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L'eau à découvert

Livres
365 pages

Description

Indispensable à la régulation du climat, au développement de la vie sur Terre, au maintien des écosystèmes, aux populations, au développement de l'agriculture, de l'industrie comme à la production d'énergie, l'eau est un élément vital. Il convient donc, dans un contexte de changement global, d'analyser dans toute sa diversité la place et le rôle de l'eau et de se donner ainsi les moyens de mieux la préserver. Autour de cet enjeu qui engage toute l'humanité, Agathe Euzen, Catherine Jeandel et Rémy Mosseri ont réuni près de cent cinquante contributions, visant à apporter un éclairage sur chacun des domaines et des approches que couvre cette thématique. Quelle est l'origine de l'eau ? Son rapport avec l'apparition de la vie ? Quel rôle a-t-elle joué dans l'histoire de la planète et dans le développement de la vie végétale, animale et humaine ? Quel est son cycle ? Quelles sont ses propriétés chimiques ? Comment les sociétés se sont-elles emparées de cet élément précieux ? Allons-nous manquer d'eau ? L'eau est-elle source de conflits ? Comment l'eau est-elle gérée ? Comment recycle-t-on une eau polluée ? Quels sont les risques pour la santé mondiale ? Quels sont les grands enjeux liés à l'eau au xxie siècle ? Comprendre et proposer des solutions à ces défis majeurs est l'intention de cet ouvrage.


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Date de parution 19 octobre 2017
Nombre de visites sur la page 6
EAN13 9782271119117
Licence : Tous droits réservés
Langue Français

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L'eau à découvert
Agathe Euzen, Catherine Jeandel et Rémy Mosseri (dir.)
DOI : 10.4000/books.editionscnrs.9746
Éditeur : CNRS Éditions
Année d'édition : 2015
Date de mise en ligne : 19 octobre 2017
Collection : À découvert
ISBN électronique : 9782271119117
http://books.openedition.org
Édition imprimée
ISBN : 9782271088291
Nombre de pages : 365

Référence électronique
EUZEN, Agathe (dir.) ; JEANDEL, Catherine (dir.) ; et MOSSERI, Rémy (dir.). L'eau à découvert.
Nouvelle édition [en ligne]. Paris : CNRS Éditions, 2015 (généré le 02 novembre 2017).
Disponible sur Internet : . ISBN : 9782271119117. DOI : 10.4000/books.editionscnrs.9746.
Ce document a été généré automatiquement le 2 novembre 2017.
© CNRS Éditions, 2015
Conditions d’utilisation :
http://www.openedition.org/6540Indispensable à la régulation du climat, au développement de la vie sur Terre, au maintien
des écosystèmes, aux populations, au développement de l'agriculture, de l'industrie comme
à la production d'énergie, l'eau est un élément vital. Il convient donc, dans un contexte de
changement global, d'analyser dans toute sa diversité la place et le rôle de l'eau et de se
donner ainsi les moyens de mieux la préserver.
Autour de cet enjeu qui engage toute l'humanité, Agathe Euzen, Catherine Jeandel et Rémy
Mosseri ont réuni près de cent cinquante contributions, visant à apporter un éclairage sur
chacun des domaines et des approches que couvre cette thématique.
Quelle est l'origine de l'eau ? Son rapport avec l'apparition de la vie ? Quel rôle a-t-elle joué
dans l'histoire de la planète et dans le développement de la vie végétale, animale et
humaine ? Quel est son cycle ? Quelles sont ses propriétés chimiques ? Comment les sociétés
se sont-elles emparées de cet élément précieux ? Allons-nous manquer d'eau ? L'eau est-elle
source de conflits ? Comment l'eau est-elle gérée ? Comment recycle-t-on une eau polluée ?
Quels sont les risques pour la santé mondiale ? Quels sont les grands enjeux liés à l'eau au
exxi siècle ?
Comprendre et proposer des solutions à ces défis majeurs est l'intention de cet ouvrage.
AGATHE EUZEN
Anthropologue, Chargée de recherche au CNRS, LATTS, Déléguée scientique à l'INEE, Paris.
CATHERINE JEANDEL
Océanographe,Géochimiste, Directrice de recherche au CNRS, LEGOS, Toulouse.
RÉMY MOSSERI
Physicien, Directeur de recherche au CNRS, LPTMC, Paris.SOMMAIRE
Préface
Alain Fuchs
Introduction générale
Agathe Euzen, Catherine Jeandel et Rémy Mosseri
Première partie. Les grandes thématiques et les enjeux d'aujourd'hui
1. Introduction
Agathe Euzen, Catherine Jeandel et Rémy Mosseri
2. Origine(s) de l'eau sur Terre
Pierre Cartigny
Sans eau notre planète serait morte
La distribution de l'eau sur Terre
Provenance de l’eau sur Terre
3. L’eau et les origines de la vie
Marie-Christine Maurel
L’eau, indispensable à la vie
Scenarii d’apparition de la vie
La vie ailleurs ?
4. Le cycle de l’eau
Agnès Ducharne et Katia Laval
Pourquoi et comment un cycle ?
