Eaux naturelles

Définition

Les eaux naturelles sont toutes les eaux de l'hydrosphère non transformées par l'Homme (eaux douces du milieu naturel, eaux marines et eaux souterraines). Une eau naturelle est étudiée en hydrologie, en hydrochimie et dans toutes les sciences de l'eau.

Un ruisseau torrentiel aux eaux naturelles :

Ces eaux ruisselantes en cascade sont des eaux naturelles, issues de la fonte des neiges vernale.

Explications

Les eaux naturelles peuvent être des eaux plates, des eaux pétillantes à gazeuses, faiblement minéralisées (eau faiblement minérale) à très fortement salées. L'eau pure (eau H2O) est rare dans les biotopes de la nature, mais on y trouve :

• En milieu souterrain : l'eau souterraine (infiltrations, nappes -phréatiques-, rivières souterraines, grottes).
• En surface du sol avec l'eau douce :
  • Les eaux stagnantes (lacs, étangs, marres, retenues de barrages).
  • Les eaux vives : en écoulement (ruisseaux, torrents, rivières, fleuves).
  • Les eaux de ruissellement (précipitations, pluies).
• En milieu marin : les eaux salées (mers, océans, lagunes saumâtres...).

Tout traitement anthropique (traitement des eaux et canalisation, purification) interdit l'appellation eau naturelle au sens écologique. Sans devenir une eau "artificielle", le liquide devient un produit de consommation ou d'utilité humaine et est une eau industrielle :

• L'eau minérale (plate ou gazeuse) ou l'eau de source en bouteille.
• L'eau potable (eau du robinet).
• L'eau osmosée (ou issue de l'ultrafiltration par exemple).
• L'eau thermale.

Études

L'hydrochimie est une science hydrique sur la composition chimique des eaux naturelles et leur dépendance aux processus chimiques, physiques et biologiques se déroulant dans l'environnement. L'analyse hydrochimique détermine la composition chimique et gazeuse ainsi que les propriétés physiques, biologiques et techniques de l'eau. Le régime hydrochimique est un complexe de propriétés chimiques du milieu aquatique (concentration et dynamique des substances en suspension et solubles, salinité, réaction d'acidité, potentiel d'oxydo-réduction, etc.). Croissance, développement, reproduction des hydrobioïdes, durabilité des écosystèmes aquatiques, productivité, etc. impacts. Le degré d'impact des facteurs anthropiques sur le bassin d'eau et les contaminants déversés y est corrélé.

🚩 Les eaux naturelles forme une ressource renouvelable, malgré les prélèvements humains. Par exemple, en France, les prélèvements annuels d'eau douce sont d'environ 40 milliards de m³, dont environ 60 % pour les centrales thermoélectriques, 15 % pour l'approvisionnement en eau pota­ble, 13 % pour l'agriculture et 12 % pour l'industrie. Ces prélèvements peuvent conduire à un stress, appelé stress hydrique.

⭐ L'eau naturelle suit le cycle de l'eau avec ses principaux composés chimiques ou organiques (carbone, azote, phosphore, soufre...). Ainsi, les paramètres de l'eau naturelle incluent les mesures du cycle du carbone, du cycle de l'azote, du cycle du phosphore, du cycle du soufre...

Chimie et composition

Les eaux naturelles contiennent une large gamme de solides dissous totaux (TDS). Certains ruisseaux de montagne frais pourraient avoir des concentrations de TDS inférieures à 250 mg/kg. L'eau de mer a, en moyenne, des concentrations de TDS proches de 35 g/kg. On trouve des valeurs extrêmes de TDS dans les bassins d'eaux de mer ou de lacs fortement évaporés (dystrophisation) et dans les profondeurs de la surface (dites "eaux de formation"), avec des TDS de près de 350 g/kg (solution salée à 35 %, 10 fois plus que l'eau de mer naturelle !). Nous nous intéresserons ici brièvement à la composition des sources d'eau potable potentielles (rivières et lacs) et aux origines des espèces dissoutes.

L'eau qui coule, que ce soit dans les aquifères ou les cours d'eau, interagit avec les roches et les sols et dissout lentement certains de leurs constituants chimiques. Le pH (activité des ions hydrogène) de l'eau détermine le taux de dissolution et de solubilité de nombreuses espèces chimiques. Cependant, les divers processus chimiques ne sont pas abordés ici. Certaines substances chimiques, en particulier les traces de métaux sensibles au rédox (Fe, Mn, Pb, As, etc.) sont plus solubles lorsque les eaux naturelles sont épuisées en oxygène dissous. La plupart des espèces chimiques présentes dans les eaux naturelles ont de nombreux types de sources naturelles et polluantes.

