« Les verres d’eau ont les mêmes passions que les océans » Victor Hugo
Illustration © Caderic 2007
L’eau est une chose banale du fait de l’ignorance que nous acceptons à son égard et qui fait que nous n’avons d’elle qu’une très faible conscience de nos consommations réelles. Notre hypothèse de travail est que l’eau est un « personnage » (« l’eau que vous buvez a été pissée six fois par un diplodocus. » Paul-Emile Victor), un acteur social, avec lequel nous sommes ou entrons en conflit. Or comme tout personnage, celui-ci possède son lange propre : « l’eau parle sans cesse et jamais ne se répète » Octavio Paz. Alors au moment de négocier une possible sortie ou évitement de crise, il conviendrait peut-être d’explorer certaines des bases de celui-ci.
Quoi de plus banal que l’eau !
Ma table de travail, banal agencement d’un bloc de papier et d’une tasse de café, représente à elle seule l’équivalent des 140 litres d’eau qui ont été nécessaires à la production d’une tasse à café de 125 ml, ainsi que les 1000 litres d’eau englobés dans le processus de fabrication de mon bloc papier de 100 feuillets A4 (80 g/m2). On pourrait de demander ce que représente les 150 litres quotidiens que nous puisons au robinet quand on sait que 2400 litres sont nécessaires à la production d’un hamburger de 150 gramme. La masse d’eau « domestique » ne représente ainsi qu’environ 0,05% de nos besoins quotidiens.
La grande quantité d’eau sur terre est une anomalie si on la compare aux les autres planètes telluriques du système solaire, notamment au regard de sa proximité d’avec le soleil. En imaginant que la surface du globe soit uniformément recouverte d’un océan unique, celui-ci aurait comme épaisseur moyenne environ 3 km (20cm pour Mars).
La question de l’eau est donc globalement un problème de coût d’accès à une ressource inégalement répartie : sécheresses localisés dans les déserts froids ou chauds, inondations dans les zones de crue.
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Coût d’accès économique (transport, dessalement, traitement)
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Coût d’accès politique (gouvernance et partage des usages)
L’hypothèse d’un conflit ?
« Imaginons un monde où nous serions en conflit avec l’eau », finallement come avec n’importe quel acteur social dont nous ne comprendrions pas bien le langage et donc les revendications. Autrement dit, évaluer les qualités d’une histoire, d’une relation qui serait celle d’une conquête d’un élément qui dégénérerait en conflit à mesure de l’accroissement d’un certain type de pouvoir sur lui. L’histoire d’un dialogue perturbé, alors même que nous somme composé d’environ 65% de ce liquide[3], que nous explorons l’infiniment grand ou petit.
Prenons le temps d’explorer les divers fragments qui ont constitué au cours de l’histoire ce que l’on pourrait appeler un langage de l’eau tel que traduit par l’homme (de la physico-chimie à écologie) au cours du temps. La partie de sa « musicalité » qui nous est intelligible, sous la forme d’une photographie des connaissances sur l’eau 2006. Car les scientifique vous le diront, à chaque fois qu’ils solutionnent une problématique liée à l’eau, de nouvelles contradictions apparaissent dans les observations. Comme si elle ne se laissait pas faire. Entre anomalies et contradictions, nous n’avons pas de « théorie » de l’eau mais des paramètres à ajuster, à orienter au cas par cas. En d’autres termes, nous n’arrivons pas à reproduire les propriétés découvertes dans les observations. Ce que reprenant Octavio Paz on pourrait traduire sous une forme littéraire par : « l’eau parle sans cesse et jamais ne se répète. »
L’eau un élément baroque !
Des origines au maintien de l’eau sur la terre…
C’est une banalité de dire qu’il n’existe pas d’unanimité au sein de la communauté scientifique au sujet des origines de l’eau sur la terre. La version suivante semble être la plus communément acceptée. D’origine extra-terrestre l’eau aurait été amenée par les nombreux impacts de météorites et de comètes impactant la terre au cours de sa formation. Comète en Sibérie 1908, Syrie en 4000 av JC et théorie micro-comètes (bombardement quotidien 5-10 par jour, diamètre environ 6m, soit 3000 m3/an).
Par suite cette eau aurait été libérée dans l’atmosphère sous forme de vapeur par les dégazages volcaniques. Avec le refroidissement progressif de la terre, cette eau se serait condensée sous forme liquide de manière à former les océans. Nos corps seraient donc, selon cette théorie, extra-terrestre à 70%. Mais finalement le plus curieux ne serait-il pas de savoir pourquoi et comment l’eau a-t-elle pu demeurer (et de manière accessible !) sur notre planète.