Branche atmosphérique et circulation générale
Branche continentale et ressources en eau
5. Eau, climat et biodiversité
Bernard Dupré, Luc Abbadie et Jérôme Viers
L’eau, régulatrice du climat
Réponse du vivant au changement global
6. L’eau, marqueur d’événements climatiques
Emmanuel Garnier
Les observatoires aquatiques de l’histoire du climat
Des horizons scientifiques prometteurs
7. L'eau comme ressource
Jean-Paul Haghe
L'approche naturaliste de l'eau
L'approche sociale de l'eau
8. Histoire et évolution de la distribution de l'eau
André GuillermeL’essor des infrastructures hydrauliques
Les nouveaux usages de l’eau
9. L’eau et la ville en Europe : quelques paradoxes actuels
Daniel Florentin et Olivier Coutard
Une consommation d’eau indirecte
La réduction de la consommation
La hausse des coûts de consommation
10. Eaux et risques pour la santé publique
Yves Levi
Risques microbiologiques et toxiniques
Risques chimiques
11. L’eau, indispensable à la sécurité alimentaire mondiale
Marion Guillou
L’eau, source de vie
L'eau et l'agriculture
L’innovation, la formation et l’investissement
e12. Les grands enjeux de l’eau au xxi siècle
David Blanchon
Trois défis majeurs
Diversité et complexité des enjeux
13. L’eau douce : bien(s) commun(s) ou patrimoine ?
Olivier Petit
Du bien commun…
… aux biens communs
… et au patrimoine commun
Deuxième partie. H2O : aspects fondamentaux
1. L’eau, omniprésente et étonnante
Bertrand Guillot
2. L'eau sous toutes ses formes et ses transformations
Nicolas Sator
Changements de phase
Les anomalies de l’eau
3. L’eau pure
Arnaud Etcheberry
Lavoisier entre en scène
Un liquide polaire
Le potentiel hydrogène (pH)
4. La molécule d’eau et la liaison hydrogèneClaude Millot
La molécule d’eau
Dimère et liaison hydrogène
Vers les agrégats et les phases condensées
5. Les différentes phases de l'eau
José Teixeira
Structure et densité de l’eau liquide
Structure et densité de la glace
6. L'eau liquide : structure et dynamique aux temps très courts
Damien Laage
D’un partenaire à l’autre
Amnésie de l’eau
7. Les solutions et les dispersions aqueuses
Bernard Cabane
Les solutions dans l’eau
Les dispersions et les émulsions dans l’eau
8. L’eau comme milieu réactionnel
Catherine Pinel et Michèle Besson
Applications de l’eau solvant
Limitations de l’eau solvant
9. L’eau au cœur de l’électrolyse et des piles à combustible
Michel Cassir
L’eau comme source énergétique : l’électrolyse
L’eau produite par les piles à combustible
10. Hydrodynamique et mécanique des fluides
Olivier Thual
Fluide parfait ou visqueux ?
Fluide laminaire ou turbulent ?
11. Confiner les liquides pour les comprendre : microfluidique et nanofluidique
Denis Bartolo et Cécile Cottin-Bizonne
Sonder les propriétés des fluides
Exalter les écoulements en les confinant
12. L’eau en gouttes
David Quéré
Forme et mobilité d’une goutte
Manipulation et séchage des gouttes
13. La pression osmotique
Benjamin Espinasse et Bernard Planchon
Osmose inverse
Osmose directe14. Propriétés optiques de l’eau
Jean-Marc Frigerio
Réflexion et réfraction
Absorption
Diffusion
15. L'eau atmosphérique
Sandrine Bony
Les différentes formes de l’eau atmosphérique
Rôle de l’eau atmosphérique dans le climat
16. La neige : formation et transformations
Samuel Morin
Origine et structure du manteau neigeux
Les recherches en nivologie
17. L'oxydation de l'eau au cœur de la photosynthèse
Alain Boussac et Paul Mathis
Qu’est-ce que la photosynthèse ?
Oxydation de l’eau pendant la photosynthèse
18. L’eau et la plante
Christophe Maurel
Le statut hydrique de la plante
La réponse des plantes à la sécheresse
Eau et agriculture durable
19. Comment les arbres pompent-ils l'eau ?
Christophe Clanet et Alexandre Ponomarenko
Un cœur capillaro-évaporatif
Risque d'embolie dans l'arbre
20. L'eau et la dynamique des macromolécules biologiques
Marie-Claire Bellissent-Funel
Propriétés de l’eau d’hydratation des protéines
Dynamique de l’eau à la surface des protéines
21. L’activation des protéines membranaires
Mounir Tarek et Lucie Delemotte
Cerveau et cœur
Maladies génétiques
22. La régulation de l’eau chez les animaux
Pierre Corvol
Fonction rénale
Adaptation aux conditions extrêmes
Troisième partie. Eau et milieu1. L’eau, un bien commun à comprendre pour mieux le préserver
Sylvain Lamare
2. Cycle de l’eau à l’échelle des temps géologiques
Yves Goddéris
Une Terre « boule de neige »
Le développement de la végétation continentale
De la Pangée à aujourd’hui
3. La Crise messinienne
Christian Gorini, Jean-Pierre Suc et Marina Rabineau
L’isolement progressif de la Méditerranée
La restauration : le « déluge » anticipé
4. La répartition spatiale actuelle de l’eau sur Terre
Marine Herrmann, Sylvain Biancamaria et Rémy Roca
L’eau dans l’océan
L’eau sur les continents
L’atmosphère, un pont entre terre et mer
5. Dynamiques temporelles du cycle de l'eau
Thierry Lebel
Les dynamiques temporelles associées aux systèmes convectifs
Régimes hydrologiques, cycles saisonniers, variabilité interannuelle
6. La fonte des glaces continentales
Étienne Berthier et Frédérique Rémy
Glaciers
Calottes polaires
7. Les masses d’eau superficielle continentales
Hervé Piégay
Des environnements jeunes et dynamiques
Une histoire fluviolacustre complexe
Diversité des styles fluviaux
8. Zones humides et marais d’eau douce
Jean-Luc Peiry
Répartition des zones humides
Variété et fonctions
Impact sur le climat et évolution
9. Lagunes et estuaires
Henri Etcheber et Rutger De Wit
Les lagunes
Les estuaires
10. Les eaux souterraines : cachées mais fondamentales
Virginie Vergnaud-Ayraud et Luc AquilinaAquifères : des roches « porteuses » d’eau
Un compartiment invisible mais biodynamique
11. Interactions eaux de surface/eaux souterraines
Nicolas Flipo
Oxygénation contrastée des eaux
Complexité physique et réacteur biogéochimique
