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Le cycle de l'eau

Découvrez comment l'eau se déplace à travers les écosystèmes de la Terre.

Points clés

  • La grande majorité de l'eau sur Terre est salée et se trouve dans les océans. Seule une toute petite partie est de l'eau douce, accessible directement, et répond aux besoins des humains.
  • L'eau trouvée à la surface de la Terre peut avoir un cycle rapide, mais une grande partie de l'eau se trouve dans des réservoirs souterrains, dans la glace et les océans. Cette eau se déplace lentement.
  • Le cycle de l'eau est complexe et implique des changements d'état ainsi que le mouvement physique de l'eau à travers et entre les écosystèmes.
  • Les eaux souterraines se situent sous le sol entre les particules du sol et dans les fissures des roches. Les aquifères sont des réservoirs d'eaux souterraines auxquels on accède souvent par des puits.

L'eau : pourquoi est-ce important ?

L'eau est extrêmement importante pour les êtres vivants. Plus de la moitié de votre corps est composée l'eau, et si on jetait un coup d'œil à vos cellules, on trouverait qu'elles contiennent plus de 70 % d'eau ! Ainsi, comme la plupart des animaux terrestres, vous avez besoin d’une source fiable d'eau douce pour survivre.
Sur Terre, 97,5 % de l'eau est salée et plus de 99 % de ce qui reste est sous forme d'eau souterraine ou de glace. En bref, moins de 1 % de l'eau douce est présente dans les lacs, les rivières ou disponible sous d'autres formes en surface.
Ce diagramme ne mentionne pas les petits réservoirs d'eau, tels que l'atmosphère et le corps des organismes vivants. Pour une description plus détaillée, consultez le site internet de l'USGS Water Science School1. Crédit d'image : Biogeochemical cycles: Figure 1 de OpenStax College, Concepts of Biology, CC BY 4.0
Beaucoup d'êtres vivants dépendent de cette faible quantité d'eau douce en surface, et le manque d'eau peut avoir de graves effets sur les écosystèmes. Bien sûr, les humains ont mis au point certaines technologies pour accroître la disponibilité en eau. Il s'agit notamment de creuser des puits pour accéder aux eaux souterraines, de récolter les eaux de pluie et d'avoir recours à la désalinisation — l'élimination du sel — pour obtenir de l'eau fraîche à partir de l'océan. Pourtant, de nombreuses régions du monde n'ont, à ce jour, toujours pas accès à l'eau potable.
La plupart des eaux de la Terre ne circulent pas (se déplacent d'un endroit à un autre) très rapidement. On peut le voir dans la figure ci-dessous, qui montre le temps moyen qu'une unique molécule d'eau passe dans chacun des grands réservoirs de la Terre. On parle de temps de résidence. L'eau dans les océans, sous terre et sous la forme de glace a tendance à se déplacer très lentement. Seules les eaux de surface circulent rapidement.
Crédit d'image : "Biogeochemical cycles: Figure 3" de OpenStax College, Biology, CC BY 4.0

