1. Définition générale

Les gouttes de pluie qui tombent du ciel font tout un voyage sur terre (ou même dans la terre) avant de retourner se promener dans le ciel autour de la terre. Pendant ce long cycle, (les gouttes partent du ciel pour revenir au ciel) l'eau peut prendre plusieurs formes : solide, liquide, gazeuse.

2. Les différents états de l'eau

L'eau existe, naturellement (sans intervention de l'homme), sous trois formes : la forme solide que sont la glace ou la neige dans les montagnes, la forme liquide qui est l'eau de la pluie et de la rivière et la forme gazeuse que sont les nuages et le brouillard. L'eau peut se transformer d'un état à l'autre si les conditions extérieures se modifient - la température et la densité de l'air.

 Place un gobelet rempli d'eau dans le congélateur. Quelques heures plus tard, l'eau de ton gobelet se sera transformée en glaçon. (c'est la solidification). Tu peux laisser ton gobelet dans la cuisine quelques temps (le temps dépendra de la chaleur qui règne dans la cuisine) et tu verras le glaçon se retransformer en eau (c'est la liquéfaction).

Pour aller plus vite, tu peux placer ton glaçon dans un poêlon et mettre celui-ci sur le réchaud. Très rapidement tu pourras assister à la liquéfaction de ton glaçon. Si tu laisses, plus longtemps l'eau chauffer, elle va commencer à faire des bulles puis elle va disparaître en fumée (c'est l'évaporation). Ainsi en quelques minutes tu pourras assister à la transformation de l'eau sous tous ses états : solide, liquide et gazeux.

2.1. Etat liquide

Le plus souvent, tu rencontres l'eau sous sa forme liquide. Tu peux facilement imaginer que les molécules du liquide "eau" roulent les unes sur les autres ce qui leur permet de couler ou de prendre la forme du récipient qui la contient.

Les molécules d'eau sont serrées les unes contre les autres mais ne sont pas structurées. Elles peuvent rouler l'une sur l'autre ou facilement s'échapper (par exemple pour se transformer en vapeur)

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2.2. L'Etat solide de l'eau

L'eau peut avoir plusieurs formes solides. Sous ses formes solides, les molécules de l'eau sont très structurées et sont liées les unes aux autres. Quand l'eau se solidifie, elle prend plus de place. Un même volume d'eau solide contient donc moins de molécules que ce volume d'eau liquide.

Dans l'eau liquide, les molécules roulent les unes sur les autres. L'eau peut prendre facilement la forme du récipient qui la contient.

Dans l'eau solide (la glace), les molécules ne sont plus libres. Elles sont structurées et liées entre elles.

Dans la nature, la glace et la neige sont les formes solides de l'eau. Quand l'eau se transforme en glace , la transformation s'appelle la solidification.

Quand tu places de l'eau dans le congélateur pour obtenir des glaçons, veille à toujours laisser de la place pour la dilatation (l'augmentation de volume) ! Par exemple vide un peu la bouteille avant de la mettre à congeler.

Quand tu quittes la maison en hiver (pour partir en vacances par exemple), laisse les robinets ouverts ou purge (vide toute l'eau) tes canalisations. L'eau contenue dans les tuyaux peut les faire éclater en gelant puisqu'elle prend plus de place que l'eau liquide

2.3. L'état gazeux

L'eau peut avoir la forme d'un gaz. Ses molécules sont alors dispersées. Dans un même volume d'eau sous forme de gaz, il y a beaucoup moins de molécules que dans l'eau liquide.

Volume d'eau liquide

Volume de vapeur d'eau

Dans la nature elle prend cette forme dans les nuages. Quand l'eau se transforme en gaz (en vapeur d'eau), la transformation s'appelle l'évaporation.

3. Le cycle de l'eau de surface

Les molécules d'eau des nuages (vapeur) se condensent et tombent sous forme de pluie sur la terre (ou sous forme de neige et de glaçons quand il fait froid). Quand le sol est imperméable (la terre ne laisse pas passer l'eau ), les molécules sous leur forme liquide (eau) forment des ruisseaux, se jettent dans des rivières puis dans un fleuve jusqu'à la mer. Parfois en chemin, elles envahissent une crevasse et forment une mare, un étang ou un lac. Réchauffées par la chaleur du soleil, toutes les molécules des rivières, des lacs et de la mer s'évaporent pour reformer des nuages.

On ne peut pas créer des mares ou des étangs sur des rivières sans autorisation. En effet, en créant cette pièce d'eau, on modifie le taux d'évaporation naturelle de l'eau et ainsi on risque de désécher (il n'y aura plus d'eau dans la rivière en aval) des petites rivières qui n'ont pas un débit (une quantité d'eau courante) très important.

4. Le cycle de l'eau souterraine

Les molécules d'eau des nuages - sous l'action du froid ou de la compression - se transforment en pluie qui tombe sur le sol. Quand le sol est perméable, certaines de ces molécules s'infiltrent dans le sol. Parfois sous la surface, se forment des poches de terre imperméables. Les molécules d'eau sont alors coincées. Elles ne savent ni remonter, ni continuer leur chemin dans la terre. Alors elles formes des poches d'eau que l'on appelle nappes aquifères.

