Où va vraiment l’eau ?

Sous nos pieds

Sous nos pieds, un monde plein d’eau

On imagine volontiers l’eau douce comme quelque chose qui coule à la surface — rivières, lacs, fontaines. En réalité, une immense quantité d’eau douce se trouve sous nos pieds.

Quand la pluie tombe, une partie ruisselle, une partie s’évapore, une autre est absorbée par les plantes. Le reste peut s’infiltrer lentement à travers le sol puis la roche.

Lorsqu’elle atteint des couches perméables dont les pores et les fissures peuvent se remplir d’eau, elle alimente une nappe souterraine. Il ne s’agit généralement ni d’une rivière cachée ni d’une immense grotte pleine d’eau, mais de sables, de graviers ou de roches fissurées dont les espaces sont saturés — un peu comme une gigantesque éponge minérale enfouie.

Une nappe phréatique est plus précisément une nappe souterraine libre, dont la partie supérieure correspond au niveau de la zone saturée.

Environ 30 % de l’eau douce terrestre se trouve sous terre, dans les nappes et aquifères. La plus grande part — près de 69 % — est immobilisée dans les glaciers et les calottes glaciaires. Les lacs et les rivières, eux, n’en représentent qu’une fraction minuscule.

Certaines eaux souterraines sont rapidement renouvelées par les pluies. D’autres circulent très lentement et peuvent demeurer isolées pendant des milliers, voire des millions d’années. On parle parfois d’eaux fossiles lorsqu’elles ont été mises en réserve sous des climats anciens et ne sont presque plus renouvelées aujourd’hui.

Une source, elle, n’est pas l’origine mystérieuse de cette eau. C’est l’endroit où une circulation souterraine rencontre naturellement la surface.

III. Une source est-elle forcément potable ?

Non. Et c’est sans doute l’une des idées reçues les plus tenaces.

Une eau de source peut traverser des sols contaminés, recevoir des nitrates issus de l’agriculture, dissoudre certains éléments présents naturellement dans les roches ou être contaminée par des micro-organismes lorsque son environnement est mal protégé.

La nature filtre beaucoup. Le sol peut retenir une partie des particules et certains micro-organismes. Mais il ne constitue ni une station de traitement ni une garantie sanitaire absolue.

C’est pourquoi une source sauvage, aussi claire et fraîche soit-elle, ne doit pas être considérée automatiquement comme potable.

La transparence de l’eau ne prouve rien. Certaines contaminations dangereuses sont parfaitement invisibles, sans goût et sans odeur.

L’eau du robinet, elle, fait l’objet d’analyses et, selon son origine, de traitements adaptés avant sa distribution. Une eau embouteillée répond également à des exigences sanitaires précises.

Une eau limpide peut donc être impropre à la consommation. Et une eau parfaitement potable peut contenir naturellement des minéraux qui lui donnent un goût particulier.

IV. Ce que l’eau emporte avec elle

Lorsqu’elle descend dans le sous-sol, l’eau ne fait pas que voyager. Elle dialogue avec la roche.

L’eau de pluie est naturellement légèrement acide, notamment parce qu’elle contient du dioxyde de carbone dissous. Au cours de son passage dans le sol puis dans les formations géologiques, elle peut dissoudre de petites quantités des éléments qu’elle rencontre : calcium, magnésium, bicarbonates, sulfates, sodium, silice et bien d’autres.

C’est pourquoi deux nappes situées dans des régions différentes peuvent produire des eaux de composition très différente.

Une eau ayant circulé dans un terrain calcaire se charge volontiers en calcium et en bicarbonates. Une autre, ayant traversé des roches volcaniques, granitiques ou gréseuses, possède une tout autre identité.

Chaque eau conserve ainsi une sorte de signature géologique de son voyage souterrain.

V. Eau de source, eau minérale naturelle : une nuance à connaître

Les deux viennent du sous-sol. Mais elles ne répondent pas exactement aux mêmes définitions.

Une eau de source est une eau souterraine naturellement propre à la consommation humaine, protégée contre les risques de pollution et embouteillée à la source. Elle doit notamment satisfaire à des exigences microbiologiques et sanitaires.

Une eau minérale naturelle est elle aussi d’origine souterraine et protégée. Mais elle se distingue notamment par la stabilité de ses caractéristiques essentielles, dont sa composition minérale.

