Eau
Pour les articles ayant des titres homophones, voir O, Au et Aux.
| Eau |
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| Identification |
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| Nom UICPA |
eau |
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| Synonymes |
monoxyde de dihydrogène, oxyde d'hydrogène, hydrogénol, hydroxyde d'hydrogène, oxyde dihydrogéné, oxydane
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| No CAS |
7732-18-5 |
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| No ECHA |
100.028.902 |
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| No CE |
231-791-2 |
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| PubChem |
962 |
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| ChEBI |
15377 |
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| SMILES |
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| InChI |
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| Apparence |
liquide incolorea, inodore et insipide |
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| Propriétés chimiques |
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| Formule |
H2O [Isomères] |
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| Masse molaire2 |
18,015 3 ± 0,000 4 g/mol
H 11,19 %, O 88,81 %, 18,015 28 g mol−1 |
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| pKa |
pKe = 14,0 |
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| Moment dipolaire |
1,8546 D |
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| Indice d’iode |
gI2 100g−1 |
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| Indice d’acide |
mgKOH g−1 |
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| Indice de saponification |
mgKOH g−1 |
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| Propriétés physiques |
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| T° fusion |
0 °C à 1,013 25 bar |
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| T° ébullition |
100 °C à 1,013 25 bar3, 100,02 °C ± 0,044 |
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| Solubilité |
g l−1 |
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| Masse volumique |
1 000,00 kg m−3 à 4 °C
998,30 kg m−3 à 20 °C
958,13 kg m−3 à 100 °C (liquide)
726,69 kg m−3 à 300 °C - 15,5 MPa3 |
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| Pression de vapeur saturante |
6,112 mbar (glace, 0 °C)5
12,4 mbar (10 °C)
23,4 mbar (20 °C)
42,5 mbar (30 °C)
73,8 mbar (40 °C)
123,5 mbar (50 °C)
199,4 mbar (60 °C)6
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| Viscosité dynamique |
1,002 × 10−3 Pa s à 20 °C
0,547 × 10−3 Pa s à 50 °C
0,281 8 × 10−3 Pa s à 100 °C (liquide)
0,080 4 × 10−3 Pa s à 300 °C - 15 MPa3 |
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| Point critique |
374,15 °C, 22,12 MPa3,4 |
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| Point triple |
0,01 °C, 611,2 Pa3,4 |
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| Conductivité thermique |
0,604 W m−1 K−1 à 20 °C |
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| Vitesse du son |
1 497 m s−1 à 25 °C8 |
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| Thermochimie |
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| S0gaz, 1 bar |
188,7 J K−1 mol−1 |
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| S0liquide, 1 bar |
69,9 J K−1 mol−1 |
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| S0solide |
J K−1 mol−1 |
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| ΔfH0gaz |
−241,818 kJ mol−1 |
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| ΔfH0liquide |
−285,83 kJ mol−1 |
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| ΔfH0solide |
−291,84 kJ mol−1 |
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| ΔfusH° |
6,01 kJ mol−1 |
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| ΔvapH° |
44,2 kJ mol−1 à 20 °C,
43,990 kJ mol−1 à 25 °C,
40,657 kJ mol−1 à 100 °C,
2,26 MJ kg−1 à 100 °C |
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| Cp |
4 185,5 J kg−1 K−1 à 15 °C et 101,325 kPa,
75,403 J mol−1 K−1 à 15 °C et 101,325 kPa,
75,366 J mol−1 K−1 à 20 °C et 101,325 kPa,
75,291 J mol−1 K−1 à 25 °C et 101,325 kPa |
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| PCS |
kJ mol−1 |
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| PCI |
kJ mol−1 |
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| Propriétés optiques |
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| Indice de réfraction |
1,33 |
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| Constante de Verdet |
4,10 rad T−1 m−1 à 480 nm9 |
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| Écotoxicologie |
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| DL50 |
> 90 ml kg−1 (rat, oral)10 |
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| Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire. |
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L'eau est une substance chimique constituée de molécules H2O. Ce composé, très stable, mais aussi très réactif, est un excellent solvant à l'état liquide. Dans de nombreux contextes, le terme eau est employé au sens restreint d'eau à l'état liquide, ou pour désigner une solution aqueuse diluée (eau douce, eau potable, eau de mer, eau de chaux, etc.).
L'eau est ubiquitaire sur Terre et dans l'atmosphère, sous ses trois états, solide (glace), liquide et gazeux (vapeur d'eau). L'eau extraterrestre est également abondante, sous forme de vapeur d'eau dans l'espace et sous forme condensée (solideb ou liquide) à la surface, près de la surface ou à l'intérieur d'un grand nombre d'objets célestes.
L'eau est un constituant biologique important, essentiel sous sa forme liquide pour tous les organismes vivants connusc. Compte tenu de son caractère vital, de son importance dans l'économie et de sa répartition inégale sur Terre, l'eau est une ressource naturelle dont la gestion est l'objet de forts enjeux géopolitiques.
Généralités
L'eau est présente sur Terre sous ses trois états : liquide, solide (
glace) et gazeux (
vapeur d'eau). La vapeur d'eau, invisible, est un composant de l'air. Les
nuages sont des accumulations de gouttelettes d'eau dans l'air.
La formule chimique de l’eau pure est H2O. L’eau que l’on trouve sur Terre est rarement un composé chimique pur, l’eau courante étant une solution d'eau, de sels minéraux et d'autres impuretés. Les chimistes utilisent de l'eau distillée pour leurs solutions, mais cette eau n'est pure qu'à 99 % : il s'agit encore d'une solution aqueuse.
Majoritairement observable sur Terre à l'état liquide, elle possède les propriétés d'un puissant solvant : elle dissout facilement et solubilise rapidement de nombreux corps sous forme d'ions, ainsi que de nombreuses autres molécules gazeusesd, et par exemple les composants de l'air, en particulier l'oxygène ou le dioxyde de carbone. L'expression « solvant universel »11 est toutefois sujette à maintes précautions, beaucoup de matériaux naturels (roches, métaux, etc.) étant non solubles dans l'eau (dans la plupart des cas ou de manière infime).
La surface de la Terre est recouverte à 71 % d’eau12 (97 % d’eau salée et 3 % d’eau douce dans différents réservoirs) sous différentes formes :
- liquide, dans les océans, les lacs, les fleuves et les rivières. Ailleurs que dans les zones humides plus ou moins tourbeuses ou marécageuses, dans les mers et océans, l'eau est présente dans les lagunes, lacs, étangs, mares, fleuves, rivières, ruisseaux, canaux, réseaux de fossés, de watringues ou comme eau interstitielle du sol ;
- gazeuse, sous forme de vapeur d'eau dans l'air. L'humidité de l'air provient de l'évaporation des mers, des plans d'eau et de l'évapotranspiration des plantes ;
- solide, sous forme de glace dans les glaciers dans la banquise, les icebergs, etc.
La circulation de l’eau au sein des différents compartiments terrestres est décrite par le cycle de l'eau. En tant que composé essentiel à la vie, l’eau a une grande importance pour l'Homme13 mais aussi pour toutes les espèces végétales et animales. Source de vie et objet de culte depuis les origines de l'Homme, l'eau est conjointement, dans les sociétés d'abondance comme la France, un produit de l'économie et un élément majeur de l'environnement.
Le corps humain est composé à 65 % d’eau pour un adulte, à 75 % chez les nourrissons et à 94 % chez les embryons de trois jours. Les cellules, quant à elles, sont composées de 70 % à 95 % d'eau. Les animaux sont composés en moyenne de 60 % d'eau et les végétaux à 75 %. On trouve néanmoins des extrêmes : la méduse (98 %) et la graine (10 %)14. L'eau de boisson passe la barrière intestinale et est diffusée par les réseaux sanguins et lymphatiques. Dans les membranes cellulaires, des pores spéciaux dits aquaporines permettent le passage de l'eau de part et d'autre de la membrane, tout en empêchant les ions de pénétrer dans la cellule. En 2009, environ 500 aquaporines étaient identifiées chez les plants et animaux, dont 1315 chez l'humain. Ces pores protéiques complexes « trient » les molécules ayant la même taille que la molécule d’eau, et ne laissent passer que l'eau16.
L'eau a la propriété particulière de présenter une anomalie dilatométrique : sa phase solide est moins dense que sa phase liquide, ce qui fait que la glace flotte17.
Étymologie et usage du mot
Le terme eau est un dérivé très simplifié du latin aqua via les langues d'oïl. Le terme aqua a été ensuite repris pour former quelques mots comme aquarium. Un mélange aqueux est un mélange dont le solvant est l'eau. Le préfixe hydro dérive quant à lui du grec ancien ὕδωρ (hudôr) et non pas de ὕδρος (hudros) lequel signifie « serpent à eau » (d'où l'hydre 
).
Par « eau », on comprend souvent liquide incolore constitué en majorité d'eau, mais pas uniquement d'eau pure. Suivant sa composition chimique qui induit son origine ou son usage, on précise :
- eau minérale, eau de Seltz, eau de source, eau de mer, eau douce, eau potable, eau de pluie, eau du robinet, eau de table, eau gazeuse, eau plate, etc. ;
- en chimie, on parle d'eau lourde, eau tritiée, eau dure, eau distillée ;
- pour un usage plus ancien, on parle de l'eau-forte pour l’acide nitrique dilué, de l'eau régale pour un mélange d'acides qui dissout l'or, mais aussi d'eau-de-vie constituée d'éthanol dilué d'eau potable ;
- une femme perd ses eaux avant l'accouchement.
Géophysique : l'eau sur Terre et dans l'Univers
Cascades de Jonathan’s Run.
L'eau dans l'Univers
L'eau a été trouvée dans des nuages interstellaires dans notre galaxie, la Voie lactée. On pense que l'eau existe en abondance dans d'autres galaxies aussi, parce que ses composants, l'hydrogène et l'oxygène, sont parmi les plus abondants dans l'Univers.
Les nuages interstellaires se concentrent éventuellement dans des nébuleuses solaires et des systèmes stellaires tels que le nôtre. L'eau initiale peut alors être trouvée dans les comètes, les planètes, les planètes naines et leurs satellites.
La forme liquide de l'eau est seulement connue sur Terre, bien que des signes indiquent qu'elle soit (ou ait été) présente sous la surface d'Encelade, l'un des satellites naturels de Saturne, sur Europe et à la surface de Mars. Il semblerait qu'il y ait de l'eau sous forme de glace sur la Lune en certains endroits, mais cela reste à confirmer. La raison logique de cette assertion est que de nombreuses comètes y sont tombées et qu'elles contiennent de la glace, d'où la queue qu'on en voit (quand les vents solaires les touchent, laissant une traînée de vapeur). Si l'on découvre de l'eau en phase liquide sur une autre planète, la Terre ne serait alors peut-être pas la seule planète que l'on connaît à abriter la vie.
Origine de l'eau sur Terre
Les avis divergent sur l'origine de l’eau sur la Terre.
Formes de l'eau sur Terre
Le cycle de l'eau (connu scientifiquement sous le nom de cycle hydrologique) se rapporte à l'échange continu de l'eau entre l'hydrosphère, l'atmosphère, l'eau des sols, l'eau de surface, les nappes phréatiques et les plantes.
L'eau liquide est trouvée dans toutes sortes d'étendues d'eau, telles que les océans, les mers, les lacs, et de cours d'eau tels que les fleuves, les rivières, les torrents, les canaux ou les étangs. La majorité de l'eau sur Terre est de l'eau de mer. L'eau est également présente dans l'atmosphère en phase liquide et vapeur. Elle existe aussi dans les eaux souterraines (aquifères).
Répartition de l'eau sur Terre
Volume d'eau contenu dans
les différents réservoirs18
| Réservoirs | Volume
(106 km3) | Pourcentage
du total |
|---|
| Océans |
1 320 |
97,25 |
| Calottes glaciaires et glaciers |
29 |
2,05 |
| Eau souterraine |
9,5 |
0,68 |
| Lacs |
0,125 |
0,01 |
| Humidité des sols |
0,065 |
0,005 |
| Atmosphère |
0,013 |
0,001 |
| Fleuves et rivières |
0,0017 |
0,000 1 |
| Biosphère |
0,000 6 |
0,000 04 |
Le volume approximatif de l'eau de la Terre (toutes les réserves d'eau du monde) est de 1 360 000 000 km3. Dans ce volume :
- 1 320 000 000 km3 (97,2 %) se trouvent dans les océans ;
- 25 000 000 km3 (1,8 %) se trouvent dans les glaciers et les calottes glaciaires ;
- 13 000 000 km3 (0,9 %) sont des eaux souterraines ;
- 250 000 km3 (0,02 %) sous forme d'eau douce dans les lacs, les mers intérieures et les fleuves ;
- l'équivalent de 13 000 km3 (0,001 %) d'eau liquide sous forme de vapeur d'eau atmosphérique à un moment donné.
Si la fraction d'eau sous forme gazeuse est marginale, la Terre a perdu au cours de son histoire un quart de son eau dans l'espace19.
On sait depuis 2014 qu'une partie notable du manteau terrestre principalement constituée de ringwoodite, entre 525 et 660 km de profondeur, pourrait contenir jusqu'à trois fois le volume d'eau des océans actuels (et en serait la source principale). La quantification n'est pas encore définitive mais pourrait faire varier énormément le volume d'eau disponible sur Terre, même si son exploitabilité et sa disponibilité spontanée sont douteuses20,21.
Rôle de l'eau dans l'apparition de la vie
L'eau liquide semble avoir joué, et continue à jouer, un rôle primordial dans l'apparition et la persistance de la vie sur Terre. La forme liquide, contrairement aux états gazeux ou solide, maximise les contacts entre atomes et molécules, augmentant de fait leurs interactions. L'eau est une molécule polaire et un bon solvant, capable de solubiliser de nombreuses molécules. Le cycle de l'eau joue un rôle majeur, notamment par l'érosion des continents, qui permet d'apporter de grandes quantités de minéraux nécessaires à la vie dans les rivières, les lacs et les océans. Le gel de l'eau permet d'éclater les roches et augmente la disponibilité de ces minéraux22.