Les eaux naturelles contiennent également des gaz dissous. Par exemple, le dioxyde de carbone de l'atmosphère est dissous dans l'eau et, par une série de réactions chimiques, contribue au carbone total dissous dans les eaux, principalement le bicarbonate (HCO₃^2-). La solubilité dans les gaz est inversement proportionnelle à la température et au TDS. Par exemple, la solubilité de l'oxygène dissous est illustrée en fonction de la température et de la salinité. Il convient de noter que la quantité d'oxygène pouvant être maintenue dans de l'eau douce diminue de près de 50 % de la température proche du point de congélation à 35 °C. Ce sont des concentrations maximales, mais les eaux naturelles peuvent avoir des concentrations en oxygène dissous plus basses du fait d'une activité biologique telle que le métabolisme des habitants de l'eau, y compris les bactéries, les invertébrés et vertébrés, les végétaux. La photosynthèse d'algues et de plantes aquatiques peut ajouter de l'oxygène à l'eau dans laquelle se développent ces producteurs primaires. Cependant, la décomposition des matières organiques par les bactéries consomme de l'oxygène dissous. Ainsi, dans les eaux situées au-dessous de la couche de surface mélangée au vent (généralement plusieurs dizaines de mètres ou plus) ou dans des lacs ou des baies à stratification stable, pour lesquels les taux de réapprovisionnement en oxygène à des profondeurs plus lentes sont lents, des déficiences en oxygène dissous peuvent se développer, accompagnées d'anoxie épuisement de l'oxygène dissous) à l'extrême. Un apport excessif en éléments nutritifs peut avoir le même impact sur un plan d'eau (eutrophisation : "zones mortes" et ruissellement excessif d'éléments nutritifs) avec des effets délétères sur le biote aquatique.

Dégradations et pollutions

Les eaux naturelles subissent de plein fouet les dégradations menaçant les eaux continentales (eutrophisation, pollu­tions diverses chimiques, radioactives, effluents urbains...) et les eaux marines (pollution aux plastiques, rejets d'eaux usées...). Leurs cycles biochimiques sont altérés par les changements climatiques, et principalement par le réchauffement (fonte des glaces -glaciers-, acidification des océans...).

✅ Parmi les planètes, la Terre est la seule dans laquelle se trouvent des eaux solides, liquides et gazeuses. Ces conditions sont idéales pour la vie, pour laquelle l'eau est une partie vitale. L'eau est la substance la plus abondante dans la biosphère de la Terre.

Un problème majeur en matière de pollution des eaux de surface est le rôle que jouent les excès de nutriments provenant des voies navigables polluées vers les lacs, les baies et les zones côtières, en créant une production biologique excessive dans les eaux de surface et en oxygène dissous en profondeur. Dans la plupart des cas, ce ruissellement riche en nutriments résulte d'activités agricoles, y compris l'application d'engrais aux cultures. Bien entendu, de tels problèmes ont déjà été mis en évidence, mais ces "zones mortes" sont largement répandues. Il est peut-être plus facile de comprendre les impacts sur des masses d'eau plus restreintes (lacs, baies) avec des flux d'eau importants provenant de rivières chargées en éléments nutritifs.

🚩 Ces problèmes touchent également certaines zones côtières caractérisées par des débits élevés. Par exemple aux États-Unis, la "zone morte" de la côte du golfe est reconnue depuis plus d'une décennie et est attribuée aux taux élevés de rejet d'azote (et de phosphore) dans le système du fleuve Mississippi. Au cours de l'été 2014, cette zone d'hypoxie (moins de 2 ppm d'oxygène dissous dans la colonne d'eau près du fond du plateau) le long des côtes de la Louisiane et du Texas était légèrement supérieure à 13 000 km², un peu plus petite que celle de 2013. Les courants côtiers se déplacent vers l'ouest et transportent les nutriments s'écoulant des fleuves Atchafalaya et Mississippi vers l'océan.

Contaminants

Les contaminants possibles des eaux naturelles, qui peuvent se trouver dans l'eau potable, sont :

• l'atrazine (herbicide);
• le glyphosate (herbicide);
• le DEET (insectifuge);
• le sélénium (produit chimique inorganique);
• les cyanotoxines (exsudat d'algues bleu-vert, cyanobactéries);
• les drogues perturbant le système endocrinien.

Une évaluation sommative de la qualité des eaux inclut toutes les mesures des polluants et contaminants.

En rapport avec "eaux naturelles"

• cellule tueuse naturelle

  

  Les cellules NK (cellule tueuse naturelle) appartiennent aux lymphocytes (sous-groupe des globules blancs ou leucocytes).

• eau de mer naturelle

  

  La citation d'une eau de mer naturelle est surtout connue sous son abréviation anglaise : NSW.

• gestion des ressources naturelles

  

  La gestion des ressources naturelles identifie la planification et l'utilisation rationnelle des ressources végétales, minérales et animales, en particulier...

• ressource naturelle

  

  Une ressource naturelle est un bien ou service fourni par la nature sans altération par l'être humain.