Température et espèces piscicoles
12. La vie dans les eaux courantes continentales
Philippe Boët et Didier Pont
Vivre au fil de l’eau
S’adapter au fil de l’eau
Une biodiversité sous pression
13. Formes d'adaptation des plantes aux milieux aquatiques
Florent Arthaud
Température de l’eau, dissolution, diffusion des gaz et nutriments
Lumière, salinité et courant
14. Les adaptations des petits mammifères dans les milieux extrêmes
Christiane Denys
Adaptation à la vie désertique et semi-aquatique
Adaptation aux nouveaux phénomènes
15. La cryopréservation
Éric Quéinnec
Les tardigrades
Mécanismes de la cryopréservation
16. Ecosystèmes aux interfaces terre/eau
François Fromard et Eric Tabacchi
Contrôle des flux aux interfaces
Biodiversité et fonctionnement
Des interfaces menacées
17. L’eau dans les écosystèmes continentaux
Nicolas Viovy et Gwenaël Abril
Le rôle de l’eau dans la végétation
Le rôle de l’eau dans les sols
Zones humides et écosystèmes aquatiques
18. Action des systèmes continentaux sur le fonctionnement du milieu marin
Olivier Aumont et Laurent Bopp
Apports d’eau douce et de sédiments
Apports de nutriments
19. Les échanges d’eau sol-végétation-atmosphère
Andrée Tuzet et Yves BrunetÉchanges avec l’atmosphère
Le rôle des sols et de la végétation
20. Couvert végétal et ressources en eau
Serge Rambal
Naissance de l’écohydrologie
Expériences d’exclusions de pluies
Les couverts végétaux discontinus
21. Petites rivières, qualité de l’eau et organismes
Éric Chauvet et François Guérold
Des masses d’eau ignorées
Les organismes des rivières
Santé des rivières
22. Les eaux stagnantes
Josette Garnier, Vincent Thieu et Gilles Billen
Le fonctionnement des milieux stagnants
L’eutrophisation*
Quel futur pour les milieux stagnants ?
23. La continuité écologique des corridors fluviaux
Céline Le Pichon et Kris Van Looy
Les enjeux de connectivité
Indicateurs et modèles de connectivité
Gestion et restauration de la continuité écologique
24. Espèces introduites et invasions biologiques dans les eaux continentales
Anne-Marie Planty-Tabacchi et Henri Décamps
Sensibilité des milieux humides
Impacts supposés et avérés
25. L'eau : milieu et ressource
Vazken Andréassian
L’alimentation des milieux aquatiques
Des usages également interconnectés
26. Les bassins versants
Michel Lang, Éric Sauquet et Bernard Chastan
Une très grande variabilité
De la connaissance du fonctionnement à la gestion des ressources en eau et des risques
27. De la carte géologique à la carte hydrogéologique
Nathalie Dörfliger
Des cartes géologiques au référentiel géologique
Les cartes hydrogéologiques
28. Les outils pour détecter les ressources hydrologiques
Roger Guérin et Konstantinos ChalikakisCe n’est pas so(u)rcier !
Caractéristiques des outils géophysiques
Pour quelle cible ?
Avenir de l’hydrogéophysique
29. La dynamique des écoulements souterrains, moteur des réactions chimiques
Tanguy Le Borgne et Luc Aquilina
L’écoulement, le mélange et la réactivité des eaux
Le rôle des interfaces de mélange
Reconstituer l’histoire de l’eau
30. Comment les eaux acquièrent-elles leur composition chimique ?
Damien Lemarchand et Émilie Beaulieu
Les principaux paramètres
Modéliser la chimie des eaux
31. Les observatoires de l’eau terrestre
Jérôme Gaillardet et Vincent Bretagnolle
Les observables
Le réseau des observatoires
32. La gravimétrie : une méthode pour percer les secrets souterrains
Laurent Longuevergne
GRACE : un système de mesure original et précis
GRACE : un outil précieux pour mieux comprendre le cycle de l’eau
Quatrième partie. Usages de l'eau
1. De la diversité des usages de l’eau
Denis Salles
2. Multifonctionnalité des rivières
Christian Lévêque
Transport fluvial
L’énergie des rivières
La protection contre les crues
De nouveaux usages…
3. Histoire des techniques hydrauliques
Thierry Ruf
Premiers paysages façonnés
Émergence des savoir-faire hydrauliques
e e4. L'agriculture irriguée et ses enjeux au xx xxi siècle
Sami Bouarfa, Jean-Christophe Poussin et Jean-Yves Jamin
Les évolutions récentes de l’irrigation
D’autres scénarios de développement5. Impacts de l'utilisation de l'eau par l'agriculture
Thierry Caquet
Origine et conséquences de la pollution azotée
La pollution par les pesticides
Des évolutions encourageantes…
6. Usages de l’eau pour l’industrie
Michel Roustan et Alain Grasmick
Besoins en eau
Usages de l’eau
Traitement des eaux résiduaires
7. L’eau et les exploitations minières : d’une contrainte à une richesse
Georges Vigneron
L’eau de mine, une nouvelle ressource
Un outil indispensable pour l’extraction minérale
8. Industrie minière et environnement
Jacques Thibiéroz et Jérôme Viers
Demande croissante en métaux, donc en énergie et en eau
Contamination de l’environnement autour des mines
Contamination des océans
9. L’eau, source mécanique d’électricité
Pierre Crausse et Henri-Claude Boisson
Le temps des moulins
De l’eau à la lumière
Une grande aventure humaine et industrielle
10. L’eau, source de stockage d’énergie
Henri-Claude Boisson et Pierre Crausse
L’optimisation de la ressource énergétique
Les stations de transfert d’énergie par pompage
11. Stocker l’eau
Paul Royet
Histoire des barrages
Impacts sur l’environnement
12. L'eau, fluide caloporteur, source d'énergie et de refroidissement
Sylvie Gentier
L’eau, source d’énergie
L’eau, source de refroidissement
Le stockage géothermique
13. Eau lourde et énergie nucléaire de fission
Alexis NuttinModération des neutrons de fission et eau lourde
Le CANDU, modéré et refroidi à l'eau lourde
Le REP et les perspectives des réacteurs à eau
14. Le transport par voie d’eau
Émilie Lorant-Plantier et Pierre Pech
Les usages de la voie d’eau dans le monde
Le cas particulier de la voie d’eau française
Un récent regain d’intérêt en France
La voie d’eau, un mode de transport écologique ?