Le cycle de l'eau

Le cycle de l’eau, ou cycle hydrologique, est alimenté par l’énergie du soleil, qui réchauffe la surface des océans et des autres réservoirs d'eau. Ceci provoque l'évaporation de l'eau liquide et la sublimation de la glace — qui passe directement d'un état solide à gazeux. Ces processus induits par le soleil transforment l'eau atmosphérique en vapeur d'eau.
Au fil du temps, la vapeur d'eau atmosphérique se condense en nuages et finit par tomber sous forme de précipitations, c'est-à-dire de pluie ou de neige. Lorsque les précipitations atteignent la surface de la Terre, plusieurs options s'offrent à elles : elles peuvent s'évaporer à nouveau, ruisseler en surface, s'infiltrer dans le sol ou encore percoler dans la terre.
Dans les écosystèmes basés sur Terre, ou terrestres, qui sont à l'état naturel, la pluie frappe généralement les feuilles ou toute autre surface des plantes avant d'atteindre le sol. Une partie de l'eau s'évapore rapidement de la surface des plantes. L'eau restante arrive au sol et, dans la plupart des cas, commence à s'y infiltrer.
En général, le déplacement de l'eau en surface par ruissellement a lieu uniquement quand le sol est saturé en eau, lorsque la pluie tombe très fortement, ou quand la surface ne peut pas absorber beaucoup d'eau. On prendra comme exemple de surface non absorbante, celui de la roche dans un écosystème naturel, ou encore de l'asphalte ou du ciment dans un écosystème urbain ou suburbain.
Crédit d'image : The water cycle par NOAA National Weather Service Jetstream, CC BY 2.0
L'eau des niveaux supérieurs du sol peut être absorbée par les racines des plantes. Les plantes en utilisent une partie pour leur propre métabolisme, et l'eau assimilée par les tissus végétaux peut se retrouver dans le corps des animaux quand les plantes sont consommées. Néanmoins, la majeure partie de l'eau qui compose une plante est restituée dans l'atmosphère par le processus de transpiration, au cours duquel l'eau pénètre dans les racines, circule en hauteur à travers des tubes vasculaires faits de cellules mortes, et s'évapore à travers des pores appelés stomates et situés dans les feuilles.
Si l'eau n'est pas absorbée par les racines des plantes, elle peut s'infiltrer dans le sous-sol et le substrat rocheux, formant ainsi des nappes souterraines. Ces eaux souterraines se situent au niveau des pores entre les particules de sable et de gravier ou dans les fissures des roches. Elles constituent un important réservoir d’eau douce. Les eaux souterraines peu profondes circulent lentement à travers les pores et les fissures et peuvent éventuellement rejoindre un cours d'eau ou un lac et ainsi faire à nouveau partie des eaux de surface.
Certaines nappes souterraines s'installent en profondeur dans le substrat rocheux et peuvent y rester pendant des millénaires. Ces réservoirs d'eaux souterraines, ou aquifères, sont généralement exploités comme source d'eau potable ou pour l'irrigation grâce à des puits. Aujourd'hui, beaucoup d'aquifères sont épuisés plus rapidement qu'ils ne sont renouvelés par l'eau qui s'infiltre depuis la surface.

Le cycle de l'eau est à la base d'autres cycles.

Le cycle de l'eau est important en soi, et les profils de circulation de l'eau et de précipitations ont des effets majeurs sur les écosystèmes de la Terre. Cependant, les précipitations et le ruissellement en surface jouent également un rôle important dans le cycle de divers éléments, tels que le carbone, l'azote, le phosphore et le soufre. En particulier, le ruissellement en surface aide à transporter les éléments des écosystèmes terrestres vers les écosystèmes aquatiques.
On verra en détail comment cela fonctionne dans les articles suivants, où on examinera les cycles biogéochimiques de différents éléments.

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  • blobby green style l'avatar de l’utilisateur Mokhtar Horri
    BONJOUR,

    J'ai lu votre dossier sur le cycle de l'eau https://fr.khanacademy.org/science/biology/ecology/biogeochemical-cycles/a/the-water-cycle
    mais dans ce fichier d'une page ( dessins inclus)
    PDF NEW- CYCLE NATUREL DE L'EAU- 2016.pdf
    (https://pdf.lu/7Owm)
    je démontre que la vapeur d'eau n'est jamais parvenue en hauteur des nuages, elle est carrément décomposée en H2 et O qui tous deux plus légers que l’air, l’hydrogène (qu’on appelle nuage positif) se placera en haut car plus léger que l’oxygène monoatomique qui se placera en dessous(qu’on appelle nuage négatif), une fois la compression due à l’opposition de deux forces mécaniques (courants d’air ascendants et courants d’air descendants) ayant atteint un taux favorable), les deux gaz se combinent dans une véritable réaction chimique explosive, ils forment de l’eau ( synthèse de l’eau) :
    (Eclair + Tonnerre + Pluie = une seule opération).
    tél-mobile: 2130790728135
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  • blobby green style l'avatar de l’utilisateur Mokhtar Horri
    BONJOUR,

    J'ai lu votre dossier sur le cycle de l'eau https://fr.khanacademy.org/science/biology/ecology/biogeochemical-cycles/a/the-water-cycle
    mais dans ce fichier d'une page ( dessins inclus)
    PDF NEW- CYCLE NATUREL DE L'EAU- 2016.pdf
    je démontre que la vapeur d'eau n'est jamais parvenue en hauteur des nuages, elle est carrément décomposée en H2 et O qui tous deux plus légers que l’air, l’hydrogène (qu’on appelle nuage positif) se placera en haut car plus léger que l’oxygène monoatomique qui se placera en dessous(qu’on appelle nuage négatif), une fois la compression due à l’opposition de deux forces mécaniques (courants d’air ascendants et courants d’air descendants) ayant atteint un taux favorable), les deux gaz se combinent dans une véritable réaction chimique explosive, ils forment de l’eau ( synthèse de l’eau) :
    (Eclair + Tonnerre + Pluie = une seule opération).
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