« Personne ne comprend vraiment l’eau. Aussi difficile que ce soit à admettre, cette chose qui recouvre les deux-tiers de notre planète est toujours un mystère. Pire, plus on s’y attarde, plus les difficultés s’accumulent : de nouvelles techniques perçant les profondeurs de l’architecture de l’eau liquide font jaillir plus de casse-têtes encore.» écrit Philip Ball dans le magazine scientifique Nature (mars 2008) et cela ne s’est pas arrangé depuis avec l’affaire de la mémoire de l’eau de Benvéniste.
Eh oui! L’eau, H2O, est nettement moins « simplex » qu’elle en a l’air! Pour Yann Olivaux, le meilleur qualificatif pour désigner l’eau serait plutôt « Aqua complex ».
Dans la logique du Daode Jing taoïste, « ce qui est pénétrant ne pouvant être connu » (15-3), « nous en sommes réduits à décrypter son apparence » (15-5)… et ses fonctions!
Les formes de l’eau
« Tout bien pesé, on peut dire finalement que la biologie est la science de l’eau »
Fred Vlès (1885-1944), Professeur de physique biologique
Les apparences de l’eau sont évidemment flatteuses mais elles sont surtout multiples:
Sous forme moléculaire, l’eau est donc H2O (pas la série TV avec les sirènes, la formule physique!): deux atomes d’hydrogène (du grec hydror « eau » et genesis « création » d’où le sens de « qui engendre de l’eau », l’atome le plus simple, constituant de 92% de l’ensemble des atomes et 70% de la masse de l’univers, formé d’un seul proton électropositif et entouré d’un électron électronégatif tournant autour à la vitesse de la lumière) reliées à un gros atome d’oxygène (« qui engendre de l’acide », 8 protons à l’intérieur et 8 électrons à l’extérieur sur deux couches: 6 à l’extérieur et 2 à l’intérieur). Nous devrions donc l’appeler « monoxyde de dihydrogène » (mais personne ne regarderait alors la série TV!)
La liaison (relativement forte) à 105° environ entre les atomes se fait via une force électronique appelée force covalente ou liaison atomique ou liaison moléculaire. Elle résulte du fait que la stabilité d’un atome requiert 8 électrons sur la couche externe (2 sur la couche interne). L’atome d’oxygène n’en ayant que 6, il va chercher à s’en procurer deux de plus, via les atomes d’hydrogène, eux mêmes ravis de compléter leur unique couche. Le phénomène de la rouille est également dû à l’agressivité de l’oxygène cherchant à se procurer des électrons supplémentaires.
Une autre liaison (bien plus faible et donc facilement modifiable) a lieu entre les molécules d’eau entre-elles: le pont hydrogène ou la liaison hydrogène, notée O-H… O. Déjà , la taille de la molécule d’eau (estimée à 0,5 nanomètres soit 0,5 milliardième de mètre: 100 trillons de molécules d’eau tiennent dans une tête d’épingle et il y aurait de 4 à 8000 milliers de molécules d’eau par goutelette!) rendait toute observation impossible mais avec la liaison hydrogène, les scientifiques perdent totalement pieds. En effet, ces liaisons – entre l’hydrogène chargé positivement et l’oxygène chargé négativement – se font et se défont des milliards de fois par seconde (l’échelle du temps pour ces liaisons est la picoseconde, soit 10-12 seconde), dans toutes les combinaisons possibles. La science est incapable de mesurer les interactions de plus de trois molécules alors on imagine sa perplexité devant l’eau. La raison pour laquelle la plupart des scientifiques s’en tiennent à la banale formule H2O ?
Les plus malins parlent de cluster d’eau (H2O)x pour désigner ce groupement de plusieurs molécules – x désignant le nombre indéfini et toujours variable des molécules d’eau dans le cluster (de moins de 10 à plus de 1000 molécules, comme pour l’eau du robinet sous pression) – mais sa représentation demeure théorique, tant sa forme est fluctuante. « Le nombre et la taille des clusters restent globalement à peu près constants, dans une quantité d’eau déterminée et dans des conditions thermodynamiques toujours égales » précisent Josef Zerluth et Michael Gienger dans leur livre L’eau et ses secrets, le plus limpide pour comprendre cette insaisissable structure de l’eau. Et de faire la transition vers la dynamique de l’eau: « La capacité de l’eau à éliminer les clusters par son propre mouvement est le signe de sa nature vivante. […] Lorsque la vivacité de l’eau est amoindrie, par exemple par la pression, l’immobilité ou par un écoulement rectiligne forcé, sa mobilité baisse et la clustérisation augmente de manière proportionnelle. […] L’eau est privée de sa mobilité et se comporte comme un animal sauvage captif: elle meurt lentement. Les clusters peuvent se former librement, l’eau perd sa liberté, son énergie, devient inerte et littéralement malade. » Voir la section Eau morte / Eau vivante.
