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Comment une pierre se forme-t-elle? Oui

Il faut distinguer d'abord quelques types de roches.

1. Les roches sédimentaires se forment par accumulation (en général dans l'eau) de matériaux dits "détritiques", qui sont des grains solides arrachés aux roches existantes des continents par l'érosion. Cette sédimentation se fait en mer, dans des lacs, ou parfois dans des rivières. Les sédiments commencent par se compacter, sous l'effet des couches successives de nouveaux sédiments qui se déposent les uns sur les autres. Cette compaction réduit les vides entre les grains, mais ne suffit pas à faire une roche compacte, non pulvérulente, ce que vous appelez une "pierre". Dans certains cas, cette consolidation ne se réalise jamais, et on retrouve a grande profondeur des sédiments meubles, compactés mais non consolidés.

La consolidation se produit par formation de nouveaux minéraux, qui précipitent dans les interstices entre les grains, ou qui se forment par transformation des minéraux qui constituent les sédiments. On appelle cela la "diagenèse". Souvent, ce sont la calcite (carbonates) ou la silice qui précipitent, et on forme des grès. Les Carbonates et la silice sont apportés sur place en général par des circulations d'eau qui se produisent au sein des sédiments. Plus les sédiments sont enfouis profonds, plus la température s'élève et plus la vitesse de réaction de précipitation des minéraux augmente. Mais ce sont des processus lents, qui se produisent en dizaines de milliers d'années, voire en millions d'années (sachant que l'age de la terre est de 4,5 milliards d'années).

Dans certains cas, les minéraux formés sont des argiles, qui cimentent aussi les grains.

La réponse à votre question sur "la terre se transformant en pierre" est donc oui, si cette "terre" (en fait des grains de minéraux solides) est ensevelie en profondeur et compactée, réchauffée et consolidée par la précipitation de nouveaux minéraux. La réponse sera cependant non dans le cas général des sols en surface, qui ont plutôt tendance à s'éroder et à être enlevé par l'érosion que de se trouver enfouis en profondeur. En particulier, les "cailloux" que l'on trouve dans un sol ne sont pas de la "terre solidifiée", mais des morceaux de la roche originale dont est faite le sol par l'altération. C'est donc l'inverse : les "cailloux" en général s'altèrent, c'est à dire se fendent, s'oxydent, se dissolvent et finissent par disparaître au cours de l'altération, il ne se forment pas dans le sol.

Il y a a cependant quelques cas particuliers ou un sol peut se durcir : si la précipitation de nouveaux minéraux se produit très proche de la surface. C'est par exemple le cas de la couche d'alios dans les landes, formée par précipitation d'oxydes de fer dans des sables. Parfois, un peu de calcite peut aussi précipiter dans les sols, à faible profondeur, mais cela donne des "pierres" très friables, pas une véritable roche compacte. L'accumulation d'argiles au sein d'un profil de sol peut également consolider ce sol, les particules d'argiles "collent" les grains entre eux. Mais cela constitue toujours des agrégats très friables, qui se débitent facilement.

2. D'autres roches naissent différemment : les laves se solidifient en surface en refroidissant. Les roches métamorphiques se forment à très grandes profondeurs (plus de 10 Km) par échauffement et compression et apparition de nouveaux minéraux. Enfin les roches dites les "évaporites" sont issues de l'évaporation de l'eau (en général de la mer), qui précipite du sel sous forme d'un roche solide, comme dans les marais salants. C'est la même chose pour le gypse. Certaines sources dites "pétrifiantes" forment des roches à l'émergence de la source, par précipitation de calcite, des que l'eau arrive au contact de l'atmosphère. Dans certaines mers chaudes et peu profondes, comme aux Bahamas, la calcite peut précipiter directement dans l'océan et former une couche de calcaire durs et compact au fond de l'eau. Mais la vitesse de formation est lente, de l'ordre de moins d'un millimètre par an....Les fulgurites sont des roches créées par le point de chute d'un éclair sur le sol, le sol est échauffé et solidifié, sur un très petit volume (diamètre du cm, longueur de quelques cm). Les points d'impacts de météorites peuvent aussi engendrer une consolidation locale.

