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EAU Propriétés physico-chimiques

Composé chimique de formule H2O, l'eau se rencontre à la surface du globe, sous les trois états de la matière. Bien connue sous la forme de glace ou de neige, l'eau solide est également présente dans d'innombrables minéraux, les hydrates naturels. Les eaux naturelles sont des mélanges, le dioxyde d'hydrogène étant souillé par des impuretés minérales ou organiques. La vapeur d'eau est un important constituant de l'atmosphère. Bien que très étudiées, les propriétés physico-chimiques de l'eau se révèlent encore relativement complexes. Liquide aux propriétés thermodynamiques anormales, c'est cependant l'eau qui est, encore aujourd'hui, l'élément de référence dans la définition de l'échelle thermométrique Celsius. Ces mêmes propriétés ont cependant déterminé la nature de notre monde physique et biologique.

1.  Eaux naturelles et purifiées

À l'état liquide, l'eau constitue de 50 à 75 p. 100 du poids des végétaux, 70 p. 100 du poids du corps humain. Intimement intégrée dans des groupes fonctionnels, elle apparaît dans la dégradation de certaines substances comme les sucres. L'eau naturelle est en général souillée par des impuretés minérales et organiques, et pratiquement toujours par des gaz dissous (air et dioxyde de carbone CO2). Un litre d'eau à 20 0C dissout 19 millilitres d'air. Celui-ci s'y enrichit en oxygène (de 20,9 à 34 p. 100 en volume). L'eau de montagne contient surtout des produits minéraux mais peut être très pure. L'eau des plaines contient peu de dioxyde de carbone ; moins minéralisée, elle est souvent polluée par des substances organiques (albuminoïdes) qui s'y dégradent et par des micro-organismes. Les mers bordières, épicontinentales et intracontinentales contiennent de quelques grammes à plusieurs décagrammes de sels par litre d'eau. La salinité moyenne de l'océan mondial est de l'ordre de 35 grammes par litre.

La qualité d'une eau est caractérisée par sa dureté rapportée à la teneur en carbonate de calcium. À ce critère, on préfère souvent une étude complète de la composition ionique.

On traite les eaux naturelles en vue de l'obtention d'eaux potables et d'eaux à usage industriel ou agricole. L'eau potable peut contenir jusqu'à 600 milligrammes de sels par litre. L'eau des chaudières doit être de faible dureté. La méthode la plus efficace de désionisation est l'échange d'ions. La distillation en récipient de silice et à l'abri de l'air (absence de dioxyde de carbone) conduit à l'eau la plus pure, dite eau de conductivité.

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Pour citer cet article

POTIER, « EAU - Propriétés physico-chimiques  », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le  . URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/eau-proprietes-physico-chimiques/

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BROUILLARD

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Brouillards et nuages sont dus à la condensation de la vapeur d'eau saturante sur des « germes », ou « noyaux de condensation », toujours présents dans l'atmosphère. Ces noyaux, du moins les plus efficaces d'entre eux, donnent naissance à des gouttelettes submicrométriques atteignant très rapidement un diamètre de quelques micromètres. Les… Lire la suite
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Dans le chapitre "Effets indirects identifiés de changement de l’environnement"  : …  Les fortes pluies de l’hiver et les sécheresses estivales sont autant de facteurs de pollution de l’eau. Là où n’existe plus de terre végétale, les pluies lessivent les sols et entraînent dans le réseau hydrique une multitude de substances : polluants industriels, phytosanitaires en tout genre, ou lixiviats de centres de traitement des… Lire la suite
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Dans le chapitre "L'effet de serre "  : …  aux différentes longueurs d'onde dépend de sa composition chimique. L'absorption du rayonnement infrarouge est liée à la présence dans l'atmosphère terrestre de molécules de vapeur d'eau, de dioxyde de carbone (CO2), de méthane (CH4) et d'autres constituants mineurs (oxyde nitreux, par exemple). Ces gaz appartiennent à la famille des gaz… Lire la suite
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DÉSERTS

Écrit par :  Roger COQUEFrançois DURAND-DASTÈSHuguette GENESTFrancis PETTER

le plus sévèrement la moindre manifestation de vie, car la vie ne peut se passer d'eau. À cette aridité viennent s'ajouter la température généralement élevée – bien qu'elle puisse aussi être très basse dans les déserts froids de l'Asie centrale –, une insolation intense et des vents réguliers. De plus, les sols désertiques… Lire la suite
DÉSHYDRATATION, médecine