15. Eau urbaine : production et distribution de l’eau potable
Jean-Luc Trancart
Un réseau unique de distribution
Captage et traitement
Entretien et renouvellement
16. Eau urbaine : évacuation et assainissement
Marie-Noëlle Pons
Fonctionnement des stations d’épuration
Traitement des effluents
17. Les usages récréatifs de l’eau
Barbara Evrard, Damien Féménias et Olivier Sirost
De la cure au plaisir de l’eau
Une diversification des pratiques récréatives
Des pratiques plus accessibles
18. Le thermalisme
Christian-François Roques et Claude-Eugène Bouvier
Repères historiques
La cure thermale et ses propriétés thérapeutiques
Sociologie de l’aménagement du territoire
19. Les conflits d'usage autour de l’eau
Iratxe Calvo-Mendieta
Origine
Conflit d'usage entre le Mexique et les États-Unis
Lecture des conflits
20. Changements climatiques et conflits d'usage de l'eau
Pierre Chevallier
Le développement local face à la fonte des glaciers
Plaines agricoles menacées
Recours à la neige artificielle
Du changement climatique aux changements globauxCinquième partie. Qualité de l'eau
1. Comment définir la qualité de l’eau ?
Laura Sigg
2. Vers quelles normes de qualité ?
Gabrielle Bouleau et Hélène Budzinski
Normes et réglementations
Limitations
3. Composition chimique des eaux et variabilité naturelle
Jean-Luc Probst et Anne Probst
Cycle de l’eau et composition chimique des eaux
Facteurs et processus de contrôle
Modifications naturelles de la composition des eaux
4. Sources et cheminements des polluants
Philippe Behra et Jean-Luc Probst
Sources et voies de transport
Qualité des eaux
5. Les macropolluants
Mireille Montrejaud-Vignoles et Claire Vialle
Matières en suspension
Matières organiques et pollution carbonée
Nutriments : pollution azotée et pollution phosphorée
Vers une étude statistique
6. Les micropolluants et les nanoparticules
Hélène Budzinski et Julien Gigault
Les micropolluants
Les nanoparticules
7. À la recherche de micropolluants dans les cours d’eau : l’échantillonnage
Fabrizio Botta
Les essais collaboratifs pour l’échantillonnage
Les outils innovants d’échantillonnage
8. Mesure de la qualité des eaux par satellite
Jean-Michel Martinez
La mesure des flux sédimentaires
Le suivi de l’eutrophisation
9. Capteurs de la qualité des eaux
Katia Fajerwerg, Philippe Behra et Jérôme Gaillardet
Des capteurs pour la qualité de l’eau
Des capteurs de plus en plus performants
Des réseaux de capteurs10. Impact écotoxique des contaminants chimiques
Jeanne Garric
Effet toxique
La propagation des effets
La réponse des individus
11. Analyse des polluants dans l’eau
Patrick Mazellier et Marie-Hélène Dévier
Eaux destinées à la consommation humaine
Méthodes d’analyse
Limitations actuelles
12. Potabilisation de l’eau
Bernard Legube
L’usine conventionnelle d’eau potable
La désinfection, une étape incontournable
La mise à l’équilibre des eaux
13. Les technologies membranaires
Claire Albasi et Philippe Aptel
Un peu d’histoire
Pourquoi des membranes fibres creuses ?
Les membranes : une eau potable de grande qualité
Les membranes : un avenir assuré
14. Dessalement d’eau de mer
Corinne Cabassud et Hélène Roux-de Balmann
Les procédés majeurs de dessalement
La distillation membranaire
Diminuer les rejets salins dans l’environnement
Efficience énergétique
15. Traitement de l'eau usée
Mathieu Spérandio et Jean-Marc Choubert
Un développement initié il y a 150 ans déjà
Les bioréacteurs à membranes
Les zones de rejets végétalisées
De l’épuration vers la valorisation…
16. Une chimie innovante au service du traitement des eaux usées
Claude Descorme
Les procédés d’oxydation
Les procédés de réduction
17. La remédiation naturelle et l’autoépuration des milieux aquatiques
Magali Gerino et Isabelle Laffont-Schwob
L'autoépuration
La biorémédiation naturelle accompagnée18. Réutilisation des eaux usées domestiques
