Eau

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Identification
Eau


Nom UICPA	eau
Synonymes	monoxyde de dihydrogène, oxyde d'hydrogène, hydrogénol, hydroxyde d'hydrogène, oxyde dihydrogéné, oxydane
N^o CAS	7732-18-5
N^o ECHA	100.028.902
N^o CE	231-791-2
PubChem	962
ChEBI	15377
SMILES	[Afficher]
InChI	[Afficher]
Apparence	liquide incolore^a, inodore et insipide
Propriétés chimiques
Formule	H₂O [Isomères]
Masse molaire²	18,015 3 ± 0,000 4 g/mol H 11,19 %, O 88,81 %, 18,015 28 g mol⁻¹
pK_a	pK_e = 14,0
Moment dipolaire	1,8546 D
Indice d’iode	g_I2 100g⁻¹
Indice d’acide	mg_KOH g⁻¹
Indice de saponification	mg_KOH g⁻¹
Propriétés physiques
T° fusion	0 °C à 1,013 25 bar
T° ébullition	100 °C à 1,013 25 bar³, 100,02 °C ± 0,04⁴
Solubilité	g l⁻¹
Masse volumique	1 000,00 kg m⁻³ à 4 °C 998,30 kg m⁻³ à 20 °C 958,13 kg m⁻³ à 100 °C (liquide) 726,69 kg m⁻³ à 300 °C - 15,5 MPa³
Pression de vapeur saturante	6,112 mbar (glace, 0 °C)⁵ 12,4 mbar (10 °C) 23,4 mbar (20 °C) 42,5 mbar (30 °C) 73,8 mbar (40 °C) 123,5 mbar (50 °C) 199,4 mbar (60 °C)⁶ [+] [+]
Viscosité dynamique	1,002 × 10⁻³ Pa s à 20 °C 0,547 × 10⁻³ Pa s à 50 °C 0,281 8 × 10⁻³ Pa s à 100 °C (liquide) 0,080 4 × 10⁻³ Pa s à 300 °C - 15 MPa³
Point critique	374,15 °C, 22,12 MPa³^,⁴
Point triple	0,01 °C, 611,2 Pa³^,⁴
Conductivité thermique	0,604 W m⁻¹ K⁻¹ à 20 °C
Vitesse du son	1 497 m s⁻¹ à 25 °C⁸
Thermochimie
S⁰_{gaz, 1 bar}	188,7 J K⁻¹ mol⁻¹
S⁰_{liquide, 1 bar}	69,9 J K⁻¹ mol⁻¹
S⁰_solide	J K⁻¹ mol⁻¹
Δ_fH⁰_gaz	−241,818 kJ mol⁻¹
Δ_fH⁰_liquide	−285,83 kJ mol⁻¹
Δ_fH⁰_solide	−291,84 kJ mol⁻¹
Δ_fusH°	6,01 kJ mol⁻¹
Δ_vapH°	44,2 kJ mol⁻¹ à 20 °C, 43,990 kJ mol⁻¹ à 25 °C, 40,657 kJ mol⁻¹ à 100 °C, 2,26 MJ kg⁻¹ à 100 °C
C_p	4 185,5 J kg⁻¹ K⁻¹ à 15 °C et 101,325 kPa, 75,403 J mol⁻¹ K⁻¹ à 15 °C et 101,325 kPa, 75,366 J mol⁻¹ K⁻¹ à 20 °C et 101,325 kPa, 75,291 J mol⁻¹ K⁻¹ à 25 °C et 101,325 kPa
PCS	kJ mol⁻¹
PCI	kJ mol⁻¹
Propriétés optiques
Indice de réfraction	1,33
Constante de Verdet	4,10 rad T⁻¹ m⁻¹ à 480 nm⁹
Écotoxicologie
DL₅₀	> 90 ml kg⁻¹ (rat, oral)¹⁰

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
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L'eau est une substance chimique constituée de molécules H₂O. Ce composé, très stable, mais aussi très réactif, est un excellent solvant à l'état liquide. Dans de nombreux contextes, le terme eau est employé au sens restreint d'eau à l'état liquide, ou pour désigner une solution aqueuse diluée (eau douce, eau potable, eau de mer, eau de chaux, etc.).

L'eau est ubiquitaire sur Terre et dans l'atmosphère, sous ses trois états, solide (glace), liquide et gazeux (vapeur d'eau). L'eau extraterrestre est également abondante, sous forme de vapeur d'eau dans l'espace et sous forme condensée (solide^b ou liquide) à la surface, près de la surface ou à l'intérieur d'un grand nombre d'objets célestes.

L'eau est un constituant biologique important, essentiel sous sa forme liquide pour tous les organismes vivants connus^c. Compte tenu de son caractère vital, de son importance dans l'économie et de sa répartition inégale sur Terre, l'eau est une ressource naturelle dont la gestion est l'objet de forts enjeux géopolitiques.

Généralités

L'eau est présente sur Terre sous ses trois états : liquide, solide (glace) et gazeux (vapeur d'eau). La vapeur d'eau, invisible, est un composant de l'air. Les nuages sont des accumulations de gouttelettes d'eau dans l'air.

La formule chimique de l’eau pure est H₂O. L’eau que l’on trouve sur Terre est rarement un composé chimique pur, l’eau courante étant une solution d'eau, de sels minéraux et d'autres impuretés. Les chimistes utilisent de l'eau distillée pour leurs solutions, mais cette eau n'est pure qu'à 99 % : il s'agit encore d'une solution aqueuse.

Majoritairement observable sur Terre à l'état liquide, elle possède les propriétés d'un puissant solvant : elle dissout facilement et solubilise rapidement de nombreux corps sous forme d'ions, ainsi que de nombreuses autres molécules gazeuses^d, et par exemple les composants de l'air, en particulier l'oxygène ou le dioxyde de carbone. L'expression « solvant universel »¹¹ est toutefois sujette à maintes précautions, beaucoup de matériaux naturels (roches, métaux, etc.) étant non solubles dans l'eau (dans la plupart des cas ou de manière infime).

La surface de la Terre est recouverte à 71 % d’eau¹² (97 % d’eau salée et 3 % d’eau douce dans différents réservoirs) sous différentes formes :

liquide, dans les océans, les lacs, les fleuves et les rivières. Ailleurs que dans les zones humides plus ou moins tourbeuses ou marécageuses, dans les mers et océans, l'eau est présente dans les lagunes, lacs, étangs, mares, fleuves, rivières, ruisseaux, canaux, réseaux de fossés, de watringues ou comme eau interstitielle du sol ;
gazeuse, sous forme de vapeur d'eau dans l'air. L'humidité de l'air provient de l'évaporation des mers, des plans d'eau et de l'évapotranspiration des plantes ;
solide, sous forme de glace dans les glaciers dans la banquise, les icebergs, etc.

La circulation de l’eau au sein des différents compartiments terrestres est décrite par le cycle de l'eau. En tant que composé essentiel à la vie, l’eau a une grande importance pour l'Homme¹³ mais aussi pour toutes les espèces végétales et animales. Source de vie et objet de culte depuis les origines de l'Homme, l'eau est conjointement, dans les sociétés d'abondance comme la France, un produit de l'économie et un élément majeur de l'environnement.

Le corps humain est composé à 65 % d’eau pour un adulte, à 75 % chez les nourrissons et à 94 % chez les embryons de trois jours. Les cellules, quant à elles, sont composées de 70 % à 95 % d'eau. Les animaux sont composés en moyenne de 60 % d'eau et les végétaux à 75 %. On trouve néanmoins des extrêmes : la méduse (98 %) et la graine (10 %)¹⁴. L'eau de boisson passe la barrière intestinale et est diffusée par les réseaux sanguins et lymphatiques. Dans les membranes cellulaires, des pores spéciaux dits aquaporines permettent le passage de l'eau de part et d'autre de la membrane, tout en empêchant les ions de pénétrer dans la cellule. En 2009, environ 500 aquaporines étaient identifiées chez les plants et animaux, dont 13¹⁵ chez l'humain. Ces pores protéiques complexes « trient » les molécules ayant la même taille que la molécule d’eau, et ne laissent passer que l'eau¹⁶.

L'eau a la propriété particulière de présenter une anomalie dilatométrique : sa phase solide est moins dense que sa phase liquide, ce qui fait que la glace flotte¹⁷.

Étymologie et usage du mot

Le terme eau est un dérivé très simplifié du latin aqua via les langues d'oïl. Le terme aqua a été ensuite repris pour former quelques mots comme aquarium. Un mélange aqueux est un mélange dont le solvant est l'eau. Le préfixe hydro dérive quant à lui du grec ancien ὕδωρ (hudôr) et non pas de ὕδρος (hudros) lequel signifie « serpent à eau » (d'où l'hydre ).

Par « eau », on comprend souvent liquide incolore constitué en majorité d'eau, mais pas uniquement d'eau pure. Suivant sa composition chimique qui induit son origine ou son usage, on précise :

eau minérale, eau de Seltz, eau de source, eau de mer, eau douce, eau potable, eau de pluie, eau du robinet, eau de table, eau gazeuse, eau plate, etc. ;
en chimie, on parle d'eau lourde, eau tritiée, eau dure, eau distillée ;
pour un usage plus ancien, on parle de l'eau-forte pour l’acide nitrique dilué, de l'eau régale pour un mélange d'acides qui dissout l'or, mais aussi d'eau-de-vie constituée d'éthanol dilué d'eau potable ;
une femme perd ses eaux avant l'accouchement.

Géophysique : l'eau sur Terre et dans l'Univers

Cascades de Jonathan’s Run.

Bloc de glace sur une plage près de Jökulsárlón, en Islande.

L’eau joue un rôle majeur dans les cycles du dioxygène et du carbone, ainsi que dans le climat.

L'eau dans l'Univers

Cette section ne cite pas suffisamment ses sources (mars 2020).

L'eau a été trouvée dans des nuages interstellaires dans notre galaxie, la Voie lactée. On pense que l'eau existe en abondance dans d'autres galaxies aussi, parce que ses composants, l'hydrogène et l'oxygène, sont parmi les plus abondants dans l'Univers.

Les nuages interstellaires se concentrent éventuellement dans des nébuleuses solaires et des systèmes stellaires tels que le nôtre. L'eau initiale peut alors être trouvée dans les comètes, les planètes, les planètes naines et leurs satellites.

Article détaillé : Eau liquide dans l'univers.

La forme liquide de l'eau est seulement connue sur Terre, bien que des signes indiquent qu'elle soit (ou ait été) présente sous la surface d'Encelade, l'un des satellites naturels de Saturne, sur Europe et à la surface de Mars. Il semblerait qu'il y ait de l'eau sous forme de glace sur la Lune en certains endroits, mais cela reste à confirmer. La raison logique de cette assertion est que de nombreuses comètes y sont tombées et qu'elles contiennent de la glace, d'où la queue qu'on en voit (quand les vents solaires les touchent, laissant une traînée de vapeur). Si l'on découvre de l'eau en phase liquide sur une autre planète, la Terre ne serait alors peut-être pas la seule planète que l'on connaît à abriter la vie.

Origine de l'eau sur Terre

Les avis divergent sur l'origine de l’eau sur la Terre.

Article détaillé : Origine de l'eau sur la Terre.

Formes de l'eau sur Terre

Article détaillé : Cycle de l'eau.

Le cycle de l'eau (connu scientifiquement sous le nom de cycle hydrologique) se rapporte à l'échange continu de l'eau entre l'hydrosphère, l'atmosphère, l'eau des sols, l'eau de surface, les nappes phréatiques et les plantes.

L'eau liquide est trouvée dans toutes sortes d'étendues d'eau, telles que les océans, les mers, les lacs, et de cours d'eau tels que les fleuves, les rivières, les torrents, les canaux ou les étangs. La majorité de l'eau sur Terre est de l'eau de mer. L'eau est également présente dans l'atmosphère en phase liquide et vapeur. Elle existe aussi dans les eaux souterraines (aquifères).

Répartition de l'eau sur Terre

Article détaillé : Répartition de l'eau sur Terre.

Volume d'eau contenu dans
les différents réservoirs¹⁸
Réservoirs	Volume (10⁶ km³)	Pourcentage du total
Océans	1 320	97,25
Calottes glaciaires et glaciers	29	2,05
Eau souterraine	9,5	0,68
Lacs	0,125	0,01
Humidité des sols	0,065	0,005
Atmosphère	0,013	0,001
Fleuves et rivières	0,0017	0,000 1
Biosphère	0,000 6	0,000 04

Le volume approximatif de l'eau de la Terre (toutes les réserves d'eau du monde) est de 1 360 000 000 km³. Dans ce volume :

1 320 000 000 km³ (97,2 %) se trouvent dans les océans ;
25 000 000 km³ (1,8 %) se trouvent dans les glaciers et les calottes glaciaires ;
13 000 000 km³ (0,9 %) sont des eaux souterraines ;
250 000 km³ (0,02 %) sous forme d'eau douce dans les lacs, les mers intérieures et les fleuves ;
l'équivalent de 13 000 km³ (0,001 %) d'eau liquide sous forme de vapeur d'eau atmosphérique à un moment donné.

Si la fraction d'eau sous forme gazeuse est marginale, la Terre a perdu au cours de son histoire un quart de son eau dans l'espace¹⁹.

On sait depuis 2014 qu'une partie notable du manteau terrestre principalement constituée de ringwoodite, entre 525 et 660 km de profondeur, pourrait contenir jusqu'à trois fois le volume d'eau des océans actuels (et en serait la source principale). La quantification n'est pas encore définitive mais pourrait faire varier énormément le volume d'eau disponible sur Terre, même si son exploitabilité et sa disponibilité spontanée sont douteuses²⁰^,²¹.

Rôle de l'eau dans l'apparition de la vie

Article détaillé : Origine de la vie.

L'eau liquide semble avoir joué, et continue à jouer, un rôle primordial dans l'apparition et la persistance de la vie sur Terre. La forme liquide, contrairement aux états gazeux ou solide, maximise les contacts entre atomes et molécules, augmentant de fait leurs interactions. L'eau est une molécule polaire et un bon solvant, capable de solubiliser de nombreuses molécules. Le cycle de l'eau joue un rôle majeur, notamment par l'érosion des continents, qui permet d'apporter de grandes quantités de minéraux nécessaires à la vie dans les rivières, les lacs et les océans. Le gel de l'eau permet d'éclater les roches et augmente la disponibilité de ces minéraux²².

L'eau durant l'« Anthropocène »

Durant l'« Anthropocène »²³, l'humanité a bouleversé le cycle de l'eau, par la surexploitation de certaines nappes, la déforestation, le dérèglement climatique, la canalisation de grands cours d'eau, les grands barrages, l'irrigation à grande échelle²⁴. Elle l'a fait à une vitesse et à une échelle qui ne sont pas comparables avec les événements historiques passés, et avec des effets qui dépassent ceux des grandes forces géologiques²⁴.

Article détaillé : Anthropocène.

Propriétés

Article détaillé : Molécule d'eau.

Propriétés physiques

Une main dans l'eau courante. La distorsion est due à la réfraction.

Générales

La température de vaporisation de l'eau dépend directement de la pression atmosphérique, comme le montrent ces formules empiriques :

pression normalisée dans la troposphère (0–11 km) :

Pression[Pa]=101\,325\times \left({\frac {288,15-0,0065\times Altitude[m]}{288,15}}\right)^{{5,255}}

point d'ébullition :

Point~d'{\acute e}bullition[K]\approx 26,307\times \ln(Pression[Pa])+69,771

Son point d'ébullition est élevé par rapport à un liquide de poids moléculaire égal. Ceci est dû au fait qu'il faut rompre jusqu'à trois liaisons hydrogène avant que la molécule d'eau puisse s'évaporer. Par exemple, au sommet de l'Everest, l'eau bout à environ 68 °C, à comparer aux 100 °C au niveau de la mer. Réciproquement, les eaux profondes de l'océan près des courants géothermiques (volcans sous-marins par exemple) peuvent atteindre des températures de centaines de degrés et rester liquides.

L'eau est sensible aux fortes différences de potentiel électrique. Il est ainsi possible de créer un pont d'eau liquide de quelques centimètres entre deux béchers d'eau distillée soumis à une forte différence de potentiel²⁵.

Un nouvel « état quantique » de l’eau a été observé quand les molécules d’eau sont alignées dans un nanotube de carbone de 1,6 nanomètre de diamètre et exposées à une diffusion de neutrons. Les protons des atomes d’hydrogène et d’oxygène possèdent alors une énergie supérieure à celle de l’eau libre, en raison d’un état quantique singulier. Ceci pourrait expliquer le caractère exceptionnellement conducteur de l’eau au travers des membranes cellulaires biologiques²⁶.

Radioactivité : elle dépend des métaux et minéraux et de leurs isotopes présent dans l'eau, et peut avoir une origine naturelle ou artificielle (retombées des essais nucléaires, pollution radioactive, fuites, etc.). En France, elle est suivie par l'Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire (IRSN), y compris pour l'eau du robinet²⁷.

L'eau comme fluide thermodynamique

Article détaillé : Molécule d'eau.

L'eau est un fluide thermodynamique d'usage courant, efficace et économique³ :

l'eau est stable en température jusqu'à une valeur élevée ;
l'eau a une masse volumique maximale de 1 000 kg/m³ (soit 1 kg/l à l'origine la définition du kilogramme ; exactement 999,975 kg/m³ à 3,98 °C) ;
l'eau a la capacité thermique à pression constante la plus élevée de tous les liquides (75,711 J mol⁻¹ K⁻¹ soit 4,202 6 kJ kg⁻¹ K⁻¹ à 20 °C). Les océans sont de bons accumulateurs de la chaleur ;
l'eau a une très faible conductivité thermique (0,604 W/(m⋅K) à 20 °C) ;
l'eau a la chaleur latente d'évaporation la plus élevée de tous les liquides (44,22 kJ/mol soit 2 454,3 kJ/kg à 20 °C), d'où l'efficacité de la transpiration comme moyen de rafraîchissement ;
l'eau a une chaleur latente de fusion élevée (6,00 kJ/mol soit 333,0 kJ/kg) ;
l'eau a la tension superficielle la plus élevée de tous les liquides (72 mN/m à 20 °C) à l'exception du mercure ; dans l'air humide, la formation de gouttelettes est facilitée ; l'eau monte dans un tube capillaire, telle la sève dans les arbres ;
l'eau est transparente à la lumière visible, ainsi les organismes aquatiques peuvent vivre car la lumière du soleil peut les atteindre ; elle est cependant opaque au rayonnement infrarouge, absorbé par l'hydrogène, l'oxygène et leur liaison ;
La couleur de l'eau est naturellement bleue en raison de sa vibration moléculaire.

Radiolyse

La radiolyse de l'eau est la dissociation, par décomposition chimique de l'eau (H₂O) (liquide ou de vapeur d'eau) en hydrogène et hydroxyle respectivement sous forme de radicaux H· et HO·, sous l'effet d'un rayonnement énergétique intense (rayonnement ionisant). Elle a été expérimentalement démontrée il y a environ un siècle. Elle se fait en passant par plusieurs stades physicochimiques et à des conditions particulières de température et de pression, de concentration du soluté, de pH, de débit de dose, de type et énergie du rayonnement, de présence d'oxygène, de nature de la phase de l'eau (liquide, vapeur, glace). C'est un phénomène encore incomplètement compris et décrit qui pourrait, dans le domaine du nucléaire, des voyages dans l'espace ou pour d'autres domaines, avoir dans le futur des applications techniques nouvelles, entre autres pour la production d'hydrogène²⁸.

Référence dans le système métrique

Référence massique

À l’origine, un décimètre cube (litre) d’eau définissait une masse de un kilogramme (kg). L’eau avait été choisie car elle est simple à trouver et à distiller. Dans notre système actuel de mesure – le Système international d'unités (SI) – cette définition de la masse n’est plus valable depuis 1889, date à laquelle la première Conférence générale des poids et mesures définit le kilogramme comme la masse d’un prototype de platine iridié conservé à Sèvres. Aujourd’hui à 4 °C, la masse volumique est de 0,999 95 kg/L. Cette correspondance reste donc une excellente approximation pour tous les besoins de la vie courante.

Référence de température

Le système centigrade défini par Celsius (légèrement différent du degré Celsius actuel - voir ci-dessous) fixe le degré 0 sur la température de la glace fondante et définit comme degré 100 la température de l’eau en ébullition sous pression atmosphérique normale^e. L’échelle est ensuite graduée de 0° à 100°. C’est ainsi que la température normale du corps humain est en moyenne de 37 °C.
Le système Fahrenheit fixe originellement le point de solidification de l’eau à 32 °F et son point d’ébullition à 212 °F ; il est désormais aligné sur la température Celsius selon la formule T[°F] = 1,8 T[°C] + 32, la différence avec la première définition étant extrêmement faible.
Le système kelvin sert pour la mesure absolue de la température thermodynamique ; son unité était jusqu'en 2019 égale à 1/273,16 fois la température absolue du point triple de l’eau (laquelle vaut donc, par réciproque de la définition, 0,01 °C).
Le système Celsius est défini arbitrairement par une translation d'exactement 273,15 unités par rapport au kelvin^f, pour se rapprocher au plus près du degré centigrade^g.

Référence de densité

Article détaillé : Densité.

Propriétés chimiques

Forme

Modèles des liaisons hydrogène de l'eau.

Exemples de type de cristaux de neige.

La molécule d'eau possède une forme coudée due à la présence de deux doublets non-liants : les deux orbitales non-liantes et les deux orbitales liantes (liaisons O−H) se repoussent et s'approchent de la symétrie tétraédrique (en) que réalisent les quatre orbitales liantes de la molécule CH₄. Elle possède donc une structure tétraédrique (type AX2E2 en méthode VSEPR) ; l'angle H-O-H est de 104,5°^h et la distance interatomique d_O-H vaut 95,7 pm soit 9,57 × 10⁻¹¹ m.

Polarité

L'eau étant une molécule coudée, sa forme joue un rôle important dans sa polarité. En effet, du fait de sa forme coudée, les barycentres des charges partielles positives et négatives ne sont pas superposés. Cela entraîne une répartition inégale des charges ce qui donne à l'eau ses propriétés de molécules polaires²⁹.

De là il vient que :

l'électronégativité de l'atome O étant plus haute que celle de H, il y a une polarisation de cette molécule, ce qui en fait un bon solvant. Elle possède, en règle générale, un dipôle électrique permanentⁱ. La polarité de la molécule H₂O lui permet de réaliser des liaisons hydrogène intermoléculaires (+20 -25 kJ/mol). Les liaisons hydrogène sont des liaisons faibles, donc très mobiles, qui donnent à l'eau une structure ordonnée à l'origine de ses propriétés particulières ;
on observe 2 charges partielles négatives ( $δ$ ⁻), sur les doublets non liants de l'oxygène qui forment chacune une liaison hydrogène avec un atome d’hydrogène d'une autre molécule portant charge partielle positive ( $δ$ ⁺) ;
et une charge partielle positive ( $δ$ ⁺), sur chaque atome d'hydrogène ce qui permet des liaisons hydrogène avec un oxygène d'une autre molécule portant une charge ( $δ$ ⁻).

Ce qui explique, par exemple la forme particulièrement ordonnée des cristaux de glace. À quantité égale, la glace flotte sur l'eau (sa densité solide est plus faible que celle liquide).

Solvant

L'eau est un composé amphotère, c'est-à-dire qu'elle peut être une base ou un acide. L'eau peut être protonée, c'est-à-dire capter un ion H⁺ (autrement dit un proton, d'où le terme protonée) et devenir un ion H₃O⁺ (voir Protonation). À l'inverse, elle peut être déprotonée, c'est-à-dire qu'une autre molécule d'eau peut capter un ion H⁺ et la transformer en ion OH⁻. Cependant, ces réactions se produisent très rapidement et sont minimes.

2H₂O → H₃O⁺ + HO⁻

Les solvants protiques ou polaires y sont solubles (grâce aux liaisons hydrogène) et les solvants aprotiques ou non-polaires ne le sont pas.

Alimentation humaine

L’eau est le principal constituant du corps humain. La quantité moyenne d’eau contenue dans un organisme adulte est d'environ 65 %, ce qui correspond à environ 45 litres d’eau pour une personne de 70 kilogrammes. Ce pourcentage peut néanmoins varier, plus une personne est maigre, plus la proportion d’eau de son organisme est importante. L'eau dépend également de l’âge : elle diminue avec les années, car plus les tissus vieillissent, plus ils se déshydratent, l’eau étant remplacée par de la graisse.

Dans l’organisme la concentration en eau varie d'un organe à l’autre et selon les cellules³¹ :

76 % dans le cerveau ;
78 % dans les poumons ;
81 % dans les reins ;
79 % dans le sang ;
79 % dans le cœur ;
78 % dans l'estomac ;
75 % dans les muscles ;
70 % dans la peau ;
22 % dans les os ;
10 % dans les dents.

L'organisme humain a besoin d'environ 2,5 litres d'eau par jour (1,5 litre sous forme liquide et 1 litre acquis dans la nourriture absorbée), davantage en cas d'exercice physique ou de forte chaleur ; il ne faut pas attendre d'avoir soif pour en absorber, surtout pour les femmes enceintes et pour les personnes âgées chez qui la sensation de soif est retardée. Sans eau, la mort survient après 2 à 5 jours, sans fournir aucun effort (40 jours sans nourriture en étant au repos).

Chaque jour l'organisme absorbe en moyenne³²^,^j :

3 litres pour l'homme ou 2,2 litres pour la femme, d'eau sous forme de boisson ;
0,7 litre pour l'homme ou 0,5 litre pour la femme, d'eau contenue dans les aliments ;
0,25 litre d'eau produite par le métabolisme des nutriments énergétiques.

Chaque jour, l'organisme en rejette³³^,^j :

1 à 2 litres par l'urine (avec un minimum de 0,5 litre pour une personne correctement hydratée en conditions normales) ;
0,45 litre par la perspiration et la transpiration (valeurs augmentées avec la chaleur et/ou à l'activité physique) ;
0,3 litre (± 20 %) à 0,55 litre (± 10 %) dans un contexte d'activité physique, par la respiration ;
0,15 litre (± 10 %) par les selles.

Robinet d'eau public avec pompe manuelle.

L’accès à l’eau est un besoin vital pour toutes les espèces connues mais nombreux sont les animaux qui n’apprécient pas son contact direct.

On distingue huit types :

Les contrôles de qualité y recherchent d'éventuels polluants et substances indésirables, dont depuis peu, des médicaments, résidus de médicaments ou perturbateurs endocriniens³⁴ pour limiter les risques environnementaux et sanitaires des résidus de médicaments sur les milieux aquatiques.

Production d'eau potable

Articles détaillés : Eau potable et Eau potable en France.

Appareil de purification de l'eau au XIX^e siècle.

De l'eau relativement pure ou potable est nécessaire à beaucoup d’applications industrielles et à la consommation humaine.

En France, le nombre de paramètres qualitatifs de la potabilité est passé entre 1989 et 2003 de 63 à 48 dont 2 paramètres microbiologiques, 26 paramètres chimiques, 18 paramètres indicateurs et 2 paramètres de radioactivité. Rapporté aux quelque 143 000 substances chimiques présentes en Europe, le taux de contrôle est donc de moins de 0,02 %³⁵.

Eau du robinet et eau en bouteille

Corporation des officiers des eaux de Paris.

La communication des acteurs de la chaîne de l'eau en France aborde souvent l'opposition entre consommation d'eau en bouteille ou du robinet, qui est source de quelques polémiques :

les producteurs d'eau en bouteille mettent en avant la qualité gustative de cette eau (absence de nitrate, entre autres) et l'absence de métaux lourds (plomb, etc.) parfois retrouvés dans l'eau du robinet en présence de canalisations anciennes. Les enjeux économiques relatifs à la commercialisation de l'eau en bouteille ont parfois conduit à distinguer le calcaire et le carbonate de calcium CaCO₃ en réalité identiques ; le calcaire étant aussi composé de carbonate de magnésium MgCO₃, et tous deux indispensables à l'organisme ;
les distributeurs d'eau du robinet mettent en avant le mauvais écobilan des bouteilles en plastique (pollution à la production, libération de produits chimiques lors de périodes de chauffe) et de leur transport, etc., ainsi que le coût, plus élevé, de l'eau en bouteille.

