Cycle de l’eau
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La pluie
L'eau peut se trouver sous 3 formes différentes (on dit 3 états):
état solide
état liquide
état gazeux
Elle peut changer d’état en fonction de la température et de la pression. Souvent la pression ne joue pas de rôle puisqu'elle varie peu (pression atmosphérique).
augmentation de la température
J’ai représenté dans le dessin suivant un paysage. L’eau est partout, à l’état solide, liquide ou gazeux. Comment l’eau circule-t-elle? Comment est-elle mise en mouvement?
Raconte l’histoire d’une goutte d’eau en utilisant les mots qui se trouvent sur le paysage ci-dessous.
Vaporisation de l’eau au-dessus d’un terrain humide, Nant (Suisse).
La vapeur d’eau est invisible mais dès qu’elle se refroidit, elle se condense en micro gouttes (un brouillard)
Le Lac Léman et sa région (Suisse)
Avec une superficie de 581 km2, le Léman est le plus grand lac alpin. Il a été creusé par le glacier du Rhône. La chaleur accumulée par le lac en été est restituée pendant l’hiver avec la formation d’une brume.
Ruinaulta: les méandres du Rhin, Flims (Suisse)
Le glacier de Morteratsch, Grisons (Suisse)
Situé dans le massif de la Bernina dans les Grisons, le glacier s’écoule dans la Vallée de Morteratsch. La glace se transforme en vapeur par sublimation mais bien sûr aussi en liquide par fusion: une rivière s’écoule du glacier.
Les chutes Victoria sur le fleuve Zambesi (entre la Zambie et le Zimbabwe)
Au bord de l’océan, Sea Point, Cape Town (Afrique du Sud)
A quel moment du cycle de l’eau correspondent les photos?
Limite supérieure du brouillard
le 29 novembre 2020 à Leysin (Suisse)
Le barrage de Zervreila dans les Grisons (Suisse) en hiver et en été
Les moulins de St-Luc, Vissoie (Suisse)
Château d’eau, Pentrez (Bretagne)
Egouts de Bruxelles (Belgique)
Egouts de Lausanne (Suisse), visite d’une classe de Béthusy
Confluent de la Louve et le Flon. Egouts de Lausanne (Suisse)
Chute Skógafoss (Islande)
Chute Svartifoss (Islande)
Chute Seljalandsfoss (Islande)
Chute Mauvoisin (Suisse)
Une chaîne de nuages ... et de montagne, Jura (Suisse)
L’usine marémotrice de la Rance, Bretagne (France)
Elle est équipée de 24 turbines Kaplan de 10 MW chacune
Marée basse à Saint-Briac-sur-Mer, Bretagne (France)
Marée haute à Saint-Briac-sur-Mer, Bretagne (France)
Solide, liquide et gaz les 3 états de l’eau
Dans l’écriture courante, on symbolise l’hydrogène
La valeur de la masse atomique est arrondie à 1. En effet la valeur de la masse atomique (1,008) est une moyenne de la masse d’une population d’atomes. Et ils ne sont pas tous pareils. Nous y reviendrons.
Masse atomique
en moyenne 1 nucléon
(protons + neutrons)
par atome
numéro atomique
= 1 proton dans le noyau
= 1 électron dans l’enveloppe électronique
symbole de l’élément
“H” pour hydrogène
Masse atomique
en moyenne 16 nucléons
(protons + neutrons)
par atome
numéro atomique
= 8 protons dans le noyau
= 8 électrons dans l’enveloppe électronique
“O” pour oxygène
symbole de l’élément
La molécule d’eau H2O
Histoire d’une goutte d’eau
Le cycle de l’eau en images
1. Vaporisation et condensation
2. Les nuages
3. Les précipitations: pluie, neige, grèle
4. Les glaciers
5. Les écoulements: torrents, rivières, fleuves
8. Les plans d’eau douce: mares, étangs, lacs
L’écoulement de la Seine, Paris (France)
6. Les chutes et cascades
11. L’eau salée : les mers et les océans
7. L’énergie hydraulique
Conduites forcées, Valais (Suisse)
12. L’eau potable
13. Les eaux usées: égouts et stations d’épuration
L’eau pure est constituée de molécules d’eau. Chaque molécule d’eau est formée d’un assemblage très stable de 3 atomes: 2 atomes d’hydrogène et un atome d’oxygène. On peut la représenter par une formule chimique très pratique: H2O.
Ce tableau donne des renseignements sur les propriétés physiques et chimiques des atomes:
9. Les eaux souterraines
10. Les eaux minéralisées
On trouve les atomes qui constituent la molécule d’eau dans le tableau périodique des éléments.
Cango Caves, Oudtshorn (Afrique du Sud)
Les grottes du Kango ont été creusées par les eaux infiltrées dans la roche calcaire: c’est une figure typique du relief karstique.
