Solutions, suspensions et sédimentation

 

De quoi parle-t-on ?

L’eau est un milieu qui peut contenir de nombreux composés en solution et en suspension. La séparation entre ces composés et l’eau pure repose sur des principes très différents selon qu’il s’agit de solution ou de suspension.

Attention Il existe un continuum entre un milieu poreux saturé et une suspension. C’est le cas d’un sol gorgé d’eau, boue, eau boueuse par exemple ou d’une suspension très concentrée où les grains sont en contact mais libres de se déplacer entre eux

 

Quelles notions essentielles ?

a) Une eau pure est une eau qui ne contient que des molécules d’eau.

b) Une suspension est un milieu aqueux qui comporte des composés en suspension. Dans une suspension les particules ont une dimension bien supérieure à celle des molécules d’eau. Cette différence de taille permet leur séparation par filtration, décantation, centrifugation ou écumage (flottation).                                                                                                             

c) Une solution est un milieu aqueux qui comporte des composés en solution. Dans une solution la taille des particules est suffisamment proche de celle des molécules d’eau pour qu’elles ne puissent pas être séparées par filtration, décantation ou flottation. 

 

Attention La taille des particules que peut contenir l’eau constitue en fait un continuum, mais l’étude des milieux intermédiaires ne sera pas abordée ici.

d) Une eau qui contient des éléments en suspension est trouble. Les grosses particules (de taille supérieure à 1 micromètre) en suspension arrêtent la lumière et sont donc visibles. Celles de taille inférieure à une centaine de nanomètres ne diffusent pas la lumière et ne peuvent être vues (c’est le cas des particules colloïdales). Les particules de taille intermédiaire diffusent la lumière et limitent la transparence de l’eau (c’est par exemple le cas de particules d’argile du sol).

e) Une eau limpide n’est pas forcément une eau pure, car elle peut contenir des solutés incolores.

Attention Une eau limpide peut également contenir des gaz en solution ainsi que des microorganismes (bactéries, virus, algues).

f) Une eau potable est une eau qui peut être bue sans conséquence pour la santé. Elle doit généralement être limpide (même si elle peut contenir des particules comestibles en suspension), mais le fait qu’elle soit limpide ne garantit pas qu’elle soit potable. Une eau potable peut contenir des éléments et des gaz en solution.

                                                                                                            

 

Dans la vie quotidienne?

De l’eau boueuse, du lait de chaux, du café, du jus d’orange sont des suspensions. Les sirops, les eaux gazeuses, le coca, le café, le vin sont des solutions.

Le traitement des eaux usées a pour objectif de retirer tous les éléments en suspension et une partie des éléments en solution afin de rejeter une eau dont la teneur en éléments en solution est inférieure aux seuils fixés par la réglementation (sans parler des aspects bactériologiques, qui sont fondamentaux dans le traitement de l’eau mais qui ne sont pas abordés ici).

Une grande part de l’eau distribuée dans les réseaux d’eaux potables est une eau puisée dans les nappes phréatiques. Cette eau a d’abord été filtrée par les sols avant d’être éventuellement, mais pas toujours car ce n’est souvent pas nécessaire, traitée dans une station de traitement de l'eau (par l’eau de javel, l’ozone, les rayons ultraviolets, etc.).

 

Dans l’histoire ?

La découverte de la chromatographie est due au botaniste russe Tswett (1903). Il avait observé la séparation des constituants de la chlorophylle lorsqu’un broyat de feuille montait, par capillarité, le long d’un papier filtre. Dans ces conditions, en effet, des zones colorées se forment, qui correspondent à la chlorophylle (verte), à la xantophylle (jaune) et au carotène (rouge).

 

Quels prolongements ?

  • L’accès à l’eau potable et le devenir des eaux usées restent un problème majeur de santé publique dans de nombreux pays en développement.
  • La qualité des eaux de surface (rivières, fleuves, lacs) et des eaux souterraines est un enjeu fondamental de la gestion des écosystèmes terrestres dans le cadre d’un développement durable.
  • Le marché du traitement de l’eau est un marché considérable, tant au niveau national (le coût du traitement de l’eau représentait 37 % de la facture à l'usager en 2003) qu’au niveau international (avec la mise en place de traitement des eaux usées dans les agglomérations des pays en développement). La France est un des leaders mondiaux dans le domaine.

Pour en savoir plus sur l'eau, consulter le document de Ghislain de Marsily.

 

 

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