HYDROLOGIE
Le cycle de l'eau
Sous sa forme qualitative élémentaire, la description du cycle de l'eau est connue de tous. L'évaporation de l'eau sur les océans et les terres émergées alimente en vapeur les basses couches de l'atmosphère ; sous l'effet de la diffusion et de la convection turbulentes, cette vapeur s'élève et atteint éventuellement une altitude suffisante pour former, par condensation, des nuages. Au gré des vents, les systèmes nuageux se déplacent, souvent sur de longues distances, tantôt se renforçant, tantôt s'évanouissant en cours de route. Leur disparition totale ou partielle peut se produire soit par évaporation dans l'air environnant des fines gouttelettes qui les composent, soit par le processus complexe qui déclenche et entretient les précipitations ; celles-ci tombent tant sur les mers – qui couvrent près des trois quarts de la surface de la Terre – que sur les continents.
La quantité d'eau ainsi apportée par la pluie et la neige sur les terres peut, suivant le cas, en tout ou partie : être interceptée par la couverture végétale et s'évaporer à nouveau sans atteindre le sol ; ruisseler d'abord à la surface de ce dernier et ensuite dans les multiples ramifications du réseau hydrographique jusqu'à la mer ; s'infiltrer dans le sol, dont elle augmente d'abord l'humidité, alimentant ensuite les nappes souterraines.
Sous l'action de l'évaporation, une partie de l'eau ruisselant sur le sol et dans le réseau hydrographique retourne à l'atmosphère durant sa course vers la mer ; l'eau interceptée ou transpirée par les végétaux forme une part importante de l' évapotranspiration globale d'une région. L'eau infiltrée et temporairement accumulée dans les aquifères revient, après un plus ou moins long délai, dans le réseau de surface par l'intermédiaire de sources ou de résurgences diffuses inégalement réparties le long du lit des cours d'eau.
Ainsi, le cycle hydrologique met en jeu divers processus bien individualisés – évaporation, précipitation, interception, transpiration (des végétaux), infiltration, percolation, stockage dans les aquifères, ruissellement – qui constituent les principaux chapitres de l'hydrologie.
Bilan hydrologique mondial
Abordons maintenant le bilan hydrologique du globe terrestre dans son ensemble, c'est-à-dire celui du cycle de l'eau.
Les stocks
Le tableau donne la valeur des différents stocks. On remarquera que les océans – eaux salées – représentent plus de 97 p. 100 des eaux terrestres ; uniformément répartis sur le globe, leur épaisseur moyenne serait de 2 640 mètres. L'eau douce ne représente que 2,6 p. 100 des eaux terrestres, et les rivières, qui sont abondamment exploitées pour l'alimentation en eau et l'évacuation des déchets, ne représentent que 0,003 p. 100 de cette eau douce.
La valeur de ces stocks hydriques varie dans l'espace et dans le temps. Ainsi, on admet couramment que l' humidité atmosphérique (dont les neuf dixièmes sont contenus dans les cinq premiers kilomètres de l' atmosphère) représenterait, si elle était répartie uniformément sur la surface du globe, une « hauteur d'eau condensable » de l'ordre de 25 millimètres d'épaisseur, mais la hauteur d'eau condensable peut atteindre, exceptionnellement, 150 millimètres au mois de juillet en Floride et s'abaisser à quelques millimètres en février dans l'Extrême-Nord sibérien.
Les flux
Les différentes phases du cycle de l'eau échangent constamment de la matière par précipitation, évaporation, infiltration, etc. Le tableau présente la précipitation et l'évaporation moyennes sur les continents et les océans, estimées pour l'année 1973.
La rotation du stock d'humidité de l'atmosphère est[...]
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Écrit par
- Pierre HUBERT : docteur ès sciences Maître de recherche à l'école nationale supérieure des Mines de Paris
- Gaston RÉMÉNIÉRAS : Conseiller scientifique à la Direction des études et recherches, Electricité de France, professeur à l'Ecole normale du génie rural, des eaux et des forêts.
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