Il est tout à fait étrange de constater que si tout le monde accepte l’idée que la pomme tombe vers le sol, personne ne se questionne sur le fait que l’eau ne s’enfonce pas pour disparaître sous terre. Si l’eau des océans ne s’infiltre pas dans les profondeurs, c’est parce que la chaleur interne de la Terre la repousse à la surface du sol et si l’eau ne s’échappe pas dans l’espace car retenue par l’atmosphère. On estime néanmoins que depuis la création de la terre la perte d’eau dans l’espace serait d’environ 3m.
La persistance de chaque élément est donc fragile, comme l’illustre le cas de Venus, ce sont les rencontres qui sont déterminantes. L’eau initiale de Vénus est probablement restée sous forme de vapeur (forte température du fait de la proximité du soleil), contrairement à celle de la Terre qui a très rapidement été condensée en eau liquide. L’hypothèse est la suivante la : vapeur d’eau initiale, en grande quantité dans l’atmosphère, a probablement été intégralement photolysée par les U.V. solaires, ce qui n’a pas pu se produire sur Terre à cause de l’état liquide de l’eau. L’eau est donc devenue H2 et O2. Le dihydrogène, molécule légère, a quitté la planète et O2 a été complètement absorbée en oxydant le fer présent dans le sol de Venus. C’est donc parce qu’elle a pu prendre la forme liquide l’eau a pu rester sur terre!
De la structure baroque de la molécule d’eau à l’apparition de la vie…
L‘eau, si on la compare à d’autres corps de composition analogue, l’eau possède des caractéristiques anormales, sans lesquels la vie n’aurait pu se développer sur terre.
Une molécule d’eau (H2oO) se compose d’un atome d’oxygène (0) relié à deux atomes d’hydrogène (H) par des liaisons de covalence[4]. Bien qu’électriquement neutre, chaque molécule d’eau est polarisée du fait de son asymétrie. La densité d’électrons étant plus grande près du noyau d’oxygène que près des noyaux d’hydrogène. Le premier est chargé négativement (δ-) tandis que les deux derniers sont chargés positivement (δ+). Les forces électrostatiques qui en résultent sont responsables des propriétés physico-chimiques de l’eau, voir tableau ci-dessous.
La forme d’une goutte d’eau
Une goutte d’eau est formée de milliards de molécules d’eau. Elles sont reliées les unes aux autres par leurs pôles : chaque atome d’hydrogène (δ+) de l’une se place près de l’atome d’oxygène (δ-) d’une autre (attraction électrostatique).
Si les atomes d’un milieu se regroupent c’est pour former la configuration d’énergie la plus basse. Un atome à la surface (frontière) est moitié en contact avec l’air ou un solide, moitié dans l’eau, il a donc une « énergie » plus élevée (excitation) que ses pairs situés au cœur d’un même milieu ; c’est l’énergie d’interface.
Si l’on étire l’interface en la déformant, le nombre d’atomes se trouvant à l’interface augmente, donc l’énergie d’interface augmente. Si l’énergie d’interface entre un solide et un liquide est forte, alors le liquide ne s’étale pas et reste sous forme de gouttelette afin de garder une configuration d’énergie la plus basse possible. Ce qui revient à minimiser la surface de contact, la forme correspondant à la plus petite surface possible étant la sphère ceci explique la forme des gouttes d’eau soit diminuer la surface de contact entre les deux milieux et donc l’énergie.
Si maintenant on « casse » la gouttelette en deux, on va créer de la surface, deux sphères de volume V/2 ont une aire plus grande qu’une seule sphère de volume V. Donc si les deux gouttelettes se rencontrent, elles vont avoir tendance à se fusionner pour minimiser la tension superficielle.
Ainsi une goutte, quand elle n’est soumise qu’à la tension superficielle, dans un nuage par exemple, prendra une forme sphérique – et tout écart à cette forme traduira l’existence d’autres forces.
Suite…
[1] Source d’après UNESCO-HE[2] Un individu consomme globalement 1100m3 d’eau par an, soit environ 3000 litres par jour.[3] La quantité moyenne d’eau contenue dans un organisme adulte est de 65 %, ce qui correspond à environ 45 litres d’eau pour une personne de 70 kilogrammes.[4] Une liaison covalente est une liaison chimique dans laquelle chacun des atomes liés met en commun un ou plusieurs électrons, il n’y a pas de « vol » d’électrons d’un atome vers l’autre. La liaison covalente tend généralement à être plus forte que d’autres types de liaison.