Le mot « minérale » réserve d’ailleurs une petite surprise : il ne signifie pas nécessairement « très riche en minéraux ».

Il existe des eaux minérales naturelles très faiblement minéralisées.

« Minérale » désigne donc d’abord une eau souterraine reconnue pour son origine et ses caractéristiques stables — pas une eau obligatoirement chargée en calcium, en magnésium ou en sels divers.

VI. Pourquoi certaines régions ont-elles une eau si calcaire ?

Parce que l’eau ne traverse pas partout les mêmes roches.

La dureté de l’eau dépend principalement de sa teneur en calcium et en magnésium. Elle reflète donc largement la géologie des terrains traversés.

Dans une région calcaire, l’eau dissout progressivement des composés contenant du calcium et devient plus « dure ». Ailleurs, dans des terrains qui en libèrent beaucoup moins, elle reste plus douce.

Voilà pourquoi deux villes françaises, toutes deux alimentées en eau parfaitement potable, peuvent se comporter très différemment dans une bouilloire : l’une s’entartre rapidement, l’autre presque pas.

Le dépôt blanc laissé par une eau dure n’est pas une pollution. Il est essentiellement constitué de carbonate de calcium qui précipite plus facilement lorsque l’eau est chauffée.

Une eau dure n’est pas considérée comme dangereuse pour la santé. Son principal défaut est domestique : elle entartre les chauffe-eau, les résistances, les robinets et les petits électroménagers.

Le calcaire est surtout l’ennemi de la cafetière, beaucoup moins de celui qui boit le café.

De la maison à la rivière

Après avoir tiré la chasse, où part l’eau ?

Elle quitte la maison par les canalisations d’évacuation.

Lorsque l’habitation est raccordée à l’assainissement collectif, les eaux usées rejoignent le réseau d’égouts puis convergent vers une station de traitement des eaux usées, souvent encore appelée station d’épuration ou STEP.

Ce trajet est généralement invisible, souterrain et silencieux.

Pourtant, chaque douche, chaque lessive, chaque vaisselle et chaque chasse d’eau rejoint ce flux collectif qu’il faudra traiter avant de rendre l’eau au milieu naturel.

Dans les zones non raccordées au réseau collectif, les habitations disposent d’un système d’assainissement individuel qui assure cette fonction à une échelle beaucoup plus petite.

VIII. Comment une station d’épuration nettoie notre eau

Le principe est fascinant : une station de traitement reproduit et accélère certains phénomènes naturels de séparation et de dégradation de la matière.

Les procédés varient selon les installations, mais on retrouve généralement plusieurs étapes.

Le prétraitement.
Des grilles arrêtent les déchets grossiers. Les sables sont séparés, ainsi qu’une partie des graisses.

La décantation.
Dans certaines installations, les matières en suspension les plus lourdes se déposent.

Le traitement biologique.
C’est le cœur de nombreuses stations modernes. Des communautés de micro-organismes utilisent une partie de la matière organique contenue dans les eaux usées pour se nourrir et se développer.

Nous confions donc une grande part de l’épuration à des êtres vivants microscopiques.

La clarification.
L’eau est ensuite séparée des boues biologiques.

Les traitements complémentaires.
Selon les besoins du milieu récepteur, on peut aussi réduire l’azote ou le phosphore, filtrer davantage l’eau ou procéder à une désinfection.

Une fois traitée, cette eau n’est généralement pas devenue de l’eau potable. Elle est suffisamment épurée pour être rejetée dans le milieu naturel selon des normes précises.

Les boues produites suivent leur propre filière de traitement. Selon leur qualité et la réglementation applicable, elles peuvent notamment être valorisées, méthanisées, compostées ou éliminées.

Le grand cycle

Puis elle recommence son voyage

Rejetée dans une rivière, l’eau reprend le cours du grand cycle.

Elle peut rejoindre un fleuve, puis l’océan. Mais elle peut aussi s’évaporer bien avant, s’infiltrer dans un sol, être absorbée par une plante ou retourner vers une nappe.

Sous l’effet de l’énergie solaire, l’eau s’évapore depuis les océans, les lacs, les sols et la végétation. La vapeur monte dans l’atmosphère, refroidit et se condense en minuscules gouttelettes ou cristaux.

