QU’EST-CE QUE l’eau ?

Qu’est-ce que l’eau ?

L’eau est essentielle à la vie, pourtant la science est encore loin de connaître tous ses aspects et toutes ses fonctions. Qu’est-ce que l’eau ? Philip Ball, un des plus grands écrivains et critiques scientifiques de notre époque, disait à ce propos : « Personne ne comprend réellement l’eau. C’est embarrassant de l’admettre, mais cette chose qui couvre les 2/3 de notre planète demeure un mystère. Pire, plus nous l’examinons, plus les problèmes s’accumulent : les techniques modernes qui permettent de plonger plus profondément dans l’architecture de l’eau liquide ne cessent de soulever de nouvelles questions. » Avant de plonger dans les secrets de l’eau, développons au préalable ce que l’on sait de l’eau H2O.

Qu’est-ce que l’eau H2O ? Une molécule polarisée au fort pouvoir solvant

L’eau à l’état liquide renvoie à la molécule H2O composé de 2 atomes d’hydrogène et d’1 atome d’oxygène. Les atomes d’hydrogène sont chargés positivement et l’atome oxygène l’est négativement. Les charges positives se situent à l’opposé de la charge négative, cela fait d’elle une molécule dite polarisée, en référence aux 2 pôles de la terre. On parlera donc de dipôle en ce qui concerne l’eau liquide.

Ainsi agencée, la molécule d’eau H2O peut être attirée autant par d’autres molécules positives, telles que le sodium (Na), que négative, tel que le chlorure (Cl), en créant un lien d’attraction électromagnétique fort, ce qui fait donc d’elle un solvant à large spectre.

Eau, solvant universel

Un solvant est une substance qui a le pouvoir de dissoudre d’autres substances. L’eau est souvent décrite comme le solvant universel, ce qui ne veut pas dire qu’elle est capable de tout dissoudre, mais elle dissout plus de substance que n’importe quel autre liquide. Ceci vient renforcer l’idée que l’eau est absolument nécessaire à la vie pour comprendre comment la molécule d’eau agit comme solvant. Prenons par exemple la dissolution du sel, c’est-à-dire du chlorure de sodium (NaCl). L’eau peut être si fortement attirée par des éléments chimiques qu’elle est capable de briser la liaison entre le chlorure et le sodium. Le sel est alors dissous !

Quand le chlorure et le sodium sont séparés, ils se retrouvent entourés de molécules d’eau empêchant toute reformation de chlorure de sodium. Cette caractéristique solvante est remarquable car cela signifie que partout où l’on va, que ce soit dans l’air, dans le sol ou dans notre corps, elle est susceptible d’emporter avec elle énormément de substances sous forme dissoute. Cette capacité solvante est mise à profit dans notre corps quand il s’agit d’éliminer les déchets via les reins. Ces derniers vont filtrer et donc récupérer les déchets amenés par la lymphe et le sang. Puis ce sont les propriétés solvantes de l’eau qui vont dissoudre ces déchets et les évacuer à l’extérieur par l’urine ou composée à 95% d’eau.

Qu’est-ce que l’eau représente sur terre et dans tout l’organisme ?

l'eau sur la planète Cette eau couvre 71% de la surface terrestre, principalement sous forme de mers et d’océans. En proportion plus petite sous forme d’eau souterraine, sous forme de glace à travers les glaciers et les calottes glaciaires des pôles, et sous forme de vapeur d’eau dans l’air.

On nomme ainsi hydrosphère l’ensemble des zones de la planète où l’eau est présente. Seulement 2% de toute cette eau se trouve sous forme d’eau douce et seulement 1% de cette eau douce et facilement exploitable.

Autrement dit, seulement 0,02% de toute l’eau présente sur la planète est disponible pour la consommation. C’est pourquoi les enjeux économiques et géopolitiques sont importants.

l'Eau dans l'organisme

L’eau est aussi majoritairement présente dans le corps humain car elle représente 60 à 70% du poids corporel pour un adulte (75% pour un nouveau-né et jusqu’à seulement 55% pour une personne très âgée) sous forme de sang, de lymphe, de liquide interstitiel et de sérum cellulaire.

Les 2/3 de notre eau corporelle sont contenus dans nos cellules, elle est appelée eau intracellulaire ou eau de constitution. Le tiers restant est de l’eau extracellulaire qui se trouve à la fois dans la lymphe (eau interstitielle) et dans la constitution du sang (eau vasculaire), appelé aussi eau circulante. Par ailleurs, 99% des molécules de notre corps sont des molécules d’eau (la molécule d’eau est très petite par rapport aux autres molécules) ainsi on peut également dire qu’en termes de molécules, nous sommes constitués à 99% d’eau.

Qu’est-ce que l’eau sous ses différents états ? …

Le terme eau et très souvent employé de façon réductrice pour désigner l’eau à l’état liquide. Pourtant, l’eau existe officiellement sous 3 états physiques différents qui varient en fonction de la température et de la pression atmosphérique :

L’état solide :

Lorsque la température de l’eau est inférieure à 0°C, l’eau est à l’état solide. Ce principe exclut l’eau de mer qui gèle à plus basse température car la quantité importante de sodium qu’elle contient provoque une vitesse de fonte de la glace plus rapide que la vitesse de solidification de l’eau. C’est la raison pour laquelle on met du sel sur les routes en hiver pour les dégeler. L’eau à l’état solide correspond par exemple à la glace, à la neige, au verglas, à la grêle. Cet état correspond à une perte de mouvement de rotation des molécules d’eau. Ainsi, l’eau à l’état solide possède un volume et une forme qui lui sont propres.