En France, les deux types d'eau contiennent des polluants³⁶.

Par ailleurs, l'eau sert aussi à nettoyer la nourriture et les vêtements, à se laver mais aussi pour remplir des piscines (et il faut 60 m³ d'eau pour remplir une piscine privée moyenne³⁷).^{[source insuffisante]}

Prélèvements et consommation par secteur

Articles détaillés : Ressource hydrique et Utilisation de l'eau.

Article connexe : Liste des pays par prélèvements d'eau.

En France, de 2008 à 2015 les distributeurs d'eau de France métropolitaine fournissent environ 5,5 milliards de mètres cubes d’eau potable par an³⁸, soit, en moyenne, 85 m³ par habitant et par an³⁸, ou 234 litres d’eau par personne et par jour³⁸ dont un tiers vient des eaux de surface³⁸ (20 % de cette eau est perdue via les fuites du réseau de distribution³⁸) ; et au total « plusieurs dizaines de milliards de m³ d’eau sont prélevés chaque année »³⁹ et utilisés comme eau potable (embouteillée ou non), mais aussi pour l'irrigation, l'industrie, l'énergie, les loisirs, le thermalisme, les canaux, l'entretien de voiries, la production de neige artificielle ou bien d'autres activités, mais c'est la production d'énergie qui en utilise le plus (59 % de la consommation totale) devant la consommation humaine (18 %), l'agriculture (irrigation) (12 %) et l'industrie (10 %)⁴⁰. Une banque nationale des prélèvements sur l'eau⁴¹ (BNPE) est disponible en ligne pour le grand-public comme les experts depuis 2015. Elle doit permettre le suivi des prélèvements quantitatifs (par environ 85 000 ouvrages connus en 2015) et d'évaluer la pression sur la ressource en eau (métropole et outre-mer français), avec des données détaillées ou de synthèse téléchargeables (mais « encore à consolider » en 2015)⁴²).

D'un point de vue économique, le secteur de l'eau est généralement considéré comme partie prenante du secteur primaire car exploitant une ressource naturelle ; il est même parfois agrégé au secteur agricole⁴³.

Secteur domestique

Article détaillé : Eau domestique.

Secteur agricole

Cette section ne cite pas suffisamment ses sources (mai 2017).

Article détaillé : Eau agricole.

L’agriculture est le premier secteur de consommation d’eau, notamment pour l’irrigation.

En France, l’agriculture absorbe plus de 70 % de l’eau consommée⁴⁴, ce qui peut s’expliquer par différentes raisons :

l’élevage dont le régime alimentaire implique la mobilisation de grandes quantités d’énergie et d’eau par ration produite ;
l’irrigation massive dans le but d’assurer des rendements maximaux pour des cultures nécessitant énormément d'eau⁴⁴ ;
l’accroissement de la population qui nécessite la production de plus grandes quantités de denrées alimentaires ;
des régimes alimentaires plus riches dus à une orientation croissante du mode de vie « à l’occidentale ».

De ce fait, au début des années 1960, les agriculteurs, pour accroître de manière conséquente leurs rendements, ont eu recours à l’agriculture intensive (utilisation d’engrais chimiques, de pesticides et de produits phytosanitaires). Cette agriculture intensive a eu pour conséquence de polluer les eaux des sols avec de fortes concentrations en azote, phosphore et molécules issues des produits phytosanitaires⁴⁴. Aujourd’hui, les traitements pour éliminer ces polluants sont complexes, onéreux et souvent difficiles à appliquer. Par conséquent, on s’oriente vers d’autres pratiques agricoles plus respectueuses de l’Homme et de l’environnement comme l’agriculture « intégrée » ou « biologique ». L'agroforesterie et les bocages sont des solutions pour construire des micro-climats et permettre la circulation de l'eau jusqu'à l'intérieur des terres grâce aux phénomènes d'évapotranspiration des végétaux. Pour exemple un hectare de hêtraie, qui consomme de 2 000 à 5 000 tonnes d’eau par an, en restitue 2 000 par évaporation⁴⁵.

Secteur industriel

Article détaillé : Eau industrielle.

L’eau est aussi utilisée dans nombre de processus industriels et de machines, telles que la turbine à vapeur ou l’échangeur de chaleur. Dans l'industrie chimique, elle est utilisée comme solvant ou comme matière première dans des procédés, par exemple sous forme de vapeur pour la production d'acide acrylique⁴⁶^,⁴⁷^,⁴⁸. Dans l’industrie, les rejets d’eau usée non traitée provoquent des pollutions qui comprennent les rejets de solutions (pollution chimique) et les rejets d’eau de refroidissement (pollution thermique). L’industrie a besoin d’eau pure pour de multiples applications, elle utilise une grande variété de techniques de purification à la fois pour l’apport et le rejet de l’eau.

L’industrie est ainsi grande consommatrice d’eau :

en Asie du Sud-Est et Pacifique, elle représente plus de 30 % des prélèvements d’eau⁴⁹. Dans ces régions l'industrie assure désormais 48 % du PIB total et cette proportion est en augmentation constante. La pollution et les déchets industriels mettent en danger les ressources en eau parce qu'ils dégradent et détruisent des écosystèmes à travers le monde. Ce phénomène menace la sécurité de l'eau⁵⁰ ;
les industries extractives consomment de plus en plus d'eau, et en particulier l'industrie pétrolière et gazière qui l'utilisent pour augmenter la pression dans les puits afin d'extraire plus d'hydrocarbures et plus rapidement, notamment avec la fracturation hydraulique. Une étude publiée en 2016 ayant porté sur 129 pays a porté sur l'empreinte eau de notre consommation énergétique : elle a montré d'importantes différences (selon les pays et les secteurs) en termes de dépendance aux ressources internationales en eau douce.
Par exemple, si l'industrie pétrolière a une ampleur comparable en Amérique du Nord et en Chine elle consomme en Amérique du Nord trois fois plus d'eau douce internationale. De même selon les données disponibles pour l'UE-28 avec, en moyenne, 86 % de la consommation d'eau douce associée au secteur pétrolier se faisant hors du pays de consommation. Un pays comme la France ne menace pas ses propres ressources puisque son pétrole est importé. Il peut être tenté d'accorder moins d'importance à ce phénomène que la Chine où cette question relève de la sécurité intérieure. Les pressions exercées par des pays riches sur des pays pauvres peuvent conduire à aggraver ou créer des pénuries d'eau et déstabiliser certains équilibres géostratégiques, au détriment de la paix, de la sécurité de l'eau et de l'énergie⁵¹. Les agrocarburants ne sont pas de ce point de vue une solution, car quand ils sont issus de plantes cultivées, ou de cultures artificielles d'algues, ils consomment aussi beaucoup d'eau⁵¹. Le nucléaire consomme aussi de l'eau, qu'il réchauffe, ainsi en France, environ 60 % des prélèvements d’eau (industrie) servent au refroidissement des centrales nucléaires^{[réf. nécessaire]} ;
en Suisse, la population s'est accrue depuis 1975 mais sa consommation totale d'eau a diminué : en 1981, 500 litres par habitant et par jour étaient consommés ; en 2011, cette consommation est de 350 litres environ. Cette baisse est due notamment aux efforts de l'industrie⁵². Une bonne gestion de l’eau est donc possible avec une maîtrise des coûts⁵³. Cependant, avec les canons à neige, l'industrie des loisirs pour les sports d'hiver utilise de plus en plus d'eau en la dégradant⁵⁴^,⁵⁵.

Interconnexion eau énergie

Article détaillé : Connexion eau-énergie.

Lutte contre les incendies

Article détaillé : Lutte contre l'incendie.

C’est parce que les combustibles se combinent avec l’oxygène de l’air qu’ils brûlent et dégagent de la chaleur. L’eau ne peut pas brûler puisqu’elle est déjà le résultat de la réaction de l’hydrogène avec l’oxygène.

Elle aide à éteindre le feu pour deux raisons :

lorsqu’un objet est recouvert d’eau, l’oxygène de l’air ne peut pas parvenir jusqu’à lui et activer sa combustion ;
la seconde est que l’eau peut absorber une grande quantité de chaleur lorsqu’elle se vaporise et, de ce fait, abaisser la température de la matière en combustion au-dessous de son point d’ignition.

Le craquage de l'eau ayant lieu à partir de 850 °C, on évite d'utiliser de l'eau sans additif si la température du brasier dépasse cette température. ^{[réf. nécessaire]}

Eaux usées

Articles détaillés : Eaux usées et Épuration des eaux.

L'assainissement et l'épuration sont les activités de collecte et traitement des eaux usées (industrielles, domestiques, ou autres) avant leur rejet dans la nature, afin d’éviter la pollution et les nuisances sur l’environnement. L'eau après un premier traitement souvent est désinfectée par ozonation, chloration ou traitement UV, ou encore par microfiltration (sans ajout de produit chimique dans ces derniers cas).

Politique et économie

Problématique de l'eau en montagne

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Les montagnes couvrent une part importante de la Terre. En Europe (35,5 % du territoire en Europe, 90 % en Suisse et en Norvège) et plus de 95 millions d’Européens y vivaient en 2006. Elles sont de véritables châteaux d’eau et jouent un rôle capital dans la gestion des ressources aquifères car elles concentrent une part importante des précipitations et tous les grands fleuves et leurs principaux affluents y prennent leur source.

En montagne, l'eau est une richesse écologique mais aussi source d'hydroélectricité et de commerce (mise en bouteille d’eau minérale), et le support de sports et loisirs en eaux vives. En Europe, 37 grandes centrales hydrauliques sont implantées en montagne (sur 50, soit 74 %) auxquelles s’ajoutent 59 autres grandes centrales sur 312 (18,9 %).

Les montagnes présentent des situations particulières, car elles sont tout d’abord des zones de risques :

avec la pente et le relief, conjugués à une végétation souvent rase et fragile du fait d’un climat plus rude, elles sont des zones d’intenses érosions et de concentration rapide des eaux qui forment les crues et les inondations qui peuvent être ravageuses pour les parties basses des bassins et des plaines. Le phénomène est accentué par le surpâturage et la déforestation, par l’imperméabilisation du sol par les constructions, les aires de stationnement et les routes, en particulier dans les zones de fort développement urbain et touristique ;
à l’inverse, l’abandon des secteurs les plus difficiles par les populations qui pratiquent des activités économiques traditionnelles comme le pastoralisme, a pour conséquences l’arrêt de l’entretien et la destruction des ouvrages collectifs, des zones de terrasses et des systèmes de drainage.

Mais l’eau en montagne, est surtout une source de richesse et de développement. Une meilleure valorisation de ce potentiel par l’aménagement du territoire peut être la source de nouvelles richesses pour l’économie des zones de montagne, mais dans le cadre d’un comportement économe et responsable. Avec le réchauffement climatique, les situations d’évènements extrêmes comme les sécheresses, les inondations et l’érosion accélérée, risquent de se multiplier et d’être, avec la pollution et le gaspillage, d’ici une génération un des principaux facteurs limitant le développement économique et social dans la plupart des pays du monde.

Selon les experts réunis à Megève en mars 2007 dans le cadre de l’« Année internationale de la montagne » avec la participation de la FAO, de l’UNESCO, du Partenariat mondial de l'eau et du Réseau international des organismes de bassin, afin de tirer un diagnostic et de formuler les propositions présentées au forum mondial de l'eau de Kyoto (mars 2003) : « La « solidarité amont-aval » reste trop faible : il vaut mieux aider les montagnes dans le cadre de politiques intégrées de bassins, pour qu’ils assurent la gestion et l’équipement nécessaires des hauts bassins versants. […] Il est impératif en effet de conduire en montagne des actions particulières renforcées d’aménagement et de gestion pour mieux se protéger contre les inondations et l’érosion, lutter contre les pollutions et optimiser les ressources en eau disponibles pour les partager entre les usagers, tant en amont que dans les plaines en aval. »^{[réf. souhaitée]}

Problématique de l'eau et l'urbanisme

Certains territoires connaissent un développement important induit par la mise en service d’infrastructures routières nouvelles et un dynamisme économique. En France, les documents d’urbanisme sont révisés fréquemment pour permettre la construction d’espaces nouveaux^{[réf. nécessaire]}. Or, l'extension des territoires urbanisés génère des impacts sur l’environnement : accroissement des prélèvements pour l’alimentation des populations en eau potable, augmentation des rejets (eaux pluviales et eaux usées), fragmentation des milieux naturels, etc.^{[réf. souhaitée]} Ceux-ci ne sont pas toujours correctement appréhendés au niveau des documents d'urbanisme, qui structurent et planifient l'espace^{[réf. nécessaire]}. Ces réflexions ont été au cœur du Grenelle de l’Environnement en 2007.

Ces impacts doivent être pris en compte en amont, dès la définition des projets structurants à l’échelle d’un territoire. Aussi convient-il de les intégrer dans l’élaboration des documents de planification urbaine (plans locaux d’urbanisme, cartes communales, etc.).

Enjeu géopolitique

Article détaillé : Géopolitique de l'eau.

L'eau est un objet et un vecteur de confrontations importantes. A ce titre, cette ressource est analysée sous le prisme de la géopolitique afin de rendre compte de son rôle dans le déclenchement de guerres⁵⁹.

Enjeu sanitaire et social

En 2017, sur 6,4 milliards d'êtres humains, 3,5 milliards de personnes boivent chaque jour de l’eau dangereuse ou de qualité douteuse⁶⁰. De plus, 2,4 milliards ne disposent pas de système d'assainissement d'eau. En 2018, 2 milliards d'êtres humains dépendent de l'accès à un puits. Il faudrait mobiliser 37,6 milliards de dollars par an pour répondre au défi de l'eau potable pour tous, quand l'aide internationale est à peine de trois milliards⁶⁰.

L'impossibilité d'accès à l'eau potable d'une grande partie de la population mondiale a des conséquences sanitaires graves. Ainsi, un enfant meurt toutes les cinq secondes de maladies liées à l’eau et à un environnement insalubre⁶¹ ; des millions de femmes s'épuisent en corvées d’eau ; entre 40 et 80 millions de personnes ont été déplacées à cause des 47 455 barrages construits dans le monde, dont 22 000 en Chine⁶²^{[réf. incomplète]}. Selon l’ONG Solidarités International, 361 000 enfants de moins de cinq ans meurent chaque année de diarrhée causée par un accès inadéquat à l’Eau, l'Hygiène et l'Assainissement (EHA)⁶³. Toutes causes confondues (diarrhées, choléra, gastro-entérites infectieuses aigües et autres infections), ces maladies hydriques⁶⁴ représentent selon l'Unicef 1,8 million de victimes chez les moins de cinq ans⁶⁵. Chaque année, 272 millions de jours de scolarité sont perdus à cause d'infections transmises par l'eau insalubre⁶⁰.

Symbolique

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Pavillon islandais de l’Expo 2000 à Hanovre.

Dans la théorie des humeurs corporelles, l’eau était associée au flegme, aussi dénommée pituite en physiologie antique.
Dans la symbolique occidentale, l’eau symbolise la purification, le renouveau : par exemple, l’eau coulante d’un fleuve.
L'eau est aussi un symbole de la tradition française dans la célébration des 100 ans de mariage (même si à ce jour aucun couple n'a été recensé comme ayant atteint ce stade).

L’eau a longtemps revêtu plusieurs aspects dans les croyances et les religions des peuples. Ainsi, de la mythologie gréco-romaine aux religions actuelles, l’eau est toujours présente sous différents aspects : destructrice, purificatrice, source de vie, guérisseuse, protectrice ou régénératrice.

L'eau dans les cultures, mythes et religions

Les sciences laissent penser que l’eau est indispensable à la vie. La mythologie et certaines religions ont lié l'eau à la naissance, à la fécondité, à la pureté ou à la purification.

L’eau est un des quatre éléments classiques mythiques avec le feu, la terre et l’air, et était vue par Empédocle comme l’élément de base de l’univers. Les caractéristiques de l’eau dans ce système sont le froid et l’humidité.
Plusieurs dieux et déesses romains et grecs sont issus des eaux : ainsi Océan, un Titan, le fleuve qui entoure le monde et son épouse Téthys, une titanide, tous deux issus de l’eau, donnèrent naissance aux dieux fleuves et à plus de trois mille Océanides, leurs filles. D’autres plus célèbres ont leur vie liée à l’eau, tels Vénus (« celle qui sort de la mer ») issue de la mythologie romaine et Amphitrite (déesse de la mer), Poséidon ou Nérée (divinité marine), tous issus de la mythologie grecque.
Avant Empédocle, Bouddha considérait les quatre éléments comme base de l’univers. Les caractéristiques de l’eau dans ce système sont le lien, le transport, la transmission, la communication, la synthèse. Les molécules d'eau s'allient et se délient des milliards de fois à chaque seconde. Du point de vue de l'unité dans l'approche symbolique, les quatre éléments forment une unité, qui peut être perçue comme la quintessence des quatre éléments. Dans cette perception, la symbolique de la terre (le solide, la structure), du feu (la température) et de l'air (le mouvement) peuvent être vus dans l'eau.
C’est aussi l’un des cinq éléments chinois avec la terre, le feu, le bois et le métal, associé au Nord et à la couleur noire, et l’un des cinq éléments japonais.
Pour les chrétiens, l'eau représente un « élément essentiel de purification et de vie », comme le rappelle le pape François dans son message pour la quatrième journée mondiale de prière pour la sauvegarde de la Création consacrée au thème de l'eau. Il mentionne le baptême, sacrement de la renaissance, où l'eau sanctifiée par l’Esprit est la matière par laquelle Dieu nous a vivifiés et renouvelés ; c’est la source bénie d’une vie qui ne meurt plus⁶⁶.

L'eau destructrice

L’eau revêt cet aspect destructeur notamment lorsqu’on parle de fin du monde ou de genèse. Mais cela ne se limite pas aux religions monothéistes. Ainsi, dans l’épopée de Gilgamesh, une tempête qui dura six jours et sept nuits était à l’origine des inondations et de la destruction de l’humanité. Les Aztèques ont eux aussi cette représentation de l’eau puisque le monde du Soleil d’Eau placé sous le signe de l’épouse de Tlaloc est détruit par un déluge qui rasera même jusqu’aux montagnes. « Et l’Éternel dit : J’exterminerai de la face de la terre l’homme que j’ai créé, depuis l’homme jusqu’au bétail, aux reptiles, et aux oiseaux du ciel ; car je me repens de les avoir faits. » : c’est par cela qu’est désignée la fin du monde dans la genèse judéo-chrétienne, et d’ajouter : « Les eaux grossirent de plus en plus, et toutes les hautes montagnes qui sont sous le ciel entier furent couvertes »⁶⁷. Le mythe des aborigènes d’Australie est, quant à lui, attaché à l’idée de punition et non pas de destruction, puisqu’une grenouille géante aurait absorbé toute l’eau et asséché la terre mais aurait tout recraché en rigolant aux contorsions d’une anguille. Les marées contribuent lentement aux phénomènes d'érosion et d'engraissement sur les littoraux mais ce sont les grandes inondations et tsunamis qui marquent périodiquement les esprits. Depuis l'ère industrielle, de nombreuses usines et autres facteurs de risques ont été concentrés dans les vallées et sur les littoraux, faisant que le risque technologique peut se combiner avec les risques liés aux manques ou excès d'eau. Le Genpatsu shinsai est par exemple au Japon l'association du risque nucléaire au risque de tsunami, l'occurrence simultanée de deux événements de ce type aggravant fortement leurs conséquences respectives.

L'eau purificatrice

À proximité du tombeau de Daniel en Ouzbékistan, de l'eau de source est bue et emportée par les pèlerins.

Cet aspect donne à l’eau un caractère presque sacré dans certaines croyances. En effet, outre la purification extérieure que confère l’eau, il y a aussi cette faculté d’effacer les difficultés et les péchés des croyants à son contact et de laver le croyant de toute souillure. Les exemples sont nombreux, allant de la purification dans le Gange dans l’hindouisme (où beaucoup de rituels sont exécutés au bord de l’eau tels que les funérailles) ou les ablutions à l’eau dans l’Islam jusqu’au baptême dans le christianisme ou l’initiation des prêtres shintoïstes.

L'eau guérisseuse et protectrice

Outre l’aspect purificateur, l’eau s’est étoffée au cours des siècles et des croyances d’une faculté de guérison. Plusieurs signes de culte et d’adoration datant du Néolithique ont été retrouvés près de sources d’eau en Europe. Longtemps, des amulettes d’eau bénite ont été accrochées à l’entrée des maisons pour protéger ses occupants du Mal. On considère que le contact avec certaines eaux peut aller jusqu’à guérir de certaines maladies. L’exemple le plus proche est celui du pèlerinage à Lourdes en France où chaque année des milliers de gens se rendent pour se baigner dans sa source. Parmi les cas de guérison par l’eau de Lourdes, 67 ont été reconnus par l’Église catholique. Les rituels thérapeutiques christianisés des bonnes fontaines en constituent une autre illustration⁶⁸. Du point de vue de la science, les propriétés curatives ont été démontrées car aujourd’hui l’hydrothérapie est courante dans les soins de certaines maladies.

Le canular du monoxyde de dihydrogène (DHMO)

Article principal : Canular du monoxyde de dihydrogène.

Le canular du monoxyde de dihydrogène, conçu par Eric Lechner, Lars Norpchen et Matthew Kaufman, consiste à attribuer à l’eau la dénomination scientifique de monoxyde de dihydrogène (DHMO), inconnue des non-initiés, et à tenir à son sujet un discours solennellement scientifique de manière à créer chez l’auditeur une inquiétude injustifiée.

Notes et références

Notes

L'eau pure est légèrement bleue, mais elle est si transparente que cette couleur n'est perceptible qu'à partir de plusieurs mètres d'épaisseur. Pour plus de détails, voir Couleur de l'eau¹.
À grande profondeur dans les deux planètes géantes glacées du Système solaire, dans les satellites des deux planètes géantes gazeuses et dans les planètes naines, l'eau solide n'est pas de la glace ordinaire mais l'un de ses nombreux polymorphes.
On ne sait pas quelles formes peut prendre la vie extraterrestre, mais il est probable que l'eau liquide lui soit également indispensable.
L’eau pure est parfois désignée sous le nom de « solvant universel ». D'où la teneur en matière sèche ou gazeuse des eaux minérales. L'eau fortement minéralisée perd cette capacité de dissolution importante. Elle relargue parfois sa charge de matière transportée, par exemple sous forme de tartres ou roches chimiques dites évaporites.
Au moment de la création de cette échelle, c'était le contraire : le 0 était sur l'eau en ébullition, et le 100 sur la glace fondante (Leduc et Gervais 1985, p. 26)(Parrochia 1997, p. 97-98)
Par construction, un écart d'un degré Celsius est donc strictement égal à un écart d'un kelvin.
La différence entre les deux échelles n'est que de quelques centièmes de degré de 0 à 100 °C.
Dans la molécule CH₄ les quatre doublets sont identiques et forment deux à deux des angles de 109,5° ; dans la molécule H₂O les deux doublets liants se repoussent un peu moins que les autres couples de doublets, ce qui explique cet angle de 104,5°, un peu plus faible que celui de la symétrie tétraédrique (en).
Une molécule d'eau peut cependant n'avoir aucun dipôle électrostatique lorsque ses atomes d'hydrogène sont délocalisés par effet tunnel. C'est le cas pour une unique molécule d'eau piégée dans la structure cristalline d'un béryl à des températures de quelques kelvins³⁰.

Pour un Américain moyen

Références

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Les fontaines à thérapie en France sont présentées dans : Brigitte Caulier, « L'eau et le sacré - Les cultes thérapeutiques autour des fontaines en France du Moyen Âge à nos jours » [archive], Beauchesne éd., presses de l'université Laval, 1990 (ISBN 2-7010-1214-7)

Voir aussi

Sur les autres projets Wikimedia :

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eau, sur le Wiktionnaire (thésaurus)
Introduction à la chimie de l'eau, sur Wikiversity
Thèmes photographiques : l'eau, sur Wikibooks
Eau, sur Wikiquote

Bibliographie

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Daniel Parrochia, Météores : Essai sur le ciel et la cité, Editions Champ Vallon, 1^er janvier 1997, 250 p. (ISBN 978-2-87673-238-4, lire en ligne [archive])
Ghislain de Marsily, L'eau, Flammarion, 2001, 129 p.

Liens externes

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Puits

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Pour l’article ayant un titre homophone, voir Puy.

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puits, sur le Wiktionnaire

Femmes au puits par Paul Signac.

Le puits de saint Patrice, à Orvieto en Italie, fut creusé sur ordre du pape, à la suite du sac de Rome de 1527, afin d'assurer l'approvisionnement en eau en cas de siège. Illustratif de l'inventivité de l'architecture de la Renaissance, un escalier en double spirale permettait à des mules de descendre dans le puits en sens unique.

Puits est un nom commun ou plus rarement un nom propre qui peut désigner :

Cavité verticale physique

Un puits est, à l'origine, une cavité physique verticale, connectant deux niveaux de profondeurs différentes, pénétrables ou non.

Un puits peut être naturel (puits dans les cavités du karst, visitable en spéléologie) ou artificiel, généralement anthropique dans ce dernier cas.

On distingue notamment les types de puits suivants, nommés d'après leur position ou leur usage :

un puits à eau (voir aussi puits artésien), comme le puits de Bennwihr ou le puits de Neuwiller-lès-Saverne ;
un grand puits ou puits de siège, puits à eau construit avec des outils à main et ayant plus de 30 mètres de profondeur. Exemple : Fort de Joux ;
un puits perdu, sorte de puisard ;
un puits de pétrole ;
un puits de lumière ;
un puits de chaleur :
un puits de mine ;
un puits de forage ;
un puits en hauteur, c'est-à-dire un puits de lumière ;
un puits provençal ou puits canadien ;
un puits à marches ;
le puits de Sangatte (voir TML) est un exemple de puits en tant qu'ouvrage d'art ;
le puits est un édifice situé rue Saint-Maur à Verdun ;
un puits de dépôt, utilisé en biologie moléculaire, ainsi que la plaque 96 puits ;
un puits à souhait, dans certaines légendes.

Il existe dans l'Angleterre rurale une tradition de décoration de puits.

Jonction virtuelle entre deux niveaux

Par extension, le puits a pris également un sens figuré, représentant une jonction entre deux niveaux, par analogie aux différences d'altitudes des puits physiques :

puits de carbone ;
puits de potentiel ;
puits quantique ;
puits écologique (cf. théorie source-puits, en écologie et dynamique des populations) ;
la notion de puits est utilisée en mathématiques, dans la théorie des graphes.

Toponyme

Puits, commune française du département de la Côte-d'Or ;
place du Puits-Artésien, ancien nom de la place Paul-Verlaine, à Paris ;
rue du Puits-de-l'Ermite et place du Puits-de-l'Ermite, à Paris ;
place du Puits-Rouge à Luxembourg-ville ;
la grotte des Puits, grotte naturelle située sur la commune de Pierre-la-Treiche.

Catégorie :

Homonymie

Pompe à eau

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Une pompe à eau est une pompe qui permet la mise en mouvement de l'eau ; on peut la rencontrer sous différentes formes :

une pompe à incendie est une pompe destinée à la lutte contre les incendies;
une noria est une pompe à eau qui permet, entre autres, d'irriguer les champs ;
la vis d'Archimède permet de pomper l'eau sur un faible dénivelé ;
dans un moteur à combustion interne, la pompe à eau est un élément du circuit de refroidissement qui permet de maintenir le moteur à sa température « idéale » de fonctionnement,
en chimie et en physique pour obtenir un vide partiel, une trompe à eau est employée.

Réservoir d'eau de pluie

Articles principaux : Réservoir d'eau, Installation de récupération d'eau de pluie et Stockage des eaux.

Some of the rainwater tanks around CERES Community Environment Park, in Melbourne, Australia.

