View: Eau

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Eau


Identification
Nom IUPAC	eau
Synonymes	monoxyde de dihydrogène
N^o CAS	7732-18-5
N^o EINECS	231-791-2
PubChem	962
ChEBI	15377
SMILES	[Afficher]
InChI	[Afficher]
Apparence	liquide incolore¹, inodore et insipide
Propriétés chimiques
Formule brute	H₂O [Isomères]
Masse molaire²	18,0153 ± 0,0004 g/mol H 11,19 %, O 88,81 %, 18 g·mol^-1
pKa	15.74
Propriétés physiques
T° fusion	0 °C
T° ébullition	100 °C, 100,02 °C ± 0.04³
Masse volumique	1 g·cm^-3 à 4 °C
Viscosité dynamique	1,002 10^-3 Pa·s à 20 °C 0,547 10^-3 Pa·s à 50 °C 0,2818 10^-3 Pa·s à 100 °C
Point critique	374,15 °C 22,12 MPa ³
Point triple	0,01 °C 611 Pa ³
Conductivité thermique	0,6 W·m^-1·K^-1 à 20 °C
Vitesse du son	1 497 m·s^-1 à 25 °C ⁴
Thermochimie
C_p	4 185,5 J·kg^-1·K^-1 à 15 °C et 101,325 kPa
Propriétés optiques
Indice de réfraction	1.33
Constante de Verdet	4,10 rad·T^-1·m^-1 à 480 nm⁵
Écotoxicologie
DL₅₀	> 90 ml·kg^-1 (rat, oral)⁶
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus. C'est le milieu de vie de la plupart des êtres vivants. Elle se trouve en général dans son état liquide et possède à température ambiante des propriétés uniques : c’est notamment un solvant efficace pour beaucoup de corps solides trouvés sur Terre — l’eau est quelquefois désignée sous le nom de « solvant universel »⁷.

Sommaire

Généralités

L'eau en trois états : liquide, solide (glace) et gazeux (vapeur d'eau). Ce dernier état de l'eau se retrouve dans 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 dite « courante » est une solution d'eau, de sels minéraux et d'autres adjuvants. Pour cela, l’eau que l’on trouve sur Terre est rarement un composé chimique pur. Les chimistes utilisent de l'eau distillée pour leurs solutions, cette eau étant pure à 99 %, il s'agit d'une solution aqueuse.
L'expression « solvant universel »^{[réf. nécessaire]} est 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).
72 % de la surface de la Terre est recouverte d’eau (97 % d’eau salée et 3 % d’eau douce dans différents réservoirs), sous forme liquide dans les océans, par exemple) mais sous forme gazeuse (vapeur d’eau), liquide et solide. 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.
L'humidité de l'air provient de l'évaporation des mers et eaux douces et de l'évapotranspiration des plantes.
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'Homme⁸ mais aussi tous 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 animaux sont composés en moyenne de 60 % d'eau et les végétaux à 75 %. On retrouve néanmoins des extrêmes : la méduse (98 %) et la graine (10 %)⁹.

Étymologie et usage du mot

Le terme eau dérive du latin aqua via les langues d'oïl comme le mot ewes¹⁰. 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 ».
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…
En chimie, on parle d'eau lourde, 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, de l'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.

Bloc de glace sur une plage près de Jökulsárlón, en Islande.

L’eau joue un rôle majeur dans les cycles de l’oxygène et du carbone, et le climat.

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'un des satellites naturels de Saturne, Encelade, 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 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.

Article détaillé : Origine de l'eau sur la Terre.

Formes de l'eau sur Terre

Article détaillé : Cycle de l'eau.

Volume d'eau contenu dans
les différents réservoirs¹¹
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	0,0001
Biosphère	0,0006	0,00004

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 tel 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).
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.

Physique

Article détaillé : Molécule d'eau.

