Les cours

Membres

• Liste membres
• Nos Dossiers

Molécule vitale par excellence, avec l'EAU, il n'est pas facile de boire la tasse au bac . De tout ce qui va venir, vous connaissez probablement une grande partie. Et si l'eau est pour nous un élément incontournable, elle donne aussi naissance à des sujets assez simples au bac pour peu qu'on aie étudié son cours...

1) Le CV de l'eau

Identité. L'eau est tout d'abord une molécule (H₂O). Mais l'eau que nous buvons et celle présente à l'état naturel ne sont pas pures et contiennent des minéraux divers.

Expérience. Elle bout à 100^oC et son volume augmente lorsqu'elle se solidifie. C'est un bon solvant pour les acides, les bases, les sels,... mais pas pour les graisses ou les hydrocarbures (comme le pétrole).

Acquis. Vous ouvrez le robinet et là, l'eau coule, c'est magique... Mais attention, l'eau est une ressource inégalement répartie et épuisable. Un être humain est composé à 65% d'eau (Une vraie éponge !) et une déshydratation de seulement 15% est suffisante pour entraîner la mort. En chiffres, cela veut dire que vous devez renouveler entre 2 et 3 litres d'eau par jour ! L'eau arrive dans notre corps par l'intermédiaire des aliments (`~~`1L) ou simplement des boissons (`~~`1,5L). Elle en sort par les excréments, la transpiration et la respiration (lors de l'expiration nous rejettons de la vapeur d'eau !). 

Poste à pourvoir. L'eau est utilisée par l'homme à tous les stades de son évolution et de son économie. Et la liste est longue ! En effet, l'eau est utilisée dans l'agriculture - notamment pour l'irrigation -, dans l'industrie -solvant, source d'énergie dans une centrale hydroélectrique ou géothermique, transporteuse de chaleur dans l'industrie nucléaire par exemple-, et pour les besoins ménagers - ceux là je compte sur vous pour les exemples . Mais... Il y a encore une chose que je vous cache... Les chiffres! Ainsi, un français consomme en moyenne 200L d'eau par jour pour ses seuls besoins domestiques; produire une voiture demande 10 000L, 1kg de pommes de terre 590L... Mais ce n'est pas tout ! Un américain peut consommer jusqu'à 600L par jour, alors qu'un africain peut avoir une consommation de moins de 10L. Inutile donc de souligner qu'il y a gaspillage d'un côté et pénurie de l'autre... Et je ne vous parle même pas des microbes pouvant être transportés (choléra, hépatite,...) par une eau de mauvaise qualité !...

OK, OK, alors on l'embauche cette molécule d'eau?

Autres. L'eau est inégalement répartie sur terre à cause de différentes raisons :

• variation des conditions climatiques
• variation des conditions géologiques: par exemple l'absence ou la présence de roches aquifères (voir la définition dans 2) Le cycle de l'eau) permettant la formation de nappes phréatiques
• niveaux technologiques et/ou économiques du pays: par exemple certains pays riches du Moyen-Orient peuvent se permettre de déssaler l'eau de mer.

Enfin, dernier point à retenir de cette partie, la consommation globale des êtres humains sur terre est vouée à augmenter, d'une à cause de l'accroissement démographique puisque nous serons 8 milliards en 2030, de deux à cause de l'industrialisation car la consommation d'eau a été multiplié par 5 dans les pays industrialisés entre 1900 et 2000 et d'autres pays tels que la Chine suivent cette voie. Cette deuxième augmentation est surtout due au développement de la demande en eau de l'agriculture (agriculture intensive étant capable de nourrir plus d'habitants par mètre carré qu'il n'a jamais été possible de le faire mais très gourmande en eau) et l'industrialisation...

Perspective économique chez les molécules d'eau à long ou court terme. Pas de chômage prévu.

2) Le cycle de l'eau

Un dessin (beaucoup beaucoup) légendé parle mieux que des discours :

Par contre, je vous préviens, vous n'avez pas besoin de mettre tout ce texte votre schéma...Mais vous devez tout connaître.

Pour finir ce cycle de l'eau, nous allons finir par approfondir nos connaissances sur l'un des réservoirs : les nappes phréatiques. Mais une nappe phréatique n'en vaut pas une autre... Et je suis d'ailleurs en train de faire ici un abus de langage . Toute réserve d'eau souterraine n'est PAS une nappe phréatique! Une nappe phréatique a une caractéristique clef : elle est PROCHE DE LA SURFACE. Leurs accessibilités expliquent qu'elles soient utilisées avant les autres eaux souterraines : le forage ou le puits sera le moins profond et plus simple à réaliser que pour les nappes présentes en profondeur. 

