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Après avoir complété cette unité les élèves seront en mesure de :
Cette question vous donnera l'opportunité d'introduire, de façon explicite ou implicite, le principe de conservation de la masse. Ce principe stipule qu'en nature "rien ne se perd et rien ne se crée, tout se transforme". Ainsi la quantité de matière sur la Terre reste toujours la même, il n'y a que de transferts d’un réservoir à l’autre ou des transformations (physiques ou chimiques). Avec le principe de conservation de l'énergie, le principe de conservation de la masse est l’une des lois fondamentales de la chimie et de la physique. Une bonne compréhension de ce principe est indispensable pour une compréhension correcte des phénomènes naturels, et notamment de tous les cycles tels que le cycle de l'eau, le cycle du carbone, de l’azote, ... Cette notion est aussi au cœur de la question écologique car elle implique que nous ne pouvons ni créer des nouvelles ressources une fois qu'elles sont épuisées, ni simplement nous débarrasser de nos déchets ; nous pouvons seulement les transformer. Voilà donc une opportunité de faire un lien entre les cycles naturels et le recyclage des déchets.
Pour répondre à cette question nous devons introduire le concept de temps de résidence (ou temps de séjour). Le temps de résidence nous indique combien de temps une ressource reste dans un réservoir. Dans l'étude des systèmes, le temps de résidence dépend de deux facteurs: la dimension du réservoir et le flux entrant ou sortant du réservoir. Plus un réservoir est grand et plus les flux sont lents, plus le temps de résidence sera long.
Parler des temps de résidence est important pour bien comprendre le cycle de l'eau, car, comme vous pouvez voir dans le tableau ci-joint, il y a une très grande différence entre un réservoir et l'autre. La représentation traditionnelle du cycle comme une boucle entre la terre et la mer, nous donne donc une idée un peu faussée du "vrai" parcours de l'eau, car en réalité lorsque l'eau peut bouger relativement rapidement dans l'atmosphère et dans les rivières, une fois qu'elle atteint l'océan elle y reste très longtemps. L'eau reste aussi très longtemps dans les glaciers et dans les nappes phréatiques. Réfléchir à la vitesse avec laquelle on peut restocker un réservoir est important pour comprendre si une ressource peut être considérée renouvelable.
|Réservoir||Volume (103km3)||Temps de résidence moyen|
|Océans||1'400'000||3200 ans|
|Glaciers*||43'000||4'000 ans|
|Eaux souterraines||15'000||500 ans|
|Eaux de surface||360||24 ans|
|Atmosphère||13||9 jours|
|Biosphère||1||Quelques heures|