Un réservoir à eau de pluie (en anglais, rainwater tank, parfois appelé rain barrel en Amérique du Nord en référence à des réservoirs plus petits, ou water butt au Royaume-Uni) est un réservoir d'eau utilisé pour collecter et stocker les eaux pluviales. Un système de captage ou de collecte des eaux pluviales (également connu sous le nom de «collecte des eaux de pluie») peut produire 2 358 litres d'eau à partir de 2,54 cm de pluie sur un toit de 92,9 m² (1 000 pi2). Les réservoirs d'eau de pluie sont des dispositifs de collecte et de rétention de la pluie récoltée.

Des réservoirs d'eau de pluie sont installés pour utiliser l'eau de pluie pour une utilisation ultérieure, réduire l'utilisation de l'eau du réseau pour des raisons économiques ou environnementales et favoriser l'autosuffisance. L'eau stockée peut être utilisée pour arroser les jardins, l'agriculture, les chasses d'eau, dans les machines à laver, laver les voitures et aussi pour boire, surtout quand les autres sources d'eau sont indisponibles, chères ou de mauvaise qualité ; lorsque des précautions adéquates sont prises, l'eau n'est pas contaminée et est filtrée de manière adéquate.

Les réservoirs d'eau de pluie souterrains peuvent également être utilisés pour la rétention des eaux pluviales en vue d'un rejet ultérieur et offrent une variété d'avantages décrits plus en détail ci-dessous. Dans les climats arides, les citernes à eau de pluie sont souvent utilisées pour stocker l'eau pendant la saison des pluies, pour une utilisation ultérieure pendant les périodes de sécheresse.

Les réservoirs d'eau de pluie peuvent avoir un coût (perçu) initial élevé. Cependant, de nombreuses maisons utilisent des barils de pluie à petite échelle pour récolter de petites quantités d'eau pour des applications d'aménagement paysager et de jardinage plutôt que comme substituts de l'eau potable. Ces petits barils de pluie, souvent recyclés à partir de barils de stockage et de transport de nourriture ou, dans certains cas, de tonneaux de vieillissement du whisky et du vin, sont souvent peu coûteux. Il existe également de nombreuses conceptions à faible coût qui utilisent des matériaux disponibles localement et des technologies au niveau des villages pour des applications dans les pays en développement où il existe peu d'alternatives pour l'eau potable. Bien que la plupart d'entre eux soient correctement conçus pour éliminer les moustiques, l'absence de systèmes de filtrage ou de boucle fermée appropriés peut créer des aires de reproduction pour les larves. Avec les réservoirs utilisés pour l'eau potable, l'utilisateur court un risque pour la santé si un entretien n'est pas effectué¹.

Contamination et maintenance

Si l'eau de pluie est utilisée pour boire, elle est souvent filtrée en premier. La filtration (comme l'osmose inverse, la stérilisation aux ultraviolets ou l'ultrafiltration) peut éliminer les pathogènes. Bien que l'eau de pluie soit pure, elle peut être contaminée lors de la collecte ou lors de la collecte de particules dans l'air à mesure qu'elle tombe². Alors que l'eau de pluie ne contient pas de chlore, la contamination par les polluants atmosphériques, qui se déposent sur les toits, peut être un risque dans les zones urbaines ou industrielles. De nombreux fournisseurs d'eau et autorités sanitaires, tels que le ministère de la Santé de la Nouvelle-Galles du Sud, ne conseillent pas d'utiliser l'eau de pluie pour boire lorsqu'il existe une autre source d'approvisionnement en eau disponible. Cependant, les rapports de maladie associés aux réservoirs d'eau de pluie sont relativement rares, et les études de santé publique en Australie du Sud (l'état australien avec le plus haut taux d'utilisation de l'eau de pluie) n'ont pas identifié de corrélation. L'eau de pluie est généralement considérée apte à boire si elle sent, goûte et a bonne apparence³; Cependant, certains agents pathogènes, la contamination chimique et le métal en suspension sous-micrométrique peuvent ne produire ni odeur, ni goût, ni être visibles^{[réf. nécessaire]}.

Les normes australiennes peuvent différer considérablement des autres endroits dans le monde où l'eau de pluie est couramment utilisée pour l'eau potable. Aux États-Unis, l'eau de pluie est de plus en plus utilisée dans tout le pays à diverses fins. Dans l'État de l'ouest semi-aride du Nouveau-Mexique, par exemple, de nombreux résidents des zones de Taos et de Santa Fe utilisent l'eau de pluie pour l'aménagement paysager ou même pour tous les usages domestiques (y compris l'eau potable). La norme "odeurs, goûts et esthétique" utilisée dans le paragraphe ci-dessus n'est pas un indicateur absolu de la sécurité des eaux pluviales. La plupart des utilisateurs d'eau de pluie à des fins de consommation d'eau potable aux États-Unis veillent à ce que leur eau soit sûre par filtration, stérilisation aux ultraviolets et tests..

Certaines peintures et certains matériaux de couverture peuvent provoquer une contamination. En particulier, une publication de Melbourne Water conseille de ne jamais utiliser de peintures à base de plomb. Les revêtements à base de goudron ne sont pas recommandés car ils affectent le goût de l'eau. Le zinc peut également être une source de contamination dans certaines peintures, ainsi que dans le fer galvanisé⁴ ou les toits en zincalume, en particulier lorsqu'ils sont neufs, ne devraient pas recueillir d'eau pour l'usage potable. Les toits peints avec des peintures acryliques peuvent contenir des détergents et d'autres produits chimiques se dissolvent dans les eaux de ruissellement. Les eaux de ruissellement des toits en fibrociment doivent être jetées pendant tout l'hiver, en raison de la lixiviation de la chaux. Les bois traités chimiquement et les solins en plomb ne doivent pas être utilisés dans les bassins de toit. De même, l'eau de pluie ne devrait pas être collectée sur des parties du toit incorporant des conduits de fumée provenant de brûleurs à bois sans un degré élevé de filtration. Les tuyaux d'évacuation ou de débordements provenant d'appareils montés sur le toit, tels que climatiseurs ou systèmes d'eau chaude, ne devraient pas être avoir leur alimentation de décharge dans un réservoir d'eau de pluie.

"Copper Poisoning", un article de presse de 2010, reliait l'empoisonnement au cuivre à des réservoirs en plastique. L'article indiquait que l'eau de pluie était recueillie et stockée dans des réservoirs en plastique et que le réservoir ne faisait rien pour atténuer le faible pH⁵. L'eau a ensuite été introduite dans les maisons par des tuyaux en cuivre. Le cuivre a été libéré par les eaux de pluie très acides et a causé un empoisonnement chez les humains. Il est important de noter que, bien que le réservoir en plastique soit un conteneur inerte, les pluies acides recueillies pourraient et devraient être analysées et ajustées en fonction du pH avant d'être introduites dans un système d'approvisionnement en eau domestique. La solution consiste à surveiller l'eau de pluie stockée avec des bandes de piscine (swimming pool strips), bon marché et disponibles dans les points de vente des piscines.

Si l'eau est trop acide, l'état, ou les autorités sanitaires locales peuvent être contactés pour obtenir des conseils, des solutions précises et des limites de pH, et des directives sur ce qui doit être utilisé pour traiter l'eau de pluie.

L'entretien comprend la vérification des toits et des gouttières pour la végétation et les débris, le maintien des tamis autour du réservoir et, occasionnellement, le vidange (enlèvement des sédiments par drainage et nettoyage du réservoir des algues et autres contaminants).

Les réservoirs d'eau de pluie qui ne sont pas correctement scellés (fixés au sommet) peuvent servir de lieux de reproduction pour les moustiques⁶.

Plusieurs options pour traiter le problème des moustiques: 1. Rincer TOUTE l'eau une fois par semaine 2. Utiliser une petite quantité d'huile de cuisson pour étouffer les larves (après cela, l'eau est encore acceptable pour l'arrosage) 3. Ajouter le bacille Bt à l'eau. Cette bactérie ne nuira pas aux animaux. 4. Ajout de poissons mangeurs de moustiques.

Une autre façon de stocker l'eau de pluie sans se soucier de la contamination par les moustiques est d'utiliser des réservoirs de stockage souterrains. Les réservoirs souterrains gardent l'eau trop fraîche (12,8 °C)) pour les larves de moustiques et sont également sombres, empêchant ainsi la croissance des moustiques, des bactéries et des algues. Un article de Richard Hill approfondit les avantages du stockage souterrain de l'eau de pluie⁷.

Réservoirs

Un réservoir d'eau en plastique (IBC)

De grands réservoirs d'eau de pluie en polyéthylène sont installés.

Les réservoirs d'eau de pluie peuvent être construits à partir de matériaux tels que le plastique (polyéthylène), le béton, l'acier galvanisé, ainsi que la fibre de verre et l'acier inoxydable qui sont résistants à la rouille et aux produits chimiques. Les réservoirs sont généralement installés au-dessus du sol, et sont généralement opaques pour empêcher l'exposition de l'eau stockée à la lumière du soleil, pour diminuer la prolifération d'algues.

Les réservoirs peuvent être couverts et avoir des entrées filtres pour exclure les insectes, les débris, les animaux et les fientes d'oiseaux. Presque tous les réservoirs en acier actuellement produits pour la collecte des eaux pluviales domestiques sont munis d'un revêtement intérieur en plastique pour augmenter la durée de vie du réservoir, prévenir les fuites et protéger la qualité de l'eau.

En dehors des toits, des réservoirs peuvent également être installés pour recueillir l'eau de pluie des terrasses en béton, des allées et autres surfaces imperméables.

La taille initiale variait habituellement de 400 à 100 000 litres (110 à 26 420 gal US). Aujourd'hui, la technologie moderne permet à des applications modulaires et évolutives d'atteindre des millions de litres ou des centaines de milliers de gallons américains⁸.

De plus petits réservoirs, tels que les barils en plastique (208 litres (55 US gal) -) sont également utilisés dans certains cas. Des systèmes modulaires modernes et évolutifs, comme le module Rainwater HOG de 193 litres (51 gal US)⁹ et le Stratco Aquabarrel de 500 litres (133 gallons)¹⁰ peut être utilisé pour décentraliser le captage des eaux pluviales en stockant de plus petits volumes à chaque descente pluviale. Les réservoirs plus grands sont couramment utilisés là où il n'y a pas d'accès à un approvisionnement en eau centralisé. Des entreprises comme Solar Survival Architecture recommandent un réservoir de 1 135 litres pour une maison de deux personnes (si des toilettes à compost sont placées) et si la région reçoit au moins 762 mm (30,0 po) de précipitations par année. S'il en reçoit moins (entre 254 et 762 mm (10 à 30,0 po), 2 ou 3 de ces réservoirs de 300 gallons peuvent être placés de façon à recueillir plus de pluie lorsqu'il pleut. Affectant également la taille du réservoir, les précipitations prévues, la variabilité des précipitations, les prix plus élevés pour les grands réservoirs, l'utilisation prévue de l'eau de pluie et la consommation typique pour ces utilisations, la zone de drainage du toit à destination du réservoir, la sécurité d'approvisionnement souhaitée.

La plupart des bassins de captage des eaux pluviales utilisés dans le monde sont composés de polyéthylène vierge, une substance qui, aux États-Unis, est agréée par la FDA et la NSF pour le stockage de l'eau potable. D'autres types de réservoirs utilisés pour le stockage de l'eau de pluie comprennent la fibre de verre, le métal galvanisé, l'acier inoxydable et le béton. Chaque type de réservoir a des aspects positifs et négatifs. Les réservoirs en polyéthylène, lorsqu'ils sont placés au-dessus du sol, peuvent être sujets à la croissance des algues ainsi qu'à la possibilité d'une courte durée de vie (20 ans) en raison de l'exposition normale aux rayons UV du soleil. Les cuves en fibre de verre très résistantes doivent subir un processus de revêtement spécifique pour être adaptées à l'eau potable. Les réservoirs galvanisés doivent être doublés ou revêtus à la fois pour la potabilité et pour empêcher la rouille inévitable à tous les joints soudés. Les réservoirs galvanisés non revêtus lixivient le zinc dans l'eau stockée et ne sont pas recommandés dans la plupart des cas - certainement pas pour l'eau stockée pour la consommation humaine. Les réservoirs en béton lessivent une substance plus bénigne - la chaux - dans l'eau stockée et beaucoup sont utilisés dans le monde pour le stockage de l'eau de pluie.

Une méthode de récolte de l'eau de pluie a été des systèmes modulaires et évolutifs qui peuvent être installés sous terre. Ceux-ci sont venus comme une évolution d'une application géosynthétique appelée réservoirs d'infiltration, qui, lorsqu'ils sont empilés, fournissent un volume d'espace vide qui permet le stockage de l'eau. La conception industrielle améliorée et plus rentable permet maintenant le stockage théoriquement illimité de l'eau souterraine. Des exemples de ces structures modulaires sont les réservoirs à matrice Atlantis utilisés dans le projet Manly Stormwater Treatment and Re-use du Conseil de Manly en Australie¹¹.

Augmentation d'approvisionnement en eau

Dans certaines villes, l'installation de réservoirs d'eau de pluie peut être obligatoire ou peut aider à l'approbation d'un nouveau bâtiment. Par exemple, à Victoria, en Australie, les nouvelles maisons dotées d'un réservoir d'eau de pluie raccordé à toutes les toilettes à chasse d'eau reçoivent une étoile supplémentaire de la cote énergétique House Energy Rating 5 étoiles requise. Certains gouvernements subventionnent les achats de réservoirs d'eau de pluie ou accordent des rabais dans les zones où ils sont considérés comme un moyen important d'augmentation de l'approvisionnement en eau¹². Aux États-Unis, le comté de Santa Fe, au Nouveau-Mexique, exige un système de collecte des eaux pluviales sur toute nouvelle construction de plus de 2 500 pieds carrés, principalement à des fins d'aménagement paysager et pour éviter une trop grande dépendance aux sources, mais dans certains cas, parce que l'eau souterraine est trop chère à obtenir, si elle est disponible.

L'eau de pluie destinée à compléter l'approvisionnement en eau potable peut être considérée comme une alternative à d'autres options d'approvisionnement en eau telles que le recyclage ou le dessalement de l'eau de mer. Les réservoirs sont souvent perçus comme ayant des coûts environnementaux comparativement moins élevés que les autres options d'augmentation de l'approvisionnement en eau.

La collecte de l'eau de pluie peut être rendue compatible avec l'alimentation en eau centralisée en la pulsant à l'aide d'une électropompe.

L'utilisation généralisée des barils de pluie modifie également la quantité d'eau de pluie atteignant le sol dans une zone particulière et drainée dans les cours d'eau. Selon le climat, cela aide à prévenir l'érosion, la sédimentation et /ou la pollution, et peut réduire la pression sur les systèmes de drainage des eaux pluviales; sinon, les rivières pourraient s'assécher et les étangs stagner si l'eau était détournée vers un autre bassin versant. Si l'eau collectée est utilisée dans le même bassin versant que celui où elle est collectée, la collecte des eaux pluviales peut en fait stabiliser le débit dans les rivières et permettre un transfert plus régulier et filtré des eaux souterraines dans les étangs.

Loi du Colorado

Dans l'État du Colorado, aux États-Unis, l'installation des barils de collecte des eaux pluviales est soumise à la Constitution de l'État du Colorado, aux lois de l'État et à la jurisprudence¹³. C'est une conséquence du système des droits d'eau dans l'état; Le mouvement et la détention de l'eau de pluie sont inextricablement liés à la propriété des droits d'eau et sont inscrits dans la constitution de l'État du Colorado. L'utilisation de l'eau dans le Colorado et dans d'autres États occidentaux est régie par ce qu'on appelle la doctrine de l'appropriation préalable. Ce système de répartition de l'eau contrôle qui utilise quelle quantité d'eau, les types d'utilisation permis et quand ces eaux peuvent être utilisées. Ceci est souvent appelé le système de priorité ou «premier arrivé, premier dans son droit." Puisque toute l'eau arrivant au Colorado a été attribuée aux «détenteurs de droits d'eau supérieurs» depuis les années 1850, l'eau de pluie empêchée de couler en aval peut ne pas être disponible pour son propriétaire légitime. En 2009, une loi a été promulguée au Colorado, autorisant la capture d'eau de pluie à usage résidentiel soumise à de fortes limitations et conditions. Pour être permise, une résidence ne peut être raccordée à un système d'approvisionnement en eau domestique desservant plus de trois habitations unifamiliales. Le permis doit être acheté auprès du bureau de l'ingénieur de l'État et est soumis à des restrictions d'utilisation de l'eau¹⁴.

Réservoir d'eau de pluie interne.

Des réservoirs d'eau de pluie ou des fûts peuvent être utilisés à l'intérieur d'une maison pour fournir la masse thermique à un mur trombe Les réservoirs modulaires Rainwater Hog inventés par Sally Dominguez pour s'intégrer dans la structure du bâtiment ont été utilisés dans le bâtiment Modabode House of the Future et sur le mur du foyer du bâtiment du département de la durabilité à Anglesea, Victoria, pour exploiter la plus grande valeur de l'eau de pluie stockée pour ajouter une masse thermique efficace aux espaces clos¹⁵.

Des réservoirs d'eau de pluie spécialement conçus peuvent également être intégrés dans ou sous la dalle de béton d'un bâtiment (réservoir de stockage).

Une maison à Cape Schanck Victoria, Australie utilise un réservoir d'eau de pluie interne pour fournir le refroidissement à la salle de séjour en été. En hiver, le réservoir est drainé et enveloppé dans une veste isolante. Le réservoir fournit également un soutien structurel au toit, et l'excès d'eau est utilisé pour un usage domestique, y compris la consommation d'eau potable¹⁶^,¹⁷.

Voir également

Citerne souple

Références

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[afficher] v · m Eau pluviale et eau de ruissellement

Fontaine

Pour les articles ayant des titres homophones, voir Fontaines, Lafontaine, Delafontaine et Fonteyne.

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Fontaines de la Place du Théâtre Français par Maurice De Meyer (1911-1999).

Cette page contient les pages d'homonymie de Fontaine, La Fontaine et de La Fontaine.

Une fontaine est d'abord le lieu d'une source, d'une « eau vive qui sort de terre », selon le premier dictionnaire de l'Académie française. C'est également une construction architecturale, généralement accompagnée d'un bassin, d'où jaillit de l'eau.

Fontaines naturelles

Fontaine publique à Aix-les-Bains.

Fontaine intermittente de Fontestorbes, à Bélesta, dans l'Ariège.
Fontaine de Moutte, à Fort-de-France, en Martinique.
Fontaine de Vaucluse, dans la commune du même nom.
Fontaine Napoléon, au Col de la Faucille dans le département de l'Ain.
Fontaine rouge, à Pont-à-Mousson.
Jardins de la Fontaine, parc de Nîmes autour de la source naturelle de la ville

Points d'eau publics

Mythologie et religion

Fontaine de Barenton, dans la forêt de Brocéliande.
Fontaine de jouvence, fontaine magique permettant de rajeunir
Fontaines à dévotion, fontaines réputées miraculeuses

Monuments

Fontaine de Dauborn (Hesse).

Fontaine à Madrid
Photo Alfonso Begué

Liste des fontaines de France protégées aux monuments historiques
À Paris : voir la Liste des fontaines de Paris et la Liste des fontaines de Paris disparues.
La Belle Fontaine, à Nuremberg.
Fontaine Barcaccia, à Rome.
Fontaine Bethesda, dans Central Park à New York.
Fontaine Brabo, à Anvers.
Fontaine chrob ou chouf, à Marrakech, au Maroc.
Fontaine d'Ain El Fouara, à Sétif, en Algérie.
Fontaine d'Agam, à la Défense, en France.
Fontaine Desaix à Riom.
Fontaine Desaix à Combronde.
Fontaine des comtes d'Egmont et de Hornes, à Bruxelles.
Fontaine des trois ordres, à Grenoble
Fontaine commémorative de Diana, princesse de Galles, dans Hyde Park à Londres.
La Fonte Gaia sur le Campo de Sienne
Fontaine Jean Valjean, à Montfermeil.
Fontaine de Buckingham, à Chicago.
Fontaine monumentale d'Évreux.
Fontaine Kohl à Prague.
Fontaine de Neptune, à Bologne.
Fontaine de Neptune, à Florence.
Fontaine de Trevi, à Rome.
Fontaine de la ruelle Lamberton à Bitche.
Fontaine des Néréides, à Buenos Aires.
Fontaine des tortues, à Rome.
Fontaine du Grand Sablon, à Bruxelles.
Fontaine du Pilori, à La Rochelle.
Fontaine des Quatre-Fleuves, à Rome.
Fontaine des éléphants, à Chambéry.
Fontaine Jean-Baptiste de La Salle, à Rouen.
Fontaine chaude à Dax.
Fontaine de la Grand Font

Fontaine de la Grand Font.

à Joyeuse (Ardèche)

Patronyme

Fontaine est un nom de famille notamment porté par :

Agathe de La Fontaine (née en 1972), actrice française ;
Alexis Fontaine des Bertins (1725-1771), géomètre français ;
Allan La Fontaine (1910-1990), joueur français de football australien ;
André Fontaine ;
Anne Fontaine ;
Benoît Mottet de La Fontaine (1745-1820), officier de la marine français en Inde ;
Bernard de Fontaine (1090 ou 1091-1153), abbé de Clairvaux ;
Brigitte Fontaine (née en 1940), chanteuse et écrivain française ;
Bruno Fontaine ;
Camille Fontaine (1978-), scénariste et réalisatrice française ;
Cécile Fontaine (1957-), artiste cinéma expérimental française ;
Catherine Fontaine (née en 1959), chanteuse française ;
Chantal Fontaine (née en 1965), actrice québécoise ;
Charles Louis Fontaine (1767-1849), homme politique français ;
Damien Fontaine (1975-), metteur en scène, scénographe, scénariste français ;
Edme-Adolphe Fontaine (1814-1883), artiste peintre française ;
Émile Fontaine ;
Florence Fontaine (née en 1964), costumière française ;
Francis de La Fontaine (1672-1767), rhétoricien et dramaturge bruxellois néérlandophone ;
François Fontaine ;
François-Xavier Octavie Fontaine (1762-1812), général français ;
Gaspard-Théodore-Ignace de La Fontaine (1787-1871), homme politique luxembourgeois ;
Gérard Fontaine (1938-2018), président de l'université Claude Bernard Lyon 1 entre 1992 et 1997 ;
Gérard Fontaine (né en 1942), chercheur français;
Gilles Fontaine (1948-2019), astrophysicien québécois ;
Gustave Fontaine (1877-1952), sculpteur belge ;
Guy Fontaine (né en 1945), journaliste belge ;
Henri Fontaine ;
Henri La Fontaine (1854-1943), prix Nobel de la paix 1913 ;
Hippolyte Fontaine (1833-1910), industriel français ;
Hubert Fontaine (né en 1956), animateur de radio français ;
Jacques Fontaine de La Roche (1688-1741), janséniste français ;
Jacques Fontaine ;
Jean Fontaine
Jean de La Fontaine (1621-1695), poète et moraliste français, connu principalement pour ses Fables ;
Jean-Marc Fontaine (1944-2019), mathématicien français ;
Jean-Pascal Fontaine (né en 1989), footballeur français ;
Jeanne Fontaine (1897-1994), hôtesse de l'air française ;
Johanne Fontaine (1955-2018), actrice québécoise ;
José Fontaine (né en 1946), journaliste belge et militant nationaliste wallon ;
Jules Fontaine (1817-1888), militant socialiste français, communard ;
Just Fontaine (né en 1933), footballeur français ;
Karen Pinette-Fontaine (1999-), auteure-compositrice-interprète et réalisatrice innue ;
Laura Fontaine (2003-), céiste française ;
Laurence Fontaine (1946-), historienne française ;
Laurent Fontaine ;
Léa Fontaine (née en 2000), judokate française ;
Léonie La Fontaine (1857-1949), féministe et pacifiste belge ;
Logan Fontaine (né en 1999), nageur français ;
Louis-Hippolyte La Fontaine (1807-1864), homme politique canadien ;
Louise Marie Madeleine Fontaine (1706-1799), femme d'esprit française, propriétaire du château de Chenonceau ;
Mademoiselle de La Fontaine (1655-1738), ballerine française ;
Marcel Fontaine (1943-1997), diplomate français, otage au Liban ;
Marie Anne Louise Fontaine (1710-1765) ;
Marie-Pierre Fontaine (1712-1775), poète français ;
Marion Fontaine (née en 1978), historienne française ;
Maurice Fontaine
Michel Fontaine
Moril Fontaine (1914-1999), sage-femme, syndicaliste et personnalité politique de La Réunion ;
Nicolas Fontaine ;
Nicole Fontaine (1942-2018), femme politique française ;
Phil Fontaine (né en 1944), homme politique canadien ;
Philippe Fontaine (né en 1945), homme politique belge ;
Pierre Fontaine ;
Rachel Fontaine (née en 1977), actrice québécoise ;
Rémi Fontaine (né en 1956), journaliste catholique français ;
René Fontaine ;
Robert Fontaine ;
Stéphane Fontaine (19?-), directeur de la photographie français ;
Sylvie Fontaine (née en 1962), autrice française de bande dessinée ;
Thérèse Bertrand-Fontaine (1895-1987), médecin français, membre de l'Académie de médecine ;
Thomas Fontaine (né en 1991), footballeur français ;
Yvonne Fontaine (1913 - 1996), résistante française.

Pseudonyme

Fontaine est un pseudonyme notamment porté par :

Eddie Fontaine (1927-1992), acteur et chanteur américain ;
Joan Fontaine (1917-2013), actrice américaine ;

Personnages de fiction

Vic Fontaine, personnage de Star Trek

Prénom

Pour l'ensemble des articles sur les personnes portant ce prénom, consulter :
- la liste des articles dont le titre commence par ce prénom
- ou encore les listes produites par Wikidata : Liste des personnes de prénom « Fontaine » — même liste en incluant les éventuels prénoms composés qui contiennent « Fontaine ».

Toponyme

Fontaine est un nom de lieu notamment porté par :

Vue sur la commune de Fontaine dans l'Isère (France)

Blason de Drachenbronn (Bas-Rhin en France).

Blason de Külsheim (Pays de Bade en Allemagne).

Blason de Schönbrunn (Pays de Bade).