L'eau durant l'« Anthropocène »
Durant l'« Anthropocène »23, l'humanité a bouleversé le cycle de l'eau, par la surexploitation de certaines nappes, la déforestation, le dérèglement climatique, la canalisation de grands cours d'eau, les grands barrages, l'irrigation à grande échelle24. Elle l'a fait à une vitesse et à une échelle qui ne sont pas comparables avec les événements historiques passés, et avec des effets qui dépassent ceux des grandes forces géologiques24.
Propriétés
Propriétés physiques
Une main dans l'eau courante. La distorsion est due à la
réfraction.
Générales
La température de vaporisation de l'eau dépend directement de la pression atmosphérique, comme le montrent ces formules empiriques :
- pression normalisée dans la troposphère (0–11 km) :
- P r e s s i o n [ P a ] = 101 325 × ( 288 , 15 − 0 , 0065 × A l t i t u d e [ m ] 288 , 15 ) 5 , 255
![Pression[Pa]=101\,325\times \left({\frac {288,15-0,0065\times Altitude[m]}{288,15}}\right)^{{5,255}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/11de63d587e70ddec280e1b786354ce978bbf338)
- P o i n t d ′ e ´ b u l l i t i o n [ K ] ≈ 26 , 307 × ln ( P r e s s i o n [ P a ] ) + 69 , 771
![Point~d'{\acute e}bullition[K]\approx 26,307\times \ln(Pression[Pa])+69,771](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/032ed9eb13dc51b1f4f386b3edb722eb328a0ea0)
Son point d'ébullition est élevé par rapport à un liquide de poids moléculaire égal. Ceci est dû au fait qu'il faut rompre jusqu'à trois liaisons hydrogène avant que la molécule d'eau puisse s'évaporer. Par exemple, au sommet de l'Everest, l'eau bout à environ 68 °C, à comparer aux 100 °C au niveau de la mer. Réciproquement, les eaux profondes de l'océan près des courants géothermiques (volcans sous-marins par exemple) peuvent atteindre des températures de centaines de degrés et rester liquides.
L'eau est sensible aux fortes différences de potentiel électrique. Il est ainsi possible de créer un pont d'eau liquide de quelques centimètres entre deux béchers d'eau distillée soumis à une forte différence de potentiel25.
Un nouvel « état quantique » de l’eau a été observé quand les molécules d’eau sont alignées dans un nanotube de carbone de 1,6 nanomètre de diamètre et exposées à une diffusion de neutrons. Les protons des atomes d’hydrogène et d’oxygène possèdent alors une énergie supérieure à celle de l’eau libre, en raison d’un état quantique singulier. Ceci pourrait expliquer le caractère exceptionnellement conducteur de l’eau au travers des membranes cellulaires biologiques26.
Radioactivité : elle dépend des métaux et minéraux et de leurs isotopes présent dans l'eau, et peut avoir une origine naturelle ou artificielle (retombées des essais nucléaires, pollution radioactive, fuites, etc.). En France, elle est suivie par l'Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire (IRSN), y compris pour l'eau du robinet27.
L'eau comme fluide thermodynamique
L'eau est un fluide thermodynamique d'usage courant, efficace et économique3 :
- l'eau est stable en température jusqu'à une valeur élevée ;
- l'eau a une masse volumique maximale de 1 000 kg/m3 (soit 1 kg/l à l'origine la définition du kilogramme ; exactement 999,975 kg/m3 à 3,98 °C) ;
- l'eau a la capacité thermique à pression constante la plus élevée de tous les liquides (75,711 J mol−1 K−1 soit 4,202 6 kJ kg−1 K−1 à 20 °C). Les océans sont de bons accumulateurs de la chaleur ;
- l'eau a une très faible conductivité thermique (0,604 W/(m⋅K) à 20 °C) ;
- l'eau a la chaleur latente d'évaporation la plus élevée de tous les liquides (44,22 kJ/mol soit 2 454,3 kJ/kg à 20 °C), d'où l'efficacité de la transpiration comme moyen de rafraîchissement ;
- l'eau a une chaleur latente de fusion élevée (6,00 kJ/mol soit 333,0 kJ/kg) ;
- l'eau a la tension superficielle la plus élevée de tous les liquides (72 mN/m à 20 °C) à l'exception du mercure ; dans l'air humide, la formation de gouttelettes est facilitée ; l'eau monte dans un tube capillaire, telle la sève dans les arbres ;
- l'eau est transparente à la lumière visible, ainsi les organismes aquatiques peuvent vivre car la lumière du soleil peut les atteindre ; elle est cependant opaque au rayonnement infrarouge, absorbé par l'hydrogène, l'oxygène et leur liaison ;
- La couleur de l'eau est naturellement bleue en raison de sa vibration moléculaire.
Radiolyse
La radiolyse de l'eau est la dissociation, par décomposition chimique de l'eau (H2O) (liquide ou de vapeur d'eau) en hydrogène et hydroxyle respectivement sous forme de radicaux H· et HO·, sous l'effet d'un rayonnement énergétique intense (rayonnement ionisant). Elle a été expérimentalement démontrée il y a environ un siècle. Elle se fait en passant par plusieurs stades physicochimiques et à des conditions particulières de température et de pression, de concentration du soluté, de pH, de débit de dose, de type et énergie du rayonnement, de présence d'oxygène, de nature de la phase de l'eau (liquide, vapeur, glace). C'est un phénomène encore incomplètement compris et décrit qui pourrait, dans le domaine du nucléaire, des voyages dans l'espace ou pour d'autres domaines, avoir dans le futur des applications techniques nouvelles, entre autres pour la production d'hydrogène28.
Référence dans le système métrique
Référence massique
À l’origine, un décimètre cube (litre) d’eau définissait une masse de un kilogramme (kg). L’eau avait été choisie car elle est simple à trouver et à distiller. Dans notre système actuel de mesure – le Système international d'unités (SI) – cette définition de la masse n’est plus valable depuis 1889, date à laquelle la première Conférence générale des poids et mesures définit le kilogramme comme la masse d’un prototype de platine iridié conservé à Sèvres. Aujourd’hui à 4 °C, la masse volumique est de 0,999 95 kg/L. Cette correspondance reste donc une excellente approximation pour tous les besoins de la vie courante.
Référence de température
- Le système centigrade défini par Celsius (légèrement différent du degré Celsius actuel - voir ci-dessous) fixe le degré 0 sur la température de la glace fondante et définit comme degré 100 la température de l’eau en ébullition sous pression atmosphérique normalee. L’échelle est ensuite graduée de 0° à 100°. C’est ainsi que la température normale du corps humain est en moyenne de 37 °C.
- Le système Fahrenheit fixe originellement le point de solidification de l’eau à 32 °F et son point d’ébullition à 212 °F ; il est désormais aligné sur la température Celsius selon la formule T[°F] = 1,8 T[°C] + 32, la différence avec la première définition étant extrêmement faible.
- Le système kelvin sert pour la mesure absolue de la température thermodynamique ; son unité était jusqu'en 2019 égale à 1/273,16 fois la température absolue du point triple de l’eau (laquelle vaut donc, par réciproque de la définition, 0,01 °C).
- Le système Celsius est défini arbitrairement par une translation d'exactement 273,15 unités par rapport au kelvinf, pour se rapprocher au plus près du degré centigradeg.
Référence de densité
Propriétés chimiques
Forme
Modèles des liaisons hydrogène de l'eau.
La molécule d'eau possède une forme coudée due à la présence de deux doublets non-liants : les deux orbitales non-liantes et les deux orbitales liantes (liaisons O−H) se repoussent et s'approchent de la symétrie tétraédrique (en) que réalisent les quatre orbitales liantes de la molécule CH4. Elle possède donc une structure tétraédrique (type AX2E2 en méthode VSEPR) ; l'angle H-O-H est de 104,5°h et la distance interatomique dO-H vaut 95,7 pm soit 9,57 × 10−11 m.
Polarité
L'eau étant une molécule coudée, sa forme joue un rôle important dans sa polarité. En effet, du fait de sa forme coudée, les barycentres des charges partielles positives et négatives ne sont pas superposés. Cela entraîne une répartition inégale des charges ce qui donne à l'eau ses propriétés de molécules polaires29.
De là il vient que :
- l'électronégativité de l'atome O étant plus haute que celle de H, il y a une polarisation de cette molécule, ce qui en fait un bon solvant. Elle possède, en règle générale, un dipôle électrique permanenti. La polarité de la molécule H2O lui permet de réaliser des liaisons hydrogène intermoléculaires (+20 -25 kJ/mol). Les liaisons hydrogène sont des liaisons faibles, donc très mobiles, qui donnent à l'eau une structure ordonnée à l'origine de ses propriétés particulières ;
- on observe 2 charges partielles négatives (δ−), sur les doublets non liants de l'oxygène qui forment chacune une liaison hydrogène avec un atome d’hydrogène d'une autre molécule portant charge partielle positive (δ+) ;
- et une charge partielle positive (δ+), sur chaque atome d'hydrogène ce qui permet des liaisons hydrogène avec un oxygène d'une autre molécule portant une charge (δ−).
Ce qui explique, par exemple la forme particulièrement ordonnée des cristaux de glace. À quantité égale, la glace flotte sur l'eau (sa densité solide est plus faible que celle liquide).
Solvant
L'eau est un composé amphotère, c'est-à-dire qu'elle peut être une base ou un acide. L'eau peut être protonée, c'est-à-dire capter un ion H+ (autrement dit un proton, d'où le terme protonée) et devenir un ion H3O+ (voir Protonation). À l'inverse, elle peut être déprotonée, c'est-à-dire qu'une autre molécule d'eau peut capter un ion H+ et la transformer en ion OH−. Cependant, ces réactions se produisent très rapidement et sont minimes.
- 2H2O → H3O+ + HO−
Les solvants protiques ou polaires y sont solubles (grâce aux liaisons hydrogène) et les solvants aprotiques ou non-polaires ne le sont pas.
Alimentation humaine
L’eau est le principal constituant du corps humain. La quantité moyenne d’eau contenue dans un organisme adulte est d'environ 65 %, ce qui correspond à environ 45 litres d’eau pour une personne de 70 kilogrammes. Ce pourcentage peut néanmoins varier, plus une personne est maigre, plus la proportion d’eau de son organisme est importante. L'eau dépend également de l’âge : elle diminue avec les années, car plus les tissus vieillissent, plus ils se déshydratent, l’eau étant remplacée par de la graisse.
Dans l’organisme la concentration en eau varie d'un organe à l’autre et selon les cellules31 :
L'organisme humain a besoin d'environ 2,5 litres d'eau par jour (1,5 litre sous forme liquide et 1 litre acquis dans la nourriture absorbée), davantage en cas d'exercice physique ou de forte chaleur ; il ne faut pas attendre d'avoir soif pour en absorber, surtout pour les femmes enceintes et pour les personnes âgées chez qui la sensation de soif est retardée. Sans eau, la mort survient après 2 à 5 jours, sans fournir aucun effort (40 jours sans nourriture en étant au repos).
Chaque jour l'organisme absorbe en moyenne32,j :
Chaque jour, l'organisme en rejette33,j :
- 1 à 2 litres par l'urine (avec un minimum de 0,5 litre pour une personne correctement hydratée en conditions normales) ;
- 0,45 litre par la perspiration et la transpiration (valeurs augmentées avec la chaleur et/ou à l'activité physique) ;
- 0,3 litre (± 20 %) à 0,55 litre (± 10 %) dans un contexte d'activité physique, par la respiration ;
- 0,15 litre (± 10 %) par les selles.
Robinet d'eau public avec pompe manuelle.
L’accès à l’eau est un besoin vital pour toutes les espèces connues mais nombreux sont les animaux qui n’apprécient pas son contact direct.
On distingue huit types :
Les contrôles de qualité y recherchent d'éventuels polluants et substances indésirables, dont depuis peu, des médicaments, résidus de médicaments ou perturbateurs endocriniens34 pour limiter les risques environnementaux et sanitaires des résidus de médicaments sur les milieux aquatiques.
Production d'eau potable
Appareil de purification de l'eau au
XIXe siècle.
De l'eau relativement pure ou potable est nécessaire à beaucoup d’applications industrielles et à la consommation humaine.
En France, le nombre de paramètres qualitatifs de la potabilité est passé entre 1989 et 2003 de 63 à 48 dont 2 paramètres microbiologiques, 26 paramètres chimiques, 18 paramètres indicateurs et 2 paramètres de radioactivité. Rapporté aux quelque 143 000 substances chimiques présentes en Europe, le taux de contrôle est donc de moins de 0,02 %35.
Eau du robinet et eau en bouteille
Corporation des officiers des eaux de Paris.
La communication des acteurs de la chaîne de l'eau en France aborde souvent l'opposition entre consommation d'eau en bouteille ou du robinet, qui est source de quelques polémiques :
- les producteurs d'eau en bouteille mettent en avant la qualité gustative de cette eau (absence de nitrate, entre autres) et l'absence de métaux lourds (plomb, etc.) parfois retrouvés dans l'eau du robinet en présence de canalisations anciennes. Les enjeux économiques relatifs à la commercialisation de l'eau en bouteille ont parfois conduit à distinguer le calcaire et le carbonate de calcium CaCO3 en réalité identiques ; le calcaire étant aussi composé de carbonate de magnésium MgCO3, et tous deux indispensables à l'organisme ;
- les distributeurs d'eau du robinet mettent en avant le mauvais écobilan des bouteilles en plastique (pollution à la production, libération de produits chimiques lors de périodes de chauffe) et de leur transport, etc., ainsi que le coût, plus élevé, de l'eau en bouteille.
En France, les deux types d'eau contiennent des polluants36.
Par ailleurs, l'eau sert aussi à nettoyer la nourriture et les vêtements, à se laver mais aussi pour remplir des piscines (et il faut 60 m3 d'eau pour remplir une piscine privée moyenne37).[source insuffisante]
Prélèvements et consommation par secteur
En France, de 2008 à 2015 les distributeurs d'eau de France métropolitaine fournissent environ 5,5 milliards de mètres cubes d’eau potable par an38, soit, en moyenne, 85 m3 par habitant et par an38, ou 234 litres d’eau par personne et par jour38 dont un tiers vient des eaux de surface38 (20 % de cette eau est perdue via les fuites du réseau de distribution38) ; et au total « plusieurs dizaines de milliards de m3 d’eau sont prélevés chaque année »39 et utilisés comme eau potable (embouteillée ou non), mais aussi pour l'irrigation, l'industrie, l'énergie, les loisirs, le thermalisme, les canaux, l'entretien de voiries, la production de neige artificielle ou bien d'autres activités, mais c'est la production d'énergie qui en utilise le plus (59 % de la consommation totale) devant la consommation humaine (18 %), l'agriculture (irrigation) (12 %) et l'industrie (10 %)40. Une banque nationale des prélèvements sur l'eau41 (BNPE) est disponible en ligne pour le grand-public comme les experts depuis 2015. Elle doit permettre le suivi des prélèvements quantitatifs (par environ 85 000 ouvrages connus en 2015) et d'évaluer la pression sur la ressource en eau (métropole et outre-mer français), avec des données détaillées ou de synthèse téléchargeables (mais « encore à consolider » en 2015)42).