Pour en savoir plus sur les états de la matière
Pour en savoir plus sur la météo
Pour en savoir plus sur l’énergie
Pour en savoir plus sur la chimie des solutions
Le diagramme de phase ci-dessous permet de représenter sur un graphique les conditions d’existence des 3 états de l’eau en fonction de la pression et de la température.
Tour de refroidissement de la centrale nucléaire de Goesgen (Suisse)
La centrale de Gösgen, mise en service en 1979, a une puissance d’environ 1GW.1 gigawatt (GW) = 1000 megawatt (MW). La tour de refroidissement permet d’évacuer la chaleur grâce à la vaporisation de l’eau.
Le lac Léman, 31 décembre
La chaleur accumulée par le lac en été est restituée pendant l’hiver avec la formation d’une brume.
Derborence (Suisse)
La Fouly (Suisse)
La Dranse de Ferret
14. Irrigation
Bisse, Val d’Arpette (Suisse)
Le lac de Walenstadt ou Walensee (Suisse)
Le Walensee, à la frontière des cantons de Glaris et Saint-Gall, est un lac alpin allongé, d’une superficie de 24 km2 pour une profondeur maximale de 150 mètres
Le Lac Léman, la vallée du Rhône et les Dents du Midi (Suisse)
Le «Haut Lac» reçoit les eaux du Rhône, un fleuve qui parcourt 812 km avant de rejoindre la Camargue et de se jeter dans la mer Méditerranée.
Les salins de Giraud (France)
Les salins de Giens (France)
Le Pont du Gard, acqueduc romain (France)
Bisse, Verbier (Suisse)
Pour en savoir plus sur la chimie
Couverture nuageuse vue de dessus
Convection, plateau Suisse.
Grêle, le 26 juillet 2018 (Paris)
Dans un grand nuage d’orage, il y a des mouvements d’air ascendants et descendants. Des cristaux de glace se forment et s’agglomèrent. Des gouttes d’eau viennent se fixer dessus: le grêlon devient de plus en plus gros et finit par tomber.
Pluie. octobre 2019
Porto (Portugal)
Chute du Dard (Suisse)
Bulles d’air emprisonnées dans la glace.
Lorsque l’eau se solidifie lors de la congélation, l’air qui était dissout est expulsé. Si la surface de l’eau est déjà gelée, l’air est emprisonné sous forme de bulles.
Panorama du Mont Fort, paysage minéral, Alpes valaisannes (Suisse)
Lac de Jökulsarlon (Islande)
Le lac de Jökulsarlon au sud de l’Islande est un lac posglaciaire. Une des langues du glacier Vatnajökull y déverse une grande quantité de glace qui forment des icebergs.
Chute Skogafoss (Islande)
Doline, Vercors (France)
La dissolution du calcaire dans un relief karstique conduit à la formation de dépressions circulaires parfois initiées par un effondrement sous-terrain.
La pluie et la formation d’une flaque
La pluie est une précipitation sous forme de gouttes d’eau. L’air chaud peut contenir plus de vapeur d’eau que l’air froid. Lorsqu’une masse d’air chaud se refroidit, elle se sépare d’une partie de l’eau qui se condense et tombe sous une forme liquide: il pleut.
Galerie d’amenée d’eau,
Lac de Mauvoisin (Suisse)
Jet d’eau, Genève (Suisse)
Glacière, Jura vaudois (Suisse)
Pollution aux hydrocarbures
Arc-en-ciel double, Lausanne (Suisse)
Glacier du Mont Miné, alluvions, Ferpècle (Suisse)
Pluie et arc-en-ciel 1er mars 2020
Lausanne (Suisse)
L’étang de la Bressonne, Jorat (Suisse)
Un étang a une surface plus importante que la mare mais sa profondeur reste faible. Il est alimenté par la pluie et parfois par une source. Son eau est stagnante et abrite aussi une riche biodiversité
Une mare, Lausanne (Suisse)
La mare est une petite étendue d’eau stagnante, généralement uniquement alimentée par la pluie et de faible profondeur. La mare que j’ai réalisée ne mesure que 3 m2 mais elle abrite une grande biodiversité.
Pour en savoir plus sur la chimie du calcaire
L’eau est un solvant c’est-à-dire une substance qui peut contenir sous forme dissoute diverses autres substances chimiques: des sels (calcite), des alcools, des acides, des gaz (dioxyde de carbone CO2, dioxygène O2),...
Lorsque l’eau circule au contact des roches elle dissout certaines substances sous forme d’ions positifs ou cations (souvent métalliques: calcium, magnésium, sodium,...) ou d’ions négatifs ou anions (carbonates, sulfates, nitrates,...). On les retrouve dans les analyses chimiques des étiquettes d’eau vendues dans le commerce
L’eau de mer contient sous forme dissoute en moyenne 35 grammes de sels par litre. On peut récupérer ce sel par évaporation de l’eau.
Pour en savoir plus sur l’extraction du sel des Alpes