L’état gazeux :

Lorsque la température de l’eau est supérieure à 100 °C (1 ATM), l’eau est à l’état vapeur. Cette eau à l’état vapeur invisible est un constituant important de l’atmosphère. Cet état correspond à une liberté totale des molécules d’eau. Ainsi, l’eau à l’état gazeux ne possède ni forme ni volume propre.

L’état liquide :

Lorsque la température de l’eau est comprise entre 0 °C et 100 °C environ, l’eau est à l’état liquide, qui est l’état le plus commun de l’eau. Cependant, les lois de la thermodynamique nous indiquent que la température d’ébullition dépend de la pression atmosphérique. Ainsi, si l’eau se vaporise à environ 100 °C au niveau de la mer où la pression atmosphérique est de 1 atmosphère (atm), elle passe à l’état vapeur à seulement 72 °C au sommet de l’Everest, où la pression n’est plus que de 0,3 atm. L’eau à l’état liquide correspond par exemple à la mer, à la pluie, à la rivière. Mais aussi à l’eau des nuages, du brouillard, de la rosée. Cet état correspond à un déplacement des molécules d’eau les unes par rapport aux autres. Ainsi, l’eau à l’état liquide possède un volume propre, mais prend la forme du récipient qui la contient.

l’état cristal liquide :

Si officiellement, il existe 3 états de l’eau, il existerait un quatrième état de l’eau.

Le passage de l’eau d’une phase à une autre porte des noms bien précis. On parle donc de :

Solidification

Lorsque l’eau passe de l’état liquide à l’état solide. Ce phénomène a lieu par exemple lorsque l’eau liquide gèle en eau solide.

Vaporisation

Lorsque l’eau passe de l’état liquide à l’état gazeux. Il est important de noter que le passage de l’état liquide à l’état de vapeur ne demande pas obligatoirement une ébullition. C’est pourquoi il est important de parler de vaporisation et non pas d’ébullition car ce serait trop réducteur.

Fusion (fonte)

Lorsque l’eau passe de l’état solide à l’état liquide. Ce phénomène a lieu par exemple lorsque la glace fond en eau liquide.

Sublimation

Lorsque l’eau passe directement de l’état solide à l’état gazeux sans passer par l’état liquide. Ce phénomène a lieu par exemple en hiver lorsque l’atmosphère est sèche, et que la neige (état solide de l’eau) finit par s’évaporer (état gazeux de l’eau) sans laisser de flaque (état liquide de l’eau).

Liquéfaction ou Condensation

Lorsque l’eau passe de l’état liquide. Ce phénomène a lieu par exemple parce que la vapeur d’eau dans l’atmosphère se transforme en rosée.

Cristallisation ou Condensation solide

Lorsque l’eau passe directement de l’état gazeux à l’état solide sans passer par l’état liquide. Ce phénomène a lieu lorsque la vapeur d’eau présente dans l’atmosphère se transforme en glace au contact d’une vitre très froide en hiver, formant du givre.

Les mystères de l’eau

Si l’on connaît assez bien l’eau comme molécule isolée, ce qui nous fait défaut, c’est notre connaissance du comportement de plusieurs molécules d’eau ensemble. Dans la nature, on ne trouve jamais une molécule d’eau seule.

C’est pourquoi c’est le comportement et les interactions de millions de molécules d’eau entre elles qu’il est intéressant d’étudier. Certains chercheurs parlent même du comportement social de l’eau pour décrire ces phénomènes dont nombre d’entre eux ne sont que peu ou pas expliqués.

Voici quelques phénomènes mystérieux liés à l’eau :

Le sable mouillé : lorsque l’on marche sur le sable sec, nous nous enfonçons beaucoup plus que sur ce même sable mouillé. Comment l’eau peut-elle agglomérer ces particules de sable ensemble et jouer le rôle de colle ?

Les tsunamis : les vagues de l’océan se dissipent généralement très rapidement. Pourtant les vagues de tsunami peuvent faire plusieurs fois le tour de la terre avant de mourir. Pour quelles raisons persistent-elles sur de telles distances ?

L’œdème : lorsque l’on se casse un membre, nous allons observer un gonflement dans les minutes qui suivent lié à un important afflux d’eau. Pourquoi et comment l’eau arrive-t-elle si vite au niveau de la blessure ?

Les nuages : pourquoi la vapeur d’eau se rassemble-t-elle pour former des nuages plutôt que de remplir tout le ciel ?

L’élévation de l’eau dans les arbres: l’eau remonte des racines par de petites colonnes étroites appelées capillaires. Pour de petits arbres, nous pouvons imaginer que le sommet des capillaires attire l’eau vers le haut. Mais cette explication ne tient plus pour de très grands arbres car le poids de l’eau rassemblé dans chaque capillaire devrait suffire à rompre le capillaire.

Les racines d’arbres qui brisent le béton : nous avons tous observé des racines d’arbres littéralement explosées de grosses routes de béton. Les racines sont essentiellement composées d’eau, comment cette eau peut-elle produire une telle pression ?

Qu’est-ce que l’eau ?

Ces questions de la vie courante sont encore pour beaucoup des mystères, mais que dire de recherche plus fondamentale comme les travaux de Jacques Benveniste sur la capacité de l’eau à garder une mémoire des substances qui y ont séjourné ? Ou comment imaginer que l’eau à l’intérieur de notre corps n’est pas de l’eau à l’état liquide ; mais une eau dans un état unique que l’on nomme eau interfacial, structurée, ou encore au morphogénétique. Essayez de répondre à toutes ces questions, c’est plongé dans les secrets de l’eau.