D'un point de vue économique, le secteur de l'eau est généralement considéré comme partie prenante du secteur primaire car exploitant une ressource naturelle ; il est même parfois agrégé au secteur agricole43.
Secteur domestique
Secteur agricole
L’agriculture est le premier secteur de consommation d’eau, notamment pour l’irrigation.
En France, l’agriculture absorbe plus de 70 % de l’eau consommée44, ce qui peut s’expliquer par différentes raisons :
- l’élevage dont le régime alimentaire implique la mobilisation de grandes quantités d’énergie et d’eau par ration produite ;
- l’irrigation massive dans le but d’assurer des rendements maximaux pour des cultures nécessitant énormément d'eau44 ;
- l’accroissement de la population qui nécessite la production de plus grandes quantités de denrées alimentaires ;
- des régimes alimentaires plus riches dus à une orientation croissante du mode de vie « à l’occidentale ».
De ce fait, au début des années 1960, les agriculteurs, pour accroître de manière conséquente leurs rendements, ont eu recours à l’agriculture intensive (utilisation d’engrais chimiques, de pesticides et de produits phytosanitaires). Cette agriculture intensive a eu pour conséquence de polluer les eaux des sols avec de fortes concentrations en azote, phosphore et molécules issues des produits phytosanitaires44. Aujourd’hui, les traitements pour éliminer ces polluants sont complexes, onéreux et souvent difficiles à appliquer. Par conséquent, on s’oriente vers d’autres pratiques agricoles plus respectueuses de l’Homme et de l’environnement comme l’agriculture « intégrée » ou « biologique ». L'agroforesterie et les bocages sont des solutions pour construire des micro-climats et permettre la circulation de l'eau jusqu'à l'intérieur des terres grâce aux phénomènes d'évapotranspiration des végétaux. Pour exemple un hectare de hêtraie, qui consomme de 2 000 à 5 000 tonnes d’eau par an, en restitue 2 000 par évaporation45.
Secteur industriel
L’eau est aussi utilisée dans nombre de processus industriels et de machines, telles que la turbine à vapeur ou l’échangeur de chaleur. Dans l'industrie chimique, elle est utilisée comme solvant ou comme matière première dans des procédés, par exemple sous forme de vapeur pour la production d'acide acrylique46,47,48. Dans l’industrie, les rejets d’eau usée non traitée provoquent des pollutions qui comprennent les rejets de solutions (pollution chimique) et les rejets d’eau de refroidissement (pollution thermique). L’industrie a besoin d’eau pure pour de multiples applications, elle utilise une grande variété de techniques de purification à la fois pour l’apport et le rejet de l’eau.
L’industrie est ainsi grande consommatrice d’eau :
- en Asie du Sud-Est et Pacifique, elle représente plus de 30 % des prélèvements d’eau49. Dans ces régions l'industrie assure désormais 48 % du PIB total et cette proportion est en augmentation constante. La pollution et les déchets industriels mettent en danger les ressources en eau parce qu'ils dégradent et détruisent des écosystèmes à travers le monde. Ce phénomène menace la sécurité de l'eau50 ;
- les industries extractives consomment de plus en plus d'eau, et en particulier l'industrie pétrolière et gazière qui l'utilisent pour augmenter la pression dans les puits afin d'extraire plus d'hydrocarbures et plus rapidement, notamment avec la fracturation hydraulique. Une étude publiée en 2016 ayant porté sur 129 pays a porté sur l'empreinte eau de notre consommation énergétique : elle a montré d'importantes différences (selon les pays et les secteurs) en termes de dépendance aux ressources internationales en eau douce.
Par exemple, si l'industrie pétrolière a une ampleur comparable en Amérique du Nord et en Chine elle consomme en Amérique du Nord trois fois plus d'eau douce internationale. De même selon les données disponibles pour l'UE-28 avec, en moyenne, 86 % de la consommation d'eau douce associée au secteur pétrolier se faisant hors du pays de consommation. Un pays comme la France ne menace pas ses propres ressources puisque son pétrole est importé. Il peut être tenté d'accorder moins d'importance à ce phénomène que la Chine où cette question relève de la sécurité intérieure. Les pressions exercées par des pays riches sur des pays pauvres peuvent conduire à aggraver ou créer des pénuries d'eau et déstabiliser certains équilibres géostratégiques, au détriment de la paix, de la sécurité de l'eau et de l'énergie51. Les agrocarburants ne sont pas de ce point de vue une solution, car quand ils sont issus de plantes cultivées, ou de cultures artificielles d'algues, ils consomment aussi beaucoup d'eau51. Le nucléaire consomme aussi de l'eau, qu'il réchauffe, ainsi en France, environ 60 % des prélèvements d’eau (industrie) servent au refroidissement des centrales nucléaires[réf. nécessaire] ;
- en Suisse, la population s'est accrue depuis 1975 mais sa consommation totale d'eau a diminué : en 1981, 500 litres par habitant et par jour étaient consommés ; en 2011, cette consommation est de 350 litres environ. Cette baisse est due notamment aux efforts de l'industrie52. Une bonne gestion de l’eau est donc possible avec une maîtrise des coûts53. Cependant, avec les canons à neige, l'industrie des loisirs pour les sports d'hiver utilise de plus en plus d'eau en la dégradant54,55.
Interconnexion eau énergie
Lutte contre les incendies
C’est parce que les combustibles se combinent avec l’oxygène de l’air qu’ils brûlent et dégagent de la chaleur. L’eau ne peut pas brûler puisqu’elle est déjà le résultat de la réaction de l’hydrogène avec l’oxygène.
Elle aide à éteindre le feu pour deux raisons :
- lorsqu’un objet est recouvert d’eau, l’oxygène de l’air ne peut pas parvenir jusqu’à lui et activer sa combustion ;
- la seconde est que l’eau peut absorber une grande quantité de chaleur lorsqu’elle se vaporise et, de ce fait, abaisser la température de la matière en combustion au-dessous de son point d’ignition.
Le craquage de l'eau ayant lieu à partir de 850 °C, on évite d'utiliser de l'eau sans additif si la température du brasier dépasse cette température. [réf. nécessaire]
Eaux usées
L'assainissement et l'épuration sont les activités de collecte et traitement des eaux usées (industrielles, domestiques, ou autres) avant leur rejet dans la nature, afin d’éviter la pollution et les nuisances sur l’environnement. L'eau après un premier traitement souvent est désinfectée par ozonation, chloration ou traitement UV, ou encore par microfiltration (sans ajout de produit chimique dans ces derniers cas).
Politique et économie
Le réservoir d'Itzelberg, sur la rivière Brenz (Allemagne).
Aux Pays-Bas, l'eau est un élément essentiel du paysage naturel.
La protection de ce bien commun qu'est la ressource en eau a motivé la création d'un programme de l'ONU (UN-Water), et d'une évaluation annuelle Global Annual Assessment of Sanitation and Drinking-Water (GLAAS)56, coordonné par l'OMS.
La multiplicité de ses usages fait de l'eau une ressource fondamentale des activités humaines. Sa gestion fait l’objet d'une surveillance permanente et affecte les relations entre les États.
Pour faire face à ces questions, un conseil mondial de l'eau, dont le siège est à Marseille, a été fondé en 1996, réunissant des ONG, des gouvernements et des organisations internationales. De manière régulière, un forum mondial de l'eau est organisé pour débattre de ces sujets, mais pas toujours dans la même ville. En parallèle au forum mondial de l'eau, un forum alternatif mondial de l'eau est organisé par des mouvements alternatifs.
En France, les nombreux acteurs de l'eau et leurs missions diffèrent selon les départements et les territoires. Il existait cinq polices de l'eau aujourd'hui coordonnées par les Missions interservice de l'eau57 (MISE). Les Agences de l'eau sont des établissements publics percevant des redevances qui financent des actions de collectivités publiques, d'industriels, d'agriculteurs ou d'autres acteurs pour épurer ou protéger la ressource en eau. La distribution d'eau potable est un service public gérée au niveau communal ou EPCI, soit directement en régie, soit déléguée à une société privée (affermage, concession). L'ONEMA remplace le conseil supérieur de la pêche, avec des missions étendues.
La nouvelle « loi sur l'eau et les milieux aquatiques » (LEMA) de 2007 modifie en profondeur la précédente loi et traduit dans la législation française la « directive-cadre de l'eau » (DCE) européenne.
La gestion de l’eau couvre de nombreuses activités :
La France est le pays des grandes entreprises de l'eau (Suez, Veolia, etc.). Celles-ci prennent une importance mondiale depuis les années 1990. Mais avec le Grenelle de l'Environnement et du grenelle de la mer, et sous l'égide de personnalités telles que Riccardo Petrella, la question de l'eau comme bien public reste posée.
En 2009, un colloque58 a porté sur la régulation et une plus grande transparence des services d'eau en France.
Problématique de l'eau en montagne
Les montagnes couvrent une part importante de la Terre. En Europe (35,5 % du territoire en Europe, 90 % en Suisse et en Norvège) et plus de 95 millions d’Européens y vivaient en 2006. Elles sont de véritables châteaux d’eau et jouent un rôle capital dans la gestion des ressources aquifères car elles concentrent une part importante des précipitations et tous les grands fleuves et leurs principaux affluents y prennent leur source.
En montagne, l'eau est une richesse écologique mais aussi source d'hydroélectricité et de commerce (mise en bouteille d’eau minérale), et le support de sports et loisirs en eaux vives. En Europe, 37 grandes centrales hydrauliques sont implantées en montagne (sur 50, soit 74 %) auxquelles s’ajoutent 59 autres grandes centrales sur 312 (18,9 %).
Les montagnes présentent des situations particulières, car elles sont tout d’abord des zones de risques :
- avec la pente et le relief, conjugués à une végétation souvent rase et fragile du fait d’un climat plus rude, elles sont des zones d’intenses érosions et de concentration rapide des eaux qui forment les crues et les inondations qui peuvent être ravageuses pour les parties basses des bassins et des plaines. Le phénomène est accentué par le surpâturage et la déforestation, par l’imperméabilisation du sol par les constructions, les aires de stationnement et les routes, en particulier dans les zones de fort développement urbain et touristique ;
- à l’inverse, l’abandon des secteurs les plus difficiles par les populations qui pratiquent des activités économiques traditionnelles comme le pastoralisme, a pour conséquences l’arrêt de l’entretien et la destruction des ouvrages collectifs, des zones de terrasses et des systèmes de drainage.
Mais l’eau en montagne, est surtout une source de richesse et de développement. Une meilleure valorisation de ce potentiel par l’aménagement du territoire peut être la source de nouvelles richesses pour l’économie des zones de montagne, mais dans le cadre d’un comportement économe et responsable. Avec le réchauffement climatique, les situations d’évènements extrêmes comme les sécheresses, les inondations et l’érosion accélérée, risquent de se multiplier et d’être, avec la pollution et le gaspillage, d’ici une génération un des principaux facteurs limitant le développement économique et social dans la plupart des pays du monde.
Selon les experts réunis à Megève en dans le cadre de l’« Année internationale de la montagne » avec la participation de la FAO, de l’UNESCO, du Partenariat mondial de l'eau et du Réseau international des organismes de bassin, afin de tirer un diagnostic et de formuler les propositions présentées au forum mondial de l'eau de Kyoto () : « La « solidarité amont-aval » reste trop faible : il vaut mieux aider les montagnes dans le cadre de politiques intégrées de bassins, pour qu’ils assurent la gestion et l’équipement nécessaires des hauts bassins versants. […] Il est impératif en effet de conduire en montagne des actions particulières renforcées d’aménagement et de gestion pour mieux se protéger contre les inondations et l’érosion, lutter contre les pollutions et optimiser les ressources en eau disponibles pour les partager entre les usagers, tant en amont que dans les plaines en aval. »[réf. souhaitée]
Problématique de l'eau et l'urbanisme
Certains territoires connaissent un développement important induit par la mise en service d’infrastructures routières nouvelles et un dynamisme économique. En France, les documents d’urbanisme sont révisés fréquemment pour permettre la construction d’espaces nouveaux[réf. nécessaire]. Or, l'extension des territoires urbanisés génère des impacts sur l’environnement : accroissement des prélèvements pour l’alimentation des populations en eau potable, augmentation des rejets (eaux pluviales et eaux usées), fragmentation des milieux naturels, etc.[réf. souhaitée] Ceux-ci ne sont pas toujours correctement appréhendés au niveau des documents d'urbanisme, qui structurent et planifient l'espace[réf. nécessaire]. Ces réflexions ont été au cœur du Grenelle de l’Environnement en 2007.
Ces impacts doivent être pris en compte en amont, dès la définition des projets structurants à l’échelle d’un territoire. Aussi convient-il de les intégrer dans l’élaboration des documents de planification urbaine (plans locaux d’urbanisme, cartes communales, etc.).
Enjeu géopolitique
L'eau est un objet et un vecteur de confrontations importantes. A ce titre, cette ressource est analysée sous le prisme de la géopolitique afin de rendre compte de son rôle dans le déclenchement de guerres59.
Enjeu sanitaire et social
En 2017, sur 6,4 milliards d'êtres humains, 3,5 milliards de personnes boivent chaque jour de l’eau dangereuse ou de qualité douteuse60. De plus, 2,4 milliards ne disposent pas de système d'assainissement d'eau. En 2018, 2 milliards d'êtres humains dépendent de l'accès à un puits. Il faudrait mobiliser 37,6 milliards de dollars par an pour répondre au défi de l'eau potable pour tous, quand l'aide internationale est à peine de trois milliards60.