Propriétés

La chaleur massique de l'eau est de 4 185 J·kg^-1·K^-1, à pression normale¹².
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) :

$Pression [Pa] = 101325 \times \left(\frac{288 - 0,0065 \cdot Altitude[m]}{288}\right)^{5,255}$

Point d'ébullition :

$Point~d'\acute ebullition [K] \approx 27,312 \times \ln(Pression [Pa]) + 58,358$

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 3 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 potentiel¹³.
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 exposée 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 biologiques¹⁴.
À très faible concentration, l'eau peut transporter des signaux (ondes électromagnétiques produites par résonance, par les molécules composant certaines séquences de l'ADN). Ce phénomène a été découvert avec un ADN bactérien de Mycoplasma pirum (souvent associée au VIH). Il semble issu d'une résonance provoquée par le fond électromagnétique ambiant des ondes de très basse fréquence. L'ADN génomique de la plupart des bactéries pathogènes contient des séquences pouvant générer de tels signaux¹⁵. Ceci pourrait conduire à développer des système de détection très sensible pour des infections bactériennes chroniques dans les maladies humaines et animales¹⁵.
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…). Elle est en France suivie par l'IRSN, y compris pour l'eau du robinet¹⁶.

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 hydroxyde respectivement sous forme de radicaux libres H et OH, sous l'effet d'un rayonnement énergétique intense (rayonnement ionisant par exemple). 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 nouvelles¹⁷.

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 0,99995 kg/dm³. Cette correspondance reste donc une excellente approximation pour tous les besoins de la vie courante.

Référence de température

Le système centigrade (légèrement différent du degré Celsius - 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 normale. 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 le point de solidification de l’eau à 32 °F et son point d’ébullition à 212 °F.

Le kelvin est une mesure absolue de température thermodynamique qui est égale à 1/273,16 fois la température du point triple de l’eau.

Le système Celsius est défini arbitrairement par une translation de 273,15 °K par rapport au kelvin, pour se rapprocher au plus près du degré centigrade¹⁸.

Calcul de la température finale d'un mélange d'eaux

La formule donnant la température finale $T_{f}$ d'un mélange de deux volumes d'eau liquide $V_{1}$ et $V_{2}$ différents ou de deux masses d'eau liquide $M_{1}$ et $M_{2}$ , ayant respectivement des températures différentes respectives $T_{1}$ et $T_{2}$ ¹⁹ est la suivante :

$T_{f}= \frac {M_{1} T_{1}+M_{2}T_{2}} {M_{1}+M_{2}}$ en cas de mélange de masses d'eau (plus exact que de passer par les volumes) ou $T_{f}= \frac {V_{1} T_{1}+V_{2}T_{2}} {V_{1}+V_{2}}$ n'est alors qu'approximative du fait de la différence de densité : de 3 % entre 0 et 80 °C, de 6 % entre 0 et 110 °C.

Ces calculs restent valables pour tout liquide ou gaz avec la même réserve sur le volume.

Article détaillé : Molécule d'eau.

Référence de densité

Article détaillé : densité.

Propriétés chimiques

Forme

La molécule d'eau possède une forme coudée qui est due à ses orbitales non-liantes (doublets non-liants) qui créent des interactions avec les atomes d'hydrogène et les poussent vers le bas. Elle possède donc une structure tétraédrique (type AX2E2 en méthode VSEPR), l'angle H-O-H est de 104,5 ° et la distance interatomique dO-H = 95,7 pm soit 9,57×10^-11 m.

Polarité

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 un dipôle électrique permanent. La polarité de la molécule rend possible pour la molécule d'eau de réaliser des liaisons hydrogène intermoléculaires (+ 20-25 kJ/mol).

On observe donc 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-).

Pour exemple les cristaux de glace ont cette forme à cause de cela. À quantité égale, la glace flotte sur l'eau (sa densité solide est plus faible que celle liquide) et c'est dû à ces liaisons hydrogène.

Exemples de type de glace

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⁺. 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⁺ + OH^-
Les solvants protiques ou polaires y sont solubles (grâce aux liaisons hydrogène) et les solvants aprotique ou non-polaires ne le sont pas.

Utilisations

Article détaillé : Ressource hydrique.

En France, l’activité humaine qui consomme le plus d’eau est la production d'énergie avec 59 % de la consommation totale, viennent ensuite la consommation humaine (18 %), l'agriculture (irrigation) (12 %) et l'industrie (10 %)²⁰.
D'un point de vue économique, le secteur de l'eau est généralement considéré comme partie prenante du secteur primaire car il s'agit de l'exploitation d'une ressource naturelle, il est même parfois agrégé au secteur agricole²¹.

Agriculture

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Article connexe : Agriculture#Besoins_en_eau_douce.