Bernard de Gouvello et Nathalie Garrec
La piste des eaux grises
Les principes techniques à respecter
19. Recyclage et réutilisation des eaux industrielles et agricoles
Nicolas Roche et Bruno Molle
Besoins en eau des usages industriels et agricoles
Réutilisation des eaux industrielles et agricoles
20. Les maladies liées à l’eau
Fabien Squinazi
Les affections microbiennes
Les risques chimiques
21. Hygiène et salubrité de l’eau
Gérard Jorland
Les premières mesures hygiénistes
Apparition de nouvelles maladies
22. Quelle qualité d’eau ?
Agathe Euzen
Perceptions sensorielles
Valeurs symboliques
Sixième partie. Eau et société
1. L'eau, une ressource multiforme
Corinne Larrue
2. Eau, territoires et sociétés
Stéphane Ghiotti
Maîtrise, aménagement et gestion de l’eau
Gestion de l’eau par bassin versant
3. Villages lacustres du Néolithique et de l’Âge du Bronze
Pierre Pétrequin
Une conservation exceptionnelle
Étiage des plans d’eau et choix de société
Sédentarité et densité de population
Ajustements économiques et migrations
4. Le modèle urbain : histoire de l’accès à l’eau
Sylvain Petitet
L’accès à l’eau des populations urbaines, un problème récurrent
L’émergence d’un nouveau modèle urbain de l’eau
L’essor des grandes compagnies d’eau et la diffusion du modèle industriel des eaux urbaines5. Nouveaux enjeux de l’accès à l’eau et à l’assainissement
Catherine Baron
Objectifs du Millénaire
Objectifs du Développement Durable
6. Droit de l’eau, droit à l’eau
Nicole Belloubet
Droit de l’eau
Droit à l’eau
Accès à l’eau
7. Droit international de l’eau
Bernard Drobenko
Les contrastes du droit international
L’intérêt des conventions régionales et bilatérales
8. Les guerres de l’eau, une notion controversée mais avérée
Jacques Bethemont
Rive gauche-rive droite
Amont-aval
Contrôle de l’eau
Le partage inégal
La concurrence sectorielle et spatiale
L’espace confisqué
Ambiguïté des situations
Conflits, crises et tensions à venir
9. Sécurité alimentaire et limites des ressources en eau
Sébastien Treyer et Sandrine Paillard
Répartition des ressources en eau et choix de développement
Irrigation, sécurité alimentaire et développement institutionnel
10. L’empreinte eau
Anne-Marie Boulay
Cycle de vie d’un produit et empreinte eau
Impacts environnementaux
Pourquoi une empreinte eau ?
11. Pratiques de consommation domestique
Agathe Euzen
Usages domestiques
Des pratiques singulières
Manquer d’eau…
12. Compter l’eau
Cyril Leclerc, Julien Batisse et Xavier Litrico
Pourquoi compter l’eau ?
Les enjeux de recherche sur le comptage télérelevé13. Peut-on expliquer le prix de l’eau ?
Rémi Barbier
Des services qui ont un coût
La couverture des coûts par le prix, mais pas seulement
La gestion déléguée est-elle plus chère ?
Comparer les prix
14. L’eau : un objet économique complexe
Arnaud Buchs et Olivier Petit
Un bien protéiforme et pluriel
L’approche traditionnelle
Les institutionnalistes
15. Modalités de gestion des services d'eau et d’assainissement : un affrontement public-privé ?
Lætitia Guérin-Schneider
Un équilibre évolutif entre gestion publique et privée
Quels sont les modes de gestion ?
Les points qui font débat depuis les années 1990
16. Outils, obstacles et défis de la politique de l’eau en France
Jean-Pierre Le Bourhis
Des outils pour une gestion publique de l’eau
Des obstacles à la mise en œuvre effective de la politique de l’eau
17. Gestion des risques naturels liés à l’eau et vulnérabilités
Magali Reghezza-Zitt
La construction sociale du risque
La globalisation des risques
18. Adaptation des populations aux conditions extrêmes liées à l'eau
Yamna Djellouli-Tabet
Adaptation face aux inondations
Adaptation des populations face à la sécheresse
19. Les crues rapides : problème d’échelles et de société
Isabelle Ruin
Les dynamiques en cause
Les impacts : révélateurs de vulnérabilité sociale
Des pratiques résilientes à encourager
20. Les outils de suivi et de prévision des aléas
Véronique Ducrocq
Les précipitations
Les crues et inondations
Les sécheresses
21. Les sédiments des lacs, archives des crues
Bruno Wilhelm, Fabien Arnaud et Pierre SabatierReconstitutions paléohydrologiques
Valider les reconstitutions
Relations à la variabilité hydro-climatique
22. Transferts d’eau interbassins
François Molle
De grands travaux
Impacts sociaux et environnementaux
23. Partager l’eau : instruments, logiques et diversité
Fabienne Wateau
Instruments de partage de l’eau
Transmission des droits d’eau
24. Gestion sociale de l’irrigation
Olivia Aubriot
Les techniques, une production sociale
L’eau, au cœur des relations de pouvoir
Septième partie. Représentations et perspectives
1. L’eau et ses représentations, vers de nouvelles perspectives
Agathe Euzen
2. Les imaginaires de l’eau
Jean-Philippe Pierron
Poétique de l’eau
Images de l’eau
3. Eau, symboles et rites sacrés
Agathe Euzen
Eau divine
Régénérescence
Purification
4. L’eau dans les paysages
Augustin Berque
Naissance du paysage
Esthétique du paysage
Les eaux de la montagne
5. Représentations de l’eau en peinture
Georges Roque
Le miroir d'eau
L’eau en mouvement
6. Représentations visuelles de l'eau en synthèse d'image
Patrick CalletIntroduction de la physique dans les modèles
Les avancées récentes
7. L’eau, un objet d’enseignement des sciences à la physique singulière
Nicolas Décamp et Cécile de Hosson
L'eau dans l'enseignement : quels enjeux ?
Enseigner l'eau : faire face aux idées reçues
8. Comment communiquer et sensibiliser le grand public sur les enjeux liés à l'eau ?
Bernard Chocat
Le paradoxe de la compréhension des enjeux liés à l’eau
Comment mieux communiquer ?