L'impossibilité d'accès à l'eau potable d'une grande partie de la population mondiale a des conséquences sanitaires graves. Ainsi, un enfant meurt toutes les cinq secondes de maladies liées à l’eau et à un environnement insalubre61 ; des millions de femmes s'épuisent en corvées d’eau ; entre 40 et 80 millions de personnes ont été déplacées à cause des 47 455 barrages construits dans le monde, dont 22 000 en Chine62[réf. incomplète]. Selon l’ONG Solidarités International, 361 000 enfants de moins de cinq ans meurent chaque année de diarrhée causée par un accès inadéquat à l’Eau, l'Hygiène et l'Assainissement (EHA)63. Toutes causes confondues (diarrhées, choléra, gastro-entérites infectieuses aigües et autres infections), ces maladies hydriques64 représentent selon l'Unicef 1,8 million de victimes chez les moins de cinq ans65. Chaque année, 272 millions de jours de scolarité sont perdus à cause d'infections transmises par l'eau insalubre60.
Symbolique
- Dans la théorie des humeurs corporelles, l’eau était associée au flegme, aussi dénommée pituite en physiologie antique.
- Dans la symbolique occidentale, l’eau symbolise la purification, le renouveau : par exemple, l’eau coulante d’un fleuve.
- L'eau est aussi un symbole de la tradition française dans la célébration des 100 ans de mariage (même si à ce jour aucun couple n'a été recensé comme ayant atteint ce stade).
L’eau a longtemps revêtu plusieurs aspects dans les croyances et les religions des peuples. Ainsi, de la mythologie gréco-romaine aux religions actuelles, l’eau est toujours présente sous différents aspects : destructrice, purificatrice, source de vie, guérisseuse, protectrice ou régénératrice.
L'eau dans les cultures, mythes et religions
Les sciences laissent penser que l’eau est indispensable à la vie. La mythologie et certaines religions ont lié l'eau à la naissance, à la fécondité, à la pureté ou à la purification.
- L’eau est un des quatre éléments classiques mythiques avec le feu, la terre et l’air, et était vue par Empédocle comme l’élément de base de l’univers. Les caractéristiques de l’eau dans ce système sont le froid et l’humidité.
- Plusieurs dieux et déesses romains et grecs sont issus des eaux : ainsi Océan, un Titan, le fleuve qui entoure le monde et son épouse Téthys, une titanide, tous deux issus de l’eau, donnèrent naissance aux dieux fleuves et à plus de trois mille Océanides, leurs filles. D’autres plus célèbres ont leur vie liée à l’eau, tels Vénus (« celle qui sort de la mer ») issue de la mythologie romaine et Amphitrite (déesse de la mer), Poséidon ou Nérée (divinité marine), tous issus de la mythologie grecque.
- Avant Empédocle, Bouddha considérait les quatre éléments comme base de l’univers. Les caractéristiques de l’eau dans ce système sont le lien, le transport, la transmission, la communication, la synthèse. Les molécules d'eau s'allient et se délient des milliards de fois à chaque seconde. Du point de vue de l'unité dans l'approche symbolique, les quatre éléments forment une unité, qui peut être perçue comme la quintessence des quatre éléments. Dans cette perception, la symbolique de la terre (le solide, la structure), du feu (la température) et de l'air (le mouvement) peuvent être vus dans l'eau.
- C’est aussi l’un des cinq éléments chinois avec la terre, le feu, le bois et le métal, associé au Nord et à la couleur noire, et l’un des cinq éléments japonais.
- Pour les chrétiens, l'eau représente un « élément essentiel de purification et de vie », comme le rappelle le pape François dans son message pour la quatrième journée mondiale de prière pour la sauvegarde de la Création consacrée au thème de l'eau. Il mentionne le baptême, sacrement de la renaissance, où l'eau sanctifiée par l’Esprit est la matière par laquelle Dieu nous a vivifiés et renouvelés ; c’est la source bénie d’une vie qui ne meurt plus66.
L'eau destructrice
L’eau revêt cet aspect destructeur notamment lorsqu’on parle de fin du monde ou de genèse. Mais cela ne se limite pas aux religions monothéistes. Ainsi, dans l’épopée de Gilgamesh, une tempête qui dura six jours et sept nuits était à l’origine des inondations et de la destruction de l’humanité. Les Aztèques ont eux aussi cette représentation de l’eau puisque le monde du Soleil d’Eau placé sous le signe de l’épouse de Tlaloc est détruit par un déluge qui rasera même jusqu’aux montagnes. « Et l’Éternel dit : J’exterminerai de la face de la terre l’homme que j’ai créé, depuis l’homme jusqu’au bétail, aux reptiles, et aux oiseaux du ciel ; car je me repens de les avoir faits. » : c’est par cela qu’est désignée la fin du monde dans la genèse judéo-chrétienne, et d’ajouter : « Les eaux grossirent de plus en plus, et toutes les hautes montagnes qui sont sous le ciel entier furent couvertes »67. Le mythe des aborigènes d’Australie est, quant à lui, attaché à l’idée de punition et non pas de destruction, puisqu’une grenouille géante aurait absorbé toute l’eau et asséché la terre mais aurait tout recraché en rigolant aux contorsions d’une anguille. Les marées contribuent lentement aux phénomènes d'érosion et d'engraissement sur les littoraux mais ce sont les grandes inondations et tsunamis qui marquent périodiquement les esprits. Depuis l'ère industrielle, de nombreuses usines et autres facteurs de risques ont été concentrés dans les vallées et sur les littoraux, faisant que le risque technologique peut se combiner avec les risques liés aux manques ou excès d'eau. Le Genpatsu shinsai est par exemple au Japon l'association du risque nucléaire au risque de tsunami, l'occurrence simultanée de deux événements de ce type aggravant fortement leurs conséquences respectives.
L'eau purificatrice
À proximité du tombeau de
Daniel en
Ouzbékistan, de l'eau de source est bue et emportée par les pèlerins.
Cet aspect donne à l’eau un caractère presque sacré dans certaines croyances. En effet, outre la purification extérieure que confère l’eau, il y a aussi cette faculté d’effacer les difficultés et les péchés des croyants à son contact et de laver le croyant de toute souillure. Les exemples sont nombreux, allant de la purification dans le Gange dans l’hindouisme (où beaucoup de rituels sont exécutés au bord de l’eau tels que les funérailles) ou les ablutions à l’eau dans l’Islam jusqu’au baptême dans le christianisme ou l’initiation des prêtres shintoïstes.
L'eau guérisseuse et protectrice
Outre l’aspect purificateur, l’eau s’est étoffée au cours des siècles et des croyances d’une faculté de guérison. Plusieurs signes de culte et d’adoration datant du Néolithique ont été retrouvés près de sources d’eau en Europe. Longtemps, des amulettes d’eau bénite ont été accrochées à l’entrée des maisons pour protéger ses occupants du Mal. On considère que le contact avec certaines eaux peut aller jusqu’à guérir de certaines maladies. L’exemple le plus proche est celui du pèlerinage à Lourdes en France où chaque année des milliers de gens se rendent pour se baigner dans sa source. Parmi les cas de guérison par l’eau de Lourdes, 67 ont été reconnus par l’Église catholique. Les rituels thérapeutiques christianisés des bonnes fontaines en constituent une autre illustration68. Du point de vue de la science, les propriétés curatives ont été démontrées car aujourd’hui l’hydrothérapie est courante dans les soins de certaines maladies.
Le canular du monoxyde de dihydrogène (DHMO)
Le canular du monoxyde de dihydrogène, conçu par Eric Lechner, Lars Norpchen et Matthew Kaufman, consiste à attribuer à l’eau la dénomination scientifique de monoxyde de dihydrogène (DHMO), inconnue des non-initiés, et à tenir à son sujet un discours solennellement scientifique de manière à créer chez l’auditeur une inquiétude injustifiée.
Notes et références
Notes
- L'eau pure est légèrement bleue, mais elle est si transparente que cette couleur n'est perceptible qu'à partir de plusieurs mètres d'épaisseur. Pour plus de détails, voir Couleur de l'eau1.
- À grande profondeur dans les deux planètes géantes glacées du Système solaire, dans les satellites des deux planètes géantes gazeuses et dans les planètes naines, l'eau solide n'est pas de la glace ordinaire mais l'un de ses nombreux polymorphes.
- On ne sait pas quelles formes peut prendre la vie extraterrestre, mais il est probable que l'eau liquide lui soit également indispensable.
- L’eau pure est parfois désignée sous le nom de « solvant universel ». D'où la teneur en matière sèche ou gazeuse des eaux minérales. L'eau fortement minéralisée perd cette capacité de dissolution importante. Elle relargue parfois sa charge de matière transportée, par exemple sous forme de tartres ou roches chimiques dites évaporites.
- Au moment de la création de cette échelle, c'était le contraire : le 0 était sur l'eau en ébullition, et le 100 sur la glace fondante (Leduc et Gervais 1985, p. 26)(Parrochia 1997, p. 97-98)
- Par construction, un écart d'un degré Celsius est donc strictement égal à un écart d'un kelvin.
- La différence entre les deux échelles n'est que de quelques centièmes de degré de 0 à 100 °C.
- Dans la molécule CH4 les quatre doublets sont identiques et forment deux à deux des angles de 109,5° ; dans la molécule H2O les deux doublets liants se repoussent un peu moins que les autres couples de doublets, ce qui explique cet angle de 104,5°, un peu plus faible que celui de la symétrie tétraédrique (en).
- Une molécule d'eau peut cependant n'avoir aucun dipôle électrostatique lorsque ses atomes d'hydrogène sont délocalisés par effet tunnel. C'est le cas pour une unique molécule d'eau piégée dans la structure cristalline d'un béryl à des températures de quelques kelvins30.
Références
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- En vidéo : de l'eau sculptée avec des champs électriques [archive], Futura-Sciences, 4 octobre 2007 (consulté le 27 avril 2012).
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Voir aussi
Sur les autres projets Wikimedia :
Bibliographie
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- Éditions Sonobook, « L'Eau dans le monde », livre audio d'après l'ouvrage de La Petite Encyclopédie Larousse, durée : 3 h 42 min, 1 CD MP3, www.sonobook.fr
- Richard Leduc et Raymond Gervais, Connaître la météorologie, Presses Universitaires du Québec, , 305 p. (ISBN 978-2-7605-2044-8, lire en ligne [archive])
- Daniel Parrochia, Météores : Essai sur le ciel et la cité, Editions Champ Vallon, , 250 p. (ISBN 978-2-87673-238-4, lire en ligne [archive])
- Ghislain de Marsily, L'eau, Flammarion, , 129 p.
Articles connexes
Sciences
- Pluie, rosée, goutte, liquide
- Cours d'eau, mer, océan, nappe phréatique
- Brouillard, nuage, brume, glace, neige
- Alcalinité de l'eau
- Inondation, sécheresse, soif
- Hydromorphologie
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- Épuration des eaux, dessalement
- Pollution de l'eau, marine, par les produits phytosanitaires
- Turbidité, filtration
- Stratification de l'eau
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Puits
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Femmes au puits par Paul Signac.
Puits est un nom commun ou plus rarement un nom propre qui peut désigner :
Cavité verticale physique
Un puits est, à l'origine, une cavité physique verticale, connectant deux niveaux de profondeurs différentes, pénétrables ou non.
Un puits peut être naturel (puits dans les cavités du karst, visitable en spéléologie) ou artificiel, généralement anthropique dans ce dernier cas.
On distingue notamment les types de puits suivants, nommés d'après leur position ou leur usage :
Il existe dans l'Angleterre rurale une tradition de décoration de puits.
Jonction virtuelle entre deux niveaux
Par extension, le puits a pris également un sens figuré, représentant une jonction entre deux niveaux, par analogie aux différences d'altitudes des puits physiques :
Toponyme
Catégorie :
Pompe à eau
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Une pompe à eau est une pompe qui permet la mise en mouvement de l'eau ; on peut la rencontrer sous différentes formes :
Réservoir d'eau de pluie
Un réservoir à eau de pluie (en anglais, rainwater tank, parfois appelé rain barrel en Amérique du Nord en référence à des réservoirs plus petits, ou water butt au Royaume-Uni) est un réservoir d'eau utilisé pour collecter et stocker les eaux pluviales. Un système de captage ou de collecte des eaux pluviales (également connu sous le nom de «collecte des eaux de pluie») peut produire 2 358 litres d'eau à partir de 2,54 cm de pluie sur un toit de 92,9 m2 (1 000 pi2). Les réservoirs d'eau de pluie sont des dispositifs de collecte et de rétention de la pluie récoltée.
Des réservoirs d'eau de pluie sont installés pour utiliser l'eau de pluie pour une utilisation ultérieure, réduire l'utilisation de l'eau du réseau pour des raisons économiques ou environnementales et favoriser l'autosuffisance. L'eau stockée peut être utilisée pour arroser les jardins, l'agriculture, les chasses d'eau, dans les machines à laver, laver les voitures et aussi pour boire, surtout quand les autres sources d'eau sont indisponibles, chères ou de mauvaise qualité ; lorsque des précautions adéquates sont prises, l'eau n'est pas contaminée et est filtrée de manière adéquate.
Les réservoirs d'eau de pluie souterrains peuvent également être utilisés pour la rétention des eaux pluviales en vue d'un rejet ultérieur et offrent une variété d'avantages décrits plus en détail ci-dessous. Dans les climats arides, les citernes à eau de pluie sont souvent utilisées pour stocker l'eau pendant la saison des pluies, pour une utilisation ultérieure pendant les périodes de sécheresse.
Les réservoirs d'eau de pluie peuvent avoir un coût (perçu) initial élevé. Cependant, de nombreuses maisons utilisent des barils de pluie à petite échelle pour récolter de petites quantités d'eau pour des applications d'aménagement paysager et de jardinage plutôt que comme substituts de l'eau potable. Ces petits barils de pluie, souvent recyclés à partir de barils de stockage et de transport de nourriture ou, dans certains cas, de tonneaux de vieillissement du whisky et du vin, sont souvent peu coûteux. Il existe également de nombreuses conceptions à faible coût qui utilisent des matériaux disponibles localement et des technologies au niveau des villages pour des applications dans les pays en développement où il existe peu d'alternatives pour l'eau potable. Bien que la plupart d'entre eux soient correctement conçus pour éliminer les moustiques, l'absence de systèmes de filtrage ou de boucle fermée appropriés peut créer des aires de reproduction pour les larves. Avec les réservoirs utilisés pour l'eau potable, l'utilisateur court un risque pour la santé si un entretien n'est pas effectué1.