Belgique

Fontaine-l'Évêque, ville de la province de Hainaut ;
Fontaine-Valmont, village de la province de Hainaut ;
Saint-Fontaine, village de la Province de Liège ;
Rue Fontaine d'Amour à Bruxelles (Schaerbeek) ;
Fontaine, station du métro léger de Charleroi, en Belgique ;

États-Unis

La Fontaine, municipalité américaine ;

France

Fontaine, commune de l'Aube ;
Fontaine, commune de l'Isère ;
Fontaine, commune du Territoire de Belfort ;
Fontaines, commune de Saône-et-Loire ;

Champagne-et-Fontaine, commune de la Dordogne ;
Clos-Fontaine, commune de Seine-et-Marne ;
Colombier-Fontaine, commune du Doubs ;
Doué-la-Fontaine, commune de Maine-et-Loire ;
Fontaine-au-Bois, commune du Nord ;
Fontaine-au-Pire, commune du Nord ;
Fontaine-Bellenger, commune de l'Eure ;
Fontaine-Bonneleau, commune de l'Oise ;
Fontaine-Chaalis, commune de l'Oise ;
Fontaine-Chalendray, commune de la Charente-Maritime ;
Fontaine-Couverte, commune de la Mayenne ;
Fontaine-Daniel, village français dépendant de la commune de Saint-Georges-Buttavent dans la Mayenne ;
Fontaine-Denis-Nuisy, commune de la Marne ;
Fontaine-de-Vaucluse, commune de Vaucluse ;
Fontaine-en-Bray, commune de la Seine-Maritime ;
Fontaine-en-Dormois, commune de la Marne ;
Fontaine-Étoupefour, commune du Calvados ;
Fontaine-Fourches, commune de Seine-et-Marne ;
Fontaine-Française, commune de la Côte-d'Or;
Fontaine-Guérin, commune de Maine-et-Loire ;
Fontaine-Henry, commune du Calvados ;
Fontaine-Heudebourg, commune de l'Eure ;
Fontaine-l'Abbé, commune de l'Eure ;
Fontaine-la-Gaillarde, commune de l'Yonne ;
Fontaine-la-Guyon, commune d'Eure-et-Loir ;
Fontaine-la-Louvet, commune de l'Eure ;
Fontaine-la-Mallet, commune de la Seine-Maritime ;
Fontaine-la-Rivière, commune de l'Essonne ;
Fontaine-la-Soret, commune de l'Eure ;
Fontaine-Lavaganne, commune de l'Oise ;
Fontaine-le-Bourg, commune de la Seine-Maritime ;
Fontaine-le-Comte, commune de la Vienne ;
Fontaine-le-Dun, commune de la Seine-Maritime ;
Fontaine-le-Pin, commune du Calvados ;
Fontaine-le-Port, commune de Seine-et-Marne ;
Fontaine-le-Puits, commune de la Savoie ;
Fontaine-le-Sec, commune de la Somme ;
Fontaine-les-Bassets, commune de l'Orne ;
Fontaine-lès-Boulans, commune du Pas-de-Calais ;
Fontaine-lès-Cappy, commune de la Somme ;
Fontaine-lès-Clercs, commune de l'Aisne ;
Fontaine-lès-Clerval, commune du Doubs ;
Fontaine-les-Coteaux, commune de Loir-et-Cher ;
Fontaine-lès-Croisilles, commune du Pas-de-Calais ;
Fontaine-lès-Dijon, commune de la Côte-d'Or ;
Fontaine-le-Sec, commune de la Somme ;
Fontaine-les-Grès, commune de l'Aube ;
Fontaine-lès-Hermans, commune du Pas-de-Calais ;
Fontaine-lès-Luxeuil, commune de la Haute-Saône ;
Fontaine-les-Ribouts, commune d'Eure-et-Loir ;
Fontaine-lès-Vervins, commune de l'Aisne ;
Fontaine-l'Étalon, commune du Pas-de-Calais ;
Fontaine-Mâcon, commune de l'Aube ;
Fontaine-Milon, commune de Maine-et-Loire ;
Fontaine-Notre-Dame, commune de l'Aisne ;
Fontaine-Notre-Dame, commune du Nord ;
Fontaine-Raoul, commune de Loir-et-Cher ;
Fontaine-Saint-Lucien, commune de l'Oise ;
Fontaine-Simon, commune d'Eure-et-Loir ;
Fontaine-sous-Jouy, commune de l'Eure ;
Fontaine-sous-Montdidier, commune de la Somme ;
Fontaine-sous-Ouerre, hameau de la commune d'Ouerre en Eure-et-Loir
Fontaine-sous-Préaux, commune de la Seine-Maritime ;
Fontaine-sur-Ay, commune de la Marne ;
Fontaine-sur-Maye, commune de la Somme ;
Fontaine-sur-Somme, commune de la Somme ;
Fontaine-Uterte, commune de l'Aisne ;
Frédéric-Fontaine, commune de la Haute-Saône ;
La Fontaine-Saint-Martin, commune de la Sarthe ;
Leignes-sur-Fontaine, commune de la Vienne ;
Lez-Fontaine, commune du Nord ;
Limont-Fontaine, commune du Nord ;
Louan-Villegruis-Fontaine, commune de Seine-et-Marne ;
Ly-Fontaine, commune du Aisne ;
Maubert-Fontaine, commune des Ardennes ;
Pernes-les-Fontaines, commune du Vaucluse ;
Rouessé-Fontaine, commune de la Sarthe ;
Saint-Georges-sur-Fontaine, commune de la Seine-Maritime ;
Saint-Hilaire-Fontaine, commune de la Nièvre ;
Ségrie-Fontaine, commune de l'Orne ;
Villars-Fontaine, commune de la Côte-d'Or ;

en France (anciennes communes}

Fontaine-et-Salmonville, ancienne commune de la Seine-Maritime ;
Fontaine, ancienne commune de la Dordogne, aujourd'hui intégrée à Champagne-et-Fontaine ;

lieu fictif

Fontaine, capitale de Bubunne, pays fictif du film français Jacky au royaume des filles (2014).

Monuments historiques

Abbaye Notre-Dame de Fontaine-Guérard, abbaye cistercienne dans l'Eure.
Auberge de la Fontaine, auberge dans la ville du Mans dans la Sarthe.
Notre-Dame de la Fontaine, centre d'un important patrimoine religieux et culturel de la ville de Chièvres, dans la province de Hainaut, en Belgique.

Histoire

Bataille de Fontaine-Française en 1595
Section de la Fontaine-de-Grenelle, section révolutionnaire de Paris au cours de la Révolution Française
Fort Belle Fontaine, premier poste militaire des États-Unis à l'ouest du Mississippi

Zoologie

Omble de fontaine, poisson originaire d'Amérique du Nord

Botanique

Cresson de fontaine, plante potagère

Art et littérature

Bacchanale, fontaine du jardin des serres d'Auteuil, Dalou, 1891.

Fontaine est un titre d'œuvre notamment porté par :

Fontaine (1917), connue comme « l'urinoir », œuvre d'art de Marcel Duchamp ;
Fontaine, ancienne revue littéraire créée et dirigée par Max-Pol Fouchet ;
À la claire fontaine, chanson traditionnelle ;
La Fontaine aux fables, série de bandes dessinées ;
Jean de la Fontaine, le défi, film français de Daniel Vigne 2007.

Cuisine

En cuisine, « disposer de la farine en fontaine » signifie creuser un trou au milieu d'un tas de farine, généralement pour y placer des ingrédients liquides et faciliter leur mélange à la farine.

Voir aussi

Sur les autres projets Wikimedia :

fontaine, sur le Wiktionnaire
Fontaine, sur Wikiquote

Château de la Fontaine
Lac de Fontaine, en Haute-Savoie
Fontaine ardente, source naturelle de gaz
Femme fontaine, surnom donné aux femmes à l'éjaculation abondante
La Bénite Fontaine, lieu de pèlerinage
Bonne-Fontaine, lieu de pèlerinage dans la Moselle
Gare de Fontaine Michalon, gare ferroviaire d'Antony
Gare de Fontaine-le-Port, gare ferroviaire dans la commune du même nom
Fontaine-Lestang, station de métro de Toulouse
Fontaine d'Arlac, station de tramway de Bordeaux
Rue Pierre-Fontaine, dans le 9^e arrondissement de Paris
Fontaine, pièce de pyrotechnie
Fontaine Saint-Pardoux à Bugeat, fontaine à dévotion, en Corrèze
Droit à l'eau, Eau potable, Accès à l'eau potable, Distribution d'eau
Listes de fontaines
Fuente (en espagnol)

Catégories :

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Irrigation

Depuis des siècles ou millénaires, des canaux d'irrigation (ex. : « biefs ») ont été construits presque perpendiculairement aux pentes pour transporter l'eau, parfois dès la haute montagne.

Canal d'irrigation en Anatolie.

Les techniques plus économes en eau commencent à être développées.

Image satellite (fausses couleurs) de champs irrigués près de Garden City, Kansas.

Irrigation du coton aux États-Unis.

Carrières de cendre volcanique, El Palmar, île de Tenerife, Canaries. La terre brune, ou picòn retirée de cet ancien cône volcanique est épandue sur les champs pour améliorer leur pouvoir de rétention d’eau.

L’irrigation est l'opération consistant à apporter artificiellement de l’eau à des végétaux cultivés pour en augmenter la production et permettre leur développement normal, en cas de déficit d'eau induit par un déficit pluviométrique, un drainage excessif ou une baisse de nappe, en particulier dans les zones arides.

L’irrigation peut aussi avoir d’autres applications :

l’apport d’éléments fertilisants soit au sol, soit, par aspersion, aux feuilles (fertilisation foliaire) ; dans la culture hydroponique, l’irrigation se confond totalement avec la fertilisation ;
la lutte contre le gel, par aspersion d’eau sur le feuillage (vergers, vignobles) peut permettre de gagner quelques degrés de température précieux au moment des gelées printanières, voire dans certains cas par inondation.

Généralement il est d'usage d'employer le terme d'« arrosage » pour les petites surfaces (jardinage) réservant le terme d'« irrigation » pour les surfaces plus importantes (agriculture de plein champ, horticulture), mais il n’y a pas de norme en la matière.

Selon le glossaire international d’hydrologie, l’irrigation est un apport artificiel d’eau sur des terres à des fins agricoles.

Techniques d’irrigation

On peut distinguer plusieurs techniques d’irrigation¹, plus ou moins économes en eau (ou à risque de salinisation, etc.), outre l'arrosage manuel (arrosoir, seau, etc.) réservé aux très petites surfaces.

Écoulement de surface

L'irrigation de surface (« irrigation par sillons », « à la raie » ou « gravitaire »), utilise la gravité via un réseau de canaux et rigoles de taille dégressive. L'arrosage lui-même s'effectue ensuite par ruissellement, par submersion ou par infiltration dans le sous-sol proche des cultures.

Asperseur

Irrigation par aspersion d'un champ de mais dans la vallée de la Méouge.

Cette technique consiste à imiter l'effet des précipitations : l'eau, acheminée sous pression par des tuyaux flexibles, est propulsée en l'air sous forme de gouttelettes, lesquelles retombent sur les cultures autour de chaque asperseur. La technique peut être déclinée en micro aspersion, semblable à la précédente mais plus localisée donc plus économe en eau².

Micro-irrigation ou irrigation localisée

Article détaillé : Micro-irrigation.

La micro-irrigation consiste à acheminer l'eau jusqu'aux racines des plantes, de manière très localisée et uniquement à la quantité nécessaire, ce qui permet en outre d'éviter le ruissellement source de pertes de minéraux et nutriments solubles. C'est un enjeu majeur en zone aride³ et d'oasis⁴. Dans le contexte du réchauffement climatique, elle devient un enjeu important⁵.

Dans l'Antiquité, on enterrait des pots d'argile emplis d'une eau qui s'infiltrait graduellement dans le sol (Irrigation par jarre, technique ancestrale faisant l'objet d'un regain d'intérêt, notamment dans le bassin méditerranéen⁶^,⁷ bien qu'elle ne soit encore que marginalement connue. La micro-irrigation est enterrée ou de surface, et fait appel à des techniques et matériaux variés (exemple : par infiltration, au moyen de matériaux poreux enterrés ou goutte à goutte piloté par ordinateur).

Le « goutte-à-goutte » (acronyme : GAG) est le plus utilisé en micro-irrigation : irriguant lentement les racines des plantes via des tuyaux et de goutteurs, ou soit en coulant à la surface du sol, ou en irriguant directement la rhizosphère (on parle alors de goutte à goutte enterré, qui économise beaucoup d'eau avec aussi une économie d'intrants s'ils sont acheminés directement vers la plante par ce moyen (voir fertigation)⁸. Elle concerne l'agriculture et l'arboriculture fruitière mais aussi les pépinières, par exemple de palmier dattiers⁹^,¹⁰. Il est parfois source de bricolages efficients¹¹ et d'innovation locale¹². La texture de certains sol et son degré de la salinité peuvent limiter l'intérêt de cette technique¹³.

Submersion

L'irrigation par inondation ou submersion consiste, comme son nom l'indique, à recouvrir d'eau la parcelle. C'est la technique appliquée dans les rizières ; c'est aussi celle qui fertilisait l'Égypte par les crues du Nil.

Abissage

Article détaillé : Abissage.

Cette technique consiste à dériver un cours d'eau dans une rigole en vue de l'amener en amont des prairies à irriguer.

Détermination des besoins en eau

Les besoins en eau des plantes dépendent de plusieurs facteurs, intrinsèques ou extrinsèques à la culture :

la RFU ou « réserve en eau facilement utilisable » ;
la nature des plantes cultivées (espèce, variété) ;
stade de végétation ;
nature et état d’humidité du sol ;
données climatiques liées à la zone de culture (précipitations, insolation, vent...). À titre d'exemple, l'irrigation d'un hectare de verger de châtaignier peut nécessiter jusqu'à 3 000 m³ d'eau/an en région Rhône-Alpes et seulement la moitié en région Aquitaine (qui est plus humide naturellement)¹⁴.

Il convient de tenir compte des réserves en eau du sol, de l’évaporation au niveau du sol, de la transpiration des plantes, de l’évapotranspiration qui cumule les deux phénomènes.

On irrigue en principe en fin de journée, autour de l'heure de coucher du soleil, ou parfois même la nuit jusqu'au petit matin.

En été, sous des températures de 25 à 30 °C, les plantes consomment par évapotranspiration environ 4 mm d'eau par jour (certains sites Internet indiquent le niveau d'ETP quotidien¹⁵). Le but de l'irrigation est de compenser cette perte quotidienne. En sol sableux (très drainant), on pourra par exemple apporter 12 mm d'eau tous les 3 jours (ou 16 mm tous les 4 jours). En sol argileux, 24 mm tous les 6 jours (ou 28 mm par semaine). L'irrigation quotidienne est à proscrire car elle maintient la plante humide en permanence, ce qui favorise le développement des parasites et champignons.

À titre d'exemple, la culture d'un hectare d'une plante comme le maïs nécessite en moyenne 6 000 m³ d'eau au cours des 6 mois de culture¹⁶ soit environ 30 m³ d'eau par jour et par hectare pendant la saison chaude et en l'absence de précipitations naturelles.

Matériel d’irrigation

Deux catégories de matériels ou d’installations sont nécessaires pour l’irrigation :

ceux servant à amener l’eau depuis les sources disponibles (cours d'eau, lacs ou retenues, nappe phréatique) ;
ceux servant à l’irrigation proprement dite, c’est-à-dire à distribuer l’eau aux plantes.

Dans la première catégorie, on trouvera : forage, pompes, réseaux d’irrigations, canaux, norias...

Dans la seconde : asperseurs, canons d’arrosage, arroseurs automoteurs, goutteurs. Il existe par exemple un système d'irrigation à pivot central.

Intérêt et limites de l’irrigation

L'irrigation est une assurance de revenu pour de nombreux agriculteurs, en particulier pour des cultures spéciales (fruits, légumes). Elle est alors une contrainte dans le processus de production. En France, l'agriculture irriguée emploie entre 2 et 5 fois plus de personnes à l'hectare que l'agriculture pluviale, mais elle fournit un nombre équivalent d'emplois en amont et aval.

Une irrigation inadaptée ou mal conçue peut être source de propagation de pathogènes (Pseudomonas, kystes d'amibes, larves d'anguillules et œufs de parasites (dont némathelminthes, plathelminthes, trichomonas, trichocéphales, etc.), de polluants (résidus de médicaments, de biocides, etc.) dans les cultures ; c'est le cas avec l'utilisation d'eaux grises ou résiduaires, en particulier dans certains pays arides¹⁷. En zone aride, le risque de salinisation est élevé.

L'irrigation peut aussi affecter les écosystèmes, le paysage ou l'agriculture en amont ou en aval, à cause des volumes d'eau détournés des cours d'eau. On cite souvent l’exemple de la mer d'Aral polluée et en partie vidée à cause de l'irrigation du coton en amont.

L’inconstance des ressources en eau météorique est l’une des caractéristiques les plus marquantes du climat méditerranéen. À un hiver relativement pluvieux succède la sécheresse d’un été torride. Comme les besoins des végétaux suivent une courbe inverse aggravée encore par les fortes températures estivales, l’eau intervient presque toujours comme facteur limite des rendements. Aucune parcelle ne devrait recevoir l’eau avant que ne soient entièrement résolus les trois problèmes suivants : Où l’irrigation est-elle opportune ? Quand doit-on l’appliquer ? Comment employer l’eau ?

Pour répondre, il est indispensable de procéder à des mesures sur le terrain, à des analyses au laboratoire, à des travaux sur plan, qui se traduisent finalement par des projets de maîtrise de la salinité. Le choix de la méthode d’irrigation se complique du fait de la liaison étroite existant entre ces facteurs de base. Dès que l’on tente de modifier l’un d'eux, tous les autres subissent par répercussion des changements plus ou moins profonds, qui peuvent imposer une nouvelle technique. Une étude attentive des données théoriques sur lesquelles repose la détermination du meilleur mode d’arrosage et donc indispensable avant d’aborder cette question.

Statistiques

Article connexe : Superficie agricole irriguée par pays.

Dans le monde, 324 millions d’hectares sont irrigués (année 2012, source FAO¹⁸) sur 1,4 milliard d’hectares de terres arables au total, ce qui représente 20 % de la surface agricole mondiale (5 % de la surface agricole en Afrique et 35 % en Asie)¹⁹. Ils fournissent 40 % de la production agricole mondiale (avec une productivité 2,7 fois supérieure à celles des terres arrosées par la pluie)¹⁹. La nécessité de préserver les ressources en eau conduit à une réglementation et à la taxation des prélèvements.

Neuf pays (Brésil, Canada, Chine, Colombie, États-Unis, Inde, Indonésie, Pérou et la Russie) concentrent 60 % des réserves d'eau douce. Trois pays (Inde, Chine, États-Unis) représentent 50 % des surfaces irriguées totales mais l'Asie ne dispose que de 30 % des ressources mondiales en eau douce, alors que 60 % de la population s’y concentre²⁰. 80 % de la nourriture produite au Pakistan provient de terres irriguées, 70 % pour la Chine, mais moins de 2 % pour le Ghana, le Mozambique ou le Malawi.

L’irrigation en Europe et son évolution (1990-2015)

Évolution des prélèvements d'eau par secteur économique depuis les années 1990 (Agence européenne pour l'environnement, 2019).

L’Agence européenne pour l’environnement a publié en 2019 un état des lieux des prélèvements d’eau agricole en Europe et de son évolution au cours trois dernières décennies qui a fait l’objet d’une synthèse lors du colloque européen « Économie d’eau en irrigation » organisé en 2019 à Montpellier²¹. Sans surprise c’est dans les pays du pourtour méditerranéen que les prélèvements pour l’irrigation sont les plus importants. Avec environ 60 000 millions de m3, ils représentaient généralement près de 60 % du volume total prélevé en 1990 et 2000, et environ 55 % en 2010 et 2015 (46 000 et 51 000 millions de m3, respectivement), atteignant 73 % au Portugal et 89 % en Grèce. À l’opposé, dans les pays d’Europe du nord, le recours à l’irrigation est limité, ne prélevant que moins de 3% de l’eau douce pour cet usage. Dans les pays les plus occidentaux, « les prélèvements d'eau pour l'irrigation ont régulièrement diminué, passant de 7 000 Mm3 en 1990 à 3 400 Mm3 en 2015, représentant alors 4 % des prélèvements totaux dans cette zone ». La France, dont une partie du territoire est sous l’influence du climat méditerranée, a un taux de prélèvement qui s’élève à 12 %. Enfin, dans les pays d’Europe de l’Est, les prélèvements sont stables depuis 2000, représentant environ 12 % des prélèvements totaux (soit trois fois moins qu’avant 1990, époque où l'irrigation jouait un rôle important dans l'agriculture collectivisée à grande échelle sous le régime soviétique).

Dans l'ensemble, malgré l'intensification du déficit hydrique des cultures dans de nombreuses zones d'Europe, on observe une diminution des prélèvements d'eau pour l'irrigation dans toutes les régions entre 1990 et 2015 (75 %, 69 %, 51 % et 12 % pour l'Europe de l'Est, du Nord, de l'Ouest et du Sud, respectivement)²².

L'irrigation diminue-t-elle en France ?

Surfaces irriguées et équipées des cinq derniers recensements agricoles 1970 à 2010 (Source : ministère de l’Agriculture, Service de la statistique et de la prospective).

En France comme dans le reste du monde, l'agriculture est l'activité qui consomme le plus d’eau. De plus contrairement à d'autres usages (refroidissement de centrales, alimentation en eau potable), le taux de restitution de l'eau agricole dans le milieu naturel est faible²³. En 2000, 1,9 million d'hectares de terres agricoles ont été irrigués, avec des variations annuelles expliquées par la météorologie ; et 3 143 millions de m³ pour 1.49 million d'hectares en 2012²⁴. Cette surface était de 0,8 million en 1970. 5,7 % de la surface agricole utilisée (SAU) sont irrigués (dont le maïs représente la moitié environ). Les régions irriguant le plus sont la Nouvelle-Aquitaine, la vallée du Rhône, la Beauce et les Pays de la Loire. Le taux d’équipement d'irrigation (ou surface irrigable) semble se stabiliser à 2,7 millions d’ha équipés. Les spécialisations régionales agricoles aboutissent à ce que trois régions (Aquitaine, Centre et Midi-Pyrénées) concentrent 50 % des surfaces irriguées. En 2006 près de 90 % des exploitations disposaient d’un compteur d’eau volumétrique (mais ce n'étaient que la moitié en 2000). Une partie de l'irrigation n'est pas déclarée²⁵.

Une analyse plus fine des statistiques semble cependant montrer une tendance à la stagnation, voire à la baisse, de l'irrigation en France au cours des dernières décennies. C'est ce que montre l'analyse du dernier recensement agricole, celui de 2010 avec une stagnation de la surface irriguée qui, auparavant, ne cessait de croître²⁶. Par contre, les surfaces équipées, c’est-à-dire qui peuvent être irriguées, sont en diminution pour la première fois (moins 12 % par rapport à 2000). Cette diminution est principalement localisée dans les bassins Adour-Garonne et Rhône-Méditerranée. Le prochain recensement agricole initiée en octobre 2020 devrait permettre d'en savoir plus sur la confirmation de cette tendance.

Pérennité de l'irrigation

Généralités

L'agriculture irriguée peut faire appel à :

de l'eau des rivières, lacs, réservoirs, terres humides ;
de l'eau de pluie temporairement stockée dans le sol ;
de l'eau non renouvelable ou lentement renouvelable (eaux souterraines des nappes phréatiques) ;
de l'eau recyclée et non potable²⁷^,²⁸.

En 2000, l'usage d'eau souterraine non renouvelable pour l'irrigation dans le monde représentait environ 250 km³/an sur les 2 510 km³/an d'eau utilisée pour l'irrigation. L'usage d'eau non renouvelable avait alors triplé depuis les années 1960.

Des régions, voire des pays entiers, ont recours de manière croissante à une irrigation non durable. Ce sont par exemple la Chine, l'Inde, et les États-Unis, qui sont des pays importants en termes agricoles. On trouve, parmi les pays utilisant les plus forts pourcentages d'eau non renouvelable, le Pakistan, le Mexique, l'Iran, et l'Arabie Saoudite, notamment. L'impact d'une crise de l'eau agricole en raison de cet usage non durable dépasserait ces régions et pourrait avoir des effets à l'échelle planétaire²⁹.

Economies d'eau en irrigation

Afin d'économiser l'eau à la source, une filière de réutilisation des eaux usées pour divers usages, dont l'irrigation, s'est développée un peu partout dans le monde. En France, l'usage des eaux usées traitées pour l'agriculture est limitée, notamment par le contexte règlementaire. Cependant les pratiques évoluent, à l'image de ce qui se passe dans le sud de la France où divers projets portés par des entreprises et des laboratoires de recherche ont permis de tester in situ une filière complète de traitement des eaux usées depuis leur sortie de la station d'épuration à leur utilisation dans les champs³⁰. Des traitements tertiaires des eaux usées ont été mis en œuvre en 2020 pour irriguer la vigne³¹ dans la région de Narbonne, en limitant au maximum les impacts sur l'environnement et la santé humaine. On peut aussi utiliser de telles ressources en eau pour l'arrosage des gazons, en mobilisant par exemple des systèmes d'irrigation de type goutte à goutte enterrés qui évitent la contamination par les pathogènes³².

Divers dispositifs incitatifs aux économies d'eau d'irrigation ont été mis en place en France et en Europe.

A l'échelle européenne, la PAC actuelle et la PAC post-2020 ont mis (et mettent) en place un ensemble de dispositifs et de mesures pour favoriser une meilleure gestion de l'eau agricole³³. Une partie des projets portés par le Partenariat européen pour l’innovation³⁴ pour une agriculture productive et durable (PEI-AGRI) concernent également l'eau agricole : ainsi en 2020, une quarantaine de projets collectifs (ou groupe opérationnel) Eau et Agriculture ont été initiés en Europe

En France, à la demande du Ministère de l'Agriculture, un référentiel³⁵ comparant les économies d’eau réalisables selon le dispositif d’irrigation retenu a été réalisé en 2018. L'objectif est d'aider les agriculteurs à percevoir une aide financière pour changer de matériel d'irrigation, s'ils économisent de 5 à 25 %, sans baisse de rendement des cultures³⁶.

Du côté de la recherche & développement, des solutions techniques et numériques permettent une utilisation de plus en plus efficiente de l'eau d'irrigation avec pour certaines technologies des économies pouvant atteindre 50 % de l'eau utilisée³⁷. Enfin une plateforme technique permettant de tester en grandeur réel les dispositifs d'irrigation et d'innover dans ce domaine a été mis en place à Montpellier en 2019. Pilotée par des scientifiques, elle est également utilisée pour des recherches plus fondamentales, par exemple pour caractériser les fluides, leur écoulement dans les systèmes d’irrigation, leur dispersion à partir d’un jet, le transport de particules… en interaction avec les systèmes agricoles³⁸.

Réchauffement climatique

Une étude parue en 2021³⁹ montre que le stress hydrique humide peut être fatal à l'être humain, mais aussi aux animaux. L'irrigation intense pourrait ainsi s'avérer dangereuse à l'avenir. Ainsi, il a été démontré que l'irrigation intensive en Inde diminue bien la température de surface, mais l'influence de l'irrigation sur l'humidité et le stress thermique humide extrême n'est pas bien comprise. L'irrigation intense de la région entraîne une augmentation du stress dû à la chaleur humide en Inde, au Pakistan et dans certaines parties de l'Afghanistan, affectant environ 37 à 46 millions de personnes en Asie du Sud, malgré une surface terrestre plus froide. Il est probable que les projections de stress thermique en Inde et dans d'autres régions dominées par des climats semi-arides et de mousson qui n'incluent pas le rôle de l'irrigation surestiment les avantages de l'irrigation sur le stress thermique sec et sous-estiment les risques⁴⁰.

Facteurs élémentaires de l’irrigation

Le sol

Le caractère d’ordre général qui doit retenir tout spécialement l’attention réside dans la grande hétérogénéité du sol, il est donc indispensable de chiffrer certaines propriétés de sol.

Topographie

Examiner la pente (facteur capital de l’irrigation) qui conditionne la vitesse de circulation de l’eau en surface, ainsi que le parcellement. Les parcelles à pente uniforme et de faible amplitude (zones desservies par les grands barrage, se prêtent bien à l’irrigation car elles réduisent les coûteux travaux de terrassement.

Propriétés physiques

Perméabilité et capacité du sol pour l’eau

Plus la perméabilité est grande, plus la capacité est faible.

Cohésion

Le maintien des particules entre elle. La force d’érosion de l’eau est d’autant plus élevée que la vitesse du liquide est plus grande cohésion. En outre l’imbibition du sol réduit par elle-même la force de cohésion en dispersant les agrégats. Les terres lourdes, possèdent un degré de cohésion élevé, peuvent donc utiliser des masses d’eau importantes sur des pentes relativement prononcées. Les sols sablonneux se laissent volontiers, car ils sont peu cohérents, aussi de grandes précautions doivent être prises pour les mettre en eau. Les terres sableuses sont les plus difficiles à irriguer par l’eau. La cohésion peut présenter, pour un même sol, d’importantes variations durant l’assolement, selon l’état d’ameublissement, la nature et l’âge des plantes cultivées.

Propriétés chimiques

Matières organiques

En apportant au sol une humidité permanente, elle réalise les conditions de milieu idéales pour une rapide transformation des matières organiques. En accélérant la décomposition de la matière organique, l’eau d’arrosage tend à gâter le sol.

Matières minérales

L’excès d’eau entraîne dans les couches profondes du sol où les substances sont définitivement perdues, il est évident qu’il ne serait guère avantageux d’appliquer des arrosages très suivis sur les terres maigres.

L’eau

L’utilisateur doit se préoccuper de l’origine de l’eau, de ses qualités et de son débit. Les besoins en eau domestique étant prioritaires, et vu le rôle central de l’eau pour de nombreux autres secteurs d’activités (tourisme, industrie, hydroélectricité, refroidissement des centrales nucléaires), l'agriculture irriguée, même si elle reste la principale utilisatrice de l'eau douce (70 % des volumes prélevés) doit respecter les dispositifs de contrôle pour l'accès à l'eau et les arbitrages entre les différents usages. Mais l’adéquation entre les demandes croissantes pour l'eau et la disponibilité des ressources en eau n'est pas toujours contrôlée. En France, l’obligation de comptage des prélèvements d’eau dans le milieu, inscrite dans la loi sur l’eau de 1992, n’a connu un début d’application qu’en 2007, et il existe encore des zones où les points de prélèvements agricoles ne sont pas tous déclarés⁴¹.