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 consommée ²², 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 maximums pour des cultures nécessitant énormément d'eau²²;
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 phytosanitaires²². 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 ».

Industrie

L’eau est aussi utilisée dans beaucoup de processus industriels et de machines, tels que la turbine à vapeur ou l’échangeur de chaleur : on peut ajouter à cela son utilisation comme solvant chimique. Dans l’industrie, les rejets d’eau usée non traitée provoque des pollutions qui incluent 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 aussi grande consommatrice d’eau :

en Asie du Sud-Est et Pacifique, elle représente plus de 30 % des prélèvements d’eau²³. 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'eau²⁴.

En France, environ 60 % des prélèvements d’eau (industrie) servent au refroidissement des centrales nucléaires.^{[réf. nécessaire]}

En Suisse, malgré l’accroissement de la population depuis 1975, la consommation totale 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'industrie²⁵. Une bonne gestion de l’eau est donc possible avec une maîtrise des coûts²⁶.

Lutte contre les incendies

Article détaillé : Lutte contre l'incendie.

C’est parce que les combustibles se combinent avec l’oxygène de l’air qu’il 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 a 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.

Risque de craquage de l'eau

Les effets positifs d'extinction d'un incendie ne se produisent que si l'eau (ou plutôt la vapeur d’eau) n'atteint pas sa température de craquage qui commence vers 850 °C, car alors l'eau est décomposée (au moins partiellement) en dioxygène + dihydrogène ce qui risque d’augmenter la combustion, contrairement au but recherché.

Alimentation humaine

Robinet d'eau public avec pompe manuelle

L’accès à l’eau est un besoin vital pour toutes les espèces, mais nombreux sont les animaux qui n’apprécient pas son contact direct. Ce qui explique que les fleuves aux berges artificielles et canaux soient des barrières écologiques importantes.

Ces eaux font l'objet de divers suivis de qualité. On y recherche un certain nombre de polluants ou substances indésirables, dont depuis peu, les médicaments qu'elles pourraient contenir²⁷.
La consommation optimale d'eau, à température ambiante de 20 °C, pour l'individu adulte en activité moyenne (1900 à 2 400 kcal/j), serait d'au moins 1,5 litre^{[réf. nécessaire]}. Ce minimum varie selon les pays : aux États-Unis, il est recommandé de boire environ 3 litres. Selon le CREDOC 73 % des Français ne boiraient pas suffisamment²⁸. Cependant, aucune étude ne prouve qu'il est nécessaire de boire une quantité déterminée d'eau lorsque l'on n'a pas soif²⁹^,³⁰.

Eau du robinet et eau en bouteille

La communication des différents acteurs de la chaîne de l'eau en France se cristallise sur l'opposition entre consommation d'eau en bouteille ou du robinet. Les arguments des uns et des autres étant parfois partiels voire partials :

Les producteurs d'eau en bouteille mettent en avant la qualité gustative de cette eau (absence de calcaire, …), ainsi que l'absence de métaux lourds (plomb, …) qui peuvent se trouver dans l'eau du robinet du fait de la traversée de vieilles canalisations par celle-ci. Cependant, les minéraux présents dans leurs eaux ne sont pas assimilables par l'organisme puisque l'homme est hétérotrophe, c'est-à-dire incapable d'assimiler les minéraux à l'état brut, chose que les plantes autotrophes parviennent à faire en les transformant. Les minéraux n'apportent donc rien mais au contraire encrassent l'organisme et c'est pourquoi les naturopathes conseillent de ne consommer que des eaux dont la teneur en sels minéraux sera inférieure à 200 mg/l (certaines eaux de sources).^{[réf. souhaitée]}

Les distributeurs d'eau du robinet mettent en avant les différentes pollutions engendrées par l'utilisation de bouteilles en plastique (pollution à la production, libération de produits chimiques lors de périodes de chauffe comme le transport, …), ainsi que le coût de l'eau en bouteille, plus élevé que celui de l'eau du robinet. Ils oublient quant à eux de préciser qu'une dizaine de polluants seulement sont surveillées (en l'état actuel de la technologie) sur plus de 20 000 substances chimiques relarguées dans les eaux, que la norme de "potabilité" est purement administrative ou encore que les traitements eux-mêmes utilisés (chlore et aluminium) sont également problématiques.^{[réf. souhaitée]}

L'eau est donc polluée dans les deux cas mais elle est également "morte" : emprisonnée dans des bouteilles ou pressurée dans la tuyauterie, elle est très loin des données énergétiques de la vie^{[réf. nécessaire]}.
Par ailleurs, l'eau est également utilisée par les humains pour nettoyer leur nourriture ou leurs vêtements et bien sûr pour se laver, ou même pour remplir des piscines (et il faut 60 m³ d'eau pour remplir une piscine privée moyenne³¹).