Contamination et maintenance
Si l'eau de pluie est utilisée pour boire, elle est souvent filtrée en premier. La filtration (comme l'osmose inverse, la stérilisation aux ultraviolets ou l'ultrafiltration) peut éliminer les pathogènes. Bien que l'eau de pluie soit pure, elle peut être contaminée lors de la collecte ou lors de la collecte de particules dans l'air à mesure qu'elle tombe2. Alors que l'eau de pluie ne contient pas de chlore, la contamination par les polluants atmosphériques, qui se déposent sur les toits, peut être un risque dans les zones urbaines ou industrielles. De nombreux fournisseurs d'eau et autorités sanitaires, tels que le ministère de la Santé de la Nouvelle-Galles du Sud, ne conseillent pas d'utiliser l'eau de pluie pour boire lorsqu'il existe une autre source d'approvisionnement en eau disponible. Cependant, les rapports de maladie associés aux réservoirs d'eau de pluie sont relativement rares, et les études de santé publique en Australie du Sud (l'état australien avec le plus haut taux d'utilisation de l'eau de pluie) n'ont pas identifié de corrélation. L'eau de pluie est généralement considérée apte à boire si elle sent, goûte et a bonne apparence3; Cependant, certains agents pathogènes, la contamination chimique et le métal en suspension sous-micrométrique peuvent ne produire ni odeur, ni goût, ni être visibles[réf. nécessaire].
Les normes australiennes peuvent différer considérablement des autres endroits dans le monde où l'eau de pluie est couramment utilisée pour l'eau potable. Aux États-Unis, l'eau de pluie est de plus en plus utilisée dans tout le pays à diverses fins. Dans l'État de l'ouest semi-aride du Nouveau-Mexique, par exemple, de nombreux résidents des zones de Taos et de Santa Fe utilisent l'eau de pluie pour l'aménagement paysager ou même pour tous les usages domestiques (y compris l'eau potable). La norme "odeurs, goûts et esthétique" utilisée dans le paragraphe ci-dessus n'est pas un indicateur absolu de la sécurité des eaux pluviales. La plupart des utilisateurs d'eau de pluie à des fins de consommation d'eau potable aux États-Unis veillent à ce que leur eau soit sûre par filtration, stérilisation aux ultraviolets et tests..
Certaines peintures et certains matériaux de couverture peuvent provoquer une contamination. En particulier, une publication de Melbourne Water conseille de ne jamais utiliser de peintures à base de plomb. Les revêtements à base de goudron ne sont pas recommandés car ils affectent le goût de l'eau. Le zinc peut également être une source de contamination dans certaines peintures, ainsi que dans le fer galvanisé4 ou les toits en zincalume, en particulier lorsqu'ils sont neufs, ne devraient pas recueillir d'eau pour l'usage potable. Les toits peints avec des peintures acryliques peuvent contenir des détergents et d'autres produits chimiques se dissolvent dans les eaux de ruissellement. Les eaux de ruissellement des toits en fibrociment doivent être jetées pendant tout l'hiver, en raison de la lixiviation de la chaux. Les bois traités chimiquement et les solins en plomb ne doivent pas être utilisés dans les bassins de toit. De même, l'eau de pluie ne devrait pas être collectée sur des parties du toit incorporant des conduits de fumée provenant de brûleurs à bois sans un degré élevé de filtration. Les tuyaux d'évacuation ou de débordements provenant d'appareils montés sur le toit, tels que climatiseurs ou systèmes d'eau chaude, ne devraient pas être avoir leur alimentation de décharge dans un réservoir d'eau de pluie.
"Copper Poisoning", un article de presse de 2010, reliait l'empoisonnement au cuivre à des réservoirs en plastique. L'article indiquait que l'eau de pluie était recueillie et stockée dans des réservoirs en plastique et que le réservoir ne faisait rien pour atténuer le faible pH5. L'eau a ensuite été introduite dans les maisons par des tuyaux en cuivre. Le cuivre a été libéré par les eaux de pluie très acides et a causé un empoisonnement chez les humains. Il est important de noter que, bien que le réservoir en plastique soit un conteneur inerte, les pluies acides recueillies pourraient et devraient être analysées et ajustées en fonction du pH avant d'être introduites dans un système d'approvisionnement en eau domestique. La solution consiste à surveiller l'eau de pluie stockée avec des bandes de piscine (swimming pool strips), bon marché et disponibles dans les points de vente des piscines.
Si l'eau est trop acide, l'état, ou les autorités sanitaires locales peuvent être contactés pour obtenir des conseils, des solutions précises et des limites de pH, et des directives sur ce qui doit être utilisé pour traiter l'eau de pluie.
L'entretien comprend la vérification des toits et des gouttières pour la végétation et les débris, le maintien des tamis autour du réservoir et, occasionnellement, le vidange (enlèvement des sédiments par drainage et nettoyage du réservoir des algues et autres contaminants).
Les réservoirs d'eau de pluie qui ne sont pas correctement scellés (fixés au sommet) peuvent servir de lieux de reproduction pour les moustiques6.
Plusieurs options pour traiter le problème des moustiques: 1. Rincer TOUTE l'eau une fois par semaine 2. Utiliser une petite quantité d'huile de cuisson pour étouffer les larves (après cela, l'eau est encore acceptable pour l'arrosage) 3. Ajouter le bacille Bt à l'eau. Cette bactérie ne nuira pas aux animaux. 4. Ajout de poissons mangeurs de moustiques.
Une autre façon de stocker l'eau de pluie sans se soucier de la contamination par les moustiques est d'utiliser des réservoirs de stockage souterrains. Les réservoirs souterrains gardent l'eau trop fraîche (12,8 °C)) pour les larves de moustiques et sont également sombres, empêchant ainsi la croissance des moustiques, des bactéries et des algues. Un article de Richard Hill approfondit les avantages du stockage souterrain de l'eau de pluie7.
Réservoirs
Un réservoir d'eau en plastique (
IBC)
De grands réservoirs d'eau de pluie en polyéthylène sont installés.
Les réservoirs d'eau de pluie peuvent être construits à partir de matériaux tels que le plastique (polyéthylène), le béton, l'acier galvanisé, ainsi que la fibre de verre et l'acier inoxydable qui sont résistants à la rouille et aux produits chimiques. Les réservoirs sont généralement installés au-dessus du sol, et sont généralement opaques pour empêcher l'exposition de l'eau stockée à la lumière du soleil, pour diminuer la prolifération d'algues.
Les réservoirs peuvent être couverts et avoir des entrées filtres pour exclure les insectes, les débris, les animaux et les fientes d'oiseaux. Presque tous les réservoirs en acier actuellement produits pour la collecte des eaux pluviales domestiques sont munis d'un revêtement intérieur en plastique pour augmenter la durée de vie du réservoir, prévenir les fuites et protéger la qualité de l'eau.
En dehors des toits, des réservoirs peuvent également être installés pour recueillir l'eau de pluie des terrasses en béton, des allées et autres surfaces imperméables.
La taille initiale variait habituellement de 400 à 100 000 litres (110 à 26 420 gal US). Aujourd'hui, la technologie moderne permet à des applications modulaires et évolutives d'atteindre des millions de litres ou des centaines de milliers de gallons américains8.
De plus petits réservoirs, tels que les barils en plastique (208 litres (55 US gal) -) sont également utilisés dans certains cas. Des systèmes modulaires modernes et évolutifs, comme le module Rainwater HOG de 193 litres (51 gal US)9 et le Stratco Aquabarrel de 500 litres (133 gallons)10 peut être utilisé pour décentraliser le captage des eaux pluviales en stockant de plus petits volumes à chaque descente pluviale. Les réservoirs plus grands sont couramment utilisés là où il n'y a pas d'accès à un approvisionnement en eau centralisé. Des entreprises comme Solar Survival Architecture recommandent un réservoir de 1 135 litres pour une maison de deux personnes (si des toilettes à compost sont placées) et si la région reçoit au moins 762 mm (30,0 po) de précipitations par année. S'il en reçoit moins (entre 254 et 762 mm (10 à 30,0 po), 2 ou 3 de ces réservoirs de 300 gallons peuvent être placés de façon à recueillir plus de pluie lorsqu'il pleut. Affectant également la taille du réservoir, les précipitations prévues, la variabilité des précipitations, les prix plus élevés pour les grands réservoirs, l'utilisation prévue de l'eau de pluie et la consommation typique pour ces utilisations, la zone de drainage du toit à destination du réservoir, la sécurité d'approvisionnement souhaitée.
La plupart des bassins de captage des eaux pluviales utilisés dans le monde sont composés de polyéthylène vierge, une substance qui, aux États-Unis, est agréée par la FDA et la NSF pour le stockage de l'eau potable. D'autres types de réservoirs utilisés pour le stockage de l'eau de pluie comprennent la fibre de verre, le métal galvanisé, l'acier inoxydable et le béton. Chaque type de réservoir a des aspects positifs et négatifs. Les réservoirs en polyéthylène, lorsqu'ils sont placés au-dessus du sol, peuvent être sujets à la croissance des algues ainsi qu'à la possibilité d'une courte durée de vie (20 ans) en raison de l'exposition normale aux rayons UV du soleil. Les cuves en fibre de verre très résistantes doivent subir un processus de revêtement spécifique pour être adaptées à l'eau potable. Les réservoirs galvanisés doivent être doublés ou revêtus à la fois pour la potabilité et pour empêcher la rouille inévitable à tous les joints soudés. Les réservoirs galvanisés non revêtus lixivient le zinc dans l'eau stockée et ne sont pas recommandés dans la plupart des cas - certainement pas pour l'eau stockée pour la consommation humaine. Les réservoirs en béton lessivent une substance plus bénigne - la chaux - dans l'eau stockée et beaucoup sont utilisés dans le monde pour le stockage de l'eau de pluie.
Une méthode de récolte de l'eau de pluie a été des systèmes modulaires et évolutifs qui peuvent être installés sous terre. Ceux-ci sont venus comme une évolution d'une application géosynthétique appelée réservoirs d'infiltration, qui, lorsqu'ils sont empilés, fournissent un volume d'espace vide qui permet le stockage de l'eau. La conception industrielle améliorée et plus rentable permet maintenant le stockage théoriquement illimité de l'eau souterraine. Des exemples de ces structures modulaires sont les réservoirs à matrice Atlantis utilisés dans le projet Manly Stormwater Treatment and Re-use du Conseil de Manly en Australie11.
Augmentation d'approvisionnement en eau
Dans certaines villes, l'installation de réservoirs d'eau de pluie peut être obligatoire ou peut aider à l'approbation d'un nouveau bâtiment. Par exemple, à Victoria, en Australie, les nouvelles maisons dotées d'un réservoir d'eau de pluie raccordé à toutes les toilettes à chasse d'eau reçoivent une étoile supplémentaire de la cote énergétique House Energy Rating 5 étoiles requise. Certains gouvernements subventionnent les achats de réservoirs d'eau de pluie ou accordent des rabais dans les zones où ils sont considérés comme un moyen important d'augmentation de l'approvisionnement en eau12. Aux États-Unis, le comté de Santa Fe, au Nouveau-Mexique, exige un système de collecte des eaux pluviales sur toute nouvelle construction de plus de 2 500 pieds carrés, principalement à des fins d'aménagement paysager et pour éviter une trop grande dépendance aux sources, mais dans certains cas, parce que l'eau souterraine est trop chère à obtenir, si elle est disponible.
L'eau de pluie destinée à compléter l'approvisionnement en eau potable peut être considérée comme une alternative à d'autres options d'approvisionnement en eau telles que le recyclage ou le dessalement de l'eau de mer. Les réservoirs sont souvent perçus comme ayant des coûts environnementaux comparativement moins élevés que les autres options d'augmentation de l'approvisionnement en eau.
La collecte de l'eau de pluie peut être rendue compatible avec l'alimentation en eau centralisée en la pulsant à l'aide d'une électropompe.
L'utilisation généralisée des barils de pluie modifie également la quantité d'eau de pluie atteignant le sol dans une zone particulière et drainée dans les cours d'eau. Selon le climat, cela aide à prévenir l'érosion, la sédimentation et /ou la pollution, et peut réduire la pression sur les systèmes de drainage des eaux pluviales; sinon, les rivières pourraient s'assécher et les étangs stagner si l'eau était détournée vers un autre bassin versant. Si l'eau collectée est utilisée dans le même bassin versant que celui où elle est collectée, la collecte des eaux pluviales peut en fait stabiliser le débit dans les rivières et permettre un transfert plus régulier et filtré des eaux souterraines dans les étangs.
Loi du Colorado
Dans l'État du Colorado, aux États-Unis, l'installation des barils de collecte des eaux pluviales est soumise à la Constitution de l'État du Colorado, aux lois de l'État et à la jurisprudence13. C'est une conséquence du système des droits d'eau dans l'état; Le mouvement et la détention de l'eau de pluie sont inextricablement liés à la propriété des droits d'eau et sont inscrits dans la constitution de l'État du Colorado. L'utilisation de l'eau dans le Colorado et dans d'autres États occidentaux est régie par ce qu'on appelle la doctrine de l'appropriation préalable. Ce système de répartition de l'eau contrôle qui utilise quelle quantité d'eau, les types d'utilisation permis et quand ces eaux peuvent être utilisées. Ceci est souvent appelé le système de priorité ou «premier arrivé, premier dans son droit." Puisque toute l'eau arrivant au Colorado a été attribuée aux «détenteurs de droits d'eau supérieurs» depuis les années 1850, l'eau de pluie empêchée de couler en aval peut ne pas être disponible pour son propriétaire légitime. En 2009, une loi a été promulguée au Colorado, autorisant la capture d'eau de pluie à usage résidentiel soumise à de fortes limitations et conditions. Pour être permise, une résidence ne peut être raccordée à un système d'approvisionnement en eau domestique desservant plus de trois habitations unifamiliales. Le permis doit être acheté auprès du bureau de l'ingénieur de l'État et est soumis à des restrictions d'utilisation de l'eau14.
Réservoir d'eau de pluie interne.