L’exemple de Méli Mélo
9. Systèmes de modélisation et participation pour la gestion de l’eau
Olivier Barreteau
Enjeux dans la construction d’outils de facilitation des dialogues sur l'eau
Les systèmes multi-agents, une figure de base utile
10. Les outils d’aide à la décision
Philippe Vervier, Matthieu Saint-Michel et Adrien Bonneu
Formaliser les enjeux et les valeurs
Vers des modèles participatifs d’évaluation
Vers des modèles supports à la concertation
11. Controverses autour de l'eau
José Teixeira
La mémoire de l’eau
Traitement et impacts de la polémique
12. Les recherches sur l’eau : de nombreux défis pour l’avenir
Ghislain de Marsily et Élisabeth Lallier-Vergès
Un cadre interdisciplinaire
À l’international
13. À la recherche d’eau dans le Système Solaire
Sylvestre Maurice
H O2
La Lune
Mars
Huitième partie. Compléments
Glossaire
Contributeurs
Laboratoires et institutsPréface
Alain Fuchs
Water, water, everywhere,
And all the boards did shrink ;
Water, water, everywhere
Nor any drop to drink.
Cet extrait très célèbre du poème de Samuel Taylor Coleridge, « La complainte du vieux
marin », résonne aujourd’hui de façon un peu grinçante à nos oreilles, dans le contexte des
défis environnementaux auxquels nous faisons face, et où la place de l’eau, dans tous ses
états, est souvent centrale.
Avec ce nouveau volume dédié à l’eau, Agathe Euzen, Catherine Jeandel et Rémy Mosseri
ont pris l’initiative de compléter la série traitant du climat, de l’énergie et du
développement durable « à découvert », par un ouvrage du même type sur l’eau. Je n’ai pu
que les encourager dans cette démarche et je suis heureux de voir aboutir ce projet, au
moment où se prépare la conférence COP21 dont on connait l’importance pour notre
avenir.
Traiter à la fois des grands enjeux liés à l’eau-ressource, ses propriétés fondamentales, l’eau
et ses milieux, la qualité, les usages et les politiques de l’eau par une série de courts articles
accessibles et percutants écrits par les meilleurs spécialistes du domaine, constitue un
incroyable défi que les trois directeurs de cet ouvrage, son comité éditorial et bien entendu
l’ensemble des auteurs ont relevé de façon magistrale. Qu’ils en soient ici tous remerciés et
félicités.
Je souhaite à L’eau à découvert la même audience que ses prédécesseurs dans la même
collection.Introduction générale
Agathe Euzen, Catherine Jeandel et Rémy Mosseri
Après trois ouvrages de la même série traitant du climat, de l’énergie et du développement
durable, il nous a semblé utile, voire indispensable, de compléter cet ensemble par un
nouvel ouvrage collectif consacré à l’eau, compte tenu de l’enjeu majeur qu’elle représente
epour le XXI siècle.
Avec la croissance démographique et une urbanisation galopante, préserver cet élément
vital, tant pour satisfaire les besoins des populations et leur santé que pour les écosystèmes,
nécessite une gestion spécifique de cette ressource sur et entre les territoires. Indispensable
au développement de l’agriculture pour nourrir les communautés humaines, elle l’est aussi
pour le développement industriel, la production d’énergie… Sans compter le rôle essentiel
dans le maintien des mondes vivants et de la biodiversité. Or, dans ce contexte de
changement global et avec le changement climatique, l’exacerbation des phénomènes de
sécheresses, d’inondations et autres événements extrêmes, a de lourdes conséquences sur
les sociétés et leur environnement.
Faire face à ces réalités, tout en se préoccupant de la question de la disponibilité de la
ressource et de son accessibilité pour satisfaire les besoins essentiels des populations
humaines, est au cœur des Objectifs du développement durable, qui viennent poursuivre les
Objectifs du millénaire pour le développement s’achevant en 2015. Les enjeux liés aux
milieux aquatiques ainsi qu’à l’eau et l’assainissement font l’objet d’objectifs pour garantir
le bien-être humain et le respect de l’environnement. Ainsi, la question de l’eau, à l’échelle
globale, s’accompagne de sa nécessaire gestion sur les territoires et de la préservation de sa
qualité, qui se dégrade avec les activités humaines. La restauration de la qualité des milieux
est d’ailleurs l’une des priorités pour chacun des États européens, en cette année 2015, qui
marque l’une des échéances de la Directive cadre européenne sur l’eau. L’apport des travaux
des scientifiques dans ce domaine, tant dans l’approfondissement de la connaissance du
fonctionnement du système Terre et de ses interactions, que dans la mise en place de
dispositifs de mesures ou dans l’élaboration d’indicateurs et de systèmes de restauration des
milieux, par exemple, est particulièrement important pour son appui aux gestionnaires,
techniciens et décideurs. La question de l’eau n’est en effet pas dissociable de ces
changements globaux, dans la mesure où elle joue un rôle essentiel dans la régulation du
climat de la Terre. L’eau est, par conséquent, l’un des enjeux de la conférence internationale
sur le climat (COP 21) de décembre 2015.Fontaine des Quatre Parties du Monde, Paris. © Kmlz
C’est ainsi, dans ce contexte, que nous avons envisagé la construction de cet ouvrage, visant
à apporter un éclairage sur chacun des domaines et des approches que couvre le large
spectre de la thématique de l’eau et de ses liens avec la santé, la biodiversité, les usages, la
géopolitique, les sociétés, les risques, l’agriculture, la ville…
L’eau reste, sur le plan fondamental, une substance aux propriétés physico-chimiques
souvent originales et encore insuffisamment comprises. Son histoire sur Terre n’est pas
dissociable de l’histoire de la planète elle-même et de son climat. La vie, qui en est sortie, ne
peut s’en passer. Les sociétés ont accompagné leur développement d’une maîtrise de l’eau,
que ce soit pour s’approvisionner, la distribuer, ou encore la traiter. Ainsi, garante de la
pérennité et du développement du monde vivant, l’eau est reconnue comme patrimoine
commun de l’humanité, qui doit être préservé pour les générations futures. L’élément eau
devient alors un objet social, économique et même politique, lorsqu’il s’agit de prendre en
considération les conflits d’intérêts qu’elle suscite parfois entre les individus et entre les
communautés, à l’échelle locale comme à l’échelle globale…
Comprendre et proposer des solutions à ces défis majeurs est l’une des intentions de cet
ouvrage. Elle ne peut en effet être envisagée sans la présentation, par le monde académique
qui mène ces recherches, de multiples ressorts, avancées, verrous et perspectives qu’elle
suscite. Il convient aussi de montrer l’articulation subtile entre les niveaux de connaissance,
qui vont d’une compréhension globale de phénomènes à leur description fine, mobilisant
ainsi une grande diversité d’outils, plus ou moins spécialisés, à la fois conceptuels et
expérimentaux.