Politique et économie

Dans les zones où les nappes sont polluées, rares ou inexistantes, les retenues sur rivières ont été très utilisées, non sans contribuer à la fragmentation écologique des cours d'eau, quand des barrages sont infranchissables (Ill : Réservoir d'Itzelberg, sur la rivière Brenz en Allemagne).

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)³², 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 5 polices de l'eau aujourd'hui coordonnées par les Missions interservice de l'eau (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 production agricole (irrigation et drainage) ;
la production d'eau potable ;
l'assainissement (ou épuration) ;
la production d'énergie et le transport ;
la restauration, protection et gestion des milieux naturels et forestiers (zones humides et milieux aquatiques).

La France est le pays des grandes entreprises de l'eau (Suez, Veolia…). 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.
Un colloque³³ a en 2009 porté sur la régulation et une plus grande transparence des services d'eau en France.

La production d'eau potable

Articles détaillés : Eau potable et Eau potable en France.

De l'eau relativement pure ou potable est nécessaire à beaucoup d’applications industrielles et à la consommation humaine.

Épuration, assainissement

Article détaillé : Épuration des eaux.

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).

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 mars 2007 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 (mars 2003) : « 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 certain niveau de dynamisme économique. En France, les documents d’urbanisme sont révisés fréquemment pour permettre la construction d’espaces nouveaux. 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, … Ceux-ci ne sont pas toujours correctement appréhendés au niveau des documents d'urbanisme, qui structurent et planifient l'espace. Ces réflexions ont été au cœur du Grenelle de l’Environnement. 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, …). De nombreuses publications (articles, guides, …) existent sur le sujet.

Géopolitique : la « guerre de l'eau »

Inégalité d'accès à l'eau potable

Part de la population ayant accès à l'eau potable en 2005.

L'ONU estime qu'en 2025, 25 pays africains devraient souffrir de pénurie d'eau ou de stress hydrique

La Terre est à 72 % recouverte d'eau. 97 % de cette eau est salée³⁴, et 2 % emprisonnée dans les glaces. Il n'en reste qu'un petit pourcent pour irriguer les cultures et étancher la soif de l'humanité tout entière. L'eau et l'eau potable sont inégalement réparties sur la planète³⁵^,³⁶^,³⁷ et les barrages et pompages d'eau faits pour les besoins humains peuvent localement entrer en conflit avec les besoins agricoles et ceux des écosystèmes³⁸.
En 2007, sur 6,4 milliards d'êtres humains, plus d'un milliard n'a pas du tout accès à l'eau potable et plus de 2,5 milliards ne disposent pas de système d'assainissement d'eau^{[réf. nécessaire]}. Aujourd'hui, dans le monde, 2 milliards d'êtres humains dépendent de l'accès à un puits^{[réf. nécessaire]}. Il faudrait mobiliser 30 milliards de dollars par an pour répondre au défi de l'eau potable pour tous, quand l'aide internationale est à peine de 3 milliards^{[réf. nécessaire]}.
Selon l'ONG « Transparency International », la corruption grève les contrats de l'eau dans de nombreux pays entraînant des gaspillages et des coûts excessifs pour les plus pauvres³⁹.
Selon l'ONU, à cause de la surexploitation des nappes et de l'augmentation des besoins, en 2025, 25 pays africains seront en état de pénurie d'eau (moins de 1 000 m³/hab/an) ou de stress hydrique (1000 à 1 700 m³/hab/an)⁴⁰.

Conséquences sanitaires du manque d'eau potable

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 5 secondes ; 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 Chine–⁴¹. Plus de 4 000 enfants de moins de 5 ans meurent chaque jour de diarrhées liées à l’absence d’assainissement et d’un manque d’hygiène⁴² ; chaque année, 443 millions de jours de scolarité sont perdus à cause d'infections transmises par l'eau insalubre^{[réf. nécessaire]}.

