Les paramètres physico-chimiques (Index parameters)

Les paramètres physico-chimiques sont des paramètres simples à mesurer. On les mesure généralement sur le terrain.

La température

La mesure de la température sur le terrain permet d'ajuster les valeurs de conductivités, d'apprécier l'origine plus ou moins profonde de l'eau et de calculer les équilibres de dissolution. Sa mesure est simple (thermomètre à Hg ou thermocouple).

La conductivité électrique

L'eau peut être considérée comme une solution électrolytique, car presque tous ses constituants dissous, majeurs et mineurs, sont présents sous forme ionique. Grâce à la présence de ces ions, l'eau devient susceptible de se laisser traverser par un courant électrique. Cette caractéristique s'appelle la conductivité électrique $c$. On la mesure à l'aide d'une cellule portative légère sur le terrain. L'eau est retenue entre deux électrodes d'un cm$^2$, distantes d'un cm. On l'exprime en micro-omh cm$^{-1}$ ou microSiemens cm$^{-1}$ [$\mu$ S cm$^{-1}$] à une température généralement de 20$^o$C, parfois de 25$^o$C.

$$c = \frac{1}{\rho} 10^6 \quad \rho=\frac{Rs}{l}$$ (2.3)

avec

• $\rho$ = résistivité [ohm/cm]
• $s$ = section [cm$^2$]
• $l$ = distance [cm]
• $R$ = résistance [ohm]
• $c$ = conductivité ou conductibilité [$\mu$ S cm$^{-1}$]

Généralement la cellule est étalonnée en se basant sur sa constante d'étalonnage $K$, on obtient:

$$c=\frac{K}{R}$$ (2.4)

La correction de température peut être de la forme suivante:

$$c_{20^o \;C} = \frac{c_t}{1-0.0215 \times(20.t)}$$ (2.5)

avec $t$ la température de la mesure en $^o$C. Cette mesure est très importante car elle donne directement une estimation de la minéralisation totale, figure 14. La conductivité est naturellement également influencée par le pH, la valence des ions et leur degré d'ionisation. Les valeurs varient de 1 $\mu$ S cm$^{-1}$ pour l'eau distillée à 100-5000 $\mu$ S cm$^{-1}$ pour les eaux potables. L 'eau de mer est proche des 100'000 $\mu$ S cm$^{-1}$ (figures 15 et 16). Lac: 300 $\mu$ S cm$^{-1}$, Pluie 10 $\mu$ S cm$^{-1}$. Cette mesure est également très importante en prospection géophysique électrique car la conductivité de l'eau influence fortement la résistivité électrique des roches. fig14.eps fig15.eps fig16.eps

Le pH

$$pH = - \log \left( [H^+] \right)$$ (2.6)

On utilise la valeur du pH pour établir l'état des équilibres de dissolution et ainsi connaître le caractère agressif ou incrustant de l'eau (particulièrement par les carbonates). Comme la variation de la pression des gaz (CO$_2$, O$_2$) modifie le pH, il est important de le mesurer directement lors de la prise d'échantillon. Sa mesure est faite à l'aide d'une cellule légère, en verre.

L'oxygène dissous

On mesure les teneurs en oxygène dissous afin de reconnaître rapidement la qualité d'une eau qui est liée à une bonne oxygénation. On effectue sur le terrain cette mesure en prenant l'échantillon en immersion. La mesure se fait également à l'aide d'une petite cellule (l'O$_2$ traverse une membrane poreuse avant de réagir avec un électrolyte et d'être mesurée par un voltage).