Le Cycle de l’eau

L’eau est la seul substance sur Terre présente sous ses 3 formes : liquide, solide et gazeuse. Elle passe facilement d’un état à l’autre grâce au soleil. L’énergie solaire est en effet ce qui permet au cycle de l’eau de se produire : en favorisant l’évaporation, elle entraîne tous les autres changements. On parle également de “cycle hydrologique”.

Les changement d’état

Chaque changement d’état implique un transfert d’énergie : il s’agit de l’énergie thermiques des particules composant l’eau.

Il existe 5 type de changements :

• la fusion,
• la sublimation,
• la vaporisation,
• la solidification,
• la sublimation inverse.

La fusion

Lorsque la glace gagne de l’énergie thermique, elle passe d’une forme solide à l’état liquide : c’est la fusion. C’est également ce qui se produit lors de la fonte des neiges, par exemple.

La sublimation

Parfois, l’ajout d’énergie thermique à de la glace provoque son passage de l’état solide à l’état gazeux. Ce passage direct de l’état solide à l’état gazeux sans passer par l’état liquide s’appelle sublimation.

La vaporisation

Lorsque l’eau absorbe suffisamment d’énergie thermique, elle devient un gaz c’est la vaporisation. La vapeur d’eau se mélange ensuite à l’air et disparaît.

Ce phénomène se produit notamment lorsque le soleil réchauffe l’eau des mers, des lacs, des rivières… De minuscules particules d’eau s’évaporent ou transpirent des végétaux (on parle alors “d’évapotranspiration”) et s’élèvent dans l’air.

Une autre manifestation de la vaporisation est constatée durant les journées d’hiver où l’air est très sec, que les bancs de neige se compactent et que la glace disparaît progressivement sans d’abord former de gadoue ou devenir liquide.

La condensation

Lorsque la vapeur d’eau perd de l’énergie thermique (ou refroidie), elle devient liquide : c’est la condensation.

Les particules d’eau composant la vapeur se refroidie en altitude et forme des gouttelettes d’eau. Celles-ci se regroupent en nuages et se déplacent au gré des vents avant de retomber sur Terre : la pluie et la rosée sont des exemples de condensation.

La sublimation inverse

La sublimation inverse se produit lorsque la vapeur d’eau passe directement de l’état gazeux à l’état solide.

Un exemple de sublimation inverse est le phénomène qui se produit très haut dans l’atmosphère, où la température est très basse. Dans ces conditions, la vapeur d’eau se transforme en cristaux de glace sans passer par l’état liquide. Ces cristaux retombent sur Terre sous forme de neige.

La solidification

L’eau liquide peut aussi perdre de l’énergie thermique. Elle passe alors de la forme liquide à la forme solide : il s’agit de la solidification qui se manifeste sous forme de neige ou de glace.

Les réservoirs d’eau

Il existe 6 grands type de “réservoirs” d’eau sur Terre :

• Les océans : il s’agit d’eau salée sous forme liquide.
• Les glaciers et les calottes glaciaires : l’eau est est sous sa forme solide, glace ou neige. Leur fonte est plus moins importante en fonction du climat.
• Les aquifères : ils contiennent l’eau souterraine, donc sous forme liquide.
• Les cours d’eau, lacs, étangs d’eau douce et marais : il s’agit de l’eau douce sous forme liquide.
• L’eau contenue dans les sols.
• L’eau atmosphérique : on la trouve dans les nuages et les vapeurs d’eau.
• La biosphère : il s’agit de l’eau contenue dans les êtres vivants.

Les flux entre les réservoirs

L’eau circule sans arrêt sur la Terre. Elle s’évapore des océans et y revient sous forme de pluie. Le soleil fait s’évaporer l’eau des rivières, des lacs, des mers, des océans en de fines gouttelettes. En se regroupant, elles forment des nuages qui, poussés par le vent, rencontrent des masses d’air froid et donnent naissance à la pluie. L’eau de pluie s’infiltre dans le sol et rejoint les nappes phréatiques, les sources, les rivières, les fleuves, pour recommencer sans fin le même voyage.

Source : Site de l’Agence de l’Eau Artois-Picardie, dossier thématique sur “Le grand cycle de l’eau”.

Pour aller plus loin, voici quelques vidéos sur l’eau