L’objectif de cet ouvrage est précisément d’essayer de rendre accessible cet ensemble de
connaissances, et quand cela est possible, de décrire les lieux d’interface où celles-ci tententde se conjuguer en fertilisation croisée. Le comité éditorial de cet ouvrage se devait donc
d’être largement pluridisciplinaire. Il a travaillé plusieurs mois pour identifier, sans
atteindre l’exhaustivité, les sujets à privilégier, ainsi que les auteurs, pris parmi les
meilleurs spécialistes du secteur académique. La quantité et la diversité des sujets relatifs à
l’eau ont contraint le comité éditorial à faire le choix de privilégier les eaux douces
continentales. La question de l’océan a été restreinte aux rôles qu’il joue aux interfaces avec
l’atmosphère (évaporation-précipitation) et avec les continents (estuaires, littoraux…).
L’océan comme ressource d’eau est aussi discuté, dans le cadre des dispositifs de traitement
de l’eau, en particulier le dessalement.
Après avoir présenté les grandes problématiques et les enjeux liés à l’eau dans la première
partie de l’ouvrage, il s’agit de donner les éléments fondamentaux pour comprendre l’eau,
sous sa forme H O, dans tous ses états, au chapitre deux. Omniprésente sur la Terre, elle est2
au cœur d’un cycle et prend des formes différentes selon les milieux qu’elle compose et
qu’elle traverse, ce que montre le troisième chapitre. Considérée comme une ressource, le
chapitre quatre invite à comprendre comment l’eau est captée, prélevée, canalisée, stockée
et encore traitée et transformée, pour satisfaire la grande diversité des usages qu’en ont les
populations pour se développer. Mais ces usages ne sont pas sans incidence sur la qualité de
l’eau, ce qui impacte les milieux et la santé humaine, comme le montre le chapitre cinq. Le
chapitre six permet de comprendre comment les sociétés se sont organisées, depuis les
temps anciens jusqu’à aujourd’hui, autour de cette ressource vitale, tant en milieu urbain
que rural. Enfin, le dernier chapitre s’attache à montrer jusqu’où l’eau est prégnante pour
chaque individu et pour les sociétés à travers les représentations et ouvre vers les
perspectives qu’offre la recherche dans le domaine de l’eau.
Cet ouvrage n’aurait pu être réalisé sans de multiples soutiens. Nous tenons tout d’abord à
remercier le président du CNRS, qui a soutenu le projet et accepté de préfacer l’ouvrage.
Nous souhaitons aussi remercier les membres du comité éditorial pour la richesse de leur
grande implication, la richesse des échanges et leur contribution dans la structuration de
l’ouvrage, chacun des auteurs pour leur enthousiasme dans ce projet et leur mobilisation en
un temps record, et aussi CNRS Éditions qui a accompagné la réalisation jusqu’à sa parution.
Mais tout cela n’aurait pas suffi sans le dynamisme et le professionnalisme d’Elsa Godet, qui
a mis l’ensemble de ses compétences et toute son efficacité au service de la réalisation de ce
bel ouvrage.
BIBLIOGRAPHIE
Références bibliographiques
• C. JEANDEL et R. MOSSERI (dir.) – Le climat à découvert, CNRS Éditions, 2011.
• R. MOSSERI ET C. JEANDEL (dir.) – L’énergie à découvert, CNRS Éditions, 2013.• A. EUZEN, L. EYMARD et F. GAILL (dir.) – Le développement durable à découvert, CNRS Éditions,
2013.
AUTEURS
AGATHE EUZEN
Anthropologue, Chargée de recherche au CNRS, LATTS, Déléguée scientifique à l’INEE, Paris,
p.16, p.21, p.244, p.268, p.299, p.302.
agathe.euzen@cnrs-dir.fr
CATHERINE JEANDEL
Océanographe, Géochimiste, Directrice de recherche au CNRS, LEGOS, Toulouse, p.16, p.21.
catherine.jeandel@legos.obs-mip.fr
RÉMY MOSSERI
Physicien, Directeur de recherche au CNRS, LPTMC, Paris, p.16, p.21.
remy.mosseri@upmc.frPremière partie. Les grandes thématiques et les
enjeux d'aujourd'hui1. Introduction
Agathe Euzen, Catherine Jeandel et Rémy Mosseri
Eau des villes ou eau des champs ? Eau à boire, cuire, se laver ou eau pour fabriquer un
jeans, un T-shirt, une voiture ? Eau pure et purifiante ou eau toxique, dangereuse ?
Comment l’eau arrive-t-elle au cœur de la ville, au robinet ? Et d’abord, ces grandes
questions : d’où vient toute cette eau sur Terre, d’où vient et où va la pluie, combien de
temps l’eau reste-t-elle dans l’océan, d’ailleurs l’océan a-t-il toujours eu le même volume et
depuis combien de temps est-il sur Terre ?