Écrit par :  François BOURNÉRIAS

On distingue trois grands types de déshydratation. La déshydratation globale, où la perte en eau et en sodium est proportionnelle, provoquée souvent par des pertes d'origine digestive : diarrhées, vomissements, fistules. Dans ce type de déshydratation, la natrémie est souvent peu modifiée. La… Lire la suite
DIGESTIF APPAREIL

Écrit par :  Jean-Jacques BERNIER E.U.Jean-Louis FRESLONClaude GILLOT

Dans le chapitre "Les liquides et les gaz circulant dans l'intestin grêle"  : …  sur ce point à propos de la motricité. Mais il reste un objet de réflexion : la sécrétion d'eau dans l'intestin existe-t-elle réellement ? Jusqu'en 1970 environ, la réponse aurait été oui, sans hésiter. Mais une analyse fine des conditions expérimentales a montré, depuis lors, que c'était une erreur d'interprétation. L'opinion qui prévaut est donc… Lire la suite
EAU CYCLE URBAIN DE L'

Écrit par :  Nassima MOUHOUS-VOYNEAU

Ce phénomène a de nombreuses conséquences, dont deux qui affectent plus particulièrement le cycle urbain de l’eau : d’une part, la construction des habitations et la création des voies de circulation (routes, trottoirs, parkings aériens, etc.) qui accroissent les surfaces imperméables ; d’autre part, une augmentation constante de la consommation de… Lire la suite
ENVIRONNEMENT - Droit de l'environnement

Écrit par :  Raphaël ROMI

Dans le chapitre "Lutte contre les pollutions"  : …  Dans le cas des pollutions de l'eau, qu'elles nuisent à la vie des poissons ou à la potabilité, la législation prévoit la soumission, encore très imparfaite, des rejets à autorisation et l'énoncé de normes de pollution. Il a fallu tout de même attendre 1992 pour que le droit de l'eau soit clairement lié au droit de l'… Lire la suite
EXOBIOLOGIE

Écrit par :  François RAULIN

Dans le chapitre "La recherche de la vie hors du système solaire"  : …  plus de 110 contiennent du carbone et 9 seulement du silicium. La chimie organique est donc universellement répandue. De même, l'eau est une molécule très abondante dans l'Univers. Il est donc raisonnable de penser que la vie extraterrestre, si elle existe, est elle aussi fondée sur la chimie du carbone et sur l'eau liquide… Lire la suite
FRANCE (Le territoire et les hommes) - Données naturelles

Écrit par :  Jacqueline BEAUJEU-GARNIEREstelle DUCOM

Dans le chapitre "L’eau"  : …  On appelle ressource en eau une source potentielle d'approvisionnement pour satisfaire des besoins en eau domestiques, économiques ou de loisirs : (nappes souterraines, cours d’eau, lacs...). Le territoire français reçoit en moyenne 480 km3 (480 milliards de m3) de précipitations… Lire la suite
GLACE

Écrit par :  Louis LLIBOUTRY

L'homme a connu et baptisé la forme solide de l'eau depuis les temps les plus reculés, ce qui nous vaut des noms très différents selon les langues : glace, ghiaccio, hielo... dans les langues latines ; is, Eis, ice... dans les langues germaniques ; led, lod... dans les langues slaves. Si cette découverte avait été le fait des naturalistes, nous n… Lire la suite
GRENELLE DE L'ENVIRONNEMENT

Écrit par :  Pierre LASCOUMES

Dans le chapitre "Des effets incertains "  : …  le plan Écophyto n’a pas enrayé la progression de la consommation de ces substances. En matière de qualité de l’eau, la réduction de l’usage des engrais et de l’épandage des lisiers n’a guère évolué. Dans beaucoup de domaines, on observe de simples mesures de rattrapage des normes européennes (déchets, efficacité énergétique, énergie renouvelable… Lire la suite
HADÉEN

Écrit par :  Hervé MARTIN

a permis de démontrer que la source de leur magma hôte avait réagi avec de grands volumes d'eau liquide. Il en résulte que, dès 4,4 Ga, la température de surface de la planète était suffisamment basse pour permettre à l'eau d'exister dans son état liquide. L'océan magmatique était donc refroidi, et de vastes étendues d'eau (océans) étaient… Lire la suite
HUMIDITÉ