Expériences :

On peut dissoudre du sel de cuisine dans l'eau, puis faire évaporer cette eau au soleil et on verra se précipiter du sel...

Formation de calcite qui "cimente" un sable. Plus difficile. On voit bien la calcite se déposer dans les bouilloires, car elle précipite quand la température augmente. On pourrait essayer de prendre une eau très minéralisée en carbonates (cad CO3-- et Ca++, par exemple Vittel) et la chauffer dans une casserole contenant du sable, en la laissant s'évaporer. Il faudrait s'y prendre a plusieurs fois, peut être dix fois le volume de la casserole. On pourrait aussi essayer de "charger" artificiellement de l'eau du robinet en carbonates, en faisant d'abord dissoudre du calcaire (des coquillages par exemple) dans du vinaigre, puis mettant le vinaigre dans l'eau. Mieux, il faudrait disposer d'une source de gaz carbonique, que l'on ferait buller dans l'eau ou on a mis du calcaire à dissoudre (des coquillages, ou des pierres calcaires broyées). Le CO2 se dissolvant dans l'eau va dissoudre le calcaire (CO3Ca) et former du bicarbonate (CO3H)2-Ca. Une fois la solution saturée en bicarbonate, on la chauffe, le CO2 se dégaze et on doit précipiter du CO3Ca. A faire dans la casserole pleine de sable.

Je n'ai jamais essaye, ça vaudrait le coup de le tester (avant de le montrer aux élèves...!). Si ça marche, me le dire !

Gh. de Marsily
Professeur à l'Université Paris VI.

Ajouter de l'eau de javel diminue-t-il la teneur en nitrates ? Oui

L'ajout de Javel ne fera diminuer en rien la teneur en nitrates, la Javel est un oxydant puissant, or pour éliminer les nitrates, il faut réduire les nitrates en azote... en se mettant en conditions anaérobies (à l'abri de l'air) et en utilisant des bactéries réductrices.

Une explication possible de la suggestion de la DDASS pourrait être la suivante : les nitrates dans l'eau sont supposés essentiellement toxiques pour les nourrissons. Si l'eau du réseau est très fortement javellisée, l'odeur forte de Javel va peut-être dissuader les mères d'utiliser l'eau pour les biberons, et qu'elles prendront de l'eau en bouteille.

Il aurait été, à mon avis, plus pertinent de suggérer au maire de faire une annonce à la commune recommandant de ne pas utiliser l'eau pour les biberons.

Eau minérale et teneur en nitrates Oui

La limite de potabilité des eaux de distribution publique pour les nitrates est de 50 mg/l en NO3; une eau avec 25 mg/l est donc conforme aux normes de potabilité définies par la Communauté de Bruxelles et reprise par la loi française.
Est-elle "bonne" ? Cette question est délicate.
Bonne au goût ? Il n'est pas possible de le dire sur une analyse chimique, même complète.
Bonne pour la santé ? La seule chose que l'on peut dire est que les spécialistes de la santé considèrent qu'elle ne présente pas de dangers pour l'homme.
Voulez-vous dire que si elle avait par exemple 5 mg/l au lieu de 25, elle serait meilleure pour la santé ? Je ne crois pas que l'on soit en mesure de répondre scientifiquement à cette question, il n'y a pas de moyens de déceler un effet des nitrates à ces faibles teneurs, on ne peut donc rien dire, mais cela signifie donc que 5 ou 25 mg/l n'ont pas d'effets visibles sur la santé.

Vous parlez d'eau minérale. Je commencerai par dire que si c'est une eau dite "de source" - que l'on confond souvent avec de l'eau minérale parce qu'elle est distribuée en bouteille, alors qu'une eau de source doit être conforme aux normes de potabilité, comme une eau de distribution publique. Mais si c'est une eau vraiment "minérale", c'est-à-dire reconnue comme telle par une commission de l'Académie de médecine, alors il n'existe aucune norme qui s'y applique, c'est l'Académie de médecine qui détermine si la composition chimique de l'eau est "bonne" pour la santé, et cette Académie peut très bien décider que 25 mg/l est bon, ou non.
Elle pourrait même admettre des concentrations plus élevées que la norme, c'est le cas de certaines eaux minérales très chargées en sel (pas en nitrates) comme Saint-Yorre, qui ne serait pas potable selon la norme classique.