L’eau, indispensable au développement de la vie sur Terre, est nécessaire au développement
de l’agriculture pour nourrir les populations et pour leur hygiène, mais elle l’est aussi pour
le développement industriel et la production d’énergie. Notre planète est directement
concernée par des phénomènes de sécheresses, d’inondations et autres événements
extrêmes *, qui ont de lourdes incidences sur les écosystèmes et populations. La question de
l’eau n’est pas dissociable des changements globaux, dans la mesure où elle joue un rôle
essentiel dans la régulation du climat de la Terre. Dans un contexte de démographie
croissante et d’urbanisation galopante, la question de l’eau est au centre de nos
préoccupations, de celle des gestionnaires publics, des enjeux politiques mondiaux.
Ce premier chapitre est conçu pour répondre à plusieurs questions très génériques et
fondamentales à la fois. Un premier groupe d’articles aborde la question de l’eau sous son
aspect « fluide géophysique », support de la vie sur Terre. Le premier texte surprend le
lecteur en expliquant pourquoi notre planète est considérée comme « pauvre en eau », alors
que l’eau est majoritairement présente à la surface de la planète, et tente de décrire où en
est la compréhension de la provenance de l’eau terrestre. Le second débat de l’origine de la
vie sur Terre, présente depuis plusieurs milliards d’années, et discute la recette de la soupe
originelle d’où ont émergé les premières protéines. Le troisième décrit le grand cycle de
l’eau, des océans aux arbres, ouvrant sur les quatrième et cinquième articles, qui traitent de
l’eau dans l’histoire récente du climat et de l’eau dans le changement global, qui affecte
aujourd’hui les rythmes naturels à l’œuvre depuis plus de 8 000 ans.
Un deuxième groupe d’articles décrit une eau plus technique, au service des êtres humains,
où le lecteur apprend comment ceux-ci maîtrisèrent progressivement la distribution de
l’eau et quelle est la place de l’eau dans le développement des sociétés. Il y est également
question de l’eau dans la ville, celle bue directement, mais aussi celle consommée
indirectement via les produits manufacturés et l’alimentation.Gulfoss, chute d’eau de la rivière Hvítá, Islande. © A. Euzen
Un troisième groupe d’articles rappelle le rôle essentiel de l’eau dans la vie, que ce soit l’eau
des champs pour la sécurité alimentaire mondiale, en soulignant l’urgence des besoins en
innovation pour mieux irriguer avec moins, mais aussi l’eau pour l’hygiène ou à l’opposé,
l’eau insalubre et vecteur de maladies.
Le dernier groupe d’articles traite de l’eau « politique », l’eau comme enjeu mondial et posé
tel quel aux gouvernants. Et enfin, le dernier article nous invite à réfléchir sur le statut de
l’eau : bien commun ou patrimoine commun ?
AUTEURS
AGATHE EUZEN
Anthropologue, Chargée de recherche au CNRS, LATTS, Déléguée scientifique à l’INEE, Paris, p.
16, p. 21, p. 244, p. 268, p. 299, p. 302.
agathe.euzen@cnrs-dir.fr
CATHERINE JEANDEL
Océanographe, Géochimiste, Directrice de recherche au CNRS, LEGOS, Toulouse, p. 16, p. 21.
catherine.jeandel@legos.obs-mip.fr
RÉMY MOSSERI
Physicien, Directeur de recherche au CNRS, LPTMC, Paris, p. 16, p. 21.
remy.mosseri@upmc.fr2. Origine(s) de l'eau sur Terre
Pierre Cartigny
L'habitabilité d'une planète dépend de nombreux paramètres : si la planète est trop petite,
et donc trop légère, son atmosphère s’échappera rapidement… Mais parmi tous, la présence
d'eau liquide reste l'élément central. Comprendre l'origine de l'eau sur Terre, c'est
répondre à la condition nécessaire à l'apparition de la vie et c’est également un moyen
d'appréhender la présence de vie extraterrestre.
Sans eau notre planète serait morte
L’origine de l’eau sur Terre est une vieille question scientifique, qui, par manque de
données temporelles et spatiales, reste largement ouverte. En l'état des connaissances, la
Terre apparaît globalement pauvre en eau. La présence, en abondance, d’eau à la surface
21(masse des océans ~ 1,4 10 kg) ne saurait cacher le fait que le manteau terrestre (qui
s’étend sous la croûte jusqu'à 2 900 km de profondeur) est vraisemblablement pauvre en
eau. La plupart des échantillons dont on dispose donne des valeurs de l’ordre de 250
24milligrammes par kilogramme de roche. De par sa taille (~ 4 10 kg) il contient néanmoins
21l'équivalent d’un océan (soit ~ 10 kg).
Dans le manteau, l'eau, ou plutôt l’hydrogène, n'est pas présente sous forme d'H O liquide2
-ou vapeur, mais sous la forme de groupements hydroxyles (OH ), qui pénètrent dans les
minéraux (le plus abondant étant l'olivine). Ils sont en général en concentration très faible,
mais ont des effets significatifs sur les propriétés physiques du manteau, puisque l’eau peut
abaisser localement la température de fusion des roches de l’ordre de 200°C et leur
viscosité* d'un facteur 100. La présence d’eau rend le manteau plus ductile et permet
l'existence de grandes cellules de convection*, dont la tectonique des plaques et le
volcanisme en sont les expressions de surface.
Enfin, sans eau, l'atmosphère de notre planète ressemblerait à celle, très épaisse, de Vénus
(96 % de CO et 3,5 % de N ). Sur Terre, l'eau a dissous en grande partie le CO2 2 2
atmosphérique pour laisser une atmosphère riche en azote et donner naissance au cycle du
carbone*...