Des réservoirs d'eau de pluie ou des fûts peuvent être utilisés à l'intérieur d'une maison pour fournir la masse thermique à un mur trombe Les réservoirs modulaires Rainwater Hog inventés par Sally Dominguez pour s'intégrer dans la structure du bâtiment ont été utilisés dans le bâtiment Modabode House of the Future et sur le mur du foyer du bâtiment du département de la durabilité à Anglesea, Victoria, pour exploiter la plus grande valeur de l'eau de pluie stockée pour ajouter une masse thermique efficace aux espaces clos15.
Des réservoirs d'eau de pluie spécialement conçus peuvent également être intégrés dans ou sous la dalle de béton d'un bâtiment (réservoir de stockage).
Une maison à Cape Schanck Victoria, Australie utilise un réservoir d'eau de pluie interne pour fournir le refroidissement à la salle de séjour en été. En hiver, le réservoir est drainé et enveloppé dans une veste isolante. Le réservoir fournit également un soutien structurel au toit, et l'excès d'eau est utilisé pour un usage domestique, y compris la consommation d'eau potable16,17.
Voir également
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Fontaine
Cette page contient les pages d'homonymie de Fontaine, La Fontaine et de La Fontaine.
Une fontaine est d'abord le lieu d'une source, d'une « eau vive qui sort de terre », selon le premier dictionnaire de l'Académie française. C'est également une construction architecturale, généralement accompagnée d'un bassin, d'où jaillit de l'eau.
Fontaines naturelles
Points d'eau publics
Mythologie et religion
Monuments
- Liste des fontaines de France protégées aux monuments historiques
- À Paris : voir la Liste des fontaines de Paris et la Liste des fontaines de Paris disparues.
- La Belle Fontaine, à Nuremberg.
- Fontaine Barcaccia, à Rome.
- Fontaine Bethesda, dans Central Park à New York.
- Fontaine Brabo, à Anvers.
- Fontaine chrob ou chouf, à Marrakech, au Maroc.
- Fontaine d'Ain El Fouara, à Sétif, en Algérie.
- Fontaine d'Agam, à la Défense, en France.
- Fontaine Desaix à Riom.
- Fontaine Desaix à Combronde.
- Fontaine des comtes d'Egmont et de Hornes, à Bruxelles.
- Fontaine des trois ordres, à Grenoble
- Fontaine commémorative de Diana, princesse de Galles, dans Hyde Park à Londres.
- La Fonte Gaia sur le Campo de Sienne
- Fontaine Jean Valjean, à Montfermeil.
- Fontaine de Buckingham, à Chicago.
- Fontaine monumentale d'Évreux.
- Fontaine Kohl à Prague.
- Fontaine de Neptune, à Bologne.
- Fontaine de Neptune, à Florence.
- Fontaine de Trevi, à Rome.
- Fontaine de la ruelle Lamberton à Bitche.
- Fontaine des Néréides, à Buenos Aires.
- Fontaine des tortues, à Rome.
- Fontaine du Grand Sablon, à Bruxelles.
- Fontaine du Pilori, à La Rochelle.
- Fontaine des Quatre-Fleuves, à Rome.
- Fontaine des éléphants, à Chambéry.
- Fontaine Jean-Baptiste de La Salle, à Rouen.
- Fontaine chaude à Dax.
- Fontaine de la Grand Font
Patronyme
Fontaine est un nom de famille notamment porté par :
- Agathe de La Fontaine (née en 1972), actrice française ;
- Alexis Fontaine des Bertins (1725-1771), géomètre français ;
- Allan La Fontaine (1910-1990), joueur français de football australien ;
- André Fontaine ;
- Anne Fontaine ;
- Benoît Mottet de La Fontaine (1745-1820), officier de la marine français en Inde ;
- Bernard de Fontaine (1090 ou 1091-1153), abbé de Clairvaux ;
- Brigitte Fontaine (née en 1940), chanteuse et écrivain française ;
- Bruno Fontaine ;
- Camille Fontaine (1978-), scénariste et réalisatrice française ;
- Cécile Fontaine (1957-), artiste cinéma expérimental française ;
- Catherine Fontaine (née en 1959), chanteuse française ;
- Chantal Fontaine (née en 1965), actrice québécoise ;
- Charles Louis Fontaine (1767-1849), homme politique français ;
- Damien Fontaine (1975-), metteur en scène, scénographe, scénariste français ;
- Edme-Adolphe Fontaine (1814-1883), artiste peintre française ;
- Émile Fontaine ;
- Florence Fontaine (née en 1964), costumière française ;
- Francis de La Fontaine (1672-1767), rhétoricien et dramaturge bruxellois néérlandophone ;
- François Fontaine ;
- François-Xavier Octavie Fontaine (1762-1812), général français ;
- Gaspard-Théodore-Ignace de La Fontaine (1787-1871), homme politique luxembourgeois ;
- Gérard Fontaine (1938-2018), président de l'université Claude Bernard Lyon 1 entre 1992 et 1997 ;
- Gérard Fontaine (né en 1942), chercheur français;
- Gilles Fontaine (1948-2019), astrophysicien québécois ;
- Gustave Fontaine (1877-1952), sculpteur belge ;
- Guy Fontaine (né en 1945), journaliste belge ;
- Henri Fontaine ;
- Henri La Fontaine (1854-1943), prix Nobel de la paix 1913 ;
- Hippolyte Fontaine (1833-1910), industriel français ;
- Hubert Fontaine (né en 1956), animateur de radio français ;
- Jacques Fontaine de La Roche (1688-1741), janséniste français ;
- Jacques Fontaine ;
- Jean Fontaine
- Jean de La Fontaine (1621-1695), poète et moraliste français, connu principalement pour ses Fables ;
- Jean-Marc Fontaine (1944-2019), mathématicien français ;
- Jean-Pascal Fontaine (né en 1989), footballeur français ;
- Jeanne Fontaine (1897-1994), hôtesse de l'air française ;
- Johanne Fontaine (1955-2018), actrice québécoise ;
- José Fontaine (né en 1946), journaliste belge et militant nationaliste wallon ;
- Jules Fontaine (1817-1888), militant socialiste français, communard ;
- Just Fontaine (né en 1933), footballeur français ;
- Karen Pinette-Fontaine (1999-), auteure-compositrice-interprète et réalisatrice innue ;
- Laura Fontaine (2003-), céiste française ;
- Laurence Fontaine (1946-), historienne française ;
- Laurent Fontaine ;
- Léa Fontaine (née en 2000), judokate française ;
- Léonie La Fontaine (1857-1949), féministe et pacifiste belge ;
- Logan Fontaine (né en 1999), nageur français ;
- Louis-Hippolyte La Fontaine (1807-1864), homme politique canadien ;
- Louise Marie Madeleine Fontaine (1706-1799), femme d'esprit française, propriétaire du château de Chenonceau ;
- Mademoiselle de La Fontaine (1655-1738), ballerine française ;
- Marcel Fontaine (1943-1997), diplomate français, otage au Liban ;
- Marie Anne Louise Fontaine (1710-1765) ;
- Marie-Pierre Fontaine (1712-1775), poète français ;
- Marion Fontaine (née en 1978), historienne française ;
- Maurice Fontaine
- Michel Fontaine
- Moril Fontaine (1914-1999), sage-femme, syndicaliste et personnalité politique de La Réunion ;
- Nicolas Fontaine ;
- Nicole Fontaine (1942-2018), femme politique française ;
- Phil Fontaine (né en 1944), homme politique canadien ;
- Philippe Fontaine (né en 1945), homme politique belge ;
- Pierre Fontaine ;
- Rachel Fontaine (née en 1977), actrice québécoise ;
- Rémi Fontaine (né en 1956), journaliste catholique français ;
- René Fontaine ;
- Robert Fontaine ;
- Stéphane Fontaine (19?-), directeur de la photographie français ;
- Sylvie Fontaine (née en 1962), autrice française de bande dessinée ;
- Thérèse Bertrand-Fontaine (1895-1987), médecin français, membre de l'Académie de médecine ;
- Thomas Fontaine (né en 1991), footballeur français ;
- Yvonne Fontaine (1913 - 1996), résistante française.
Pseudonyme
Fontaine est un pseudonyme notamment porté par :
Personnages de fiction
Prénom
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Toponyme
Fontaine est un nom de lieu notamment porté par :
Vue sur la commune de Fontaine dans l'Isère (France)
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États-Unis
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- Champagne-et-Fontaine, commune de la Dordogne ;
- Clos-Fontaine, commune de Seine-et-Marne ;
- Colombier-Fontaine, commune du Doubs ;
- Doué-la-Fontaine, commune de Maine-et-Loire ;
- Fontaine-au-Bois, commune du Nord ;
- Fontaine-au-Pire, commune du Nord ;
- Fontaine-Bellenger, commune de l'Eure ;
- Fontaine-Bonneleau, commune de l'Oise ;
- Fontaine-Chaalis, commune de l'Oise ;
- Fontaine-Chalendray, commune de la Charente-Maritime ;
- Fontaine-Couverte, commune de la Mayenne ;
- Fontaine-Daniel, village français dépendant de la commune de Saint-Georges-Buttavent dans la Mayenne ;
- Fontaine-Denis-Nuisy, commune de la Marne ;
- Fontaine-de-Vaucluse, commune de Vaucluse ;
- Fontaine-en-Bray, commune de la Seine-Maritime ;
- Fontaine-en-Dormois, commune de la Marne ;
- Fontaine-Étoupefour, commune du Calvados ;
- Fontaine-Fourches, commune de Seine-et-Marne ;
- Fontaine-Française, commune de la Côte-d'Or;
- Fontaine-Guérin, commune de Maine-et-Loire ;
- Fontaine-Henry, commune du Calvados ;
- Fontaine-Heudebourg, commune de l'Eure ;
- Fontaine-l'Abbé, commune de l'Eure ;
- Fontaine-la-Gaillarde, commune de l'Yonne ;
- Fontaine-la-Guyon, commune d'Eure-et-Loir ;
- Fontaine-la-Louvet, commune de l'Eure ;
- Fontaine-la-Mallet, commune de la Seine-Maritime ;
- Fontaine-la-Rivière, commune de l'Essonne ;
- Fontaine-la-Soret, commune de l'Eure ;
- Fontaine-Lavaganne, commune de l'Oise ;
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- Fontaine-le-Sec, commune de la Somme ;
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- Fontaine-l'Étalon, commune du Pas-de-Calais ;
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en France (anciennes communes}
lieu fictif
Monuments historiques
Histoire
Zoologie
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Art et littérature
Fontaine est un titre d'œuvre notamment porté par :
Cuisine
- En cuisine, « disposer de la farine en fontaine » signifie creuser un trou au milieu d'un tas de farine, généralement pour y placer des ingrédients liquides et faciliter leur mélange à la farine.
Voir aussi
Sur les autres projets Wikimedia :
- Château de la Fontaine
- Lac de Fontaine, en Haute-Savoie
- Fontaine ardente, source naturelle de gaz
- Femme fontaine, surnom donné aux femmes à l'éjaculation abondante
- La Bénite Fontaine, lieu de pèlerinage
- Bonne-Fontaine, lieu de pèlerinage dans la Moselle
- Gare de Fontaine Michalon, gare ferroviaire d'Antony
- Gare de Fontaine-le-Port, gare ferroviaire dans la commune du même nom
- Fontaine-Lestang, station de métro de Toulouse
- Fontaine d'Arlac, station de tramway de Bordeaux
- Rue Pierre-Fontaine, dans le 9e arrondissement de Paris
- Fontaine, pièce de pyrotechnie
- Fontaine Saint-Pardoux à Bugeat, fontaine à dévotion, en Corrèze
- Droit à l'eau, Eau potable, Accès à l'eau potable, Distribution d'eau
- Listes de fontaines
- Fuente (en espagnol)
Irrigation
Depuis des siècles ou millénaires, des canaux d'irrigation (ex. : «
biefs ») ont été construits presque perpendiculairement aux pentes pour transporter l'eau, parfois dès la haute montagne.
Canal d'irrigation en Anatolie.
Les techniques plus économes en eau commencent à être développées.
Image satellite (fausses couleurs) de champs irrigués près de Garden City,
Kansas.
Irrigation du coton aux États-Unis.
Carrières de cendre volcanique, El Palmar, île de Tenerife, Canaries. La terre brune, ou picòn retirée de cet ancien cône volcanique est épandue sur les champs pour améliorer leur pouvoir de rétention d’eau.
L’irrigation est l'opération consistant à apporter artificiellement de l’eau à des végétaux cultivés pour en augmenter la production et permettre leur développement normal, en cas de déficit d'eau induit par un déficit pluviométrique, un drainage excessif ou une baisse de nappe, en particulier dans les zones arides.
L’irrigation peut aussi avoir d’autres applications :
- l’apport d’éléments fertilisants soit au sol, soit, par aspersion, aux feuilles (fertilisation foliaire) ; dans la culture hydroponique, l’irrigation se confond totalement avec la fertilisation ;
- la lutte contre le gel, par aspersion d’eau sur le feuillage (vergers, vignobles) peut permettre de gagner quelques degrés de température précieux au moment des gelées printanières, voire dans certains cas par inondation.
Généralement il est d'usage d'employer le terme d'« arrosage » pour les petites surfaces (jardinage) réservant le terme d'« irrigation » pour les surfaces plus importantes (agriculture de plein champ, horticulture), mais il n’y a pas de norme en la matière.
Selon le glossaire international d’hydrologie, l’irrigation est un apport artificiel d’eau sur des terres à des fins agricoles.
Techniques d’irrigation
On peut distinguer plusieurs techniques d’irrigation1, plus ou moins économes en eau (ou à risque de salinisation, etc.), outre l'arrosage manuel (arrosoir, seau, etc.) réservé aux très petites surfaces.
Écoulement de surface
L'irrigation de surface (« irrigation par sillons », « à la raie » ou « gravitaire »), utilise la gravité via un réseau de canaux et rigoles de taille dégressive. L'arrosage lui-même s'effectue ensuite par ruissellement, par submersion ou par infiltration dans le sous-sol proche des cultures.
Asperseur
Irrigation par aspersion d'un champ de mais dans la vallée de la
Méouge.
Cette technique consiste à imiter l'effet des précipitations : l'eau, acheminée sous pression par des tuyaux flexibles, est propulsée en l'air sous forme de gouttelettes, lesquelles retombent sur les cultures autour de chaque asperseur. La technique peut être déclinée en micro aspersion, semblable à la précédente mais plus localisée donc plus économe en eau2.
