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Hydrologie qu an t it ative
Ce u 'et ait pas pour le seul plai sir de la comp rehension qu e Mario tt e se livrai t
it la « modelisation » du bassin de la Seine a l'amont de P ari s : c'etait pour
evaluer les ressources en ea u disponibles pour le chateau de Versailles : science,
mais science appliquee, direct ement activee par la recherc he de solutions a des
probl ernes concrets. C'est ega lement ce qui nou s occupera ici.
1.2 Origine de l'eau sur Terre et paleoclimats
Qu and on se dem ande d 'ou vient l'eau , on ne se sat isfait pas de comprendre
comment elle circule. 11 faut remonter a la form at ion de la Terre.
Les molecules H 2 0 (de l'ordre sans doute de 1 millionierne de la masse visible de l'Univers) se sont forrnees dan s l'Univers a partir d 'hydrogene (parmi
les pr emiers elements crees it partir du Big Ban g, 70 % de la masse visible de
l'Univers) et d 'oxygene (obtenu par fusion t her rnonucleaire au sein des et oiles,
1 % de la masse visible de l'Univers) ... Cet te ea u etait present e dan s les poussieres cosmiques de silicato-aluminates (ou enr obant celles-ci) du futur Systerne
solaire (nu age cha ud) . Ces poussieres s'agregere nt, constit uerent les premi ers
plan et esim au x et forrnerent ainsi les plan et es te llur iques t elles que la Terre.
L'eau qu 'elles contenaient, degazan t progressivement comme les autres elements
leger s, cont ribua a const it uer un e at mosphere que la masse de la Terre lui permet tra de conse rver grace a un e grav ite suffisante 4.
Le cycle de l'eau s'est etabli dan s ses grands equilibres sans doute assez
rapidement (qu elqu es centaines de million s cl 'ann ees) des que la te mperat ure
globale s'est abaissee suffisamment et a permis la presence d 'eau liquide sur
le globe (cep endan t bien au-dess us de 100·C car la pression atrn ospherique
etait alors tres imp ort ante 5) pour parveni r finalement , avec l'emergence des
cont inents il y a environ 3.5 milliard s d 'annees, a l'equ ilib re des prin cipau x
compart iments que nou s conna issons maintenant : un st ock (tres mal quantifie) pr esent dan s le manteau et un st ock d 'eau x dites «vadoses », c'es t-a-dire
participan t au cycle atrnospherique. Celui-ci est form e d 'un st ock majeur liquide a la surface de la plan ete (les ocean s) , un st ock plu s faible dan s des
glaciers (dont la taille var ie selon les period es, au moin s d 'un facteur deux) ,
un st ock encore plu s faibl e dan s les eaux soute rraines 6 et des st ocks beau coup
plu s modest es dan s l'atrno sphere, les rivieres et la biosphere.
La qu an ti te globale d' eau pr esente dan s l'ensembl e de ces compartiments est
de l'ordre de 1.4 milliard de Gm 3 et n 'a guere varie dan s les quelques dizain es
4. L'annexe 1.3 present e quelques elements concernant l' origine de l'eau sur la pla nct e.
5. Da ns cette period e l' eau a ete un fact eur considerable de rofroidissem en t d u glob e :
les cycles internes a I'at rnosp here de precipitation -evaporation ont ete autant de t ransfert s
d 'energi e de la basso at mosphere vers la hau t e a t mo sphere, pu is d u globe lui-m em o vers
I'at mo spherc q ua nd une ea u liquide a pu exis ter a sa surface .
6. L 'estimation de ce stock d' ea ux souterra ines est encore t res im parfai t o.
Hydrologie qu an t it ative
Ce u 'et ait pas pour le seul plai sir de la comp rehension qu e Mario tt e se livrai t
it la « modelisation » du bassin de la Seine a l'amont de P ari s : c'etait pour
evaluer les ressources en ea u disponibles pour le chateau de Versailles : science,
mais science appliquee, direct ement activee par la recherc he de solutions a des
probl ernes concrets. C'est ega lement ce qui nou s occupera ici.
1.2 Origine de l'eau sur Terre et paleoclimats
Qu and on se dem ande d 'ou vient l'eau , on ne se sat isfait pas de comprendre
comment elle circule. 11 faut remonter a la form at ion de la Terre.
Les molecules H 2 0 (de l'ordre sans doute de 1 millionierne de la masse visible de l'Univers) se sont forrnees dan s l'Univers a partir d 'hydrogene (parmi
les pr emiers elements crees it partir du Big Ban g, 70 % de la masse visible de
l'Univers) et d 'oxygene (obtenu par fusion t her rnonucleaire au sein des et oiles,
1 % de la masse visible de l'Univers) ... Cet te ea u etait present e dan s les poussieres cosmiques de silicato-aluminates (ou enr obant celles-ci) du futur Systerne
solaire (nu age cha ud) . Ces poussieres s'agregere nt, constit uerent les premi ers
plan et esim au x et forrnerent ainsi les plan et es te llur iques t elles que la Terre.
L'eau qu 'elles contenaient, degazan t progressivement comme les autres elements
leger s, cont ribua a const it uer un e at mosphere que la masse de la Terre lui permet tra de conse rver grace a un e grav ite suffisante 4.
Le cycle de l'eau s'est etabli dan s ses grands equilibres sans doute assez
rapidement (qu elqu es centaines de million s cl 'ann ees) des que la te mperat ure
globale s'est abaissee suffisamment et a permis la presence d 'eau liquide sur
le globe (cep endan t bien au-dess us de 100·C car la pression atrn ospherique
etait alors tres imp ort ante 5) pour parveni r finalement , avec l'emergence des
cont inents il y a environ 3.5 milliard s d 'annees, a l'equ ilib re des prin cipau x
compart iments que nou s conna issons maintenant : un st ock (tres mal quantifie) pr esent dan s le manteau et un st ock d 'eau x dites «vadoses », c'es t-a-dire
participan t au cycle atrnospherique. Celui-ci est form e d 'un st ock majeur liquide a la surface de la plan ete (les ocean s) , un st ock plu s faible dan s des
glaciers (dont la taille var ie selon les period es, au moin s d 'un facteur deux) ,
un st ock encore plu s faibl e dan s les eaux soute rraines 6 et des st ocks beau coup
plu s modest es dan s l'atrno sphere, les rivieres et la biosphere.
La qu an ti te globale d' eau pr esente dan s l'ensembl e de ces compartiments est
de l'ordre de 1.4 milliard de Gm 3 et n 'a guere varie dan s les quelques dizain es
4. L'annexe 1.3 present e quelques elements concernant l' origine de l'eau sur la pla nct e.
5. Da ns cette period e l' eau a ete un fact eur considerable de rofroidissem en t d u glob e :
les cycles internes a I'at rnosp here de precipitation -evaporation ont ete autant de t ransfert s
d 'energi e de la basso at mosphere vers la hau t e a t mo sphere, pu is d u globe lui-m em o vers
I'at mo spherc q ua nd une ea u liquide a pu exis ter a sa surface .
6. L 'estimation de ce stock d' ea ux souterra ines est encore t res im parfai t o.