Écrit par :  Jean-Pierre CHALON

L’air est un mélange de gaz qui contient de la vapeur d’eau en quantité très variable dans l’espace et dans le temps. Alors qu’un linge, un mur ou un sol sont dits humides lorsqu’ils sont imbibés d’eau liquide, l’humidité de l’air ne fait référence qu’à la proportion de vapeur d’eau qu’il contient. Cette donnée est très utile en météorologie… Lire la suite
HYDRAULIQUE

Écrit par :  Pierre CORMAULT

L'hydraulique est une des activités les plus anciennes de la civilisation humaine, puisqu'elle commande toutes les utilisations de l'eau… Lire la suite
HYDROLOGIE

Écrit par :  Pierre HUBERTGaston RÉMÉNIÉRAS

l'hydrologie est la science de l'eau. Molécule, gaz, liquide ou solide, l'eau voit son étude ressortir à la physique et à la chimie. C'est à l'étude de l'eau dans la nature, où s'expriment évidemment ses propriétés physico-chimiques, qu'est consacrée l'hydrologie. L'eau apparaît dans la nature sous des formes et selon des rythmes extraordinairement… Lire la suite
HYDROMINÉRAL ÉQUILIBRE

Écrit par :  Alain REINBERG

Dans le chapitre "Variabilité suivant les formes biochimiques et biophysiques des constituants"  : …  On sait aussi que l'eau existe au moins sous deux formes : l'eau libre ou circulante qui se rencontre dans le sang et la lymphe et se comporte à la façon d'un solvant, et l'eau liée, en particulier l'eau d'imbibition des colloïdes, qui apparaît comme une eau de constitution ; « fixée » aux protéines, elle acquiert une… Lire la suite
INCENDIES

Écrit par :  Jean-Luc CARTAULTBenoit CLAIRDavid KAPP

Dans le chapitre "L'eau"  : …  Historiquement le premier agent extincteur est l'eau. Toutefois, celle-ci ne convient pas à tous les types de feux : en effet, elle peut se révéler dangereuse sur des feux d'huile ou de métaux. Selon la méthode d'extinction choisie, elle comportera ou non un additif. Ce dernier permet d'augmenter le pouvoir extincteur de l'eau ou d'agir par… Lire la suite
INONDATIONS

Écrit par :  Yves GAUTIER

Les inondations peuvent se définir comme l'envahissement par l'eau douce ou salée de lieux terrestres habituellement émergés. Plusieurs causes et des processus complexes aboutissent à ce phénomène, dont l'ampleur peut conduire à une catastrophe majeure. On considère que les inondations sont responsables de plus de 60 p. 100 du total des morts… Lire la suite
JAPON (Le territoire et les hommes) - Géographie

Écrit par :  Philippe PELLETIER

Dans le chapitre "Le triptyque eau, bois et mines face aux importations en sources d'énergie"  : …  L'eau est fondamentalement une source de richesse au Japon qui en est abondamment doté grâce à sa forte pluviométrie. Elle est utilisée pour les cultures – notamment la riziculture –, l'approvisionnement en eau potable et l'hydroélectricité. La politique d'aménagement global des bassins versants trouve sa consécration dans les années 1930-1940 et… Lire la suite
MAGHREB - Géographie

Écrit par :  Olivier PLIEZBouziane SEMMOUD

Dans le chapitre "Un problème crucial, l'eau, et un milieu fragile"  : …  Le climat influe sur les activités humaines, surtout agricoles, à travers l'eau, les sols et le couvert végétal. Le Maghreb dispose d'un potentiel hydraulique appréciable. Le Maroc y apparaît favorisé grâce aux plateaux calcaires des chaînes du Moyen et du Haut Atlas et à la couverture… Lire la suite
MARS, planète

Écrit par :  Éric CHASSEFIÈREOlivier de GOURSACPhilippe MASSONFrancis ROCARD

Dans le chapitre "Un engouement ancestral"  : …  apporter un grand nombre de résultats dont l'exploitation prendra une vingtaine d'années. Nous nous limiterons volontairement ici aux découvertes liées à la problématique de l'eau. La cartographie globale de Mars est établie avec une résolution d'un kilomètre, voire 100 mètres localement. Les images acquises par les sondes orbitales apportent les… Lire la suite
MEMBRANES CELLULAIRES

Écrit par :  Brahim LAHLOUPaul MAZLIAK

Dans le chapitre "Transport de l'eau"  : …  L'eau se meut par osmose à travers les membranes dès lors qu'une différence de pression osmotique existe entre les deux faces (cf. osmorégulation, chap. 1). Étant incompressible, l'eau crée un excédent de pression hydrostatique dans le compartiment vers lequel s'effectue ce… Lire la suite
MOUSSES

