terre ait apporté les atomes nécessaires à la formation de l’eau. Une autre hypothèse est que l’intense activité volcanique qu’enregistrait la Terre, a permis à l’eau d’être expulsée du manteau de la terre sous forme de vapeur.

Quelles que soient les causes de l’apparition de l’ eau sur Terre, il reste que celle-ci s’est d’abord trouvée sous son état de vapeur du fait de la température élevée et a été retenue par l’atmosphère. La Terre, il y a 4,5 milliards d’années était donc enveloppée d’une épaisse couche de vapeur d’eau retenue par l’atmosphère. Or le refroidissement progressif de la planète a provoqué la condensation de la vapeur d’eau présente dans l’atmosphère. La condensation a entrainé des pluies diluviennes qui ont formé des océans.

Sous sa forme liquide et solide (icebergs), 97% de l’eau se trouve dans les océans. Environ 3% seulement de l’eau sur Terre est de l’eau douce, qui alimente les rivières, lacs, fleuves. C’est la seule eau que les êtres humains et la majorité des animaux peuvent consommer directement. 97% de l’eau sur Terre ne peut donc pas être utilisée par l’Homme en tant que tel. Enfin environ 0,001% de l’eau est présente dans l’atmosphère. Cela semble peu mais cette présence est nécessaire à la régulation du climat.

Physique

L’eau possède plusieurs propriétés physiques intéressantes, uniques, et différentes des autres liquides.

Changement d’état : Lorsque l’eau change d’ état, cela veut dire que la distance entre les molécules d’eau est modifiée. A l’état solide, les molécules d’eau sont très proches, voire reliées, à l’état liquide elles sont un peu plus éloignées, et encore un peu plus éloignées à l’état gazeux. Chaque changement d’état demande un transfert d’énergie qui modifie la liaison, la distance entre les molécules.

Chaque changement d’état arrive à une pression donnée et chaque changement d’état s’accompagne d’un changement de volume plus ou moins important. Le volume de l’eau augmente lors du passage de l’état liquide à solide, ce qui peut poser des problèmes au niveau des canalisations, celles-ci pouvant exploser en cas de gel. Mais la glace, même si plus volumineuse que l’eau liquide, est plus lègere.

La température et la pression influencent également les états de l’eau. Il existe une relation très précise entre température et pression à savoir que la température de vaporisation de l’eau augmente lorsque la pression augmente.

Enfin, l’eau est un solvant, c’est-à-dire que de nombreuses substances peuvent se dissoudre dans l’eau notamment les minéraux. L’eau intervient donc dans la fabrication de nombreux produits et est très utilisée par les chimistes qui souvent la distille pour obtenir une eau pure (sans minéraux).

Enfin, l’eau, du fait de ses nombreuses propriétés, sert de référence pour plusieurs mesures en physique :

• l’échelle de température centigrade : cette échelle, inventée en 1742 par Anders Celsius, fait correspondre son 0 avec la température de la glace fondante (stade de la fusion). Le degré 100 correspond lui à la température d’ébullition de l’eau à une pression standard, c’est-à-dire à un niveau d’altitude de 0 au-dessus du niveau de la mer.
• la densité d’un corps est le rapport de sa masse volumique à la masse volumique d’un corps de référence, en l’occurence l’eau pure.
• le gramme : introduit pour unifier les mesures régionales lors de la Révolution Française, le gramme correspond à un centimètre cube d’eau à une température de 4°C.

Biologie

La composante principale du corps humain est l’eau, en effet un organisme adulte est composé à 65% d’eau. Le sang par exemple est composé à 80% d’ eau, ensuite le cerveau et le coeur sont les organes les plus riches en eau. L’eau est donc le constituant essentiel des cellules de l’organisme. Cependant, le corps humain ne peut pas stocker l’eau, celle-ci est constamment évacuée (excrétion, transpiration), c’est pour cela qu’il faut souvent réhydrater le corps pour compenser les pertes en eau. On estime à 2,5 litres le besoin en eau d’un adulte par jour. Les besoins en eau augmentent avec l’âge car en vieillissant les cellules retiennent de moins en moins l’eau.

L’eau est très importante dans l’organisme, non seulement pour assurer la vie des cellules mais également car :

– elle est nécessaire à la réalisation des réactions chimiques qui se font dans le corps humain, elle permet l’élimination des déchets métaboliques,

– elle aide au maintien d’une température constante à l’intérieur du corps.

– De plus, l’eau apporte des minéraux indispensables au bon fonctionnement de l’organisme tels que le fluor, le calcium, le magnésium. Si ces minéraux se trouvent dans l’alimentation, les minéraux présents dans l’eau complètent ces apports.

L’eau est également à l’origine de l’apparition de la vie. En effet, les eaux chaudes et peu profondes ont constitué un milieu privilégié pour l’apparition de la vie il y a 3,8 milliards d’années, sous la forme de micro-organismes, de bactéries unicellulaires.

Météorologie

L’eau a une grande influence sur le climat. Les océans agissent en effet comme des thermorégulateurs en absorbant et libérant de la chaleur, si bien que les terres proches des mers sont souvent plus tempérées. Ensuite, les courants marins ont une influence considérable sur le climat mondial. Les courants marins régulent et dispersent la chaleur des continents. Ils distribuent de grandes quantités d’énergie, de chaleur des régions chaudes vers les zones plus froides. La disparition, ou la déviation, d’un courant peut donc entrainer des dérèglements climatiques à petite et grande échelle.

La température des mers et océans influent donc sur le climat et sont à l’origine de divers phénomènes météorologiques. Les ouragans se forment sur les mers chaudes. L’air devient alors très chaud. Cet air chaud et humide (au moins 26°C) s’élève au-dessus de la mer et, au fur et à mesure qu’il s’élève, il est remplacé à la base par de l’air plus froid qui souffle, en formant une spirale vers le centre de la dépression. Cet air provoque la formation de nuages. Plus il y a d’humidité et de chaleur, plus il y a d’orages, et plus la zone devient perturbée. Des courants d’air ascendants et descendants se forment et la perturbation forme une colonne. Sous la colonne, la masse d’eau chaude continue à chauffer l’air et à le rendre instable.

Dès qu’il touche la terre ferme (ou qu’il se déplace sur des eaux plus froides), l’ouragan est coupé de sa source de chaleur et d’humidité (les eaux de la mer) et c’est à ce moment que son stade de dissipation débute.