Sous forme liquide, l’eau couvre – nous le savons – les deux-tiers de la planète (de 72 à 75% selon les sources), d’où le surnom de « planète bleue » donné à la Terre et de « sang de la Terre » donné à l’eau par James Lovelock. Mais il nous faut encore distinguer entre l’eau salée (+ de 97% de l’eau liquide) et l’eau douce (moins de 3%), seule eau véritablement propre – lorsqu’elle n’est pas trop sale – pour la consommation. L’eau se recycle en permanence mais ne se renouvelle quasiment pas. « Nous buvons toujours la même eau que buvaient le Diplodocus et le Brontosaure il y a 150 millions d’années […] ce qui devrait nous rendre particulièrement vigilants quant à la conservation de sa qualité » explique Jacques Collin. Et ce d’autant plus que sur les 35 millions de km3 d’eau douce (donc moins de 3% du total), plus de 80% le sont sous forme de glace et que sur ces 20% d’eau douce liquide (7 millions de km3), 95% sont quasi inaccessibles car enfouies trop profondément dans le sol. La réserve totale d’eau douce non gelée ou souterraine ne représente ainsi que 135 000 km3 (sur 1 400 millions de km3 d’eau terrestre).
« L’eau douce disponible pour les nombreux et croissants besoins humains ne représente qu’une très faible proportion de la masse totale; environ 0,01%. Ainsi, sur 10 000 litres d’eau terrestres, environ 1 litre est réellement utilisable pour nos besoins! […] Sur 100 litres d’eau, seuls 10ml sont disponibles pour les usages humains. […] Cette valeur illustre si besoin l’aspect précieux de la ressource en eau douce. » précise Yann Olivaux.
Sous forme solide – mais pour combien de temps encore ? – nous retrouvons la glace, avec ou sans ours polaire dessus. La cryosphère, du grec kryos (froid, glace), désigne ces portions de la surface de la Terre où l’eau est présente à l’état solide. Elle inclut les banquises mais également les lacs et rivières gelés, les régions couvertes de neige, les glaciers, les inlandsis (Groenland et gigantesque Antarctique qui représente 90% de la glace terrestre et 70% des réserves d’eau douce!) et les sols gelés, qu’ils le soient de façon temporaire ou permanente (pergélisol). A noter que les glaciers du Groenland constituent 10% des réserves mondiales d’eau douce ce qui a donné l’idée à des petits malins d’exploiter le filon… et de proposer l’eau en bouteille la plus chère du monde! Voir la section business. L’eau atteint sa densité maximale et son volume minimal à 4°C. En dessous de cette température, elle commence à se dilater, à augmenter en volume (une exclusivité de l’eau: les autres corps se contractent) et à perdre en densité (raison pour laquelle les glaçons flottent!) Elle passe de l’état liquide à l’état solide à 0°C pour l’eau douce et à -2°C pour l’eau de mer. Les liaisons hydrogènes sont alors enfin stables. Pour la vapeur d’eau, la cristallisation se fait à -40°C environ. Elle retombera sous forme de neige lorsque les cristaux se seront suffisamment agglomérés et se tassera – notamment aux pôles – pour finir par former la glace, un processus qui dure cinq ans environ.
Sous forme gazeuse enfin – à ne pas confondre avec l’eau gazeuse – la vapeur d’eau, constituée des molécules d’eau séparées (dilatation extrême: le volume de la vapeur est 1 725 fois supérieur à celui de l’eau liquide et la taille des gouttelettes d’eau peut atteindre à 100 km d’altitude les 100 nanomètres soit un millième de la taille d’une goutte de brouillard), qui nous retombera dessus sous forme de pluie, alimentant ainsi le cycle de l’eau et notre mauvaise humeur vis-à -vis de la météo. Ironie de l’histoire de l’eau, la vapeur d’eau s’est également révélée – en tant que gaz – très utile pour l’industrie (machines à vapeur), contribuant ainsi à l’ère industriel… et à la pollution à grande échelle de l’eau!
Source: www.surfridermaroc.com