La qualité physique

La qualité physique dominante est sa température. La température optimum peut se situer aux environs de 25° pour la majorité des plantes, durant la saison active de la végétation. Un apport d’eau sur la terre très sèche peut donner lieu à des phénomènes d’hydratation susceptibles d’élever dangereusement la température du sol. C’est pourquoi on recommande de ne pas arroser en pleine chaleur. Une eau froide arrivant au contact d’un feuillage surchauffé peut également causer des accidents, certaines plantes comme les cucurbitacées y sont très sensibles. Certaines eaux courantes entraînent avec elles des limons de qualités fortes variables. Ceux du Nil fertilisent les cultures de la vallée, mais ces boues peuvent être infertiles et même nuisibles lorsqu’elles sont composées d’éléments colloïdaux qui viennent boucler les pores d’un sol déjà peu perméable. L’expérience est encore le seul guide en la matière qui permet de savoir si certaines crues boueuses sont utilisables sans décantation.

La qualité chimique

Irriguer c’est apporter de l’eau au sol de manière à créer un milieu favorable à la croissance et au développement des végétaux, la qualité de l’eau d’irrigation est un facteur important et déterminant pour la production agricole⁴². Le choix d’une source d’eau pour irriguer doit dépendre du type et de la concentration des substances qui y sont dissoutes ou en suspension⁴³. Il dépend aussi des caractéristiques physiques et chimiques du sol⁴⁴. Pour ainsi dire que connaître les caractéristiques physico-chimique d’une eau destinée à l’irrigation est d’une importance capitale. Elle pourra participer à la bonne croissance des plantes, contribuer à la survie du système d’irrigation mis en place mais également limiter les impacts négatifs sur le sol utilisé. Par exemple, l’irrigation par aspersion avec une eau renfermant des concentrations relativement élevées d’ions sodium ou chlorure peut endommager les feuilles de cultures sensibles, en particulier lorsque les conditions climatiques favorisent l’évaporation (températures élevées et faible degré d’humidité)⁴⁵. Les facteurs les plus importants pour déterminer la qualité requise de l’eau dans l’agriculture sont : la salinité, le sodium, l’alcalinité, le pH de l’eau et en fin la concentration en élément qui peuvent être toxique pour le végétal⁴⁶. La salinité est problème qui pose beaucoup de difficultés aux irrigants à cause de la teneur en sels dissous. La pression osmotique de la solution du sol augmente proportionnellement à la salinité, ce qui entraîne une réduction de la qualité d’eau utilisable par les plantes⁴⁷. Les principaux sels responsables de la salinité de l'eau sont les sels de calcium (Ca²⁺), de magnésium (Mg²⁺), de sodium (Na⁺), de potassium (K⁺), les chlorures (Cl⁻), les sulfates (SO₄²⁻) et les bicarbonates (HCO₃⁻)⁴⁸. Pouvant aller à une détérioration de la structure du sol à une réduction de sa macro et microporosité une teneur élevée en sodium dans une eau d’irrigation amène des problèmes de perméabilité du sol. Un excès de sodium peut également être à l’origine de la toxicité chez certaines plantes, or le sodium est absorbé par les cultures en même temps que l’eau et celui-ci se concentre dans les feuilles tandis que l’eau s’échappe par transpiration⁴⁹. Tout ceci pour dire que la présence de certains sels dans les eaux d'irrigation peut empêcher la bonne croissance des plantes. Les substances toxiques qui doivent être considérées attentivement sont le sodium, le chlorure et le bore, elles peuvent causer la baisse du rendement et provoquer l’échec de la récolte⁴⁹. L’eau dérive surtout des sels qu’elle contient en dissolution. Certains ions sont utiles, même à doses relativement élevées. Le calcium, qui compense ainsi les pertes de chaux dont il a été question plus haut. D’autres sont utiles à très faibles doses, puis deviennent rapidement nocifs lorsque la teneur de l’eau s’accroît : c’est le cas du magnésium. De même que l’on a maintenant recours à des essais physiologiques pour déterminer les besoins d’un sol en engrais, il ne faut pas hésiter à appliquer l’eau d’irrigation sur des plantes témoins, en utilisant la terre à irriguer, puisqu'on ne peut séparer sans crainte d’erreur ces deux éléments qui réagissent l’un sur l’autre : l’eau et le sol.

Remarque : avec la technique du goutte à goutte enterré, l'eau apporté aux racines des plantes plantes peut être enrichie en nutriment (azote, phosphore...). On parle alors de fertigation ou fertirrigation.

Le débit

C’est la quantité d’eau dont on dispose en un temps donné, par l’arrosage d’une propriété, il s’exprime en litres par seconde, litres par minute ou mètres cubes par heure.

Le débit total, ou module général pour une propriété, se calcule en fonction des besoins de pointe des cultures dans le cours d’une année. On doit tenir compte des pertes en cours de route, s’il y a lieu et se ménager une petite marge de sécurité en cas d’accident. Le volume d’eau distribué dans chaque élément, ou par hectare, prend le nom de dose, on a donc :

Dose = débit * temps d’écoulement

Les cultures

Influent sur le mode d’irrigation soit par nature qui ne s’allie pas avec tous les systèmes, soit par leurs besoins en eau qui peuvent modifier la rotation des arrosages.

Nature des cultures

Impose un système d’irrigation. Il faut évidemment que les conditions naturelles conviennent à la fois à la plante et à son système d’arrosage. Si le milieu impose un mode d’irrigation, le choix des cultures se restreint. Ainsi une pente supérieure à 10 % nécessite les sillons ou l’arrosage en pluie. On ne peut songer à y installer économiquement des rizières. L’assolement peut amener à modifier le système d’irrigation au cours des années. Pour que ces changements ne surprennent pas le cultivateur, ils doivent être prévus avant l’établissement du réseau d’arrosage, afin qu’il soit agencé en conséquence.

Besoins des plantes

Varient avec le climat et avec les espèces et selon le degré d’évolution de la végétation. Les modifications dues aux facteurs climatiques sont essentiellement variables d’une année à l’autre suivent le régime des températures, de la pluviométrie, des vents, de l’hygrométrie… Les besoins sont variables suivant les espèces, principalement en raison de la durée de végétation en période estivale, certaines spéculations comme les cultures maraîchères, de primeur ne nécessitant que quelques arrosages au printemps, tandis que d’autres, comme la luzerne, le dattier réclament de l’eau sur la plus grande partie de l’année. Quelques espèces fruitières peuvent se contenter d’un arrosage de loin en loin (abricotier, olivier), tandis que certaines nécessitent des irrigations suivies (agrumes).

Notes et références

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Voir aussi

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Liens externes

Notices d'autorité
:
Notices dans des dictionnaires ou encyclopédies généralistes
:
Ressource relative à la santé

:
- (en) Medical Subject Headings
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Quelle irrigation face aux défis futurs ? [archive] , Vidéo YouTube, présentation des travaux de recherche INRAE sur l’irrigation (gouvernance de l’eau et irrigation de précision).
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Quelles agricultures irriguées demain? Répondre aux enjeux de sécurité alimentaire et du développement durable [archive] (2020) coordonné par Sami Bouarfa, François Brelle, Caroline Coulon, éditions Quae, collection Matière à débattre et décider (en accès libre)
Economies d'eau en irrigation [archive], Sciences Eaux Territoires, n°34, novembre 2020

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Notions : Capacité au champ · Point de flétrissement permanent · Réserve utile en eau d'un sol · Instruments de mesure : Évaporomètre · Lysimètre

Sélection d'articles sur le thème

Canal du Karakoum · Columbia Basin Project · L'irrigation en Mésopotamie · L'irrigation traditionnelle en Iran · Système d'irrigation de Dujiangyan · Systèmes d'irrigation aflaj d'Oman · Transaqua

Canalisation

Pour la robustesse du phénotype en génétique, voir Canalisation (biologie).

Cet article est une ébauche concernant l’industrie.

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Conduite d'eau en bois, Ogden Canyon Conduit, Ogden, Comté de Weber

Ancienne canalisation, vestige de la machine de Marly à Bougival.

Sections de canalisation enterrée.

Égouts de Paris.

Une canalisation est un tuyau ou un canal¹ destiné à l'acheminement de matières gazeuses, liquides, solides ou polyphasiques.

Il s'agit d'un tuyau, dont le diamètre nominal (DN) peut aller de 30 mm environ (un pouce un quart) pour des fluides spéciaux jusqu'à plus de 3 m pour les adductions d'eau.

Le terme pipeline est utilisé pour les conduites de fluides sous pression et sur de grandes distances.

Pour une canalisation de petit diamètre (< 30 mm environ), on parle de tuyauterie.

Différentes types de canalisations sont fabriquées et posées par des entreprises et corps de métiers spécialisés pour l'eau potable, le gaz, le pétrole, l'oxygène, l'hydrogène, les eaux résiduaires et dégouts et divers autres fluides, dont caloporteur ou porteurs de frigories, pour les réseaux de chaleur et les réseaux de froid. Il existe en France une organisation professionnelle dénommée « les Canalisateurs » (rassemblant environ 300 entreprises en 2019), membre de la Fédération nationale des travaux publics (FNTP)².

Parmi les enjeux de ce secteur figurent la sécurité (ex. : risques d'explosion ou de feu pour les canalisations d'hydrocarbures ou de fluides sous très haute-pression, risques toxiques et écotoxiques avec les canalisations en amiante-ciment qui se dégradent plus vite que celles construites avec d'autres matériaux…) et la lutte contre les fuites, la cartographie des réseaux souterrains, la recherche de nouveaux matériaux, les réseaux intelligents, l'installation de canalisations « sans tranchées »…

Histoire et étymologie

Article détaillé : Qanat.

Les plus anciennes canalisations répertoriées datent des civisalisations de l'Egypte à la Mésopotamie. Elles étaient constituées de tunnels creusés à même la roche (« qanat »), ou de conduites réalisées en bois, avec de troncs d'arbres évidés, taillées dans la pierre, formées d'éléments d'argile et de cuivre³.

Les romains utilisèrent le plomb à leur disposition. Malheureusement, celui ci est source de saturnisme notamment quand l'eau qui y circule est naturellement acide et/ou chaude et du fait des relargages de plomb induits par le potentiel électrochimique dú à la corrosion galvanique⁴.

En Europe, le plomb a été abondamment utilisé jusque dans les années 1960⁴, à l'avênement de « l'eau courante », c'est-à-dire l'eau distribuée sous pression ;

Sous Napoléon III, le plan d'urbanisation dirigé par le baron Haussmann comprend également un volet d'égénieire de l'Eau Destinée à la Consommation Humaine (EDCH). Le système d'approvisionnement en eau potable des immeubles avec évacuation des eaux usées d'Eugène Belgrand (1810-1878) est retenu. C'est le coup d'envoi de l'eau sous pression avec des stations élévatoires, des réservoirs construits sur tout le territoire pour acheminer et stocker l’eau captée des sources ou des rivières.

Toutefois, depuis bien longtemps le plomb donne mauvais goût à l'eau et l'habitude est prise d'y méler du vin ou du pastis. En France, le plomb est définitivement honni lorsqu'est démontré que le saturnisme lui est imputable. Il fut ainsi de moins en moins utilisé des années 1960 jusqu'en 1995, année à partir de laquelle l'emploi de tuyaux de plomb dans les nouveaux réseaux de distribution d'eau potable (EDCH) fut interdit par décret⁵. Ainsi subsiste-t-il de moins en moins de tuyaux de plomb dans les branchements entre réseaux privés et publics de distribution d’eau, dans les réseaux intérieurs du domaine privatif.

En 2012, une modélisation a estimé⁶ que 2,9 % environ des logements français recevaient encore une EDCH contenant plus de 10 μg/L de plomb et une étude de 2015, basée sur des prélèvement a montré que près de 4 % (3,9 %) des logements recevaient une eau non conforme chargée de plomb. Toutefois, dans 14 départements aucune non-conformité n'a été détectée⁴ mais force est de constater que les données sur le domaine privé sont très peu documentées et que les réseaux rénovés sont publics (régions, communes et établissements sous admnistration publique, tels que les écoles, crèches, hôpitaux, etc.)⁴.

Types de canalisation

En français, la désignation d'une canalisation dépend de ses caractéristiques physiques et du nom de la matière à acheminer. De manière générale, le suffixe -duc — de l'adjectif latin ductus, dérivé du verbe ducere, diriger — permet de construire le mot adéquat par adjonction de la matière :

on appelle canal ou d'aqueduc les canalisations acheminant les eaux destinées à la consommation humaine (EDCH), qu'elle soit industrielle ou alimentaire; toutefois, lorsque l'écoulement se fait à l'air libre, on parle de conduite, de conduite hydraulique mais d'émissaire lorsque l'écoulement a lieu à travers des tuyaux ;
on appelle égout les canalisations évacuant les eaux usées d'une agglomération ;
on utilise le terme de saumoduc pour l'eau salée (saumure) ;
concernant les arbres ébranchés non équarris (« grumes »), transportés par flottaison de l'abattage à la scierie on parle de canal de flottage ou d'arboriduc ;
pour les différentes suspensions minérales, on parle de minéroduc et spécifiquement ;
- pour le charbon transporté pulvérulent, mélangé à de l'eau, formant une boue liquide, le Schlamm, on parle d'hydrocarboduc⁷,
- pour le pétrole et les hydrocarbures, on parle d'oléoduc ;

pour le gaz naturel, on parle de gazoduc et spécifiquement :
- pour l'oxygène, on utilise le terme d'oxygénoduc ou d'oxyduc,
- pour l'hydrogène, on utilise le terme d'hydrogénoduc.

Matériaux constitutifs d'une canalisation

Risques liés aux canalisations

Les canalisations en plomb et en amiante-ciment sont sources de toxicité de leur fabrication à leur mise en place, jusqu'à la destruction ou recyclage.

Les risques majeurs de défaillance physique des pipelines sont liés aux agressions (volontaires ou involontaires) et à la corrosion interne comme externe.

La corrosion externe des tubes en acier enterrés est contrôlée à l'aide de dispositifs de protection cathodique. La corrosion interne est ralentie à l'aide d'injection d'additifs (notamment des orthophosphates) destinés à déposer un film protecteur⁴.

Économie du transport par canalisation

Empilement d'un pipeline connecté pour le transport de produits pétroliers

Malgré leur cout initial élévé, l'utilisation de canalisations est moins coûteuse sur les petites et moyennes distances par rapport à d'autres formes de transport concurrentes.

Les canalisations de gros diamètre et ou de grande longueur sont coûteuses et difficiles à mettre en place selon les caractéristiques des terrains traversés par leur tracé. C'est le cas des ouvrages subaquatiques, des ouvrages enterrés au passage des fleuves, des ouvrages aériens sur du permafrost menacé de fondre, en zone sismique ou encore dans les zones politiquement instables.

En France, les canalisations d'eau potable — hors branchement — représentent 800 000 à 850 000 km (évaluations IFEN et ADF en 2002) ;

10 % ont plus de 50 ans ;
44 % ont plus de 30 ans.

Les canalisations installées avant 1970 sont majoritairement en fonte.

Les canalisations installées après 1970 sont majoritairement en plastique (PVC-PEHD).

La longueur des canalisations est en moyenne de 40 mètres par abonné.

Les communes rurales ont des réseaux plus longs, mais aussi moins performants. Le rendement primaire, défini comme le rapport exprimé en pourcentage entre le volume comptabilisé et facturé et le volume mis en distribution atteint 72 % en moyenne, mais seulement 55 % pour les communes de moins de 1 000 habitants. La différence entre le volume distribué et le volume consommé (définie par le rendement du réseau) est liée aux fuites et aux quantités consommées non facturées, telles que les eaux de lavage du domaine public ou les eaux utilisées pour la lutte contre l'incendie.

Dans le cas des communes rurales, l'écart vient du mauvais contrôle des canalisations et de la lenteur des interventions en cas de fuites⁹.

Le cas des tuyaux en amiante-ciment

Selon le rapport Cador de 2002, l'amiante-ciment (des tuyauteries) est « souvent dégradé et pose des problèmes techniques, en particulier en environnement agressif. De nombreux départements envisagent sa dépose systématique. Avec 4 % d'amiante ciment sur notre échantillon de huit départements, le linéaire national dans ces conditions représenterait 36 000 km, soit 3,6 milliards d'euros. Toutefois, il semblerait que des pratiques locales aient favorisé l'implantation de ce matériau en de large proportions dans quelques départements français⁸. »

En 2017, la question d'un éventuel risque sanitaire est évoquée de nouveau par l’Anses après que deux études récentes (2015, 2017) aient conclu à un lien entre exposition à l’amiante et le cancer du côlon et le cancer colorectal (avec une relation dose-réponse). Le cancer de l'estomac et celui de l'œsophage pourraient aussi être concernés, mais sous réserve de confirmation par d’autres études. À ce jour les études n'évoquent pas de lien direct avec l’eau potable ayant circulé dans des tuyaux en amiante-ciment, mais fin 2017 l'Anses a décidé de s'auto-saisir du sujet¹⁰.

Notes et références

Définition du Larousse [archive]
Site internet [archive] de l'organisation professionnelle les canalisateurs, consulté le 23 janvier 2018
Henri Goblot, Les Qanats : une technique d'acquisition de l'eau, Paris, École des hautes études en sciences sociales, 1979.
ANSES (2017) Impacts du traitement des eaux destinées à la consommation humaine par des orthophosphates pour limiter la dissolution du plomb [archive] ; Oct 2017, Edition scientifique ; Avis de l'Anses Saisine n^o 2015-SA-0094 Saisines liées n^o 2001-SA-0218, 2003- A-0042, 2003-SA-0096, 2003-SA-0314, 2003-SA-0378, PDF, 194p
Décret n^o 95-363 du 5 avril 1995
étude Plomb-Habitat par Lucas et al.(2012
« Le grand dictionnaire terminologique » [archive], sur gdt.oqlf.gouv.qc.ca (consulté le 9 mars 2021)
Cador J.M (2002). Le renouvellement du patrimoine en canalisations d'eau potable en France [archive]. Rapport technique, Université de Caen, France, 18. (voir notamment p. 14)
La qualité de l'eau et assainissement en France (annexes) — Annexe 71 - Les canalisations du réseau d'eau potable [archive] sur Sénat.fr en 2002

Risques professionnels. D'après une note de l'Agence nationale de sécurité sanitaire (Anses), de nouveaux éléments scientifiques viennent attester l'idée d'un lien entre exposition professionnelle à l'amiante et développement de cancers digestifs [archive]. Batiactu, 04/12/2017

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canalisation, sur le Wiktionnaire

Lien externe

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Bibliographie

INERIS (2015) Guide méthodologique pour l’analyse des risques des canalisations de transport sous-marines et subaquatiques [archive] ; Rapport d'étude 10/06/2015 DRA-13-133667-03310 C

[masquer] v · m Transport par canalisation
Canalisation · Tuyau · Station de compression
Pipeline (...-duc et autres)	Aqueduc · Saumoduc · Oléoduc · Gazoduc · Hydrogénoduc · Oxyduc · Biéroduc · Lactoduc · Minéroduc · Tube pneumatique
Entretien	Piston racleur
Domaine d'expertise	Plomberie · Fontainerie · Hydraulique · Hydraulique urbaine · Écoulement en charge · Métallurgie · Protection cathodique

Chlore

Chlore liquide dans une ampoule.

Soufre ← Chlore → Argon

↑

↓

Tableau complet • Tableau étendu

Position dans le tableau périodique

Chlore

3^e période

Configuration électronique

[Ne] 3s² 3p⁵

Électrons par niveau d’énergie

2, 8, 7

Propriétés atomiques de l'élément

Masse atomique

35,453 ± 0,002 u¹

Rayon atomique (calc)

100 pm (79 pm)

Rayon de covalence

102 ± 4 pm²

Rayon de van der Waals

180 pm³

État d’oxydation

0, ±1, +3, +5, +7

Électronégativité (Pauling)

3,16

Oxyde

Acide fort

Énergies d’ionisation⁴

1^re : 12,967 63 eV

2^e : 23,813 6 eV

3^e : 39,61 eV

4^e : 53,465 2 eV

5^e : 67,8 eV

6^e : 97,03 eV

7^e : 114,195 8 eV

8^e : 348,28 eV

9^e : 400,06 eV

10^e : 455,63 eV

11^e : 529,28 eV

12^e : 591,99 eV

13^e : 656,71 eV

14^e : 749,76 eV

15^e : 809,40 eV

16^e : 3 658,521 eV

17^e : 3 946,296 0 eV

Isotopes les plus stables

Iso	AN	Période	MD	Ed	PD
Iso	AN	Période	MD	MeV	PD
³⁵Cl	75,77 %	stable avec 18 neutrons
³⁶Cl	traces {syn.}	301 000 ans	β^- —-— ε / β⁺	0,709 —-— 1,142	³⁶Ar —-— ³⁶S
³⁷Cl	24,23 %	stable avec 20 neutrons

Propriétés physiques du corps simple

État ordinaire

Gaz (non-magnétique)

Allotrope à l'état standard

Dichlore Cl₂

Masse volumique

3,214 g·l^-1,

1,56 g·cm^-3 (−33,6 °C)¹

Vert jaunâtre

−101,5 °C¹

−34,04 °C¹

3,203 kJ·mol^-1

Énergie de vaporisation

10,2 kJ·mol^-1

Température critique

143,8 °C

Volume molaire

22,062×10^-3 m³·mol^-1

Pression de vapeur

> Patm. à 20 °C

Vitesse du son

206 m·s^-1 à 20 °C

Chaleur massique

480 J·kg^-1·K^-1

Conductivité thermique

8,9×10^-3 W·m^-1·K^-1

Divers

N^o CAS

7782-50-5⁵

Précautions

SGH⁶

Dichlore Cl₂ :

Danger

H270, H280, H315, H319, H330, H335, H400, EUH071, P220, P244, P260, P273, P280, P315, P302+P352, P304+P340, P305+P351+P338, P332+P313, P370+P376, P403 et P405

[+]

NFPA 704⁷

Transport⁶

Dichlore Cl₂ :

265
1017

[+]

Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le chlore est l'élément chimique de numéro atomique 17, de symbole Cl. C'est le plus commun des halogènes.

Le chlore est abondant dans la nature, son dérivé le plus important est le sel de table ou chlorure de sodium (NaCl). Ce dernier est nécessaire à de nombreuses formes de vie.

Le chlore, à l'état de corps simple, se présente sous la forme de la molécule de dichlore Cl₂, qui est un gaz jaune-vert 2,5 fois plus dense que l'air, aux conditions normales de température et de pression. Ce gaz a une odeur suffocante très désagréable et est extrêmement toxique.

L'ion hypochlorite de l'eau de Javel contenant un atome de chlore, on dit souvent d'une eau javellisée qu'elle est « chlorée ». Il s'agit toutefois d'un abus de langage, source fréquente de confusions entre l'élément chlore, le gaz dichlore et l'ion hypochlorite. C'est sous le nom de chlore que le dichlore est en effet répertorié pour le transport des matières dangereuses par exemple.

Certains virus (norovirus par exemple⁸), certaines bactéries ou les biofilms peuvent développer une certaine résistance au chlore. Ce phénomène est d'intérêt épidémiologique⁹ et écoépidémiologique.

Découverte

Le premier chimiste à avoir isolé le dichlore est réputé être le Suédois Carl Wilhelm Scheele, en 1774. Il lui donna le nom d'acide muriatique déphlogistiqué, car il pensait que c'était un gaz composé.

Avec l'abandon du phlogistique, on crut pendant quelques années que ce gaz contenait de l'oxygène, et ce n'est qu'en 1809 que le chimiste britannique Humphry Davy prouva qu'il n'en était pas ainsi, reconnut que c'était un corps simple, et lui donna son nom actuel de chlore.

Le nom de chlore vient du grec chloros qui signifie « vert pâle », en référence à la couleur de l'élément chimique pur.

Isotopes

Article détaillé : Isotopes du chlore.

Le chlore possède 24 isotopes connus de nombre de masse variant entre 28 et 51, ainsi que deux isomères, ^34 mCl et ^38 mCl. Seuls deux isotopes sont stables, ³⁵Cl et ³⁷Cl, et représentent la quasi-totalité du chlore naturellement présent (respectivement 75,77 et 24,23 %), le reste étant le chlore 36, un radioisotope cosmogénique présent à l'état de trace. La masse atomique standard du chlore est de 35,453(2) u.

Caractéristiques notables

Dichlore gazeux.

Dichlore liquide.

L'élément chimique pur a la forme d'un gaz jaune-verdâtre diatomique Cl₂, le dichlore cité plus haut, dans les conditions normales de température et de pression. Le chlore est produit à partir des chlorures, par oxydation et principalement par électrolyse. Avec des métaux, il forme des sels appelés les chlorures.

Le chlore se liquéfie aisément, il bout à −34 °C à pression atmosphérique. Il est transporté (ou conservé) liquide, sous pression (vers 7 bars), aux températures ambiantes : sous 6,95 bars à 21 °C¹⁰.

Avec le fluor, le brome et l'iode, le chlore appartient à la famille des halogènes, dans le groupe 17 du tableau périodique — groupe d'éléments très électronégatifs, donc très réactifs. Il se combine aisément avec presque tous les éléments. En effet, la liaison entre les deux atomes est relativement faible (seulement 242,580 ± 0,004 kJ/mol), ce qui fait de Cl₂ une molécule fortement réactive.

Des composés avec l'oxygène, l'azote, le xénon et le krypton sont connus. Ils ne se forment pas par une réaction directe entre ces éléments¹¹, mais qui doit être initiée par un agent externe, catalyseur ou ionisation. Bien que très réactif, le chlore n'est pas aussi extrêmement réactif que le fluor. Le gaz de chlore pur, cependant, est (comme l'oxygène) un comburant et peut soutenir la combustion des composés organiques tels que les hydrocarbures, bien que le carbone composant le carburant tende à ne brûler qu'incomplètement, une grande partie demeurant sous forme de suie¹². Ce qui montre l'affinité (relative) extrême du chlore pour l'hydrogène (comme tous les halogènes), produisant du chlorure d'hydrogène, un corps mieux lié que l'eau (l'oxyde d'hydrogène).

À 10 °C et pression atmosphérique normale, 1 L d'eau dissout 3,10 L de chlore et 1,77 L à 30 °C¹³.

En solution, le chlore se trouve généralement sous forme d'ion chlorure Cl⁻. Cet ion est le principal ion dissous dans l'eau de mer : environ 1,9 % de la masse de l'eau de mer est celle des ions chlorure.

Utilisations

Le chlore est un produit chimique important dans la purification de l'eau, dans les désinfectants, les agents de blanchissement ainsi que dans le gaz moutarde.

En raison de sa toxicité, le dichlore a été un des premiers gaz employés lors de la Première Guerre mondiale comme gaz de combat. Les premiers masques à gaz inventés pour s'en protéger étaient en fait des compresses ou des cagoules de toiles imbibées de thiosulfate de sodium.

Le dichlore est depuis largement utilisé pour fabriquer de nombreux objets et produits courants :

comme biocide, pour tuer les bactéries et autres microbes, donc pour la potabilisation de l'eau (dichlore, eau de Javel…). Le chlore a des propriétés rémanentes, ce qui signifie que son action désinfectante est valable sur tout le long du réseau de distribution d'eau. Pour purifier l'eau, on peut également utiliser le dioxyde de chlore, gaz très oxydant qui présente l'avantage de ne pas produire de chlorophénols lorsqu'il reste des traces de dérivés phénoliques dans l'eau. Ce produit est en outre décolorant et désodorisant ;
pour le traitement de l'eau des piscines comme biocide sous la forme de chloro-isocyanurates (par exemple le dichloroisocyanurate de sodium dihydrate pour le chlore choc) ou d'acide trichloroisocyanurique (par exemple pour le chlore lent) qui ont l'avantage de se présenter sous une forme solide¹⁴ ;
pour le blanchissement du papier : autrefois on utilisait du chlore gazeux mais ce procédé était très polluant. Il a été remplacé par un procédé employant du dioxyde de chlore en combinaison avec du peroxyde d'hydrogène ;
pour la production d'antiseptiques, de colorants, d'insecticides, de peintures, de produits pétroliers, des plastiques (comme le PVC), des médicaments, des textiles, des dissolvants, et de beaucoup d'autres produits de consommation.