En pratique, il n'y a pas à ma connaissance d'eaux minérales qui ont des fortes teneurs en nitrates, elles restent en général très faibles ou de l'ordre de 5 mg/l au maximum. Je pense que l'eau dont vous parlez est une eau de source.

Pourquoi certaines rivières débordent et d'autres pas ? Oui

Une rivière déborde si la pluie qui arrive sur le bassin versant est très intense, c'est à dire à la fois de longue durée et avec des volumes de pluie importants dans des temps brefs. Ainsi, par exemple, en France, les zones des Cévennes et du Languedoc Roussillon sont susceptibles de recevoir les orages les plus forts donc d'avoir les crues les plus violentes. Ceci parce quelles reçoivent des pluies venant de la Méditerranée, très chargée en humidité, et poussées par des vents du Sud violents.

Ces pluies dites "cévenoles" franchissent parfois les crêtes des Cévennes et arrivent dans le bassin de la Haute-Loire et de l'Allier, y engendrant des crues aussi très importantes. Ailleurs en France, l'occurrence de crues est liée à un épisode pluvieux très long et dense, au cours duquel les sols se gorgent d'eau. Ceci se produit plus rarement. L'arrivée d'une nouvelle pluie donne alors une crue parce que l'eau ne peux plus s'infiltrer et ruisselle jusqu'à la rivière.

A Paris en 1910, la crue était due à la conjugaison très défavorable de plusieurs crues séparées sur la Marne, l'Yonne et la Seine, qui se sont malencontreusement rejointes. Si ces pluies intenses avaient été reçues à des instants différents, il n'y aurait pas eu de crue à Paris. C'est en fait une pluie tardive sur l'Yonne, alors qu'il ne pleuvait plus ailleurs, qui a fait "déborder le vase".

Certaines rivières sont en crue par fonte des neiges, c'est le cas de grandes rivières qui descendent des Alpes. Ces crues sont beaucoup plus prévisibles, et moins sauvages. Les rivières y sont "habituées" et leur lit est aménagé pour les transmettre sans déborder.

Mais en règle générale, le lit d'une rivière est toujours constitué d'un lit dit "mineur", où coule le fleuve, et d'un lit dit "majeur", qui est sa plaine d'inondation. Le lit mineur se remplit en moyenne une fois tous les 1,5 ans, c'est à dire deux fois en 3 ans (en moyenne). Après, on commence à envahir le lit majeur, c'est ce que vous appelez un débordement. Si des digues ont été construites, ce débordement est contenu et la rivière ne s'étale pas. Mais de temps en temps, les pluies sont trop fortes, et le niveau des digues est dépassé avec débordement. Ces événements sont considérés comme aléatoires, on estime donc quelle est la probabilité de ce débordement. On l'exprime en "temps de retour" ce qui veut dire que la crue débordante se produit en moyenne tous les dix ans (pour la crue décennale), 100 ans, pour la crue centennale, etc. En fait une crue décennale ne veut pas dire qu'elle se produit regulièrement tous les 10 ans, mais qu'en moyenne, en 100 ans par exemple, elle se produira 10 fois, avec des espacements qui peuvent être quelconques.

En résumé, il n'a a pas de rivière qui ne débordent pas, leur fréquence de débordement est plus ou moins grande, et celles que vous dites "ne pas déborder" sont probablement sujettes à des débordements moins fréquents.

Dernier point : on dispose environ de 100 à 200 ans d'historique de débit des rivières. On peut donc valablement estimer ainsi le débit de la crue décennale, il y a assez de cas observés. La crue centennale et bien plus difficile a estimer, on n'a pas assez de recul, on cale donc des lois empiriques sur les observations, mais la discussion actuelle porte sur la nature de ces lois de calage et sur les erreurs commises.

Gh. de Marsily