Les molécules des nappes aquifères sortent parfois du sol par des ouvertures naturelles : ce sont des sources. A partir de la source, les molécules vont rejoindre l'eau des rivières vers la mer.

D' autres molécules coincées à l'intérieur du sol sont aspirées par les racines des arbres et des autres végétaux avant de rejoindre, par la transpiration de ceux-ci, les molécules qui s'évaporent des rivières et forment ensemble des nuages.

Les inondations ont souvent lieu dans des régions à terre argileuse . Cette terre, étant imperméable, ne laisse pas pénétrer l'eau. Celle-ci reste donc à la surface et provoque des inondations avant de rejoindre le lit d'une rivière. Mais parfois, même des terrains non argileux peuvent connaître des inondations. En effet, quand la terre est trop engorgée (trop pleine) d'eau (parce qu'il a trop plu) elle ne peut plus laisser s'infiltrer l'eau de pluie et donc cela provoque des inondations. Par contre dans ce cas-ci, les inondations se résorbent en quelques heures ou en quelques jours.

5. Le cycle de l'eau à travers la végétation.

L'eau qui s'infiltre dans le sol est absorbée par les racines de l'arbre. Avec les sels minéraux puisés aussi dans la terre, elle forme la sève qui nourrit l'arbre. Par ses feuilles, l'arbre transpire et évacue le trop d'eau. Cette eau s'évapore et rejoint les molécules d'eau évaporées de la terre, des rivières et des lacs pour former les nuages.

L'évaporation

Dans la nature, toutes les eaux de surface s'évaporent quand l'air est plus chaud que l'eau (C'est-à-dire qu'elles se transforment en vapeur d'eau puis en nuages).

Le nuage est de la vapeur d'eau plus ou moins condensée. Plus les gouttes de vapeur d'eau sont serrées plus le nuage nous paraît blanc.

Si tu veux expérimenter l'évaporation, tu peux mettre de l'eau dans une casserole et la mettre à chauffer. Après un certain temps, quand l'eau sera proche de l'ébullition (quand elle commence à faire des bulles), tu la verras se transformer en un nuage de vapeur qui sort de la casserole.

Quand tu dois faire cuire des légumes dans l'eau, pour consommer moins d'énergie (de gaz ou d'électricité de la cuisinière) , place un couvercle sur ta casserole. L'eau atteindra plus vite son point d'ébullition.

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La condensation

1. Lorsque la vapeur se transforme en liquide, cela s'appelle la condensation. Quand tu expires du gaz de tes poumons contre une vitre froide ou quand tu prends un bain bien chaud en hiver, tu vois des goutellettes d'eau qui coulent le long de la vitre. C'est la vapeur qui s'est condensée.

2. Quand l'eau sous forme de gaz est fortement comprimée, elle repasse à l'état liquide.

Prends une casserole d'eau et mets-la à chauffer jusqu'à ébullition (jusqu'à ce que l'eau fasse des bulles). Pendant que l'eau chauffe, mets une assiette dans le surgélateur. Quand l'eau bout, prends l'assiette et place-la au-dessus de la casserole : tu verras des gouttes d'eau se former sur l'assiette. C'est la vapeur qui se condense.

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VOCABULAIRE

Le ruissellement

Quand l'eau de pluie tombe sur une surface de terre imperméable (qui ne laisse pas l'eau s'infiltrer dans le sol) , elle forme des petits ruisseaux. Ceux-ci descendent les pentes et finissent par rejoindre une rivière, un lac ou la mer.

L'infiltration.

Quand l'eau de la pluie tombe sur une surface de terre perméable (qui laisse passer l'eau), elle entre dans le sol. Les molécules d'eau se tracent un chemin parmi les molécules de terre sous la surface.

La nappe phréatique

La nappe phréatique (nappe aquifère) est une réserve d'eau qui se trouve sous la surface de la terre au-dessus d'une poche de terre imperméable. Elle est alimentée par les infiltrations d'eau de pluie. L'eau de pluie emporte avec elle des molécules de terre, de sels minéraux, d'engrais ou de produits chimiques répandus sur le sol. Parfois, elle trouve une sortie en contrebas et devient source. L'homme puise l'eau de la nappe aquifère pour s'alimenter en eau.

La source

Sous la surface de la terre, il y a des poches d'eau. Parfois l'eau arrive à se faire un chemin jusqu'à la surface en contrebas de la nappe aquifère. La source est l'endroit où l'eau jaillit du sol. Presque toujours (sauf en régions volcaniques) l'eau de source est très fraîche (sa température ne dépasse pas une dizaine de degrés), par contre en hiver, elle continue de couler - elle ne gèle pas. L'épaisseur de terre autour de la nappe phréatique sert d'isolant contre les variations de températures de la surface.

Le brouillard

Le brouillard est un nuage qui reste au niveau du sol. Quand tu traverses une nappe de brouillard, tu sens l'humidité des gouttes d'eau sur ton visage. Quand l'eau se transforme en gaz (en vapeur d'eau), la transformation s'appelle l'évaporation.