La chimie organique emploie le chlore comme oxydant et en substitution de l'hydrogène, parce que cette substitution confère souvent des propriétés intéressantes aux composés organiques, par exemple au néoprène (un caoutchouc synthétique résistant aux hydrocarbures).

Il existe d'autres emplois dans la production des chlorates, chloroforme, tétrachlorure de carbone, et dans l'extraction de brome.

En géomorphologie et paléosismologie, l'isotope ³⁶Cl, créé par les rayons cosmiques, est utilisé pour la datation d'une surface ou la détermination d'un taux d'érosion.

Historique

Le mot chlore vient du grec khlôros signifiant « vert pâle ».

Le dichlore est découvert en 1774 par le chimiste Carl Wilhelm Scheele en versant quelques gouttes d'acide chlorhydrique sur du dioxyde de manganèse. Scheele pense à tort qu'il contient de l'oxygène. C'est en 1810 que Humphry Davy lui attribue le nom de chlore, en insistant sur le fait que c'était en fait un élément chimique bien distinct.

À partir du XIX^e siècle, le chlore, notamment sous forme d'eau de Javel, est utilisé comme désinfectant et pour le traitement de l'eau potable. Il est également utilisé pour le blanchiment des tissus dans l'industrie textile.

Dès la fin de la Seconde Guerre mondiale, le chlore est utilisé en prépondérance pour la désinfection des eaux de centres de remise en forme et de piscines publiques et privées. Le chlore est quelquefois associé à d'autres produits algicides, pour neutraliser le développement des algues dans les eaux de baignades chaudes et froides.

En 2010, le chlore intervient sous la forme du 5-chloro-uracile, remplaçant la thymine du code génétique d'une bactérie et formant un AXN (voir xénobiologie).

Sources

Dans la nature, on ne trouve le chlore que combiné avec d'autres éléments, en particulier du sodium, sous forme de sel (chlorure de sodium : NaCl), mais également avec la carnallite et la sylvine.

L'électrolyse chlore-soude est la principale méthode de production du chlore. Elle a lieu à partir d'une solution aqueuse de chlorure de sodium : le chlore se dégage à l'anode et l'eau est décomposée à la cathode en hydrogène (qui se dégage) et en ions hydroxyde formant progressivement une solution de soude.
On peut aussi électrolyser directement le sel fondu.

En laboratoire, le chlore peut s'obtenir en chauffant un mélange de solution d'acide chlorhydrique et de dioxyde de manganèse¹⁵.

Composés

En analyse biologique

Le taux sanguin de chlore est appelé chlorémie. Dans le sang d'un adulte de poids moyen à jeun, il doit être compris entre 98 et 107 mEq/L.

Effets sur la santé

Des études ont montré une influence de la chloration des piscines sur le risque d'asthme et de rhinites allergiques¹⁶, soit à cause du chlore, soit à cause des produits secondaires ou sous-produits que son usage génère¹⁷^,¹⁸, qui peuvent aussi en cas d'exposition chroniques affecter le personnel travaillant dans les piscines (trihalométhanes¹⁹ ou autres²⁰) qui peuvent être toxiques ou génotoxiques²¹.

Le chlore irrite le système respiratoire, spécialement chez les enfants et les personnes âgées. Une forte exposition au chlore peut entraîner un asthme induit ou syndrome de Brooks. Cet asthme serait prédisposé par l'exposition chronique à l'air des piscines intérieures qui s'accompagne d'une destruction des cellules de Clara (cellules protectrices situées dans les poumons)²².

Dans son état gazeux, il irrite les membranes des muqueuses et dans son état liquide, il brûle la peau. Il suffit de 3,5 ppm pour distinguer son odeur, mais ce gaz est mortel à partir de 1 000 ppm pour une bouffée d'environ une minute. L'exposition à ce gaz ne devrait donc pas excéder 0,5 ppm (valeur d'exposition moyenne pondérée sur 8 heures, 40 heures par semaine).

Sur les sites industriels, la détection du chlore est primordiale pour la sécurité des personnes, ainsi des détecteurs sont mis en place. L'Institut national de recherche et de sécurité (INERIS) a réalisé une étude indépendante sur cinq détecteurs de chlore à la demande de l'EXERA²³.

Son utilisation pour la désinfection de l'eau potable ou des piscines génère des sous-produits dangereux, dont certains gazeux comme les chloramines, particulièrement au contact de la sueur et de l'urine²². Certains sont toxiques, d'autres peuvent entraîner des défauts de naissance, d'autres encore sont génotoxiques et enfin certains sont des cancérigènes connus²⁴^,²⁵.

D'autres effets secondaire du chlore dans l'eau potable seraient lié à ses caractéristiques très oxydantes avec pour conséquences des irritations de la peau et une sensation de sécheresse en bouche conduisant parfois à un défaut d'hydratation. La plupart des filtres à base de charbon actif éliminent facilement le chlore par adsorption, au risque toutefois d'entraîner alors dans le réservoir à température ambiante une prolifération microbienne²⁶.

Notes et références

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Benoît Saint Girons, La qualité de l'eau, Paris, Médicis, 15 octobre 2020, 218 p., p. 24, 36, 63

Voir aussi

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Liens externes

(en) « Technical data for Chlorine » [archive] (consulté le 24 avril 2016), avec en sous-pages les données connues pour chaque isotope
(en) WebElements.com - Chlorine [archive]
(en) EnvironmentalChemistry.com - Chlorine [archive]
(fr) Le livre blanc du chlore [archive]
(fr) Risques pour la santé liés à la consommation de sous-produits de la chloration de l'eau potable : rapport d'un groupe d'experts [archive]

Métaux alcalins	Métaux alcalino-terreux	Lanthanides	Métaux de transition	Métaux pauvres	Métalloïdes	Non-métaux	Halogènes	Gaz nobles	Éléments non classés
		Actinides
		Superactinides

Portail de la chimie

Filtre

Cette page d’homonymie répertorie les différents sujets et articles partageant un même nom.

Diagramme de filtration simple : les particules les plus grosses du «flux» ne peuvent pas traverser le réseau.

Pour les articles ayant des titres homophones, voir philtre et philtrum.

Un filtre est un dispositif retirant certains éléments du flux qui le traverse, en les retenant ou redirigeant, les modifiant ou détruisant.

Automobile

Divers filtres interviennent dans le domaine de l'automobile :

le filtre à air : permet de supprimer de l'air aspiré les plus grosses particules telles que les pollens qui risqueraient d'endommager le moteur. Pour conserver ses propriétés, il doit être remplacé régulièrement et d'autant plus fréquemment que l'air, aspirée pour le moteur, est poussiéreux.
le filtre à huile : souvent placé sur le carter moteur ; il permet d'éliminer les particules contenues dans l'huile du moteur et qui proviennent, pour l'essentiel, de l'usure des pièces moteurs lubrifiées. Il doit être remplacé à chaque vidange afin de ne pas polluer l'huile neuve ;
le filtre à carburant : permet de ne pas faire circuler de particules dans le circuit d'alimentation de carburant, qui risqueraient de boucher les injecteurs de carburant. Il doit être remplacé d'autant plus fréquemment que le carburant risque d'être pollué par des matières solides (poussière, sable, etc.) ;
le filtre à particules : utilisé pour réduire la quantité de particules générées par la combustion du gazole dans le moteur et rejeté dans les gaz d'échappement des moteurs Diesel. Ce filtre doit être changé régulièrement pour éviter qu'il ne rejette les particules qu'il avait retenues jusque là.

Électronique et traitement du signal

Article détaillé : Filtre (électronique).

En électronique, le terme filtre désigne à l'origine, par analogie avec les filtres de fluides, un circuit qui rejette une partie indésirable du signal ; par extension, un circuit qui réalise une opération de traitement du signal. On trouve notamment :

des filtres passe-bas (qui coupent les hautes fréquences), passe-haut (qui coupent les basses fréquences), passe-bande qui ne laissent passer qu'une bande définie de fréquence, etc. ;
filtre audio, filtre électronique dédié au traitement du signal dans l'enregistrement et la reproduction sonore.

Par extension, on appelle également filtre un outil logiciel dont le but est la séparation des fréquences contenues dans un signal numérisé (son, profil d'état de surface, ...) ou dans une image physique (topographie, ...), dans ce cas le filtrage est souvent réalisé à l'aide de la transformée de Fourier discrète. Un ensemble de filtres utilisés dans l'analyse des états de surface est décrit dans la norme NF EN ISO 16610.

Hygiène et traitements

Filtres à eau, fréquemment utilisés afin de purifier l’eau du robinet.
Biofiltre, peut aussi être un dispositif de filtration biologique de l’eau, ou un dispositif utilisant des plantes en pots ou un mur végétalisé pour épurer l’air intérieur par des plantes (voir par exemple le programme Phyt'air). L’ADEME considère que l’argument « plantes dépolluantes » n’est pas validé scientifiquement au regard des niveaux de pollution généralement rencontrés dans les habitations et des nouvelles connaissances scientifiques dans le domaine¹
Filtres à air, fréquemment utilisés afin de purifier l’air intérieur, tels que le filtre HEPA ou les filtres à photocatalyse par exemple les modules Alcion Air.
- filtre à manches : employés en milieu industriel pour l’assainissement particulaire de l’air ambiant.

Informatique

Filtre (informatique), programme informatique capable de traiter un ensemble d'informations pour en extraire un sous-ensemble d'informations pertinentes. Un filtre informatique peut aussi être un antivirus.
Filtre (graphique), sous-ensemble des filtres informatiques spécialement dédiés au traitement des images, par une application systématique de modifications à chaque pixel de l'image en tenant compte des couleurs des pixels voisins.

Mathématiques

Filtre (mathématiques), système déterminant le calcul des limites.

Optique

Filtre (optique), permet comme en électronique de ne conserver qu'une partie du spectre du signal incident, en l'occurrence la lumière utile à une application donnée.
Filtre ultraviolet.
filtre utilisé en photographie ou en cinématographie permet d'ajuster la température de couleur, de compenser l'exposition, ou de créer des effets optiques simples.
- Filtre à densité neutre : filtre absorbant de manière égale les rayonnements visibles quelle que soit la longueur d'onde.

Physique et chimie

Un filtre sépare les éléments solides dans un flux de fluide, soit gazeux (par exemple filtre à air) soit liquide (eau, huile). Les passoires et les pommelles, ou crépines, sont des filtres. Quand on trie des éléments solides de diverses grosseurs dans un flux rendu fluide par la vibration, on parle de tamis ou de crible (sable, gravier, patates, fruits, farine).

Une grande partie des filtres communs (machines à laver, hottes aspirantes, filtres automobiles, etc.) sont produits en tissus métalliques avec des maillages extrêmement fins², comme le métal déployé et la toile tissée³.

C'est le sens originel du terme, une évolution du mot feltre qui a donné feutre.

Notes et références

Plantes et épuration de l’air intérieur [archive], sur le site ademe.fr de février 2013, consulté le 4 novembre 2015
Ouverture des mailles : 100 μm

Métal déployé, Toile tissée [archive] sur metaletire.fr

Voir aussi

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Articles connexes

Catégories :

Bactérie

Pour les articles homonymes, voir Bacteria (homonymie).

Bactérie

Nom vulgaire ou nom vernaculaire ambigu :
l'appellation « Bactérie » s'applique en français à plusieurs taxons distincts.

Deinococcus radiodurans, une eubactérie

Taxons concernés

En microbiologie :

Au sens classique : l'empire Prokaryota (les procaryotes)
Au sens restreint : le domaine Eubacteria (les eubactéries)

Le terme bactérie est un nom vernaculaire qui désigne certains organismes vivants microscopiques et procaryotes présents dans tous les milieux. Le plus souvent unicellulaires, elles sont parfois pluricellulaires (généralement filamenteuses), la plupart des espèces bactériennes ne vivant pas individuellement en suspension, mais en communautés complexes adhérant à des surfaces au sein d'un gel muqueux (biofilm)¹.

Coques à gauche, Spirillum au centre, bacille à droite.

Les bactéries les plus grosses, dites bactéries géantes, sont visibles à l'œil nu. Jusqu'au début du XXI^e siècle, les spécialistes considéraient que les plus petites mesuraient 0,2 μm, mais il existe des « ultramicrobactéries »²^,³^,⁴.

Les bactéries présentent de nombreuses formes : sphériques (coques), allongées ou en bâtonnets (bacilles) et des formes plus ou moins spiralées. L’étude des bactéries est la bactériologie, soit une des nombreuses branches de la microbiologie.

Il existe environ 10 000 espèces connues à ce jour⁵^,⁶, mais la diversité réelle du groupe est probablement supérieure. L'estimation du nombre des espèces oscillerait entre 5 et 10 millions⁷^,⁸.

Les bactéries sont ubiquitaires et sont présentes dans tous les types de biotopes rencontrés sur Terre. Elles peuvent être isolées du sol, des eaux douces, marines ou saumâtres, de l’air, des profondeurs océaniques, des déchets radioactifs⁹, de la croûte terrestre, sur la peau et dans l’intestin des animaux ou des humains. Les bactéries ont une importance considérable dans les cycles biogéochimiques comme le cycle du carbone et la fixation de l’azote de l’atmosphère.

Un nombre important de bactéries vit dans le corps humain, d'ordre comparable à la quantité des cellules qui le constituent, mais la masse de ces dernières est plus importante. La plupart de ces bactéries sont inoffensives ou bénéfiques pour l'organisme. Il existe cependant de nombreuses espèces pathogènes à l'origine de beaucoup de maladies infectieuses.

Deux Klebsiella pneumoniae (bacilles) aux prises avec un leucocyte humain (neutrophile). Image de microscopie électronique à balayage recolorée. Noter l'aspect granuleux de sa paroi qui correspond à sa capsule, sorte de barrière externe qui la rend plus résistante à la phagocytose¹⁰.

Les bactéries peuvent être très utiles à l’humain lors des processus de traitement des eaux usées, dans l’agroalimentaire lors de la fabrication des yaourts ou du fromage et dans la production industrielle de nombreux composés chimiques¹¹.

Histoire

Origine de la bactériologie

Article détaillé : Microbiologie.

Les bactéries étant microscopiques, elles ne sont donc visibles qu'avec un microscope. Antoine van Leeuwenhoek fut le premier à observer des bactéries, grâce à un microscope de sa fabrication, en 1676¹². Il les appela « animalcules » et publia ses observations dans une série de lettres qu'il envoya à la Royal Society¹³^,¹⁴^,¹⁵.

Au XIX^e siècle, les travaux de Louis Pasteur ont révolutionné la bactériologie. Il démontra en 1859 que les processus de fermentation sont causés par des microorganismes et que leur croissance n’était pas due à la génération spontanée. Il démontra aussi le rôle des microorganismes comme agents infectieux¹⁶. Pasteur conçut également des milieux de culture, des procédés de destruction des microorganismes comme l’autoclave et la pasteurisation.

Le médecin allemand Robert Koch et ses collaborateurs mirent au point les techniques de culture des bactéries sur milieu solide. Robert Koch est un des pionniers de la microbiologie médicale, il a travaillé sur le choléra, la maladie du charbon (anthrax) et la tuberculose. Il démontra de façon claire qu’une bactérie pouvait être l’agent responsable d’une maladie infectieuse et il proposa une série de postulats (les postulats de Koch, toujours utilisés aujourd'hui¹⁷) confirmant le rôle étiologique d’un microorganisme dans une maladie. Il obtient le prix Nobel de physiologie ou médecine en 1905¹⁸.

Si les bactéries étaient connues au XIX^e siècle, il n’existait pas encore de traitement antibactérien. En 1909, Paul Ehrlich mit au point un traitement contre la syphilis avant l’utilisation de la pénicilline en thérapeutique suggérée par Ernest Duchesne en 1897 et étudiée par Alexander Fleming en 1929. Ehrlich reçut le prix Nobel pour ses travaux sur l'immunologie en 1908, et fut un pionnier de l'usage de colorants pour détecter et identifier les bactéries, son travail étant la base de la coloration de Gram et de la coloration de Ziehl-Neelsen¹⁹.

Les microbiologistes Martinus Beijerinck et Sergei Winogradsky initièrent les premiers travaux de microbiologie de l’environnement et d’écologie microbienne en étudiant les relations entre ces microorganismes au sein de communautés microbiennes du sol et de l’eau.

Définition et étymologie

Article connexe : Prokaryota#Origine du concept.

Le mot « bactérie » apparaît pour la première fois avec le microbiologiste allemand Christian Gottfried Ehrenberg en 1838²⁰. Ce mot dérive du grec βακτηριον, qui signifie « bâtonnet ». Parallèlement Haeckel inventa en 1866 l'embranchement Monera pour regrouper au sein de son règne Protista tous les microorganismes sans structure interne (bien qu'excluant les cyanobactéries, alors classées parmi les plantes). Ferdinand Cohn utilisa à son tour le terme Bacteria comme taxon en 1870 et tenta le premier de les classer rigoureusement selon leur morphologie²¹. Pour Cohn, les bactéries étaient des plantes primitives non chlorophylliennes. À la suite des travaux de Cohn, Haeckel révisa la circonscription de ses « monères » pour y inclure les cyanobactéries²². Les termes de « monère » et de « bactérie » devinrent alors synonymes²¹.

En 1938 Herbert Copeland éleva les monères au rang de règne, à un niveau désormais égal aux animaux, plantes et protistes²³. Ce n'est qu'en 1957 qu'André Lwoff distingua avec clarté les concepts de bactérie et de virus²⁴ grâce à des arguments biochimiques et structuraux. Enfin, Roger Stanier et Cornelis van Niel définirent pour la première fois rigoureusement en 1962 le concept de bactérie par l’absence d’organite membrané (et en particulier de véritable noyau, donc de mitose)²⁵.

Noms français et noms scientifiques correspondants

Liste alphabétique de noms vulgaires ou de noms vernaculaires attestés²⁶ en français.

Bactérie - Bacteria²⁷^,²⁸ ou Eubacteria²⁸
Bactérie vraie - voir Bactérie²⁸
Bactérie ammonifiante - bactérie qui participe à la dégradation des protéines en azote ammoniacal²⁸
Bactérie de la dysenterie porcine - Brachyspira hyodysenteriae²⁸ (syn. Serpulina hyodysenteriae²⁸ ou Treponema hyodysenteriae²⁹) responsable de la dysenterie porcine
Bactérie du rouget du porc - Erysipelothrix rhusiopathiae²⁸, responsable du rouget du porc
Bactérie lactique - ferment lactique²⁸ ou plus précisément Lactobacteriacae²⁸
Bactérie nitreuse - Bactérie du sol qui assure la nitrification de l'azote nitreux²⁸
Bactérie nitrifiante - Bactérie du sol participe à la nitrification de l'azote ammoniacal²⁸
Bactérie non sulfureuse verte - Chloroflexi²⁸
Bactérie pathogène - (cf. TLFi)
Bactérie sporulée - bactéries pourvues de spores ou sporulales²⁸

Controverse terminologique

Article connexe : Prokaryota#Pertinence actuelle du concept.

En 1977, Carl Woese grâce à ses travaux de phylogénie moléculaire divisa les procaryotes en deux domaines : les Eubacteria et les Archaebacteria³⁰ ; il les renomma respectivement Bacteria et Archaea lors de la révision de sa nomenclature en 1990³¹. Le mot « bactérie » faisant référence à l'ensemble des procaryotes avant 1990, ce renommage a provoqué une certaine ambiguïté dans l'utilisation de ce terme et n'a donc pas été accepté par tous les biologistes³²^,³³^,³⁴^,³⁵^,³⁶.

Certains biologistes²¹^,³⁷ pensent que cette tentative de renommage tient davantage de la propagande (de la part de Carl Woese, afin d'accréditer ses idées) que de la science :

« Therefore archaebacterial cell structure, growth, division, and genetics remained fundamentally bacterial or prokaryotic. Early claims that archaebacteria are a “third form of life” in addition to eukaryotes and prokaryotes/bacteria are thus falsified, despite misleading, confusing, purely propagandistic name changes that some of us never accepted [...]³⁷ »

Et plus loin dans le même article :

« Differences between archaebacteria and eubacteria have been grossly exaggerated. »

Dans un cadre kuhnien la théorie des trois domaines qui sous-tend ce changement de nomenclature est parfois analysé comme un paradigme de la bactériologie moderne³⁸^,³⁹^,²¹, ce qui expliquerait les résistances (principalement de nature sociologiques) contre sa remise en cause.

Morphologie et anatomie

Forme et taille des bactéries

Les bactéries présentent une grande diversité de tailles et de formes. Les cellules bactériennes typiques ont une taille comprise entre 0,5 et 5 µm de longueur, cependant, quelques espèces comme Thiomargarita namibiensis et Epulopiscium fishelsoni peuvent mesurer jusqu’à 750 µm (0,75 mm) de long et être visibles à l’œil nu⁴⁰^,⁴¹ (voir Bactérie géante). Parmi les plus petites bactéries, les mycoplasmes mesurent 0,3 µm, soit une taille comparable à certains gros virus⁴².

Escherichia coli, une bactérie en forme de bacille, observées au microscope électronique.

La plupart des bactéries sont soit sphériques soit en forme de bâtonnets. Dans le premier cas elles sont appelées coques (du grec kókkos, grain) et dans le second bacilles (du latin baculus, bâton). Il existe aussi des formes intermédiaires : les coccobacilles. Quelques bactéries en forme de bâtonnets sont légèrement incurvées comme les Vibrio. D’autres bactéries sont hélicoïdales. Ce sont des spirilles si la forme est invariable et rigide, des spirochètes si l’organisme est flexible et peut changer de forme. La grande diversité de formes est déterminée par la paroi cellulaire et le cytosquelette. Les différentes formes de bactéries peuvent influencer leur capacité d’acquérir des nutriments, de s’attacher aux surfaces, de nager dans un liquide et d’échapper à la prédation.

Association de bactéries

Les bactéries présentent une grande diversité de morphologies et d'arrangements cellulaires.

Beaucoup d’espèces bactériennes peuvent être observées sous forme unicellulaire isolée alors que d’autres espèces sont associées en paires comme les Neisseria ou en chaînette, caractéristique des Streptocoques. Dans ces cas, les coques se divisent selon un axe unique et les cellules restent liées après la division. Certains coques se divisent selon un axe perpendiculaire et s’agencent de façon régulière pour former des feuillets. D’autres se divisent de façon désordonnée et forment des amas comme les membres du genre Staphylococcus qui présentent un regroupement caractéristique en grappe de raisins. D'autres bactéries peuvent s’élonger et former des filaments composés de plusieurs cellules comme les actinobactéries.

En dépit de leur apparente simplicité, elles peuvent former des associations complexes. Des capteurs leur permettent de détecter d'autres bactéries ou une surface (ce qui induit souvent chez elle un changement de comportement ; ainsi Pseudomonas aeruginosa ne devient virulente et active ses gènes de résistance que quand son « sens du toucher » l'informe qu'elle entre en contact avec une surface ; muqueuse pulmonaire par exemple⁴³).

Les cyanobactéries forment des chaînes appelées trichomes où les cellules sont en relation étroite, grâce à des échanges physiologiques. Certaines bactéries forment des colonies pouvant solidement s’attacher aux surfaces. Ces « biofilms » sont un arrangement complexe de cellules et de composants extracellulaires, formant des structures secondaires comme des microcolonies, au sein desquelles se forme un réseau de canaux facilitant la diffusion des nutriments.

Structure

Article détaillé : Prokaryota#Plan d'organisation.

Structures de la cellule bactérienne

Bacillus anthracis (bâtonnets violets foncé, donc à Gram positif) se développant dans du liquide céphalorachidien.

Une caractéristique importante des bactéries est la paroi cellulaire. La paroi donne à la bactérie sa forme et la protège contre l’éclatement sous l’effet de la très forte pression osmotique du cytosol. Les bactéries peuvent être structuralement divisées en deux groupes : les bactéries à paroi unimembranée (ne contenant qu'une seule membrane, la membrane plasmique, voir Unimembrana) et les bactéries à paroi bimembranée (constituée de deux membranes superposées, la membrane interne et la membrane externe, voir Negibacteria). La coloration de Gram est un critère empirique, quoique imparfait, permettant de déterminer la structure de la paroi bactérienne.

Certains organites extracellulaires comme les flagelles ou les poils peuvent être enchâssés dans la paroi cellulaire. Quelques bactéries peuvent fabriquer de fines couches externes à la paroi cellulaire, généralement essentiellement constituées de polysaccharides (des sucres). D'autres bactéries peuvent s’envelopper d’une couche protéique appelée la couche S.

En tant que procaryote (organisme sans noyau), les bactéries sont des cellules relativement simples, caractérisées par une absence de noyau et d’organites comme les mitochondries et les chloroplastes, elles n'ont pas non plus de réticulum endoplasmique ou d'appareil de Golgi⁴⁴.

Métabolismes bactériens

Le métabolisme d’une cellule est l’ensemble des réactions chimiques qui se produisent au niveau de cette cellule. Pour réaliser ce processus, les bactéries, comme toutes les autres cellules, ont besoin d’énergie. L’ATP est la source d’énergie biochimique universelle, commune à toutes les formes de vie, mais les réactions d’oxydo-réduction impliquées dans sa synthèse sont très variées selon les organismes et notamment chez les bactéries.

Les bactéries vivent dans pratiquement toutes les niches environnementales de la biosphère. Elles peuvent ainsi utiliser une très large variété de source de carbone et/ou d’énergie⁴⁵.

Les bactéries peuvent être classées selon leur type de métabolisme, en fonction des sources de carbone et d’énergie utilisés pour la croissance, les donneurs d’électrons et les accepteurs d’électrons⁴⁶.

Type trophique en fonction de la classe et la nature du besoin
Classe du besoin	Nature du besoin	Type trophique
Source de carbone	CO2	Autotrophe
Source de carbone	Composé organique	Hétérotrophe
Substrat énergétique (donneur d'électrons)	Minéral	Lithotrophe
Substrat énergétique (donneur d'électrons)	Organique	Organotrophe
Source d'énergie	Lumière	Phototrophe
Source d'énergie	Oxydation biochimique	Chimiotrophe

L’énergie cellulaire des chimiotrophes est d’origine chimique alors que celle des phototrophes est d’origine lumineuse. La source de carbone des autotrophes est le dyoxyde de carbone, tandis que des substrats organiques sont la source de carbone des hétérotrophes. Il est aussi possible de distinguer deux sources possibles de protons (H+) et d'électrons (e-) : les bactéries réduisant des composés minéraux sont des lithotrophes alors que celles réduisant des substances organiques sont des organotrophes.

Tout organisme vivant réalise en permanence de nombreuses réactions chimiques destinées à construire les biomolécules indispensables à la vie, et particulièrement lipides, protéines, acides nucléiques et saccharides. Ces réactions ne sont possibles que grâce à l'énergie accumulée à la suite d’autres réactions chimiques. Le métabolisme d'une bactérie est l'ensemble des réactions chimiques qui se produisent au niveau de la cellule bactérienne⁴⁷. Les besoins énergétiques de la bactérie peuvent être satisfaits par deux mécanismes :

la photosynthèse, au cours de laquelle la lumière est utilisée comme source d’énergie ;
l'oxydation de substances chimiques (substrats énergétiques), qui utilise une source d’énergie chimique.

Physiologie et génétique

Articles détaillés : Prokaryota, Type trophique et Conjugaison (génétique).

Les bactéries possèdent un chromosome généralement unique et circulaire (mais il y a des exceptions) qui porte la majorité des gènes. Certains gènes ayant des fonctions particulières (résistance à un antibiotique, un prédateur, adaptation physiologique au milieu, etc.) sont cependant localisés sur des petites sections d'ADN circulaire libres appelées plasmides.

