Cycle de l'eau

Le cycle de l'eau (ou cycle hydrologique) est un modèle représentant les flux entre les grands réservoirs d'eau liquide, solide ou gazeuse, sur Terre: les océans, l'atmosphère, les lacs, les cours d'eau , les nappes souterraines, les glaciers. Le « moteur » de ce cycle est l'énergie solaire qui, en favorisant l'évaporation de l'eau, entraîne tous les autres échanges.

La science qui étudie le cycle de l’eau est l’hydrologie. Elle peut se décomposer en hydrogéologie (hydrologie souterraine), hydrologie de surface, hydraulique urbaine, etc.

Les différents réservoirs
L'eau salée liquide des océans: c'est le réservoir le plus important.
l'eau douce liquide: cours d'eau, lacs, étangs d'eau douce, marais.
Les glaciers: le flux peut être stocké pour un temps sous forme de neige ou de glace. Sa fonte est plus ou moins importante depuis le réchauffement climatique.
l'eau atmosphérique. (vapeur)

L'évaporation
Les enveloppes terrestres contiennent de l’eau, en quantités variables : beaucoup au sein de l’hydrosphère, moins dans la lithosphère et en très faible quantité dans l’atmosphère.

L’eau de l’hydrosphère, chauffée par le rayonnement solaire, s’évapore. Cette eau rejoint alors l’atmosphère sous forme de vapeur d’eau. Cette évaporation dépend du vent, de l'ensoleillement, de la température... Lorsqu'il n'est pas saturé en eau (d'avril à octobre), une partie de la lame d'eau qui tombe est immédiatement évaporée (et cette évaporation peut également continuer après l'épisode pluvieux, si l'atmosphère n'est toujours pas saturé). Cette évaporation est d'autant plus efficace qu'on est proche de la surface du sol. Puis s'il subsiste dans l'atmosphère une zone non saturée, apparaît alors la reprise évaporatoire. Celle-ci est favorisée par la remontée capillaire.


Les évapotranspirations
Enfin, la transpiration des végétaux intervient, on parle d'évapotranspiration. Le cycle décrit ci-dessus est essentiellement géochimique. En réalité, les êtres vivants, et plus particulièrement les végétaux ont une influence sur le cycle. Les racines des végétaux pompent l’eau du sol, et en relâchent une partie dans l’atmosphère. De même, une partie de l’eau est retenue dans les plantes. Lors de déforestation, le cycle de l’eau est fortement modifié localement et il peut en résulter des inondations.

Les précipitations
Les nuages sont formés de minuscules gouttes d’eau. De novembre à mars, lors des pluies, la totalité de la lame d'eau tombe sur les océans (pour 7/9) et les continents (pour 2/9).


Le ruissellement

La recharge des nappes souterraines
L’infiltration, à travers les fissures naturelles des sols et des roches ;
La percolation, en migrant lentement à travers les sols.
Plus le processus est lent plus les eaux ont le temps d’interagir chimiquement avec le milieu. Plus le processus est rapide plus les phénomènes d’érosion seront marqués.

À travers l’infiltration et la percolation dans le sol, l’eau alimente les nappes phréatiques (souterraines).

On parle d'eau vadoses pour les eaux issues du cycle décrit ci-dessus.

Les débits des eaux peuvent s’exprimer en m³/s pour les fleuves, en m³/h pour les rivières. La vitesse d’écoulement des nappes phréatiques est en revanche de quelques dizaines de mètres par an.


Perturbation du cycle de l'eau

Augmentation du ruissellement
La déforestation, les pratiques agricoles dominantes, l'urbanisation ont pour effet d'augmenter le ruissellement car non seulement les racines ne retiennent plus les sols, qui n'absorbent donc pas les précipitations, mais les sols eux-mêmes sont déstructurés (humus), qui eux aussi absorbent les eaux de pluies).

Cela peut avoir pour conséquence de rendre les inondations plus fréquentes.


Diminution de l'évapotranspiration
La déforestation a pour effet de diminuer l'évapotranspiration.


Épuisement des nappes

Irrigation d'un champ de cotonLe prélèvement de l'eau des nappes pour des usages domestiques ou agricoles diminue le niveau des nappes, ce qui diminue l'alimentation des cours d'eau et tarit les sources.


Détournement de l'eau des cours d'eau
L'irrigation par des canaux détourne l'eau des cours d'eau. Cela a pour conséquence la baisse du débit des fleuves, et l'asséchement comme c'est le cas pour la mer d'Aral.