Inégalité de consommation d'eau dans le monde

File d'attente devant une citerne d'eau.

La consommation d'eau est très inégale selon les niveaux de développement des pays :

9 985 m³/hab/an aux États-Unis ⁴³.
3 000 m³/hab/an dans les pays européens⁴⁴.
200 m³/hab/an dans des pays en développement comme l'Angola ou l'Éthiopie⁴⁴.
20 litres par jour par habitant au Mali ou à Haïti soit 7,3 m³/hab/an ⁴⁴.

Les associations humanitaires pointent du doigt ces disparités. Un Américain utilise 600 litres d'eau par jour et un Européen 200, quand un Africain doit survivre avec moins de 30 litres^{[réf. nécessaire]}.

Consommation d'eau par l'agriculture

L'agriculture des pays développés est mise en cause pour sa consommation intensive d'eau :

Au début du XXI^e siècle, 70 % des prélèvements d'eau effectués sont destinés à l'agriculture vivrière ou d'exportation pour le marché mondial⁴⁴ ;
Il faut 13 000 litres d'eau pour produire un kilogramme de bœuf⁴⁵.

Solutions envisagées

Elles sont quantitative (économies, récupération de l'eau, réutilisation d'eaux grises ou usées) et qualitative (meilleure épuration).
Certains auteurs imaginaient déjà dans les années 1970 un traitement complet et la récupération et le traitement de toutes les eaux usées de manière à ce que seules des eaux propres soient rejetées en rivière, en mer ou utilisées pour l'irrigation agricole⁴⁶.
Des solutions individuelles et collectives existent pour économiser l'eau, même en menant le mode de vie d'un habitant d'un pays développé. Ainsi, 57 litres par jour et par personne suffiraient à deux retraités vivant dans leur écovillage du Queensland (Australie). Leur maison ne fonctionne qu'à l'eau de pluie (lessive, arrosage, toilette, …)^{[réf. nécessaire]}.

Symbolique

Pavillon islandais de l’Expo 2000 de Hanovre.

L’eau, élément vital pour l’homme, est la boisson naturelle par excellence.

Dans le coran, Livre sacré de la religion musulmane, l'eau est considérée comme la source de la vie; [l'eau = La Vie].

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 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.

Dans la symbolique occidentale, l’eau symbolise la purification, le renouveau : par exemple, l’eau bénite du baptême, l’eau coulante d’un fleuve.

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.

Dans la théorie des humeurs corporelles, l’eau était associée au flegme, aussi dénommée pituite en physiologie antique.

L’eau est un des quatre éléments avec le feu, la terre et l’air et étaient vus par Bouddha comme les éléments de 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, 1, 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.

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 destructrice

L’eau revêt cet aspect-là 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. »⁴⁷. 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. Du point de vue de la science, les propriétés curatives ont été démontrées puisqu'aujourd’hui l’hydrothérapie est courante dans les soins de certaines maladies. Les rituels thérapeutiques christianisés des bonnes fontaines en constituent une autre illustration⁴⁸.

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. 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.

Symbolique de l'eau à l'époque moderne

Contrairement à une représentation couramment admise aujourd'hui, l'eau considérée comme une ressource naturelle n'est pas une idée objective. C'est au contraire une orientation idéologique qui consiste à objectiver la nature et à l'apprécier uniquement au regard des besoins de l'humanité. Pour Jamie Linton, c'est à partir de la fin du 19ème siècle que l'eau est devenue une ressource. Les progrès scientifiques et techniques ont ensuite permis d'améliorer les instruments pour en mesurer les quantités disponibles et pour l'exploiter à des échelles de plus en plus grandes. Avec le temps, cette séparation entre nature et culture engendra une inversion paradigmatique. De maître des éléments ayant le pouvoir de modifier son environnement, l'homme a été perçu à partir des années 1960 comme un pertubateur du cycle naturel de l'eau⁴⁹. Cette tension entre d'une part des besoins croissants et d'autre part une attitude culpabilisante d'une humanité qui considère la nature comme un objet, à exploiter ou à protéger, est au coeur des enjeux de la perception moderne de l'eau.

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lundi 19 août 2013

Eau