Les nuages se déplacent.

Puis l’eau retombe sous forme de pluie, de neige ou de grêle.

Une partie retourne directement vers la mer. Une autre tombe sur les continents, alimente les sols, les plantes, les rivières et les nappes souterraines.

Et le voyage recommence.

C’est le cycle de l’eau : non pas une petite boucle parfaitement régulière, mais un gigantesque réseau de chemins, de stockages et de retours, dont les durées peuvent aller de quelques heures dans l’atmosphère à des millénaires dans certaines nappes ou glaces.

X. La Terre est-elle un bocal fermé ?

Presque.

Et c’est précisément ce qui rend cette histoire vertigineuse.

La Terre contient environ 1,4 milliard de kilomètres cubes d’eau. À l’échelle d’une vie humaine ou même d’une civilisation, cette quantité globale varie très peu.

L’eau change surtout d’endroit et d’état : liquide dans l’océan, solide dans un glacier, gazeuse dans l’atmosphère, emprisonnée dans un sol, une nappe, une plante ou un animal.

Mais la planète n’est pas parfaitement hermétique.

À très long terme, une petite quantité de matière peut s’échapper vers l’espace. Des apports infimes proviennent également de matières extraterrestres. Et, à l’échelle géologique, de l’eau circule entre la surface et les profondeurs de la Terre : certaines roches du manteau en contiennent, tandis que le volcanisme en restitue une partie.

La Terre n’est donc pas tout à fait un bocal fermé.

Mais à notre échelle, elle y ressemble beaucoup.

Quand l’eau manque

Alors pourquoi parle-t-on de pénurie d’eau ?

Voilà le paradoxe : si l’eau ne disparaît pas, comment peut-on en manquer ?

Parce que toute cette eau n’est ni douce, ni accessible, ni propre, ni disponible là où nous en avons besoin.

Environ 97,5 % de l’eau terrestre est salée.

L’eau douce ne représente qu’environ 2,5 % du total. Et, au sein de cette eau douce, près de 69 % est stockée dans les glaciers et les calottes glaciaires, tandis qu’environ 30 % se trouve sous terre.

Il ne reste donc qu’une très petite part dans les lacs, les rivières, les sols, l’atmosphère et les autres réservoirs de surface.

Mais même cette présentation ne suffit pas. Une partie des eaux souterraines est difficile à atteindre, trop profonde, trop lente à se renouveler ou située loin des populations qui en ont besoin.

La véritable question n’est donc pas :

« Y a-t-il encore de l’eau sur Terre ? »

La réponse sera oui pour très longtemps.

La bonne question est :

« Dispose-t-on d’une eau douce de qualité suffisante, en quantité suffisante, au bon endroit et au bon moment ? »

C’est là que commencent les pénuries.

Elles sont aggravées par la surexploitation des nappes, la pollution, l’artificialisation des sols, la destruction des zones humides, certaines pratiques agricoles, l’augmentation des besoins et les changements climatiques qui modifient les régimes de pluie et l’évaporation.

La pénurie d’eau n’est donc pas une disparition de l’eau terrestre.

C’est une crise de disponibilité.

L’ingéniosité humaine

L’être humain ne se contente pas de chercher des sources

Depuis toujours, les sociétés humaines ont inventé des moyens remarquables pour aller chercher l’eau là où elle se cache.

Recueillir la pluie

C’est l’une des méthodes les plus anciennes.

Un toit ou une surface aménagée reçoit la pluie, qui est dirigée vers une citerne.

En France, l’utilisation domestique de l’eau de pluie et, plus largement, des eaux impropres à la consommation humaine est aujourd’hui précisément encadrée. Certains usages sont permis sous conditions, comme l’arrosage, l’évacuation des toilettes, le nettoyage de certaines surfaces et, avec des exigences particulières, certains autres usages.

En revanche, une eau récupérée de cette manière n’est pas une eau que l’on peut simplement décider de boire parce qu’elle « vient du ciel ». Les usages liés à la boisson et à l’alimentation relèvent d’exigences sanitaires autrement plus strictes.

Et les réseaux d’eau non potable doivent rester distincts de celui qui distribue l’eau destinée à la consommation humaine.

Creuser jusqu’à la nappe

Puits et forages permettent d’atteindre les eaux souterraines.

