Isotopes : définition, mesures et fonctionnement
Isotopes en analyse chimique pour la gestion de l'eau

L'eau recouvre les trois quarts de la surface de notre planète. On la trouve partout, et sous de multiples formes : pluie, cours d'eau, mers, océans, lacs, nappes souterraines, vapeur, nuages, glaces, sans oublier toute l'eau contenue dans le sol et la végétation. Tous ces éléments participent à ce que l'on appelle « le cycle de l'eau ». En effet, depuis qu'elle est apparue sur Terre, il y a quelques 4 milliards d'années, la quantité d'eau présente sur la planète, évaluée à plus de 1 milliard de km³ au total, n'a pas changé. C'est toujours le même volume d'eau qui ne cesse de se transformer, passant par les différents stades de vapeur, d'eau liquide et glace, pour perpétuer le cycle permanent de l'eau.

De formule chimique simple (H₂O), il s'agit d'un corps complexe résultant de la combinaison de 3 isotopes de l'oxygène (¹⁶O, ¹⁷O, ¹⁸O) et de 3 de l'hydrogène (¹H, Deutérium ²H, Tritium ³H) qui peut donc exister sous 18 formes différentes. De par sa structure atomique complexe, capable de créer des champs électriques assurant les liens et ponts entre les molécules, d'étonnantes particularités physiques en résultent (forte tension superficielle, constante électrique élevée...). La structure moléculaire de l'eau, qui permet aux atomes H⁺ de s'associer avec des anions et aux atomes O^– de se lier à des cations, lui donne de fortes capacités de dissolution.

Le cycle de l'eau ou encore cycle hydrologique est la série de transformations qui se produit dans la circulation de l'eau. Les précipitations se transforment en ruissellement, en humidité du sol et en eau souterraine. L'eau souterraine circule à nouveau vers la surface, et de la surface, toute l'eau issue des rivières, nappes, sol, végétation retourne à l'atmosphère par évaporation et transpiration. Deux structures du milieu naturel organisent ensemble l'écoulement des eaux.

– Une, visible, est le réseau hydrographique d'arborescence plus ou moins dense et hiérarchisé. Selon les cas et les formes de conduits, ce réseau peut disperser ou centraliser les eaux avec une capacité de transport très variable.

– L'autre structure est cachée et est constituée par l'agencement des terrains aquifères dans le sous-sol. Cette dernière structure est principalement constituée de milieux conducteurs et de réservoirs.