Écrit par :  Catherine LENNE

Dans le chapitre "Les mousses et leur dépendance à l’eau"  : …  des mousses, possèdent de vrais tissus conducteurs (xylème et bois) qui acheminent l’eau du sol jusqu’aux feuilles. L’eau est évaporée massivement par les feuilles mais ces pertes foliaires sont en permanence compensées par les entrées racinaires, ce qui maintient un équilibre hydrique dynamique dans la plante. De plus, la protection des surfaces… Lire la suite
NEIGE

Écrit par :  Jean-Pierre CHALON

Dans le chapitre "La neige et ses interactions avec la biodiversité et le climat"  : …  Par ailleurs, la neige constitue, sous forme solide, des stocks d’eau douce qui, dans de nombreuses régions du monde, pendant les saisons sèches, représentent la seule eau disponible pour l’alimentation, l’hygiène, les cultures et les élevages. Le recul observé des grands glaciers de montagne aggrave… Lire la suite
NUAGES

Écrit par :  André VIAUT

Un nuage est un ensemble visible de minuscules particules d'eau liquide ou de glace, ou des deux à la fois, en suspension dans l'atmosphère. Cet ensemble peut également comporter des particules d'eau liquide de plus grandes dimensions, des particules liquides non aqueuses ou des particules solides (vapeurs industrielles,… Lire la suite
NUTRITION

Écrit par :  René HELLERRaymond JACQUOTAlexis MOYSEMarc PASCAUD

Dans le chapitre "Besoins minéraux"  : …  Dans le domaine de la nutrition minérale (n'oublions pas nos besoins en oxygène !), rappelons l'importance de l'eau (fig. 3), qui constitue les deux tiers de notre organisme. L'eau est le véhicule naturel des sels minéraux et des produits d'excrétion et le métabolisme minéral est commandé par le métabolisme hydrique. Le besoin en eau de l… Lire la suite
OSMORÉGULATION

Écrit par :  Brahim LAHLOU

Dans le chapitre "Importance de la pression osmotique"  : …  Les liquides externes et internes sont constitués par de l'eau tenant en dissolution des substances minérales (essentiellement les ions sodium Na + et chlore Cl-) et organiques. Ces substances, se comportant dans l'eau comme des molécules de gaz dans une atmosphère gazeuse,… Lire la suite
PEAU

Écrit par :  Louis DUBERTRET

Dans le chapitre "Les glandes sudorales eccrines"  : …  La sueur contient de 95 à 99 p. 100 d'eau. Elle est hypotonique par rapport au plasma mais concentre des substances comme l'urée et l'acide lactique. Elle comporte du sodium, du potassium, du chlore. La sueur est acide et modifie donc le pH de la surface de la peau. De nombreuses substances peuvent être excrétées dans la sueur, comme des… Lire la suite
PESTICIDES

Écrit par :  Alain BLOGOWSKI

Dans le chapitre "Les résidus de pesticides dans l’environnement"  : …  par le Commissariat général au développement durable (C.G.D.D.), il ne restait, en 2011, que 7 p. 100 des cours d’eau français vierges de toute trace de pesticides. Pour plus de la moitié des rivières, les quantités de pesticides détectées sont faibles. Sur les 176 secteurs hydrographiques surveillés en métropole, 99 d’entre eux (ce qui… Lire la suite
PLANÈTES

Écrit par :  Thérèse ENCRENAZ

Dans le chapitre "L’exploration des planètes"  : …  des réseaux de vallées ramifiées parcourant la surface de Mars, on se doutait que la planète avait abrité de l’eau liquide au début de son histoire. Les missions suivantes ont apporté d’autres indices confirmant cette hypothèse : présence de l’eau dans le sous-sol martien, présence d’argiles à la surface, enrichissement en eau lourde dans l’… Lire la suite
POLLUTION

Écrit par :  François RAMADE

Dans le chapitre "Passage des polluants de l'atmosphère dans l'eau et les sols"  : …  circulent ensuite à la surface des continents, cheminant dans les sols et contaminant les eaux superficielles et les nappes phréatiques. En outre, le jeu du lessivage et de l'érosion hydrique intervient de façon essentielle dans le transfert des polluants des sols vers l'hydrosphère. En définitive, les phénomènes géochimiques vont avoir pour… Lire la suite
PRÉCIPITATIONS, météorologie

