Les Eaux Minérales En Algerie

INTRODUCTION

Le caractère banal de l'eau qui nous environne fait parfois oublier que ce liquide qui nous est si familier s'avère en réalité, grâce à ses propriétés très particulières, à la fois :

*un composé indispensable à la vie ; en particulier, l'eau entre pour 70 à 80 % en moyenne dans la composition de la matière vivante (mais en variant de 4 % pour les formes de résistance à plus de 98 % pour certains êtres aquatiques) et c'est le principal constituant de l'organisme humain :

*embryon de trois jours : 94 à 97 %,

*nouveau-né : 66 à 75 %,

*adulte : 58 à 70 %,

*vieillard : 55 à 60 % ;

*de plus, l'homme ne peut pas vivre plus de quatre jours sans eau, en moyenne (quelques exceptions de plus longue durée ont été constatées, par exemple après le tremblement de terre de janvier 2010 en Haïti) ;

*le fluide dont la complexité est la plus remarquable : par rapport à la plupart des autres substances, l'eau présente de nombreuses anomalies qui seront évoquées dans ce dossier.

*la composition et la structure de la molécule d'eau, en mettant l'accent sur deux caractéristiques (disposition en dipôle, liaison hydrogène) d'où découlent certaines propriétés physico-chimiques particulières de l'eau;

*les trois états de l'eau (solide, liquide, gazeux) et les différences d'organisation des molécules dans chacun d'entre eux ;

*les propriétés physiques de l'eau, en détaillant les particularités de certaines de ses constantes caractéristiques et leurs conséquences pratiques ;

*les propriétés physico-chimiques de l'eau, qui font de ce liquide un solvant quasi universel ;

*les propriétés biologiques de l'eau, qui expliquent son rôle dans la vie sur Terre et dans le fonctionnement des organismes vivants.

1 - Composition et structure de la molécule d'eau

1.1 - Composition chimique de l'eau

L’eau contient des gaz dissous essentiellement de l'oxygène et du gaz carbonique mais aussi de l' azote ou encore du méthane . Tous n’ont pas la même solubilité dans l’eau et celle-ci décroît quand la température augmente. Elle contient aussi, sous forme dissoute ou en suspension, des substances minérales et organiques. Si les substances minérales sont limitées à une centaine de composés, les substances organiques sont innombrables (plusieurs centaines de mille voire plusieurs millions) et leur identification individuelle très difficile.

Les matières minérales :

L’eau contient beaucoup d’ions dissous dont les principaux sont le calcium (Ca++), le magnésium (Mg+), le sodium (Na+), le potassium (K+), les carbonates (CO3--), les bicarbonates (HCO3-), les sulfates (SO4--), les chlorures (Cl-) et les nitrates (NO3-). Ils proviennent pour l’essentiel du lessivage des sols par les eaux de pluie. Aussi, leur teneur dépend-elle directement de la nature des roches du bassin versant. Elle peut varier du milligramme par litre au gramme par litre pour les eaux les plus salées.

En moins grande concentration (du microgramme au milligramme par litre), l’eau contient aussi des éléments nutritifs, ou nutriments, que sont l’azote (contenu dans l'ammoniac, les nitrites et les nitrates), le phosphore (contenu dans les phosphates) et la silice, mais aussi le fer et le manganèse. D’autres éléments ne sont présents qu’à l’état de trace (de 0,1 à 100 microgrammes par litre), comme l’arsenic, le cuivre, le cadmium, le manganèse, le fer, le zinc, le cobalt, le plomb… Ils proviennent des roches mais aussi parfois des activités industrielles et domestiques.L’eau contient aussi des matières minérales en suspension (matériaux argileux, limons, etc).

Les matières organiques :

Les matières organiques peuvent être présentes sous forme dissoute (carbohydrates, acides humiques, pigments et composés d’origine artificielle comme les hydrocarbures, les solvants chlorés, ou les pesticides), ou en suspension (déchets végétaux, plancton…). Elles proviennent pour l’essentiel de la dégradation de la matière organique présente dans le milieu ou dans les sols lessivés par les pluies (décomposition des plantes et des animaux), mais aussi de composés issus de l’activité humaine. Leur concentration, infime dans les eaux profondes, peut atteindre quelques dizaines de milligrammes par litre dans les eaux de surface.

1.2 - Composition isotopique de l'eau pure

L'eau est un mélange de diverses combinaisons d'isotopes de l'oxygène et de l'hydrogène différant les uns des autres par le nombre de neutrons associés aux protons dans le noyau.

–1H , 2H (Deutérium)3H (Tritium)

–16O, 17O,18O.

*Les rapports isotopiques sont les suivants:

Pour l'hydrogène:(2H/1H=1/6900, 3H/1H=1/10 18) Le Tritium est un élément instable, sa période (demi-vie) est de 12,5 ans.

Pour l'oxygène: 18O/16O=1/500 ,17O/16O=1/2500

Les 4 principales espèces moléculaires et leur fréquences sont les suivantes:

1H216O=99,7 %

1H2 18 O=0,2 %

1H217O = 0,04 %

1HD16O = 0,03 %

D216O = trés faible

Les différents isotopes induisent des différences dans les propriétés physiques des molécules, en particulier leur masse volumique, mais les propriétés chimiques restent les mêmes. L’eau lourde D2O existe à l'état naturel mais en quantité trés faible. Pour en avoir une quantité appréciable, il faut maîtriser les techniques de séparation isotopique: ce fut un des enjeux fondamentaux pendant la dernière guerre mondiale pour préparer l'arme atomique. La composition isotopique des composants chimiques de l'eau est utilisée dans l'estimation de paramètres thermodynamiques comme la température; le rapport 18 O/16O de la glace des calottes polaires et de l'eau des nappes fossiles renseigne sur le climat du passé.

L'évaporation de l'eau des océans se fait avec fractionnement isotopique:

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