Il existe une grande diversité de métabolismes par rapport aux eucaryotes. D'ailleurs la phototrophie et l'autotrophie chez les eucaryotes sont toujours le résultat d'une symbiose avec des bactéries (certains lichens par exemple) et/ou d'une symbiogenèse impliquant une cyanobactérie (chloroplaste).

Source de matière : Hétérotrophie vs Autotrophie

Source d'énergie : Phototrophie vs Chimiotrophie

Bactéries et écosystème

Les bactéries, avec les autres micro-organismes, participent pour une très large part à l’équilibre biologique existant à la surface de la Terre. Elles colonisent en effet tous les écosystèmes et sont à l’origine de transformations chimiques fondamentales lors des processus biogéochimiques responsables du cycle des éléments sur la planète.

Une population de bactéries peut avoir un comportement coordonné grâce à une messagerie moléculaire, le quorum sensing.

Dans les biofilms

Au sein des biofilms des relations s'établissent entre bactéries, conduisant à une réponse cellulaire intégrée. Les molécules de la communication cellulaire ou « lang » sont soit des homosérines lactones pour les bactéries à Gram négatif, soit des peptides courts pour les bactéries à Gram positif. De plus au sein de biofilms établis, les caractéristiques physico-chimiques (pH, oxygénation, métabolites) peuvent être néfastes au bon développement bactérien et constituer donc des conditions stressantes. Les bactéries mettent en place des réponses de stress qui sont autant d'adaptation à ces conditions défavorables. En général les réponses de stress rendent les bactéries plus résistantes à toute forme de destruction par des agents mécaniques ou des molécules biocides.

L'étude des canaux ioniques bactériens a permis à une équipe de chercheurs de mettre en évidence, en 2015, une synchronisation du métabolisme de certaines bactéries au sein des communautés de biofilms bactériens par des vagues d'ions potassium. Celles-ci résultent d'une boucle de rétroaction positive, dans laquelle un déclencheur métabolique induit la libération d'ions potassium intracellulaire, qui à son tour dépolarise les bactéries voisines. Cette vague de dépolarisation coordonne les états métaboliques entre les bactéries à l'intérieur et à la périphérie du biofilm. La suppression ou le blocage de l'activité des canaux potassium supprime cette réponse⁴⁸.

Écosystème aquatique

Les eaux naturelles comme les eaux marines (océans) ou les eaux douces (lacs, mares, étangs, rivières, etc.) sont des habitats microbiens très importants. Les matières organiques en solution et les minéraux dissous permettent le développement des bactéries. Les bactéries participent dans ces milieux à l’autoépuration des eaux. Elles sont aussi la proie des protozoaires. Les bactéries composant le plancton des milieux aquatiques sont appelées le bactérioplancton.

Il y a environ quarante millions de cellules bactériennes dans un gramme de sol et un million de cellules bactériennes dans un millilitre d’eau douce. On estime qu'il y aurait (à un instant donné) quatre à six quintillions (4  × 10³⁰ à 6 × 10³⁰), soit entre quatre et six mille milliards de milliards de milliards de bactéries dans le monde⁴⁹, représentant une grande partie de la biomasse du monde⁴⁹. Cependant, un grand nombre de ces bactéries ne sont pas encore caractérisées car non cultivables en laboratoire⁵⁰.

Bactérie du sol et du sous-sol

Une cheminée hydrothermale.

Le sol est composé de matière minérale provenant de l’érosion des roches et de matière organique (l’humus) provenant de la décomposition partielle des végétaux. La flore microbienne y est très variée. Elle comprend des bactéries, des champignons, des protozoaires, des algues, des virus, mais les bactéries sont les représentants les plus importants quantitativement. On peut y retrouver tous les types de bactéries, des autotrophes, des hétérotrophes, des aérobies, des anaérobies, des mésophiles, des psychrophiles, des thermophiles. Tout comme les champignons, certaines bactéries sont capables de dégrader des substances insolubles d’origine végétale comme la cellulose, la lignine, de réduire les sulfates, d’oxyder le soufre, de fixer l’azote atmosphérique et de produire des nitrates. Les bactéries jouent un rôle dans le cycle des nutriments des sols, et sont notamment capables de fixer l’azote. Elles ont donc un rôle dans la fertilité des sols pour l’agriculture. Les bactéries abondent au niveau des racines des végétaux avec lesquels elles vivent en mutualisme.

À la différence des milieux aquatiques, l’eau n’est pas toujours disponible dans les sols. Les bactéries ont mis en place des stratégies pour s’adapter aux périodes sèches. Les Azotobacter produisent des cystes, les Clostridium et les Bacillus des endospores ou d’autres types de spores chez les Actinomycètes.

Dans le sous-sol, dans l'eau ou dans les cavités humides, des bactéries colonisent inévitablement les galeries minières, puits de mines et leurs abords faillés ou évidés, y compris dans les centres de stockage souterrains ; elles sont parfois trouvée à grande profondeur dans le sous-sol, y compris dans les remontées de forages d'eau ou de pétrole. Elles peuvent là aussi modifier leur environnement, être source de CO₂ ou de méthane, d'acidification, de corrosion, de méthylation, de putréfaction et/ou interagir avec les nappes, certains métaux ou des matériaux de confinement (Rizlan Bernier-Latmani mène sur ce sujet une campagne expérimentale d'étude à des centaines de mètres de profondeur, au sein du laboratoire du Mont Terri, près de Saint-Ursanne dans le Jura, où est étudiée la pertinence de la roche argileuse pour le stockage géologique des déchets nucléaires⁵¹).

Environnements extrêmes

Les bactéries peuvent aussi être rencontrées dans des environnements plus extrêmes. Elles sont qualifiées d’extrémophiles. Des bactéries halophiles sont rencontrées dans des lacs salés, des bactéries psychrophiles sont isolées d’environnements froids comme des océans Arctique et Antarctique, des banquises. Des bactéries thermophiles sont isolées des sources chaudes ou des cheminées hydrothermales.

Plus anciennes bactéries en vie

En 2007, des forages dans le pergélisol du nord-est de la Sibérie, du nord-ouest du Canada et de l'Antarctique ont permis à des scientifiques de l'université de Californie dirigée par le professeur Eske Willerslev (en) (Université de Copenhague) de mettre au jour des bactéries toujours vivantes vieilles d'environ 500 000 ans. Les chercheurs ont montré chez ces bactéries des signes de réparation de leur ADN combiné à un état de dormance inférieure à l'activité métabolique nécessaire à la réparation de l'ADN maintenue à un bas niveau⁵².

En 2000, une équipe scientifique a annoncé avoir découvert une bactérie demeurée endormie dans un cristal de sel pendant 250 millions d'années⁵³. De nombreux scientifiques sont très réservés vis-à-vis de ce résultat, qui serait plutôt dû à une colonisation récente du cristal⁵⁴.

Séjour dans l’espace

Dans l'espace, les bactéries deviendraient presque trois fois plus virulentes. C'est du moins le cas de Salmonella typhimurium, une bactérie responsable d'intoxication alimentaire. Celles-ci ont fait un voyage à bord de la navette Atlantis en 2006. À leur retour, les bactéries qui avaient été conservées dans un récipient étanche, ont été transmises à des souris. Il n'a fallu que le tiers de la dose habituelle pour tuer la moitié du groupe de souris qui avait été infecté⁵⁵^,⁵⁶.

Recherche de bactéries extraterrestres

On cherche actuellement à savoir s'il a existé une vie bactérienne sur la planète Mars. Certains éléments d'analyse du sol martien semblent s'orienter en ce sens, et la présence abondante d'eau sur Mars jadis a peut-être pu constituer un terrain extrêmement favorable au développement de la vie bactérienne, si elle est apparue. Si la chose venait à être confirmée, ce serait un élément important en faveur de l'hypothèse de panspermie. Des chercheurs écossais ont mis en évidence en juin 2017 que le sol de mars éliminait la moindre bactérie. C’est l’interaction entre le rayonnement ultraviolet, les substances oxydantes du sol de Mars, et surtout les perchlorates qui confère à la surface de la Planète rouge sa capacité à éliminer toute bactérie⁵⁷. D'autres recherches s'intéressent aussi aux glaces de la lune jovienne Europe qui abritent de l'eau liquide sous leur surface.

Interactions avec d’autres organismes

En dépit de leur apparente simplicité, les bactéries peuvent entretenir des associations complexes avec d’autres organismes. Ces associations peuvent être répertoriées en parasitisme, mutualisme et commensalisme. En raison de leurs petites tailles, les bactéries commensales sont ubiquitaires et sont rencontrées à la surface et à l’intérieur des plantes et des animaux.

Mutualistes

Dans le sol, les bactéries de la rhizosphère (couche de sol fixée aux racines des plantes) fixent l’azote et produisent des composés azotés utilisés par les plantes (exemple de la bactérie Azotobacter ou Frankia). En échange, la plante excrète au niveau des racines des sucres, des acides aminés et des vitamines qui stimulent la croissance des bactéries. D’autres bactéries comme Rhizobium sont associées aux plantes légumineuses au niveau de nodosités sur les racines.

Il existe de nombreuses relations symbiotiques ou mutualistes de bactéries avec des invertébrés. Par exemple, les animaux qui se développent à proximité des cheminées hydrothermales des fonds océaniques comme les vers tubicoles Riftia pachyptila, les moules Bathymodiolus ou la crevette Rimicaris exoculata vivent en symbiose avec des bactéries chimiolitho-autotrophes.

Buchnera est une bactérie endosymbiote des aphides (puceron). Elle vit à l'intérieur des cellules de l'insecte et lui fournit des acides aminés essentiels. La bactérie Wolbachia est hébergée dans les testicules ou les ovaires de certains insectes. Cette bactérie peut contrôler les capacités de reproduction de son hôte.

Des bactéries sont associées aux termites et leur apportent des sources d'azote et de carbone.

Des bactéries colonisant la panse des herbivores permettent la digestion de la cellulose par ces animaux. La présence de bactéries dans l’intestin de l’Homme contribue à la digestion des aliments mais les bactéries fabriquent également des vitamines comme l’acide folique, la vitamine K et la biotine⁵⁸.

Des bactéries colonisent le jabot d'un oiseau folivore (consommateur de feuilles), le Hoazin (Opisthocomus hoazin). Ces bactéries permettent la digestion de la cellulose des feuilles, de la même manière que dans le rumen des ruminants.

Des bactéries bioluminescentes comme Photobacterium sont souvent associées à des poissons ou des invertébrés marins. Ces bactéries sont hébergées dans des organes spécifiques chez leurs hôtes et émettent une luminescence grâce à une protéine particulière : la luciférase. Cette luminescence est utilisée par l'animal lors de divers comportements comme la reproduction, l'attraction de proies ou la dissuasion de prédateurs.

Dans le corps humain

Un nombre important de bactéries vit dans le corps humain, environ autant, voire plus, que de cellules le constituant, toutefois leur masse reste infime en comparaison.

Les calculs donnent des résultats variés quant à leur nombre. D'après certaines estimations, 10¹² bactéries colonisent la peau, 10¹⁰ bactéries colonisent la bouche et 10¹⁴ bactéries habitent dans l'intestin⁵⁹. D'autres calculs, réalisés par des chercheurs de l'institut Weizmann, indiquent qu'il y a plus de cellules bactériennes (~40 × 10¹²) que de cellules humaines (~30 × 10¹²) dans le corps humain⁶⁰^,⁶¹.

La plupart de ces bactéries sont inoffensives ou bénéfiques pour l’organisme. Il existe cependant de nombreuses espèces pathogènes à l'origine de beaucoup de maladies infectieuses comme le choléra, la syphilis, la peste, l’anthrax, la tuberculose.

Pathogènes

Culture de Mycobacterium tuberculosis.

Pour l'humain

Le plus souvent, les maladies bactériennes mortelles sont les infections respiratoires : la tuberculose à elle seule tue environ deux millions de personnes par an, principalement en Afrique subsaharienne⁶². Des bactéries peuvent entraîner des troubles respiratoires ou intestinaux alors que d’autres peuvent être responsables de l’infection d'une blessure. Les infections bactériennes peuvent être traitées grâce aux antibiotiques, qui le plus souvent inhibent une de leurs fonctions vitales (par exemple, la pénicilline bloque la synthèse de la paroi cellulaire).

Les bactéries pathogènes sont responsables de maladies humaines et causent des infections. Les organismes infectieux peuvent être distingués en trois types : les pathogènes obligatoires, accidentels ou opportunistes.

Un pathogène obligatoire ne peut survivre en dehors de son hôte. Parmi les bactéries pathogènes obligatoires, Corynebacterium diphtheriae entraîne la diphtérie, Treponema pallidum est l’agent de la syphilis, Mycobacterium tuberculosis provoque la tuberculose, Mycobacterium leprae la lèpre, Neisseria gonorrhoeae la gonorrhée. Les Rickettsia à l’origine du typhus sont des bactéries parasites intracellulaires.

Un pathogène accidentel présent dans la nature peut infecter l’Homme dans certaines conditions. Par exemple, Clostridium tetani provoque le tétanos en pénétrant dans une plaie. Vibrio cholerae entraîne le choléra à la suite de la consommation d’une eau contaminée.

Un pathogène opportuniste infecte des individus affaiblis ou atteints par une autre maladie. Des bactéries comme Pseudomonas aeruginosa, des espèces de la flore normale, comme des Staphylococcus de la flore cutanée, peuvent devenir des pathogènes opportunistes dans certaines conditions. On rencontre surtout ce type d’infection en milieu hospitalier.

La capacité d’une bactérie à provoquer une maladie est son pouvoir pathogène. L’intensité du pouvoir pathogène est la virulence. L’aboutissement de la relation bactérie-hôte et l’évolution de la maladie dépendent du nombre de bactéries pathogènes présentes dans l’hôte, de la virulence de cette bactérie, des défenses de l’hôte et de son degré de résistance.

Pour déclencher une maladie, les bactéries infectieuses doivent d’abord pénétrer dans l’organisme et adhérer à un tissu. Des facteurs d’adhésion permettent la fixation des bactéries à une cellule. Le pouvoir invasif est la capacité de la bactérie à se répandre et à se multiplier dans les tissus de l’hôte, soit par un processus d'endocytose permettant leur pénétration intracellulaire, soit pour certaines bactéries en passant entre les cellules des muqueuses afin de coloniser la lamina propria sous-jacente. Les bactéries peuvent produire des substances lytiques leur permettant de se disséminer dans les tissus. Certaines bactéries présentent aussi un pouvoir toxinogène qui est la capacité de produire des toxines, substances chimiques portant préjudice à l’hôte. On peut distinguer les exotoxines libérées lors de la multiplication des bactéries et les endotoxines fixées dans la membrane des bactéries.

Les bactéries pathogènes tentant d’envahir un hôte rencontrent toutefois de nombreux mécanismes de défense assurant à l’organisme une protection aux infections. Une bonne alimentation et une hygiène de vie correcte constituent une première protection. La peau, les muqueuses forment une première ligne de défense contre la pénétration d’organismes pathogènes. Les bactéries de la flore normale constituent aussi une barrière de protection. Lorsqu’un micro-organisme a pénétré ces premières lignes de défense, il rencontre des cellules spécialisées qui se mobilisent contre l’envahissement : ce sont les phagocytes. L’inflammation est une réaction défensive non spécifique. Un second système de défense très efficace est le système immunitaire spécifique, capable de reconnaître des antigènes portés ou sécrétés par les bactéries, et d’élaborer des anticorps et des cellules immunitaires spécifiques de ces antigènes.

En milieu hospitalier, le personnel soignant doit suivre des protocoles de protection (port de la blouse, gants, lunettes en chirurgie...). En cas de contact avec un élément à risque (sang, liquide...), le personnel soignant doit impérativement et au plus tôt se laver les mains avec un produit désinfectant et aseptisant⁶³.

Pour les plantes

Les bactéries pathogènes pour les plantes sont connues du grand public pour leur responsabilité dans la dévastation de cultures agricoles. En 2001, les vergers du midi de la France étaient victimes d'une vague d'infection par une bactérie du genre Xanthomonas⁶⁴.

En biotechnologie végétale, la bactérie du sol, Agrobacterium tumefaciens, est utilisée pour sa capacité à transmettre un fragment d'ADN à la plante cible lors de son cycle infectieux.

Importance des bactéries dans l’industrie et les technologies

Les Procaryotes sont d'importants outils dans le domaine de la biorestauration : on se sert d'organismes pour éliminer des polluants du sol, de l'eau et de l'air. Exemple : Les archées décomposent la matière organique contenue dans les eaux usées pour la transformer en substance qui peut servir d'engrais. Dans l'industrie minière, les Procaryotes aident à retirer les métaux contenus dans le minéral. L'utilité des Procaryotes provient en grande partie de la diversité de leurs formes de nutrition et de métabolisme⁶⁵.

L’origine de la microbiologie industrielle date de l’époque préhistorique. Les premières civilisations ont utilisé sans le savoir des micro-organismes pour produire des boissons alcoolisées, du pain et du fromage.

Les bactéries comme Lactobacillus, Lactococcus ou Streptococcus, combinées aux levures et moisissures interviennent dans l’élaboration d’aliments fermentés comme les fromages, les yaourts, la bière, le vin, la sauce de soja, le vinaigre, la choucroute.

Les bactéries acétiques (Acetobacter, Gluconobacter) peuvent produire de l'acide acétique à partir de l'éthanol. Elles se rencontrent dans les jus alcoolisés et sont utilisées dans la production du vinaigre. Elles sont également exploitées pour la production d'acide ascorbique (vitamine C) à partir du sorbitol transformée en sorbose.

La capacité des bactéries hétérotrophes à dégrader une large variété de composés organiques est exploitée dans des processus de traitement des déchets comme la bioremédiation ou le traitement des eaux usées. Des bactéries sont également utilisées dans les fosses septiques pour en assurer l'épuration. Des bactéries, capables de dégrader des hydrocarbures du pétrole, peuvent être utilisées lors du nettoyage d'une marée noire. Le processus de nettoyage de milieux pollués par des micro-organismes est la bioremédiation.

Des bactéries peuvent être utilisées pour récupérer des métaux d'intérêts économiques à partir de minerais. C'est la biolixiviation. L'activité de bactéries est ainsi exploitée pour la récupération du cuivre.

Des bactéries peuvent être utilisées à la place de pesticides en lutte biologique pour combattre des parasites des plantes. Par exemple, Bacillus thuringiensis produit une protéine Bt qui est toxique pour certains insectes. Cette toxine est utilisée en agriculture pour combattre des insectes qui se nourrissent de plantes.

En raison de leur capacité à se multiplier rapidement et de leur relative facilité à être manipulées, certaines bactéries comme Escherichia coli sont des outils très utilisés en biologie moléculaire, génétique et biochimie. Les scientifiques peuvent déterminer la fonction de gènes, d’enzymes ou identifier des voies métaboliques nécessaires à la compréhension fondamentale du vivant et permettant également de mettre en œuvre de nouvelles applications en biotechnologie.

De nombreuses enzymes utilisées dans divers processus industriels ont été isolées de micro-organismes. Les enzymes des détergents sont des protéases de certaines souches de Bacillus. Des amylases capables d’hydrolyser l’amidon sont très utilisées dans l’industrie alimentaire. La Taq polymérase utilisée dans les réactions de polymérisation en chaîne (PCR) pour l’amplification de l’ADN provient d’une bactérie thermophile Thermus aquaticus.

Les bactéries génétiquement modifiées sont très utilisées pour la production de produits pharmaceutiques. C’est le cas par exemple de l’insuline, l’hormone de croissance, certains vaccins, des interférons… Certaines bactéries comme Streptomyces sont très employées pour la production d’antibiotiques.

Certaines bactéries peuvent provoquer une dégradation d'installation (biocorrosion), en particulier les bactéries sulfato-réductrices.

Traitements médicaux à base de bactéries

Il existe des bactéries tumoricides, ou bactéries carcinolytiques⁶⁶ qui d'un côté sont des pathogènes connus (à part pour Bifidobacterium), mais qui ciblent particulièrement les cellules cancéreuses, et font conséquemment partie de traitements effectifs ou expérimentaux contre le cancer. Ce sont un groupe de bactéries anaérobies facultatives ou obligatoires (capables de produire de l'adénosine triphosphate lorsque l'oxygène est absent et meurt à des niveaux d'oxygène normaux) pouvant cibler les cellules cancéreuses dans le corps, supprimer la croissance tumorale et survivre dans le corps pendant un certain temps, longtemps même après l'infection. Lorsque des bactéries de ce type sont administrées dans le corps, elles migrent vers les tissus cancéreux et commencent à se développer, puis déploient leurs mécanismes respectifs pour détruire les tumeurs solides.

Chaque espèce de bactérie utilise un processus différent pour éliminer la tumeur. Les bactéries tumoricides courantes comprennent notamment Salmonella, Clostridium, Bifidobacterium, Listeria et Streptococcus⁶⁷. Les premières recherches sur ce type de bactéries ont été mises en évidence en 1813 lorsque les scientifiques ont observé que les patients atteints de gangrène gazeuse, une infection causée par la bactérie Clostridium, pouvaient engendrer des régressions tumorales⁶⁸.

Les bactéries les plus étudiées pour le traitement du cancer sont Salmonella, Listeria et Clostridium. Une souche génétiquement modifiée de Salmonella (TAPET-CD) a terminé les essais cliniques de phase 1 pour les patients atteints d'un cancer métastatique de stade 4⁶⁹. Des vaccins anticancéreux à base de Listeria sont actuellement produits et font l'objet de nombreux essais cliniques⁷⁰. Des essais de phase I de la souche Clostridium appelée Clostridium novyi (C. novyi -NT) pour les patients atteints de tumeurs réfractaires au traitement ou de tumeurs qui ne répondent pas au traitement sont actuellement en cours⁷¹.

Pharmacopée bactérienne

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Les bactéries expriment des substances utilisés en médecine, comme l'éthanol.

Alteromonas infernus produit le polysaccharide GY785 qui peut réparer une lésion de tissu humain (dont os et cartilage), en complément de l'injection de cellules souches du patient⁷².

Représentations dans la fiction

La pièce de théâtre Bílá nemoc (La Maladie blanche) de l'écrivain tchécoslovaque Karel Čapek⁷³, publiée en 1937, décrit une épidémie de morbus chengi, une maladie proche de la lèpre qui ne s'attaque qu'aux personnes âgées de plus de 45 ans, qu'elle tue en 3 à 5 mois. Face au danger pour la population, le gouvernement dictatorial ne pense qu'à tirer profit de la maladie à des fins politiques.

Le roman de science-fiction La Variété Andromède de l'écrivain américain Michael Crichton, paru en 1969, imagine l'arrivée sur Terre d'une bactérie extra-terrestre apportée par un astéroïde et qui déclenche des réactions mortelles chez les êtres humains.

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Voir aussi

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Bibliographie

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Références taxinomiques

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(fr) Référence Catalogue of Life : Bacteria [archive]
(en) Référence AlgaeBase : genre Bacteria Shadbolt 1854 [archive]
(en) Référence World Register of Marine Species : taxon Bacteria [archive] (+ liste espèces [archive])

Liens externes

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(en) Référence NCBI : Bacteria [archive] (taxons inclus [archive])
Morphologie et structure des bactéries (J.P. Euzéby) [archive]
(de) Bacterial Growth and Cell Wall [archive]

[masquer] v · m Modèle de division du vivant en 7 règnes (CoL 2015)
Prokaryota	Archaea Bacteria
Eukaryota	Protozoa Chromista Fungi Plantae Animalia

PH du sol

Variation globale du pH du sol. Rouge = sol acide. Jaune = sol neutre. Bleu = sol alcalin. Noir = pas de données.

Le pH du sol est une mesure de l'acidité ou de la basicité (alcalinité) d'un sol. Le pH est défini comme le logarithme négatif (base 10) de l'activité des ions hydronium ( H₊ou, plus précisément, H₃O₊aq ) dans une solution. Dans les sols, il est mesuré dans une boue de sol mélangée à de l'eau (ou une solution saline, telle que 0,01 M CaCl₂), et se situe normalement entre 3 et 10, 7 étant neutre. Les sols acides ont un pH inférieur à 7 et les sols à alcali (en) ont un pH supérieur à 7. Les sols ultra-acides (pH <3,5) et les sols très fortement alcalins (pH> 9) sont rares¹^,².

Le pH du sol est considéré comme une variable maîtresse dans les sols car il affecte de nombreux processus chimiques. Il affecte spécifiquement la disponibilité des nutriments des plantes en contrôlant les formes chimiques des différents nutriments et en influençant les réactions chimiques qu'ils subissent. La gamme optimale de pH pour la plupart des plantes se situe entre 5,5 et 7,5² ; cependant, de nombreuses plantes se sont adaptées pour prospérer à pH valeurs en dehors de cette plage.

Classification des plages de pH du sol

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Déterminer le pH

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Facteurs affectant le pH du sol

Le pH d'un sol naturel dépend de la composition minérale du matériau d'origine (en) du sol et des réactions d'altération subies par ce matériau d'origine. Dans les environnements chauds et humides, l'acidification du sol se produit au fil du temps, car les produits de l'altération sont lessivés par l'eau se déplaçant latéralement ou vers le bas dans le sol. Dans les climats secs, cependant, l'altération et le lessivage du sol sont moins intenses et le pH du sol est souvent neutre ou alcalin³^,⁴.

Sources d'acidité

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Sources d'alcalinité

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Effet du pH du sol sur la croissance des plantes

Sols acides

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Disponibilité des éléments nutritifs par rapport au pH du sol

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Disponibilité de l'eau par rapport au pH du sol

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Préférences de pH des plantes

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Modification du pH du sol

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Augmentation du pH du sol acide

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Diminution du pH du sol alcalin

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Voir aussi

Les références

(en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Soil pH » (voir la liste des auteurs).

Slessarev, Lin, Bingham et Johnson, « Water balance creates a threshold in soil pH at the global scale », Nature, vol. 540, n^o 7634,‎ 21 novembre 2016, p. 567–569 (PMID 27871089, DOI 10.1038/nature20139, Bibcode 2016Natur.540..567S, lire en ligne [archive])
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Liens externes

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Acide

Pour les articles homonymes, voir Acide (homonymie).

Pour l’article ayant un titre homophone, voir Hassid.

Acide acétique à l'état solide.

Un acide est un composé chimique minéral ou organique accepteur, au sens large, de doublets électroniques. Il est généralement défini par des réactions-types dans différents solvants, en particulier en libérant l'ion hydronium dans l'eau¹.

Les acides réagissent souvent en dégageant de l'énergie avec d'autres composés chimiques appelés bases (les alcalis des Anciens), qui, elles, donnent des doublets électroniques et ont le pouvoir de générer, en tout ou partie, l'ion hydroxyle dans l'eau. Les acides forts, dans un milieu solvant donné, initient des réactions complètes et rapides, transformant le solvant en sa forme la plus acide ; les acides faibles contribuent à des réactions équilibrées². L'existence de plusieurs fonctionnalités acides au sein d'un même composé chimique caractérise les polyacides.

Dans le cadre de la théorie de Brønsted-Lewis, le pH d'une solution obtenue en dissolvant un acide dans l'eau est inférieur à sept³.

Les acides sont connus depuis l'Antiquité pour leur pouvoir de dissolution des métaux, ainsi que, de manière plus floue avant Lavoisier, le pouvoir de neutraliser les solutions alcalines. Le chimiste britannique Boyle les identifiait au XVII^e siècle par leur capacité à rougir la teinture de tournesol, mais aussi par leur surprenant pouvoir de précipiter le soufre de ses solutions alcalines.

Histoire de la notion d'acide

La première définition d'acide est apparemment d'origine organoleptique, comme en témoigne le monde gréco-romain avec l'adjectif latin ăcǐdus, signifiant « aigre, piquant, et donc acide » et déjà au sens figuré, « acide, désagréable »⁴.

Antiquité

L'Antiquité utilise la notion d'acide, en particulier chez les Romains qui utilisent le mot acetum pour parler du vin acide ou aceti vinum (analogue au vinaigre), d'où le terme acétique. Les alchimistes indiens connaissaient aussi cette notion qui est présente dès le XII^e siècle av. J.-C. dans un traité d'alchimie, le Rasārṇava⁵, ou Traité des préparations métalliques⁶. Chez les Grecs, l'acidité est attribuée à des atomes pointus. Ce point de vue perdurera jusqu'au XVIII^e siècle.