Écrit par :  Léopold FACY

brouillards, eux-mêmes constitués de microgouttelettes d'eau dont les dimensions s'échelonnent de quelques micromètres à 20 ou 30 micromètres au maximum, selon la nature et l'âge du nuage. Ces microgouttelettes sont formées au sein même des masses d'air à la suite des processus thermodynamiques de changement de phase sur… Lire la suite
RESSOURCES NATURELLES

Écrit par :  François RAMADE

Dans le chapitre "L'épuisement des ressources naturelles"  : …  pour le maintien de la ressource (le capital), sont consommées à une vitesse accrue. Il en va de même pour l'eau, pourtant intrinsèquement recyclable, ou encore les sols, par nature régénérables car résultant d'un processus dynamique. Non seulement les eaux de surface et les nappes phréatiques sont exposées à une pollution croissante, mais… Lire la suite
ROCHES (Formation) - Érosion et sédimentation

Écrit par :  Roger COQUEAndré JAUZEIN

Dans le chapitre "Altération des roches mères"  : …  La fragmentation des roches cohérentes demande l'intervention de processus physiques où l'eau joue toujours un rôle prédominant : cryoclastie, thermoclastie, alternances sécheresse-humidité. Intervient alors aussi la conformation même des reliefs, l'accroissement des pentes facilitant le jeu de la gravité, qui utilise les discontinuités internes (… Lire la suite
SAHEL

Écrit par :  François BOST

Dans le chapitre "L'hydrologie"  : …  capitalisées au Sahel, en raison de leur infiltration rapide et de leur évaporation. Les hommes ne mobilisent qu'à peine 5 p. 100 des eaux pour leurs activités, contre 15 p. 100 dans le reste de l'Afrique subsaharienne. En outre, les ressources en eau n'ont cessé de baisser depuis les années 1970, de — 40 à — 60 p. 100 selon les bassins… Lire la suite
SÈVES

Écrit par :  René HELLER

Dans le chapitre " Hydrodynamique végétale"  : …  L'eau représente chez les végétaux 80 à 90 p. 100 de leur poids frais, soit quatre à neuf fois leur poids sec. Comme dans le règne animal, elle contribue au maintien de la structure cellulaire et permet le déroulement des réactions métaboliques. Localisée surtout dans les vacuoles, qui occupent la plus grande partie des cellules végétales, elle y… Lire la suite
SOIF

Écrit par :  Jacques LE MAGNEN

Dans le chapitre "Le système périphérique directeur du comportement dipsique"  : …  Lorsque la soif est éveillée, les stimuli externes représentés par l'eau deviennent capables de déclencher et de soutenir le comportement de prise orale de liquide. Grâce aux récepteurs gustatifs linguaux, l'eau peut être distinguée des solutions salines de NaCl (jusqu'à une dilution de ces solutions à 0,002 M chez le rat). Cette différenciation… Lire la suite
SOLS - Dégradation des sols

Écrit par :  Mireille DOSSO

Dans le chapitre "Géographie et importances relatives des formes et causes de dégradation"  : …  2 et fig. 3) est de loin l'érosion par l'eau. C'est pourquoi, lors de l'analyse de ses données, GLASOD a distingué l'érosion hydrique des autres manifestations de la dégradation physique des sols dans la mesure où celle-ci touche quelque 750 millions d'hectares répartis sur tout le globe, soit plus de la moitié des superficies dégradées (si on ne… Lire la suite
TERRE - Bilan énergétique

Écrit par :  Robert KANDEL

Dans le chapitre " Phénomènes au sein de l'atmosphère et à la surface"  : …  des sables désertiques, entre 8 et 9 μm de longueur d'onde (le phénomène de Reststrahlen). Le rayonnement émis par le sol est absorbé et réémis par les gaz atmosphériques minoritaires à molécules polyatomiques (vapeur d'eau H2O, dioxyde de carbone CO2, ozone O3, méthane CH4...) sans intervention des gaz majoritaires N2 et O2=. L'… Lire la suite
VÉNUS, planète

Écrit par :  Véronique ANSANÉric CHASSEFIÈREPhilippe MASSONFrancis ROCARD

Dans le chapitre "L'atmosphère"  : …  Tout comme sur Mars, la disparition de l'eau s'explique par la photodissociation de H2O avec échappement de l'hydrogène ainsi créé du champ gravitationnel de Vénus et incorporation de l'oxygène à la croûte. La valeur actuelle du taux d'échappement est de l'ordre de 107 atomes par centimètre carré et par… Lire la suite

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