Mais, j'y pense, il y a donc un nom scientifique pour les eaux souterraines profondes ... Non, pas exactement. Il y a par contre un nom générique pour tous les réservoirs d'eau souterrains : les aquifères. Ils sont rendus possibles par des roches perméables, poreuses ou fissurées qui permettent à l'eau de pluie ou d'une rivière, par exemple, de s'infiltrer. Ces roches sont posées sur une couche de roches imperméables qui empêchent l'eau de descendre plus en profondeur. Alors que les réservoirs profonds ne perdent que peu d'eau naturellement, les nappes phréatiques vont en perdre par évapotranspiration ou lorsque le toit de la nappe arrive au niveau du sol et une source se forme. L'eau est renouvellée dans les réservoirs, naturellement, plus ou moins rapidement. Certaines nappes peuvent mettre jusqu'à plusieurs dizaines de centaines d'années pour que leur eau soit totalement renouvellée...!

Cela va sans dire, il est prudent de les protéger et des règles d'exploitation ont également été mises en place pour les nappes à renouvellement rapide (rapide à l'échelle de la planète hein ! Pas en trois jours ni en deux ans ! )... Et si le niveau baisse trop, l'interdiction d'utilisation de la nappe pourra être prononcé. Plus grave encore, leur assèchement priverait les arbres qui y puisent leur eau et entraîner une désertification ! Par la suite, le sol subira plus d'érosion car il ne sera plus protégé par les arbres.

Il est aussi utile de savoir qu'un un lac ou même une mer comme la mer d'Aral peut être surexploité. La surexploitation entraîne une baisse du niveau d'eau. Toutefois, le nombre de molécules de sel et de polluant ne bouge pas... la teneur de ces derniers dans l'eau augmentent donc ! Le milieu risque de devenir impropre aux êtres vivants. Au très long terme, tout cela est réversible ou peut même être provoqué par des causes naturelles...

3) Traitement des eaux usées

L'eau a une capacité à s'autoépurer, mais avec la prolifération des pollutions minérales et organiques, elle fait comme vous lorsque vous avez trop travaillé... Elle s'arrête et prend des vacances ! On arrive alors à sa limite d'autoépuration et l'intervention de l'homme est nécessaire.

La différence entre eutrophisation naturelle et eutrophisation due à la pollution est que la deuxième est plus rapide... et que seule cette dernière nous interesse en ES . D'autres polluants plus lourds, tels que le plomb ou le mercure, ne sont pas bio-dégradables... L'intervention de l'homme est alors à nouveau nécessaire.

Intervenons !

Les eaux usées sont acheminées vers des stations d'épuration avant d'être rejetées dans le milieu naturel.

Voici un bref aperçu de son voyage :

• Le pré-traitement. Il est rythmé par 3 grandes phases:

- Le dégrillage où les déchets volumineux tels que les fameux sacs plastiques sont arrêtés par une grille

-Le dessablage où le sable se dépose dans un bassin par sédimentation. Les particules de sable coulent naturellement vers le fond quand l'eau est maintenue au repos. L'eau est alors acheminée vers le bassin suivant, le laissant derrière elle.

-Le déshuilage où les graisses sont à leur tour éliminées

• Le traitement primaire. Dans des réservoirs, l'eau est laissée à décanter pour que les matières en suspension se déposent. Pour les plus petites suspensions, on utilise une technique appelée la floculation. Elle permet la formation de particules plus denses et plus grosses qui sédimentent.
• Autres traitements. L'eau est épurée à l'aide de bactéries qui transforment la matière organique en matière minérale. Une seconde décantation permet de se débarrasser des nouvelles boues et des bactéries qu'elles contiennent. D'autres traitements, plus spécifiques, peuvent être mis en place en cas de pollution à l'azote,...
• Alors que l'eau traitée est rejetée en rivière, les boues doivent être traitées pour servir à l'épandage agricole ou mise en décharge ou incinérées. Les trois options peuvent être source de pollution supplémentaire (Les boues contenant des métaux lourds contaminent les sols,...)

Vous avez toutes les données nécessaires pour le Bac, mais pour ceux qui veulent en savoir plus sur les stations d'épuration : Dossier Inrs sur les stations d'épuration

Mais attention, l'eau traitée n'est pas encore une eau potable!

L'eau potable n'est pas une mince affaire et ses critères sont fixés par la loi. Pour les eaux souterraines, par exemple, il est interdit d'implanter des décharges dans leur périmètre pour éviter leur pollution. Toutefois, l'eau suit un processus de traitement assez similaire à celui des eaux usées... Que voulez vous, tout le monde a le droit de manquer d'imagination ! Notre petite liste sera donc rapide:

• Filtrage, décantation primaire et secondaire
• Ajout de chlore ou désinfection par ozonation pour éliminer tous les microbes.

Elle doit être limpide, sans saveur et sans odeur et les mesures (de PH, de microorganismes,...) doivent être en dessous des seuils définis.

Note: Deux tests permettent d'évaluer le degré de pollution d'une eau: la DBO et la DCO. La DBO (Demande Biologique en Oxygène) mesure la quantité d'oxygène utilisée par les bactéries en un temps donné (souvent 5 jours d'où le DBO5). La DCO (Demande Chimique en Oxygène) mesure la quantité d'oxygène utilisée pour oxyder er donc dégrader la matière organique. Plus il y a de la matière organique à dégrader (et donc une pollution organique) plus les résultats sont élevés. 

Vous pouvez maintenant répondre au QCM du cours!