Certaines civilisations sont allées beaucoup plus loin.

Les qanats, développés depuis l’Antiquité notamment en Perse, utilisent de longues galeries à faible pente pour conduire l’eau souterraine depuis les reliefs vers les villages et les cultures.

Pas besoin de pompe.

Seulement de la gravité, une connaissance remarquable du terrain et un travail humain considérable.

Attraper le brouillard avec des filets

Cela semble presque irréel.

Pourtant, cela fonctionne.

Dans certaines régions montagneuses ou côtières où le brouillard est fréquent, de grands filets sont installés face au vent. Les minuscules gouttelettes en suspension s’accrochent aux mailles, fusionnent, deviennent plus lourdes, ruissellent vers une gouttière puis sont conduites dans des réservoirs.

Dans l’Anti-Atlas marocain, sur le mont Boutmezguida, 31 collecteurs CloudFisher représentant environ 1 686 m² de filets ont été installés.

Lors d’une journée de brouillard favorable, l’ensemble peut recueillir environ 37 000 litres d’eau.

Le dispositif dessert plusieurs villages de la région d’Aït Baamrane. Le projet associe notamment la fondation locale Dar Si Hmad et les organisations à l’origine du système CloudFisher.

Ici, on ne creuse pas pour trouver de l’eau.

On la cueille dans le nuage.

Recueillir la rosée

Le principe est différent.

Certaines nuits, une surface peut perdre suffisamment de chaleur pour devenir plus froide que l’air environnant. Lorsque sa température descend sous le point de rosée, une partie de la vapeur d’eau atmosphérique s’y condense.

On peut donc concevoir des surfaces qui favorisent cette condensation et permettent de récupérer l’eau formée.

Même sans pluie, l’atmosphère contient de l’eau.

XIII. Peut-on boire la mer ?

Oui.

Mais il faut d’abord lui retirer l’essentiel de son sel.

C’est le principe du dessalement.

La technologie aujourd’hui la plus répandue est l’osmose inverse. L’eau de mer est mise sous forte pression et envoyée contre des membranes qui laissent passer une grande partie de l’eau tout en retenant la majorité des sels dissous.

Pour l’eau de mer, les pressions utilisées peuvent couramment atteindre environ 60 à 80 bars.

L’étape d’osmose inverse elle-même demande beaucoup d’énergie. Dans une grande installation moderne, elle peut représenter autour de 2,5 kWh par mètre cube produit. Si l’on ajoute le pompage, le prétraitement, la reminéralisation, le rejet de la saumure et les autres étapes du procédé, une grande usine performante se situe plutôt autour de 4 kWh par mètre cube, avec des variations importantes d’un site à l’autre.

Le dessalement transforme donc réellement la mer en ressource d’eau douce.

Mais cette solution a un coût.

Elle demande de l’énergie et génère une saumure, c’est-à-dire une eau beaucoup plus concentrée en sels, qu’il faut restituer au milieu marin sans provoquer de dommages importants aux écosystèmes.

Le dessalement constitue une ressource précieuse pour certains territoires.

Ce n’est pas une baguette magique.

XIV. Que signifie « eau filtrée » ?

Le mot paraît simple.

Il recouvre pourtant des procédés très différents.

Et chaque système ne retire que ce pour quoi il a été conçu.

Le charbon actif

Présent notamment dans certaines carafes filtrantes, il peut réduire le chlore responsable de goûts ou d’odeurs et retenir certains composés.

Mais il n’est pas destiné à transformer automatiquement une eau contaminée en eau potable.

Et un filtre mal entretenu peut lui-même devenir un lieu de développement microbien.

La filtration mécanique

Elle arrête des particules selon leur taille.

Plus les pores sont fins, plus les éléments retenus sont petits. Mais de nombreux sels et substances dissoutes traversent une filtration mécanique ordinaire.

Les ultraviolets

Ils permettent d’inactiver de nombreux micro-organismes.

Mais ils ne retirent ni le calcaire, ni le sel, ni les métaux, ni la plupart des substances chimiques dissoutes.

L’osmose inverse

Elle élimine une très grande partie des sels et de nombreuses substances dissoutes.

C’est une technique puissante, mais elle modifie fortement la composition minérale de l’eau et produit également un rejet concentré.

L’adoucisseur

Il n’est pas réellement un filtre.