Micro-irrigation ou irrigation localisée
La micro-irrigation consiste à acheminer l'eau jusqu'aux racines des plantes, de manière très localisée et uniquement à la quantité nécessaire, ce qui permet en outre d'éviter le ruissellement source de pertes de minéraux et nutriments solubles. C'est un enjeu majeur en zone aride3 et d'oasis4. Dans le contexte du réchauffement climatique, elle devient un enjeu important5.
Dans l'Antiquité, on enterrait des pots d'argile emplis d'une eau qui s'infiltrait graduellement dans le sol (Irrigation par jarre, technique ancestrale faisant l'objet d'un regain d'intérêt, notamment dans le bassin méditerranéen6,7 bien qu'elle ne soit encore que marginalement connue. La micro-irrigation est enterrée ou de surface, et fait appel à des techniques et matériaux variés (exemple : par infiltration, au moyen de matériaux poreux enterrés ou goutte à goutte piloté par ordinateur).
Le « goutte-à-goutte » (acronyme : GAG) est le plus utilisé en micro-irrigation : irriguant lentement les racines des plantes via des tuyaux et de goutteurs, ou soit en coulant à la surface du sol, ou en irriguant directement la rhizosphère (on parle alors de goutte à goutte enterré, qui économise beaucoup d'eau avec aussi une économie d'intrants s'ils sont acheminés directement vers la plante par ce moyen (voir fertigation)8. Elle concerne l'agriculture et l'arboriculture fruitière mais aussi les pépinières, par exemple de palmier dattiers9,10. Il est parfois source de bricolages efficients11 et d'innovation locale12. La texture de certains sol et son degré de la salinité peuvent limiter l'intérêt de cette technique13.
Submersion
L'irrigation par inondation ou submersion consiste, comme son nom l'indique, à recouvrir d'eau la parcelle. C'est la technique appliquée dans les rizières ; c'est aussi celle qui fertilisait l'Égypte par les crues du Nil.
Abissage
Cette technique consiste à dériver un cours d'eau dans une rigole en vue de l'amener en amont des prairies à irriguer.
Détermination des besoins en eau
Les besoins en eau des plantes dépendent de plusieurs facteurs, intrinsèques ou extrinsèques à la culture :
- la RFU ou « réserve en eau facilement utilisable » ;
- la nature des plantes cultivées (espèce, variété) ;
- stade de végétation ;
- nature et état d’humidité du sol ;
- données climatiques liées à la zone de culture (précipitations, insolation, vent...). À titre d'exemple, l'irrigation d'un hectare de verger de châtaignier peut nécessiter jusqu'à 3 000 m3 d'eau/an en région Rhône-Alpes et seulement la moitié en région Aquitaine (qui est plus humide naturellement)14.
Il convient de tenir compte des réserves en eau du sol, de l’évaporation au niveau du sol, de la transpiration des plantes, de l’évapotranspiration qui cumule les deux phénomènes.
On irrigue en principe en fin de journée, autour de l'heure de coucher du soleil, ou parfois même la nuit jusqu'au petit matin.
En été, sous des températures de 25 à 30 °C, les plantes consomment par évapotranspiration environ 4 mm d'eau par jour (certains sites Internet indiquent le niveau d'ETP quotidien15). Le but de l'irrigation est de compenser cette perte quotidienne. En sol sableux (très drainant), on pourra par exemple apporter 12 mm d'eau tous les 3 jours (ou 16 mm tous les 4 jours). En sol argileux, 24 mm tous les 6 jours (ou 28 mm par semaine). L'irrigation quotidienne est à proscrire car elle maintient la plante humide en permanence, ce qui favorise le développement des parasites et champignons.
À titre d'exemple, la culture d'un hectare d'une plante comme le maïs nécessite en moyenne 6 000 m3 d'eau au cours des 6 mois de culture16 soit environ 30 m3 d'eau par jour et par hectare pendant la saison chaude et en l'absence de précipitations naturelles.
Matériel d’irrigation
Deux catégories de matériels ou d’installations sont nécessaires pour l’irrigation :
- ceux servant à amener l’eau depuis les sources disponibles (cours d'eau, lacs ou retenues, nappe phréatique) ;
- ceux servant à l’irrigation proprement dite, c’est-à-dire à distribuer l’eau aux plantes.
Dans la première catégorie, on trouvera : forage, pompes, réseaux d’irrigations, canaux, norias...
Dans la seconde : asperseurs, canons d’arrosage, arroseurs automoteurs, goutteurs. Il existe par exemple un système d'irrigation à pivot central.
Intérêt et limites de l’irrigation
L'irrigation est une assurance de revenu pour de nombreux agriculteurs, en particulier pour des cultures spéciales (fruits, légumes). Elle est alors une contrainte dans le processus de production. En France, l'agriculture irriguée emploie entre 2 et 5 fois plus de personnes à l'hectare que l'agriculture pluviale, mais elle fournit un nombre équivalent d'emplois en amont et aval.
Une irrigation inadaptée ou mal conçue peut être source de propagation de pathogènes (Pseudomonas, kystes d'amibes, larves d'anguillules et œufs de parasites (dont némathelminthes, plathelminthes, trichomonas, trichocéphales, etc.), de polluants (résidus de médicaments, de biocides, etc.) dans les cultures ; c'est le cas avec l'utilisation d'eaux grises ou résiduaires, en particulier dans certains pays arides17. En zone aride, le risque de salinisation est élevé.
L'irrigation peut aussi affecter les écosystèmes, le paysage ou l'agriculture en amont ou en aval, à cause des volumes d'eau détournés des cours d'eau. On cite souvent l’exemple de la mer d'Aral polluée et en partie vidée à cause de l'irrigation du coton en amont.
L’inconstance des ressources en eau météorique est l’une des caractéristiques les plus marquantes du climat méditerranéen. À un hiver relativement pluvieux succède la sécheresse d’un été torride. Comme les besoins des végétaux suivent une courbe inverse aggravée encore par les fortes températures estivales, l’eau intervient presque toujours comme facteur limite des rendements. Aucune parcelle ne devrait recevoir l’eau avant que ne soient entièrement résolus les trois problèmes suivants : Où l’irrigation est-elle opportune ? Quand doit-on l’appliquer ? Comment employer l’eau ?
Pour répondre, il est indispensable de procéder à des mesures sur le terrain, à des analyses au laboratoire, à des travaux sur plan, qui se traduisent finalement par des projets de maîtrise de la salinité. Le choix de la méthode d’irrigation se complique du fait de la liaison étroite existant entre ces facteurs de base. Dès que l’on tente de modifier l’un d'eux, tous les autres subissent par répercussion des changements plus ou moins profonds, qui peuvent imposer une nouvelle technique. Une étude attentive des données théoriques sur lesquelles repose la détermination du meilleur mode d’arrosage et donc indispensable avant d’aborder cette question.
Statistiques
Dans le monde, 324 millions d’hectares sont irrigués (année 2012, source FAO18) sur 1,4 milliard d’hectares de terres arables au total, ce qui représente 20 % de la surface agricole mondiale (5 % de la surface agricole en Afrique et 35 % en Asie)19. Ils fournissent 40 % de la production agricole mondiale (avec une productivité 2,7 fois supérieure à celles des terres arrosées par la pluie)19. La nécessité de préserver les ressources en eau conduit à une réglementation et à la taxation des prélèvements.
Neuf pays (Brésil, Canada, Chine, Colombie, États-Unis, Inde, Indonésie, Pérou et la Russie) concentrent 60 % des réserves d'eau douce. Trois pays (Inde, Chine, États-Unis) représentent 50 % des surfaces irriguées totales mais l'Asie ne dispose que de 30 % des ressources mondiales en eau douce, alors que 60 % de la population s’y concentre20. 80 % de la nourriture produite au Pakistan provient de terres irriguées, 70 % pour la Chine, mais moins de 2 % pour le Ghana, le Mozambique ou le Malawi.
L’irrigation en Europe et son évolution (1990-2015)
Évolution des prélèvements d'eau par secteur économique depuis les années 1990 (Agence européenne pour l'environnement, 2019).
L’Agence européenne pour l’environnement a publié en 2019 un état des lieux des prélèvements d’eau agricole en Europe et de son évolution au cours trois dernières décennies qui a fait l’objet d’une synthèse lors du colloque européen « Économie d’eau en irrigation » organisé en 2019 à Montpellier21. Sans surprise c’est dans les pays du pourtour méditerranéen que les prélèvements pour l’irrigation sont les plus importants. Avec environ 60 000 millions de m3, ils représentaient généralement près de 60 % du volume total prélevé en 1990 et 2000, et environ 55 % en 2010 et 2015 (46 000 et 51 000 millions de m3, respectivement), atteignant 73 % au Portugal et 89 % en Grèce. À l’opposé, dans les pays d’Europe du nord, le recours à l’irrigation est limité, ne prélevant que moins de 3% de l’eau douce pour cet usage. Dans les pays les plus occidentaux, « les prélèvements d'eau pour l'irrigation ont régulièrement diminué, passant de 7 000 Mm3 en 1990 à 3 400 Mm3 en 2015, représentant alors 4 % des prélèvements totaux dans cette zone ». La France, dont une partie du territoire est sous l’influence du climat méditerranée, a un taux de prélèvement qui s’élève à 12 %. Enfin, dans les pays d’Europe de l’Est, les prélèvements sont stables depuis 2000, représentant environ 12 % des prélèvements totaux (soit trois fois moins qu’avant 1990, époque où l'irrigation jouait un rôle important dans l'agriculture collectivisée à grande échelle sous le régime soviétique).
Dans l'ensemble, malgré l'intensification du déficit hydrique des cultures dans de nombreuses zones d'Europe, on observe une diminution des prélèvements d'eau pour l'irrigation dans toutes les régions entre 1990 et 2015 (75 %, 69 %, 51 % et 12 % pour l'Europe de l'Est, du Nord, de l'Ouest et du Sud, respectivement)22.
L'irrigation diminue-t-elle en France ?
Surfaces irriguées et équipées des cinq derniers recensements agricoles 1970 à 2010 (Source : ministère de l’Agriculture, Service de la statistique et de la prospective).
En France comme dans le reste du monde, l'agriculture est l'activité qui consomme le plus d’eau. De plus contrairement à d'autres usages (refroidissement de centrales, alimentation en eau potable), le taux de restitution de l'eau agricole dans le milieu naturel est faible23. En 2000, 1,9 million d'hectares de terres agricoles ont été irrigués, avec des variations annuelles expliquées par la météorologie ; et 3 143 millions de m³ pour 1.49 million d'hectares en 201224. Cette surface était de 0,8 million en 1970. 5,7 % de la surface agricole utilisée (SAU) sont irrigués (dont le maïs représente la moitié environ). Les régions irriguant le plus sont la Nouvelle-Aquitaine, la vallée du Rhône, la Beauce et les Pays de la Loire. Le taux d’équipement d'irrigation (ou surface irrigable) semble se stabiliser à 2,7 millions d’ha équipés. Les spécialisations régionales agricoles aboutissent à ce que trois régions (Aquitaine, Centre et Midi-Pyrénées) concentrent 50 % des surfaces irriguées. En 2006 près de 90 % des exploitations disposaient d’un compteur d’eau volumétrique (mais ce n'étaient que la moitié en 2000). Une partie de l'irrigation n'est pas déclarée25.
Une analyse plus fine des statistiques semble cependant montrer une tendance à la stagnation, voire à la baisse, de l'irrigation en France au cours des dernières décennies. C'est ce que montre l'analyse du dernier recensement agricole, celui de 2010 avec une stagnation de la surface irriguée qui, auparavant, ne cessait de croître26. Par contre, les surfaces équipées, c’est-à-dire qui peuvent être irriguées, sont en diminution pour la première fois (moins 12 % par rapport à 2000). Cette diminution est principalement localisée dans les bassins Adour-Garonne et Rhône-Méditerranée. Le prochain recensement agricole initiée en octobre 2020 devrait permettre d'en savoir plus sur la confirmation de cette tendance.
Pérennité de l'irrigation
Généralités
L'agriculture irriguée peut faire appel à :
- de l'eau des rivières, lacs, réservoirs, terres humides ;
- de l'eau de pluie temporairement stockée dans le sol ;
- de l'eau non renouvelable ou lentement renouvelable (eaux souterraines des nappes phréatiques) ;
- de l'eau recyclée et non potable27,28.
En 2000, l'usage d'eau souterraine non renouvelable pour l'irrigation dans le monde représentait environ 250 km3/an sur les 2 510 km3/an d'eau utilisée pour l'irrigation. L'usage d'eau non renouvelable avait alors triplé depuis les années 1960.
Des régions, voire des pays entiers, ont recours de manière croissante à une irrigation non durable. Ce sont par exemple la Chine, l'Inde, et les États-Unis, qui sont des pays importants en termes agricoles. On trouve, parmi les pays utilisant les plus forts pourcentages d'eau non renouvelable, le Pakistan, le Mexique, l'Iran, et l'Arabie Saoudite, notamment. L'impact d'une crise de l'eau agricole en raison de cet usage non durable dépasserait ces régions et pourrait avoir des effets à l'échelle planétaire29.
Economies d'eau en irrigation
Afin d'économiser l'eau à la source, une filière de réutilisation des eaux usées pour divers usages, dont l'irrigation, s'est développée un peu partout dans le monde. En France, l'usage des eaux usées traitées pour l'agriculture est limitée, notamment par le contexte règlementaire. Cependant les pratiques évoluent, à l'image de ce qui se passe dans le sud de la France où divers projets portés par des entreprises et des laboratoires de recherche ont permis de tester in situ une filière complète de traitement des eaux usées depuis leur sortie de la station d'épuration à leur utilisation dans les champs30. Des traitements tertiaires des eaux usées ont été mis en œuvre en 2020 pour irriguer la vigne31 dans la région de Narbonne, en limitant au maximum les impacts sur l'environnement et la santé humaine. On peut aussi utiliser de telles ressources en eau pour l'arrosage des gazons, en mobilisant par exemple des systèmes d'irrigation de type goutte à goutte enterrés qui évitent la contamination par les pathogènes32.
Divers dispositifs incitatifs aux économies d'eau d'irrigation ont été mis en place en France et en Europe.
