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Le cycle de l’eau

Thème Eau - Edition 2015
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Dernière mise à jour : 2015

1.1. Les chiffres clés de l’eau sur Terre

1.2. Le cycle de l’eau, les différents réservoirs et la notion de temps de résidence


1.1. Les chiffres clés de l’eau sur Terre

L’eau est très présente sur notre planète. Ainsi, vue de l’espace, la Terre apparaît bleue, les océans recouvrant près des trois quarts de la surface terrestre (70%).

Au total, elle représente un volume d’environ 1,4 milliard de km3, disponible sous forme liquide, solide ou gazeuse. Cependant, la majeure partie (97 %) est contenue dans les océans, mais est salée, ce qui la rend inutilisable par l’Homme.

Répartition de l’eau à la surface de la Terre
Répartition de l’eau à la surface de la Terre

L’eau douce restante (3% de l’eau sur terre) concerne :

  • pour la majeure partie, les glaciers de montagne, et les inlandsis du Groenland et de l’Antarctique (près de 2 %) et est donc indisponible
  • les eaux souterraines (moins de 1 %, toutes les eaux souterraines ne sont pas douces, la majorité est salée)
  • les eaux de surface (cours d’eau, sols gelés, marécages et lacs d’eau douce : 0,03 %)
  • l’atmosphère (0,001%)
  • les êtres vivants (0,0001%).

Ainsi, seul est disponible pour l’usage humain 0,3% du volume d’eau de la planète soit 4 millions de km3. Cette eau est accessible dans différentes ressources naturelles comme par exemple les cours d’eau, les nappes peu profondes, ou encore les lacs.

Sa répartition à la surface du globe est inégale, entraînant des disparités entre pays, et sa pénurie est immédiatement ressentie par tous.

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1.2. Le cycle de l’eau, les différents réservoirs et la notion de temps de résidence

Principal constituant de toute matière vivante, l’eau est sans conteste le bien le plus abondant de la planète. Par exemple, le corps humain est composé à 70 % d’eau, la laitue à 95 %, un poisson à 80 %, un oeuf à 75 %, ...

Nécessaire à toute forme de vie, elle est le constituant pondéralement le plus important des végétaux et animaux : elle représente plus de 80% de leur poids, et est le milieu où s’effectue la quasi-totalité des processus biologiques. Elle joue aussi les rôles de transporteur, de solvant et d’agent de réactions chimiques.

La quantité d’eau sur Terre est inchangée depuis plus de 3,5 milliards d’années. Elle ne se perd pas, ne se crée pas, elle se transforme juste.

L’eau est répartie dans cinq réservoirs interconnectés : les océans (à 97,2%), les glaces (à 2,2%), les eaux douces terrestres (moins de 0,6%), la vapeur d’eau atmosphérique (à 0,001%) et les organismes vivants (< à 0,0001%). Cependant de cet inventaire, seul un très faible volume (les eaux superficielles et souterraines) peut être utilisé par l’Homme.

Lors de son cycle naturel (précipitations, transports, infiltration, évaporation,…), elle s’enrichit d’éléments qu’elle transporte, sous forme dissoute ou sous forme d’infimes particules solides. Au niveau du globe terrestre, les phénomènes d’évaporation et de condensation de l’eau sont un élément essentiel des transferts d’énergie dans l’atmosphère, qui conditionnent la répartition des climats.

En moyenne, en France, 440 km3 d’eau/an tombent sous forme de précipitations (pluie, neige, grêle) : 60% s’évapore, seul 25% s’infiltre dans la terre et alimente les nappes souterraines et 15% ruisselle et rejoint les cours d’eau puis l’océan.

Le cycle de l’eau
Le cycle de l’eau

Le cycle de l’eau est perpétuel, mais, suivant le réservoir considéré, le temps de résidence et donc de transfert diffère. Le temps de résidence correspond à la durée moyenne durant laquelle une molécule d’eau réside dans un réservoir. Il se calcule en prenant en compte le volume du réservoir et les flux entrants (précipitations par exemple) ou les flux sortants (évaporation par exemple).

Estimation du temps de résidence moyen de l’eau
Estimation du temps de résidence moyen de l’eau
RéservoirTemps de résidence
Atmosphère 8-10 jours
Océans et mers 4000 ans
Lacs (naturels et artificiels) 2 semaines
Rivières 2 semaines
Zones humides des années
Organismes 1 semaine
Sols 2 semaines à 1 an
Aquifères quelques jours à des milliers d’années
Glace 10 ans à des milliers d’années
Source : Newson, 1994

Cependant toute l’eau ne participe pas en permanence au cycle : les eaux souterraines ont des temps de résidence très variables, de quelques jours à quelques semaines pour les aquifères des terrains karstiques ou des nappes superficielles en milieu sédimentaire (nappes liées au réseau superficiel) à quelques centaines voire milliers d’années pour les nappes profondes.

À l’échelle humaine, de telles eaux sont donc quasiment non renouvelables. Certains aquifères contiennent même des eaux très anciennes qui ne se renouvellent plus et qui sont dites fossiles (aquifères des grès nubiens de Tunisie, d’Algérie, etc. qui ne sont plus alimentés du fait de l’aridité du climat).

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À VOIR SUR LE SITE DE L’EAU EN POITOU-CHARENTES … RPDE, Réseau Partenarial des Données sur l’Eau : www.eau-poitou-charentes.org, rubriques : L’eau et moi > Comprendre l’eau L’eau et moi > Citoyen du monde

 Pour aller plus loin
  • Karstiques : région dont la morphologie superficielle et souterraine est liée à la sensibilité de roches sédimentaires calcaires à la dissolution par des eaux météoriques chargées de gaz carbonique. Le terme « karst » vient du nom d’une région calcaire au nord-ouest de la Yougoslavie.
  • Aquifères : Le terme aquifère est utilisé dans deux acceptations : pour décrire les propriétés d’un milieu capable de contenir de l’eau en partie mobilisable. Et ce terme décrit aussi l’ensemble de "roches perméables comportant une zone saturée [...] suffisamment conducteur d’eau souterraine pour permettre l’écoulement significatif d’une nappe [...] et le captage de quantités d’eau appréciables" (castamy et al., 1977)
  • Nappes : Volume d’eau souterraine.
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