Une résine échange notamment des ions calcium et magnésium contre d’autres ions, le plus souvent du sodium. Son objectif est principalement de limiter l’entartrage des installations.

Demander :

« Cette eau est-elle filtrée ? »

ne suffit donc pas.

La véritable question est :

« Filtrée par quoi — et pour retirer quoi ? »

XV. Une dernière étrangeté

Nous avons inventé des pompes pour tirer l’eau du sous-sol.

Des barrages pour la retenir.

Des stations pour la nettoyer.

Des membranes capables de dessaler l’océan.

Des filets capables de récolter le brouillard.

Des surfaces capables de recueillir la rosée.

Et pourtant, malgré toute cette technologie, notre civilisation reste soumise à une règle élémentaire qui était déjà celle des premiers humains :

nous produisons très peu de l’eau dont nous avons besoin.

Nous cherchons celle qui existe déjà.

Nous la prélevons.

Nous la déplaçons.

Nous la stockons.

Nous la traitons.

Nous la dessalons.

Nous la réutilisons parfois.

Puis, tôt ou tard, nous la rendons au grand cycle.

Une matière très ancienne

L’eau que vous buvez est-elle plus vieille que vous ?

Infiniment plus vieille.

Mais il faut préciser ce que cela signifie.

La matière dont est faite l’eau — l’hydrogène et l’oxygène — est évidemment bien antérieure à notre existence. Une partie de l’eau terrestre elle-même pourrait avoir été héritée des toutes premières étapes de la formation du Système solaire.

Les travaux d’astrochimie de Cecilia Ceccarelli et Fujun Du suggèrent qu’une fraction importante de l’eau aujourd’hui présente sur Terre pourrait provenir de glaces formées très tôt, avant ou pendant la naissance du Système solaire, il y a environ 4,5 milliards d’années.

Elle aurait ensuite été incorporée aux matériaux qui ont construit les planètes, les astéroïdes et les comètes.

Mais il serait trompeur d’imaginer chaque molécule H₂O comme une minuscule bille demeurée intacte pendant 4,5 milliards d’années.

L’eau participe sans cesse à des réactions chimiques et biologiques. Des molécules sont séparées puis reformées. Leurs atomes changent de partenaires.

Ce qui traverse les âges, c’est donc moins l’identité d’une molécule précise que la matière de l’eau, continuellement recombinée et remise en circulation.

Et cela ne rend pas l’histoire moins extraordinaire.

Au contraire.

Les atomes présents aujourd’hui dans votre verre ont commencé leur voyage bien avant la première rivière, le premier arbre et le premier animal de notre planète.

XVII. Une eau qui a déjà vécu mille vies

Voici la chute.

Et c’est peut-être la plus belle idée de tout ce dossier.

La matière qui compose l’eau de votre verre a été brassée, déplacée et recombinée pendant des temps qui dépassent presque notre imagination.

Une partie a pu séjourner dans un glacier.

Tomber sous forme de pluie sur une forêt disparue.

Traverser un sol sur lequel marchaient des animaux préhistoriques.

Rejoindre un fleuve.

Être absorbée par une plante.

Passer par le corps d’un animal ou d’un être humain.

Retourner à l’atmosphère.

Puis recommencer.

On ne pourra évidemment jamais reconstituer le parcours individuel des atomes contenus dans un verre d’eau.

Mais avec des quantités astronomiques de molécules, plusieurs milliards d’années de circulation et un cycle planétaire qui mélange continuellement les réservoirs, l’idée que la matière de notre eau ait déjà croisé d’innombrables formes de vie n’a rien de fantaisiste.

Boire un verre d’eau n’est donc jamais recevoir quelque chose de véritablement neuf.

C’est accueillir, pour quelques heures, une matière qui circulait bien avant nous et qui continuera son voyage après nous.

Vers d’autres sols.

D’autres rivières.

D’autres nuages.

D’autres vies.

C’est peut-être là, au fond, tout ce que Les Chevaliers de l’Astrée cherchent à faire percevoir :

que rien de ce qui nous entoure n’est jamais tout à fait neuf, ni tout à fait à nous.

Nous ne faisons que le recevoir, un moment.

À nous d’en prendre soin.

À nous de le protéger.

Et de le transmettre à ce qui vient après.