Moyen Âge

Les alchimistes de l'époque médiévale ont aussi contribué à comprendre cette notion, en particulier, en produisant des acides. L'alchimiste perse (ou arabe selon les sources) Jabir Ibn Hayyan savait synthétiser l'acide sulfurique et l'utiliser pour préparer de l'acide chlorhydrique. De nombreux traités d'alchimie expliquent comment distiller l'acide acétique à partir du vinaigre ou l'acide nitrique à partir du salpêtre. Voir par exemple, le traité De secretis Naturae⁷ attribué au philosophe et alchimiste catalan Raymond Lulle, ou en catalan Ramon Llull⁸.

Époque moderne

L'époque moderne qui, du point de vue de la chimie, s'achève avec Lavoisier, a aussi connu de nombreux progrès sur la notion d'acidité. Les synthèses de plusieurs acides minéraux sont mises au point ou améliorées. Dans le traité Letztes Testament attribué à Basile Valentin, les synthèses de l'acide sulfurique et de l'acide chlorhydrique sont décrites. Le chimiste Johann Rudolf Glauber (1604-1670), précurseur de la chimie contemporaine a amélioré la synthèse de nombreux acides donc celle de l'acide chlorhydrique⁹. Du point de vue théorique, Nicolas Lémery (1645-1715) explique toujours l'acidité des corps par le fait qu'ils contiennent des particules pointues qui piquent la langue¹⁰. Le physicien et chimiste Robert Boyle donne en 1675 quelques propriétés générales des acides et des bases, telles que le goût aigre aux aliments, leur action comme solvants, et de nombreuses propriétés chimiques¹¹. À la fin de cette période, le chimiste anglais Joseph Black découvre les propriétés acides du dioxyde de carbone, (l'acide aérien) et sa réaction avec de nombreuses bases comme la magnésie MgO.

Époque contemporaine

La première théorie de l'acidité est due à Lavoisier qui définit un acide comme un composé contenant de l'oxygène.

« On a vu que l’air de l'atmosphère était principalement composé de deux fluides aériformes ou gaz, l'un respirable, susceptible d'entretenir la vie des animaux, dans lequel les métaux se calcinent et les corps combustibles peuvent brûler ; l'autre, qui a des propriétés absolument opposées, que les animaux ne peuvent respirer, qui ne peut entretenir la combustion, etc. Nous avons donné à la base de la portion respirable de l'air le nom d'oxygène, en le dérivant de deux mots grecs όξύς, acide, γείνομαι, j'engendre, parce qu'en effet une des propriétés les plus générales de cette base est de former des acides en se combinant avec la plupart des substances. »

— Lavoisier, Traité élémentaire de chimie, 1864 (1789).

Ce qu'écrit Lavoisier est correct tant que « la plupart des substances » sont des non-métaux comme N et P qui donnent par combustion les acides nitrique, phosphorique, etc., mais s'est rapidement révélé incorrect avec les éléments comme le calcium et le magnésium, puisqu'ils donnent la chaux (CaO), la magnésie (MgO), qui sont des bases.

Carl Wilhelm Scheele découvre de nouveaux acides, ou de nouvelles préparations d'acides déjà connus : la baryte (BaO), l'acide fluorhydrique (à partir de CaF₂ et de l'acide sulfurique), l'acide phosphorique (à partir d'os), les acides arsénique, molybdique, etc.

Humphry Davy prolongea la théorie de Lavoisier en précisant qu'une base est la combinaison d'un métal et de l'oxygène.

Peu après, Jöns Jacob Berzelius, considéré avec Lavoisier comme le fondateur de la chimie moderne, unifie les travaux sur les acides et les bases en proposant une théorie électrochimique qui définit un sel comme le résultat de l'action d'un acide et d'une base¹².

En 1838, Justus von Liebig reprend la théorie de Davy et de Dulong sur l'importance de l'hydrogène dans les acides. Pour Leibig, un acide est un corps qui peut remplacer un métal par un hydrogène H. Par exemple, AH est un acide s'il permet la réaction de déplacement de Na⁺CH₃COONa + AH → CH₃COOH + NaA

Acidité d'Arrhenius

L’acidité fut ensuite définie par Svante August Arrhenius à la fin du XIX^e siècle : un acide est un composé chimique pouvant céder des protons (ions H⁺) en solution aqueuse et une base un composé chimique pouvant libérer des ions hydroxyde (HO⁻) en solution aqueuse. Mais cette définition n’était pas assez générale et n’expliquait pas la basicité de certains composés chimiques ne libérant pas de HO⁻ en solution aqueuse.

On peut aisément reconnaitre expérimentalement un acide au sens d'Arrhenius grâce à des tests de pH. Une solution acide a un pH inférieur à 7, à 25 °C. Plus le pH est bas, plus l’acidité est forte. Pour mesurer le pH, on peut effectuer différents tests : papiers pH, indicateurs colorés, utilisation d’un pH-mètre, feuilles de chou rouge, etc.

Acide de Brønsted

Joannes Brønsted est le premier à avoir théorisé l'acidité avec la possibilité de faire un traitement quantitatif avec tous les acides. Selon la théorie de Brønsted-Lowry, énoncée en 1923, un acide est une espèce qui peut libérer un proton¹³, et une base toute espèce qui peut capter un proton.

Remarques :

la notion de diacide ne fait pas partie de la théorie de Brønsted (mais de celle d'Arrhenius), en effet, un acide de Brønsted est associé à un couple acide-base comme cela est expliqué ci-dessous, et dans un couple, un seul ion H⁺ est échangé ;
les protons ne pouvant exister à l'état libre en solution, ils sont toujours associés soit à la forme acide d'un acide de Brønsted, soit au solvant ;
il est pertinent de distinguer « acide » et « forme acide ». L'acide est l'entité qui réagit avec une base, alors que la forme acide est l'entité associée à la forme basique dans un couple ;
le test de pH permettant de reconnaître un acide d'Arrhenius permet également de reconnaître un acide de Brønsted.

La définition de l'acide dans la théorie de Brønsted implique qu'il peut céder un proton pour donner sa forme basique et, réciproquement, qui peut être formé lorsque sa forme basique fixe un proton. La notion de couple acide-base¹⁴ est donc intimement liée à la définition de Brønsted.

Réaction acide-base : ${\begin{matrix}{\mbox{AH}}&+&{\mbox{B}}&=&{\mbox{A}}^{-}&+&{\mbox{BH}}^{+}\\{\mbox{acide1}}&&{\mbox{base2}}&&{\mbox{base conjuguée de l'acide1}}&&{\mbox{acide conjugué de la base2}}\end{matrix}}$

Équilibre de Brønsted : ${\begin{matrix}{\mbox{AH}}&+&{\mbox{H}}_{2}{\mbox{O}}&=&{\mbox{A}}^{-}&+&{\mbox{H}}_{3}{\mbox{O}}^{+}\\{\mbox{forme acide}}&&{\mbox{solvant}}&&{\mbox{forme basique}}&&{\mbox{ion acide du solvant}}\end{matrix}}$

Les réactions qui ont lieu entre un acide et une base sont nommées « réactions acido-basiques », ou « réactions acide-base ».

Dans cette théorie, l'autoprotolyse de l'eau s'interprète comme la réaction de l'acide eau (c'est-à-dire de la forme basique du couple H₃O⁺/H₂O) avec la base eau (c'est-à-dire la forme acide du couple H₂O/HO⁻). L'eau est donc un ampholyte.

L'avantage de cette théorie sur la théorie d'Arrhenius est double :

la théorie justifie que certains produits comme l'ammoniac soient considérés comme des bases ;
la théorie ne spécifie pas que le solvant est l'eau et peut donc traiter de réaction acido-basique en solvant non aqueux (voir ci-dessous).

Acide de Lewis

Article détaillé : Acide de Lewis.

La définition de Lewis (1923) est plus générale que celle de Brønsted. Par cette définition, un acide est un composé chimique qui peut, au cours d’une réaction, accepter une paire d’électrons (un doublet) :

un acide de Lewis est accepteur de doublet, ayant donc une orbitale vide ;
une base de Lewis est un donneur de doublet, ayant un doublet libre (doublet non liant).

Notes :

La reconnaissance d'un acide de Lewis n'est pas effectuée avec le test de pH décrit ci-dessous pour les acides d'Arrhenius. Pour autant, l'introduction d'un acide de Lewis (par exemple AlCl₃) dans l'eau pure conduit presque toujours à une diminution de son pH.
Le produit résultant de l'association d'un acide et d'une base de Lewis est un complexe.
Il est essentiel de considérer que ce sont des doublets électroniques qui sont mis en jeu et non des électrons. En effet, un corps capable de donner un électron n'est pas une base de Lewis mais un réducteur.
La notion d'électrophilie est proche de celle d'acide de Lewis. La différence est une question de point de vue : l'acide de Lewis est un point de vue thermodynamique alors que l'électrophile est un point de vue cinétique. Ainsi, les acides de Lewis se comparent avec des constantes d'équilibre alors que les électrophiles se comparent avec des constantes de vitesse de réaction.
Les acides de Lewis possèdent une lacune électronique dans leur structure.
La plupart des cations métalliques sont des acides de Lewis.
Les acides de Brønsted sont souvent des acides de Lewis, la réciproque n'est pas vraie.

Acide hors solution

Les acides peuvent se présenter sous forme¹⁵ :

solide : acide citrique, acide tartrique ;
liquide : acide sulfurique, acide nitrique, acide acétique ;
gazeuse : les halogénures d'hydrogène qui, dissous dans l’eau, donnent des solutions d’acides halogénohydriques.

Acide dans l'eau

Les réactions dans l’eau sont souvent traitées avec la théorie de Brønsted. Un acide peut être représenté par la formule générique AH (ou AH⁺).

Acides faibles, acides forts

On établit une distinction entre les acides faibles et les acides forts. Ces derniers sont caractérisés par le fait que lorsqu’ils sont introduits dans l’eau, l’entité AH n’existe pas en solution car la réaction avec l'eau est totale et produit l’ion du solvant H₃O⁺.

Parmi les acides forts, on retrouve les hydracides (tels les acides halohydriques HCl, HBr, HI) et les oxoacides (molécules acides possédant un atome central avec un haut degré d’oxydation entouré d’atomes d’oxygène, par exemple : acide nitrique, acide sulfurique, acide perchlorique, acide permanganique).

Il est équivalent de parler d’acide/base « fort(e)s », et d’acide ou base « totalement dissocié(e) ». Plus la réaction entre AH et H₂O ci-dessous est déplacée vers la droite, plus l'acide est fort (et moins il est faible). Certains acides comme l'acide chlorhydrique déplacent la réaction complètement vers la droite. De tels acides n'existent donc pas dans l'eau.

Constante d'acidité

On classe les acides faibles (acide formique, acide acétique) en fonction de leur constante d'acidité. Celle-ci est définie comme la constante de l'équilibre de Brønsted dont les réactifs sont l'acide HA et le solvant (par exemple l'eau H₂O), et les produits : la base conjuguée A⁻ et la forme acide du solvant (par exemple H₃O⁺).

AH + H₂O = A⁻ + H₃O⁺

Échelle de pH

Dans l’eau, l’acidité est mesurée à l’aide de l’échelle des pH. Cette échelle est communément considérée entre 0 et 14, de très acide à très basique. Ces valeurs ne sont pas arbitraires, elles correspondent au pH d'une solution dans laquelle l'activité (pour faire simple : la concentration) de l'acide du solvant H₃O⁺ et de la base du solvant HO⁻ valent 1 mol·L^-1. L’eau est à la fois un acide faible et une base faible (on dit que l'eau est un ampholyte ou bien un amphotère).

On compare habituellement la « force » des acides :

théoriquement, à partir de leur pK_A ;
expérimentalement, en comparant le pH de solutions de ces acides à la même concentration.

Nivellement des acides et des bases

Tout acide fort dans l'eau réagit pour donner - de façon totale - l'ion H₃O⁺. La force de ces acides n'est donc pas comparable. Ce phénomène est appelé nivellement des acides par le solvant.

Pour comparer les « forces » des acides/bases totalement dissociés, il est nécessaire de se placer dans un autre solvant que l'eau (ex. : éthanol) moins réactif, c'est-à-dire moins basique, l'acide éthanoïque (pur) plus acide que l'eau, etc.

Dans l’eau, l’acide le plus fort est H₃O⁺ (H⁺_aqueux) et la base la plus forte est HO⁻. Il convient de garder en mémoire que ces notations (H₃O⁺ et HO⁻) ne constituent qu’une simplification schématique du système. Dans la réalité, H⁺ et HO⁻ sont tous deux entourés par une sphère de solvatation (plusieurs molécules d’eau, polaires, établissant des liaisons de type électrostatique avec les ions). Une notation plus rigoureuse devrait donc être H(H₂O)_n⁺ et HO(H₂O)_n⁻. Cependant, cette notation plus rigoureuse n’apporte rien à la compréhension des phénomènes acido-basiques.

Acides dans d'autres solvants

La théorie de Brønsted se généralise à d'autres solvants.

Solvants protiques

Les solvants protiques sont capables de céder et capter un ion H⁺ (hydron), appelé communément proton (d'où le terme « solvant protique »). Les solvants protiques sont caractérisés par leur équilibre d'autoprotolyse, et par la constante d'équilibre de cet équilibre.

Par exemple :

le solvant NH₃ s'autoprotolyse en ion NH₂⁻ et ion NH₄⁺ ;
le solvant HF pur s'autoprotolyse en H₂F⁺ et F⁻ ;
le solvant CH₃COOH pur s'autoprotolyse en CH₃COOH₂⁺ et CH₃COO⁻ ;
l'acide sulfurique H₂SO₄ s'autoprotolyse en H₃SO₄⁺ et HSO₄⁻.

Dans ces solvants, la notion de couple acide-base est définie de la même façon. Les échanges de protons se font toujours entre les formes acide ou basique du couple et le solvant (ou ses ions issus de l'équilibre d'autoprotolyse). Certains couples existent dans l'eau et dans d'autres solvants, mais d'autres peuvent exister dans l'eau et pas dans un autre solvant ou réciproquement. Par exemple :

le couple HCl/Cl_- existe dans le solvant acide éthanoïque (pur) car HCl y est un acide faible, alors que ce couple n'existe pas dans l'eau car l'acide y est fort ;
le couple NH₄₊/NH₃ existe dans l'eau ou dans le solvant éthanol, mais pas dans le solvant acide sulfurique (pur) où l'ammoniac y est totalement protoné, car l'acide sulfurique est un acide fort.

Solvants non protiques

Solvants n'échangeant pas de particule

De nombreux solvants ne peuvent échanger ni proton ni aucune autre particule. C'est le cas des hydrocarbures par exemple. Dans ce cas, les acides et les bases ne peuvent pas être nivelés. Ces solvants ne solvatant pratiquement pas les ions, les équilibres (par exemple HCl/Cl⁻) sont peu déplacés dans le sens de formation de Cl⁻.

Solvants échangeant des particules autres que H⁺

Certains solvants peuvent échanger des particules autres que des protons. Ils sortent du cadre de la théorie de Brønsted, et doivent être traités dans le cadre de la théorie du système du solvant. Par exemple, dans un solvant comme BrCl₃, l'équilibre correspondant à l'autoprotolyse s'écrit :2BrCl₃ = BrCl₂⁺ + BrCl₄⁻

Une espèce ajoutée dans ce solvant est un acide si elle contribue à augmenter la concentration en ions BrCl₂⁺. C'est une base si elle contribue à augmenter la concentration en ions BrCl₄⁻. Par exemple :

NaCl est une base car en se dissolvant, il se forme Na⁺ et Cl⁻ et cet ion chlorure se fixant sur le solvant BrCl₃ donne la forme BrCl₄⁻ ;
AlCl₃ est en revanche un acide puisqu'il peut arracher un ion Cl⁻ à BrCl₃ et donner AlCl₄⁻ et BrCl₂⁺.

D'autre particules peuvent être échangées, comme l'ion oxyde. Ainsi, avec NO₂, on a la réaction 2 NO₂ → NO₃⁻ + NO⁺ qui peut être vue comme le transfert d’un ion O²⁻ c’est la définition des acides de Lux-Flood. On peut alors définir une base comme un donneur d’ion O²⁻(riche en électron) et un acide comme un accepteur d’ion O²⁻. Dans d’autres cas c’est un transfert d’ion F⁻. Ce type de conception des réactions en solution joue un rôle important en métallurgie et dans l’étude des roches (voir ci-dessous).

Acides en géologie, en chimie des sels fondus, en préparation verrière

Un acide de Flood est un accepteur d'ion oxyde O²⁻. En pétrologie, on dit qu’une roche est acide si elle renferme plus de 65 % de silice. Ceci est une règle qui traduit la définition des acides de Lux-Flood : le minéral silice SiO₂, bon accepteur d’ion oxyde O²⁻, est susceptible d'engendrer l'ion silicate tétraédrique SiO₄⁴⁻, la silice est acide.

Une application parfois facile est la formation de l'acide silicique¹⁶.

SiO₂_{solide à site de surface attaquable, verre mal stabilisé} + H₂O_{liquide eau pure et agressive} = H₂SiO₃_{soluble et solvaté}

Si les roches riches en silice sont acides, à l'instar de la rhyolite ou des granites, les roches pauvres en silice et riches en chaux CaO ou en magnésie MgO sont par contre basiques.

Cela a une importance pour comprendre le comportement des magmas (notamment dans les volcans), et lorsque l’on veut dissoudre une roche pour l’analyser, par exemple dissolution dans un acide pour analyse par ICP ou bien dissolution dans un verre pour analyse par spectrométrie de fluorescence X (technique dite de la « perle fondue »).

Pour cette dernière application, on estime souvent l’acidité par l’indice d’acidité, qui est le nombre d’atomes d’oxygène divisé par le nombre d’autres atomes^{[réf. nécessaire]} ; par exemple, le SiO₂ a un indice d’acidité de 2, le CaCO₃ a un indice d’acidité de 1,5.

Goût

Le goût acide est reconnu grâce à des récepteurs particuliers PKD2L1, qui sont probablement sensibles à la présence des ions H⁺, ou à certains nucléotides cycliques. Malgré certaines études on sait à présent que sa reconnaissance est indépendante de la reconnaissance du goût salé. Ces récepteurs jouent aussi un rôle physiologique important dans le reste de l’organisme et sont exprimés à la surface de certaines cellules pour contrôler la quantité de CO₂ dans le sang ou la quantité de liquide cérébrospinal.

Dissolution acide

Une des principales propriétés des solutions acides est de pouvoir dissoudre un grand nombre de matériaux. Le pouvoir de dissolution dépend de la concentration de l’acide et de la nature chimique du matériau et de l’acide.

Les métaux, quand le potentiel redox du couple cation/métal dérivant de ce métal est inférieur à 0, ne sont pas stables dans les solutions acides, ils sont donc oxydés (c’est-à-dire ionisés par perte d’un ou plusieurs électrons) ; l’ion métallique peut alors rester sous forme dissoute (solvatée), ou se combiner avec un ou plusieurs ions oxygène et former un oxyde. L’acidité est un des paramètres importants de la corrosion aqueuse. La dissolution des métaux est utilisée en gravure d’art, c’est la technique de l’eau-forte ; elle est aussi utilisée en métallographie pour révéler des défauts (par exemple joints de grain).

Le calcaire se dissout aisément avec des acides faibles ; on nettoie les robinetteries avec du jus de citron (acide citrique) ou du vinaigre (acide acétique).

Les verres peuvent être dissous par de l’acide fluorhydrique, mais la manipulation de cet acide est extrêmement dangereuse, du fait de la présence d’ions fluorure.

Les acides concentrés peuvent provoquer des brûlures sur la peau et les muqueuses (yeux, nez, bouche). En cas de brûlure par acide, il faut :

protéger : en se protégeant (gants…), fermer le récipient et éviter que l’acide ne se répande (utilisation de papier absorbant), ouvrir les fenêtres pour éviter les dégagements de vapeurs ;
retirer les vêtements imbibés (en faisant attention à ne pas contaminer d’autres personnes ou des parties saines de la victime) ;
faire ruisseler de l’eau pour laver la partie atteinte, en évitant de contaminer les parties saines ;
prévenir les secours (« 112 » dans l’Union européenne, « 15 » en France) en mentionnant le produit en cause.

L’utilisation d’acides concentrés doit toujours se faire par des personnes formées et équipées (blouse, gants, lunette), sous hotte.

Exemples

Voici quelques-uns des principaux acides :

l'acide acétique, de formule CH₃COOH, acide principal du vinaigre ;
l'acide acétylsalicylique, de formule HC₉H₇O₄, plus connu sous le nom d'aspirine ;
l'acide ascorbique, de formule H₂C₆H₆O₆, plus connu sous le nom de vitamine C ;
l'acide citrique, de formule H₃C₆H₅O₇, un acide présent dans les agrumes ;
l'acide chlorhydrique, de formule HCl, en solution aqueuse : H₃O⁺ + Cl⁻_(aq), couramment utilisé dans l'industrie.
l'acide sulfurique, de formule H₂SO₄
l'acide nitrique, de formule HNO₃
l'acide formique
l'acide désoxyribonucléique ou ADN
l'acide lactique
les acides gras
les acides aminés

Notes et références

La notion d'acide de Lewis englobe les autres notions d'acide décrites ci-dessous.
La remarque est similaire pour les bases. Comme les notions de base et d'acide peuvent être conjuguées, il s'ensuit l'existence des couples acide-base impliqués au niveau élémentaire dans les réactions acido-basiques.
« Acide » [archive], sur actu-environnement.com.
Le terme est classique, avec le verbe ǎcǐdāre signifiant « devenir aigre ou acide », l'adjectif ǎcǐdǔlus,a,um « aigrelet » à l'origine du mot français oseille via acidula, l'adverbe ăcǐdē « de façon amère, pénible, désagréable », voire le substantif féminin ǎcǐdǐtās cité au IV^e siècle par le médecin Marcellus Empiricus avec le sens en premier lieu médicinal, mais aussi général d'« aigreur ».
Partington J. R. (1989), A short History of Chemistry, Ed. Dover, p. 31
« Rasarnava / alchemical treatise » [archive], sur Encyclopedia Britannica (consulté le 13 août 2020).
(en) « Coelvm philosophorvm, sev, De secretis naturae liber : Ulstadius, Philippus : Free Download, Borrow, and Streaming : Internet Archive » [archive], sur Internet Archive (consulté le 7 novembre 2020).
Partington J.R. (1989), A short history of Chemistry, Ed. Dover, p. 39
Partington J.R. (1989), A short history of Chemistry, Ed. Dover, p. 63
Partington J.R. (1989), A short history of Chemistry, Ed. Dover, p. 60
Partington J.R. (1989), A short history of Chemistry, Ed. Dover, p. 76
Partington J.R. (1989), A short history of Chemistry, Ed. Dover, p. 196
(en) « Brønsted acid [archive] », IUPAC, Compendium of Chemical Terminology [« Gold Book »], Oxford, Blackwell Scientific Publications, 1997, version corrigée en ligne : (2019-), 2^e éd. (ISBN 0-9678550-9-8)
http://old.iupac.org/didac/Didac%20Fr/Didac01/Content/H01.htm [archive]
Andrew Hunt, « La chimie de A à Z, 1200 définitions », Dunod, 2006

Cette dernière entité est parfois décrite sous une forme hydroxylée complète, Si(OH)₄ ou son mésomère H₂SiO₃.H₂O

Voir aussi

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Bibliographie

F. Claisse, Physics and chemistry of borate fusion
James Huheey, Ellen A Keiter, Richard L Keiter, André Pousse (trad. de l'anglais par) et Jean Fischer (trad. de l'anglais par), Chimie inorganique, Paris Bruxelles, De Boeck, 1996, 964 p. (ISBN 978-2-804-12112-9, BNF 37670940). En particulier, chap. 9, « La chimie des bases et des acides », p. 318-358.

Liens externes

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Notices d'autorité

[masquer] v · m Acides et bases
Acidité et basicité	pH Réaction acido-basique Titrage acido-basique Extraction acido-basique Constante de dissociation Constante d'acidité / de basicité Fonction d'acidité Puissance acide Solution tampon Affinité protonique Autoprotolyse Protolyse Ampholyte Principe HSAB Échelle de Hammett Liste d'acides Nomenclature des acides Solution acide Solution basique
Théories des acides et des bases	Théorie d'Arrhenius Théorie de Brønsted-Lowry Théorie de Lewis Acide de Lewis Base de Lewis
Types d'acide	Acide minéral Acide organique Acide fort Superacide Acide faible Acide dur Acide mou Monoacide Polyacide Acide conjugué Acide solide
Types de base	Base minérale Base organique Base forte Superbase Base faible Base dure Base molle Monobase Polybase Base conjuguée Base non nucléophile

Analyse

Pour l’article ayant un titre homophone, voir Annalise.

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Le mot analyse est employé dans différentes matières. Ces différentes significations ne partagent pas seulement le même nom, mais sont véritablement des applications particulières d'un concept commun.

En philosophie, l'analyse est une méthode qui s'oppose à la synthèse. Elle vise à comprendre un objet en le décomposant en ses constituants. Elle établit donc tout d'abord des critères permettant d'identifier les composants.
En psychanalyse, l'analyse est la démarche d'un analysant lors d'une cure.
- La question de l'analyse profane, ouvrage de Freud
- L'auto-analyse, investigation de soi par soi-même
- L'analyse reichienne, thérapie émotionnelle et énergétique
En géographie et plus particulièrement en démographie, l’analyse est de deux types : l’analyse longitudinale, qui consiste à mesurer (mesure longitudinale) les phénomènes à partir d’un événement initial où l’on peut distinguer les générations ou les cohortes (naissances, mariages, migrations) ; l’analyse transversale, qui permet de mesurer (mesure transversale) un phénomène au cours d’une période déterminée, généralement l’année civile.
En politique, l'analyse consiste à éclairer un sujet en faisant éventuellement appel à une grille d'analyse. On parle également de décryptage d'un événement ou une situation.
En économie, l'analyse force faiblesse opportunité menace est un concept d'intelligence économique.
En renseignement, l'analyse est une étape du cycle du renseignement qui est pratiqué au sein des services de renseignement. C'est le travail de l'analyste. Elle consiste à transformer les données et informations recueillies à partir de sources en produit utile aux décideurs politiques.
En mathématiques, l'analyse est une branche de cette science qui est constituée du calcul différentiel et intégral et des domaines associés. Alternativement, analyse peut désigner la première phase d'un raisonnement par analyse-synthèse.
En chimie, l'analyse consiste à déterminer les constituants d'un produit.
En biologie, l'analyse génétique est la technique cherchant à déterminer le génome des cellules d'un organisme.
En informatique et plus particulièrement en génie logiciel, la phase d'analyse est la première étape de la conception de logiciel.
En grammaire, l'analyse d'un segment de discours consiste à évaluer la forme et la fonction de ses éléments constitutifs. On distingue l'analyse du mot ou analyse grammaticale, l'analyse de la proposition ou analyse fonctionnelle, et l'analyse de la phrase ou analyse logique.
L'analyse sémantique, qui établit le sens d'une phrase perçue.
En littérature, l'analyse est une méthode structurée pour étudier une œuvre.
En arts plastiques, l'analyse d'œuvre extrait les sens de la composition graphique et expose les références culturelles nécessaires.
Parmi les méthodes scientifiques, différentes méthodes analytiques sont mises en œuvre comme la méta-analyse.
En musique, l'analyse est l'étude de la structure formelle, mélodique, harmonique et rythmique des œuvres musicales.
Au jeu d'échecs, il existe plusieurs pratiques de l'analyse des parties : l'analyse ou analyse post-mortem permet aux deux joueurs, à la fin d'une partie, de revoir les moments-clés de celle-ci ; la variante porte sur une séquence et c'est l'analyse rétrograde qui permet d'identifier le coup antérieur à une situation donnée débouchant sur un enchaînement inéluctable.
Paralysie d'analyse.

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L'eau dans l'Univers

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