A l'échelle européenne, la PAC actuelle et la PAC post-2020 ont mis (et mettent) en place un ensemble de dispositifs et de mesures pour favoriser une meilleure gestion de l'eau agricole33. Une partie des projets portés par le Partenariat européen pour l’innovation34 pour une agriculture productive et durable (PEI-AGRI) concernent également l'eau agricole : ainsi en 2020, une quarantaine de projets collectifs (ou groupe opérationnel) Eau et Agriculture ont été initiés en Europe
En France, à la demande du Ministère de l'Agriculture, un référentiel35 comparant les économies d’eau réalisables selon le dispositif d’irrigation retenu a été réalisé en 2018. L'objectif est d'aider les agriculteurs à percevoir une aide financière pour changer de matériel d'irrigation, s'ils économisent de 5 à 25 %, sans baisse de rendement des cultures36.
Du côté de la recherche & développement, des solutions techniques et numériques permettent une utilisation de plus en plus efficiente de l'eau d'irrigation avec pour certaines technologies des économies pouvant atteindre 50 % de l'eau utilisée37. Enfin une plateforme technique permettant de tester en grandeur réel les dispositifs d'irrigation et d'innover dans ce domaine a été mis en place à Montpellier en 2019. Pilotée par des scientifiques, elle est également utilisée pour des recherches plus fondamentales, par exemple pour caractériser les fluides, leur écoulement dans les systèmes d’irrigation, leur dispersion à partir d’un jet, le transport de particules… en interaction avec les systèmes agricoles38.
Réchauffement climatique
Une étude parue en 202139 montre que le stress hydrique humide peut être fatal à l'être humain, mais aussi aux animaux. L'irrigation intense pourrait ainsi s'avérer dangereuse à l'avenir. Ainsi, il a été démontré que l'irrigation intensive en Inde diminue bien la température de surface, mais l'influence de l'irrigation sur l'humidité et le stress thermique humide extrême n'est pas bien comprise. L'irrigation intense de la région entraîne une augmentation du stress dû à la chaleur humide en Inde, au Pakistan et dans certaines parties de l'Afghanistan, affectant environ 37 à 46 millions de personnes en Asie du Sud, malgré une surface terrestre plus froide. Il est probable que les projections de stress thermique en Inde et dans d'autres régions dominées par des climats semi-arides et de mousson qui n'incluent pas le rôle de l'irrigation surestiment les avantages de l'irrigation sur le stress thermique sec et sous-estiment les risques40.
Facteurs élémentaires de l’irrigation
Le sol
Le caractère d’ordre général qui doit retenir tout spécialement l’attention réside dans la grande hétérogénéité du sol, il est donc indispensable de chiffrer certaines propriétés de sol.
Topographie
Examiner la pente (facteur capital de l’irrigation) qui conditionne la vitesse de circulation de l’eau en surface, ainsi que le parcellement. Les parcelles à pente uniforme et de faible amplitude (zones desservies par les grands barrage, se prêtent bien à l’irrigation car elles réduisent les coûteux travaux de terrassement.
Propriétés physiques
Perméabilité et capacité du sol pour l’eau
Plus la perméabilité est grande, plus la capacité est faible.
Cohésion
Le maintien des particules entre elle. La force d’érosion de l’eau est d’autant plus élevée que la vitesse du liquide est plus grande cohésion. En outre l’imbibition du sol réduit par elle-même la force de cohésion en dispersant les agrégats. Les terres lourdes, possèdent un degré de cohésion élevé, peuvent donc utiliser des masses d’eau importantes sur des pentes relativement prononcées. Les sols sablonneux se laissent volontiers, car ils sont peu cohérents, aussi de grandes précautions doivent être prises pour les mettre en eau. Les terres sableuses sont les plus difficiles à irriguer par l’eau. La cohésion peut présenter, pour un même sol, d’importantes variations durant l’assolement, selon l’état d’ameublissement, la nature et l’âge des plantes cultivées.
Propriétés chimiques
Matières organiques
En apportant au sol une humidité permanente, elle réalise les conditions de milieu idéales pour une rapide transformation des matières organiques. En accélérant la décomposition de la matière organique, l’eau d’arrosage tend à gâter le sol.
Matières minérales
L’excès d’eau entraîne dans les couches profondes du sol où les substances sont définitivement perdues, il est évident qu’il ne serait guère avantageux d’appliquer des arrosages très suivis sur les terres maigres.
L’eau
L’utilisateur doit se préoccuper de l’origine de l’eau, de ses qualités et de son débit. Les besoins en eau domestique étant prioritaires, et vu le rôle central de l’eau pour de nombreux autres secteurs d’activités (tourisme, industrie, hydroélectricité, refroidissement des centrales nucléaires), l'agriculture irriguée, même si elle reste la principale utilisatrice de l'eau douce (70 % des volumes prélevés) doit respecter les dispositifs de contrôle pour l'accès à l'eau et les arbitrages entre les différents usages. Mais l’adéquation entre les demandes croissantes pour l'eau et la disponibilité des ressources en eau n'est pas toujours contrôlée. En France, l’obligation de comptage des prélèvements d’eau dans le milieu, inscrite dans la loi sur l’eau de 1992, n’a connu un début d’application qu’en 2007, et il existe encore des zones où les points de prélèvements agricoles ne sont pas tous déclarés41.
La qualité physique
La qualité physique dominante est sa température. La température optimum peut se situer aux environs de 25° pour la majorité des plantes, durant la saison active de la végétation. Un apport d’eau sur la terre très sèche peut donner lieu à des phénomènes d’hydratation susceptibles d’élever dangereusement la température du sol. C’est pourquoi on recommande de ne pas arroser en pleine chaleur. Une eau froide arrivant au contact d’un feuillage surchauffé peut également causer des accidents, certaines plantes comme les cucurbitacées y sont très sensibles. Certaines eaux courantes entraînent avec elles des limons de qualités fortes variables. Ceux du Nil fertilisent les cultures de la vallée, mais ces boues peuvent être infertiles et même nuisibles lorsqu’elles sont composées d’éléments colloïdaux qui viennent boucler les pores d’un sol déjà peu perméable. L’expérience est encore le seul guide en la matière qui permet de savoir si certaines crues boueuses sont utilisables sans décantation.
La qualité chimique
Irriguer c’est apporter de l’eau au sol de manière à créer un milieu favorable à la croissance et au développement des végétaux, la qualité de l’eau d’irrigation est un facteur important et déterminant pour la production agricole42. Le choix d’une source d’eau pour irriguer doit dépendre du type et de la concentration des substances qui y sont dissoutes ou en suspension43. Il dépend aussi des caractéristiques physiques et chimiques du sol44. Pour ainsi dire que connaître les caractéristiques physico-chimique d’une eau destinée à l’irrigation est d’une importance capitale. Elle pourra participer à la bonne croissance des plantes, contribuer à la survie du système d’irrigation mis en place mais également limiter les impacts négatifs sur le sol utilisé. Par exemple, l’irrigation par aspersion avec une eau renfermant des concentrations relativement élevées d’ions sodium ou chlorure peut endommager les feuilles de cultures sensibles, en particulier lorsque les conditions climatiques favorisent l’évaporation (températures élevées et faible degré d’humidité)45. Les facteurs les plus importants pour déterminer la qualité requise de l’eau dans l’agriculture sont : la salinité, le sodium, l’alcalinité, le pH de l’eau et en fin la concentration en élément qui peuvent être toxique pour le végétal46. La salinité est problème qui pose beaucoup de difficultés aux irrigants à cause de la teneur en sels dissous. La pression osmotique de la solution du sol augmente proportionnellement à la salinité, ce qui entraîne une réduction de la qualité d’eau utilisable par les plantes47. Les principaux sels responsables de la salinité de l'eau sont les sels de calcium (Ca2+), de magnésium (Mg2+), de sodium (Na+), de potassium (K+), les chlorures (Cl−), les sulfates (SO42−) et les bicarbonates (HCO3−)48. Pouvant aller à une détérioration de la structure du sol à une réduction de sa macro et microporosité une teneur élevée en sodium dans une eau d’irrigation amène des problèmes de perméabilité du sol. Un excès de sodium peut également être à l’origine de la toxicité chez certaines plantes, or le sodium est absorbé par les cultures en même temps que l’eau et celui-ci se concentre dans les feuilles tandis que l’eau s’échappe par transpiration49. Tout ceci pour dire que la présence de certains sels dans les eaux d'irrigation peut empêcher la bonne croissance des plantes. Les substances toxiques qui doivent être considérées attentivement sont le sodium, le chlorure et le bore, elles peuvent causer la baisse du rendement et provoquer l’échec de la récolte49. L’eau dérive surtout des sels qu’elle contient en dissolution. Certains ions sont utiles, même à doses relativement élevées. Le calcium, qui compense ainsi les pertes de chaux dont il a été question plus haut. D’autres sont utiles à très faibles doses, puis deviennent rapidement nocifs lorsque la teneur de l’eau s’accroît : c’est le cas du magnésium. De même que l’on a maintenant recours à des essais physiologiques pour déterminer les besoins d’un sol en engrais, il ne faut pas hésiter à appliquer l’eau d’irrigation sur des plantes témoins, en utilisant la terre à irriguer, puisqu'on ne peut séparer sans crainte d’erreur ces deux éléments qui réagissent l’un sur l’autre : l’eau et le sol.
Remarque : avec la technique du goutte à goutte enterré, l'eau apporté aux racines des plantes plantes peut être enrichie en nutriment (azote, phosphore...). On parle alors de fertigation ou fertirrigation.
Le débit
C’est la quantité d’eau dont on dispose en un temps donné, par l’arrosage d’une propriété, il s’exprime en litres par seconde, litres par minute ou mètres cubes par heure.
Le débit total, ou module général pour une propriété, se calcule en fonction des besoins de pointe des cultures dans le cours d’une année. On doit tenir compte des pertes en cours de route, s’il y a lieu et se ménager une petite marge de sécurité en cas d’accident. Le volume d’eau distribué dans chaque élément, ou par hectare, prend le nom de dose, on a donc :
Dose = débit * temps d’écoulement
Les cultures
Influent sur le mode d’irrigation soit par nature qui ne s’allie pas avec tous les systèmes, soit par leurs besoins en eau qui peuvent modifier la rotation des arrosages.
Nature des cultures
Impose un système d’irrigation. Il faut évidemment que les conditions naturelles conviennent à la fois à la plante et à son système d’arrosage. Si le milieu impose un mode d’irrigation, le choix des cultures se restreint. Ainsi une pente supérieure à 10 % nécessite les sillons ou l’arrosage en pluie. On ne peut songer à y installer économiquement des rizières. L’assolement peut amener à modifier le système d’irrigation au cours des années. Pour que ces changements ne surprennent pas le cultivateur, ils doivent être prévus avant l’établissement du réseau d’arrosage, afin qu’il soit agencé en conséquence.
Besoins des plantes
Varient avec le climat et avec les espèces et selon le degré d’évolution de la végétation. Les modifications dues aux facteurs climatiques sont essentiellement variables d’une année à l’autre suivent le régime des températures, de la pluviométrie, des vents, de l’hygrométrie… Les besoins sont variables suivant les espèces, principalement en raison de la durée de végétation en période estivale, certaines spéculations comme les cultures maraîchères, de primeur ne nécessitant que quelques arrosages au printemps, tandis que d’autres, comme la luzerne, le dattier réclament de l’eau sur la plus grande partie de l’année. Quelques espèces fruitières peuvent se contenter d’un arrosage de loin en loin (abricotier, olivier), tandis que certaines nécessitent des irrigations suivies (agrumes).
Notes et références
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Voir aussi
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Articles connexes
En agriculture :
Le terme d'irrigation est aussi employé à propos de la circulation du sang dans les organes du corps humain ou chez les animaux.
Liens externes
- :
- Besoins et prélèvements d’eau pour l’irrigation par pays [archive]. FAO AQUASTAT Rapports. Karen Frenken, Virginie Gillet.
- Division des terres et des eaux de la FAO & Université rhénane Frédéric-Guillaume de Bonn. Mise à jour de la Carte mondiale des superficies d'irrigation: version 5 [archive]
- Graphe, Superficies irriguées dans le monde [archive] (ONU, rapport GEO3 [archive])
- Gestion Intégrée des Ressources en Eau (GIRE) pour l'Agriculture dans le Sud-Ouest du Burkina Faso [archive]
- Avantages et inconvénients du goutte-à-goutte enterré [archive], interview de Patrick Rosique, ingénieur spécialiste de l'irrigation à Irstea (Salon international de l'agriculture et de l'alimentation 2014)
- L'irrigation en France : État des lieux, enjeux et perspectives [archive] , Sciences Eaux & Territoires n°11, mai 2013
- Quelle irrigation face aux défis futurs ? [archive] , Vidéo YouTube, présentation des travaux de recherche INRAE sur l’irrigation (gouvernance de l’eau et irrigation de précision).
- William Tatham, Traité général de l'irrigation, traduit de l'anglais par De R..., Paris : chez Meurant, an XI (1803) (lire en ligne [archive])
- Quelles agricultures irriguées demain? Répondre aux enjeux de sécurité alimentaire et du développement durable [archive] (2020) coordonné par Sami Bouarfa, François Brelle, Caroline Coulon, éditions Quae, collection Matière à débattre et décider (en accès libre)
- Economies d'eau en irrigation [archive], Sciences Eaux Territoires, n°34, novembre 2020
Canalisation
Sections de canalisation enterrée.
Une canalisation est un tuyau ou un canal1 destiné à l'acheminement de matières gazeuses, liquides, solides ou polyphasiques.
Il s'agit d'un tuyau, dont le diamètre nominal (DN) peut aller de 30 mm environ (un pouce un quart) pour des fluides spéciaux jusqu'à plus de 3 m pour les adductions d'eau.
Le terme pipeline est utilisé pour les conduites de fluides sous pression et sur de grandes distances.
Pour une canalisation de petit diamètre (< 30 mm environ), on parle de tuyauterie.
Différentes types de canalisations sont fabriquées et posées par des entreprises et corps de métiers spécialisés pour l'eau potable, le gaz, le pétrole, l'oxygène, l'hydrogène, les eaux résiduaires et dégouts et divers autres fluides, dont caloporteur ou porteurs de frigories, pour les réseaux de chaleur et les réseaux de froid. Il existe en France une organisation professionnelle dénommée « les Canalisateurs » (rassemblant environ 300 entreprises en 2019), membre de la