Salinité

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Cristaux de sel

La salinité désigne la quantité de sels dissous dans un liquide, notamment l'eau qui est un puissant solvant pour de nombreux minéraux.

Il ne faut pas confondre la salinité avec la dureté de l'eau qui est relative à son dosage en calcium et magnésium.

Propriétés chimiques[modifier | modifier le code]

Le sel dissous modifie les propriétés de l'eau, en premier lieu sa capacité de dissolution, sa densité, mais aussi sa compressibilité, son point de congélation et d'ébullition, sa conductivité électrique, sa dureté ainsi que sa viscosité ou sa corrosivité, et très légèrement sa capacité à transporter les sons et la lumière. La quantité de sels dissous dans un liquide modifie la pression osmotique de celui-ci.

Concentration massique[modifier | modifier le code]

À une température donnée, la salinité ne peut dépasser un seuil de concentration massique, au-delà duquel le liquide ne peut plus dissoudre du sel et des cristaux se forment, au fond du récipient ou en périphérie de la surface.

Le seuil de concentration massique augmente avec la température, ce qui fait que l'eau très chaude peut contenir beaucoup plus de sel dissous que l'eau froide.

Il augmente aussi avec la pression. La salinité approche par exemple 300 g/litre dans le forage pétrolier-gazier profond d'Elgin-Franklin en mer du Nord, ce qui pose des problèmes de formation rapide de tartre dans les installations[1].

Mesure de salinité[modifier | modifier le code]

La salinité est difficilement estimable par analyse chimique directe, c’est-à-dire par séchage et pesée du résidu solide, car certains corps présents comme les chlorures s'évaporent en fin de séchage. Sachant que les proportions des constituants principaux de l'eau de mer sont quasiment constantes, le seul dosage de l'un d'entre eux peut donner la teneur de tous les autres, et une mesure de la salinité. Les ions chlore, brome et iode sont facilement dosables, par exemple par précipitation permettant un titrage au nitrate d'argent. Ils suffisent aux analyses. Ceci ne vaut pas pour les zones situées à proximité des pôles ou des estuaires, en aval d'usines de dessalement, de sources marines d'eau douce ou de remontées d'eaux salines d'origine volcanique.

La salinité est depuis 1978 officiellement mesurée à partir de la conductivité électrique de l'eau à une certaine température et pression. La salinité (S) d'un échantillon d'eau est donnée par le rapport K de la conductivité électrique de cet échantillon d'eau de mer à 15 °C et à la pression atmosphérique normale, avec la conductivité d'une solution de chlorure de potassium (KCl) dans laquelle la fraction en masse de KCl est 0,0324356, à la même température et même pression. Si ce rapport K est égal à 1 on dit que la salinité est de 35. La salinité n'est plus présentée comme un rapport de masse. Elle s'exprime sans unité, comme le pH, mais on trouve encore des salinités exprimées en ‰, en g/kg ou en psu (practical salinity unit).

Salinité des océans[modifier | modifier le code]

Salinité annuelle en surface des océans mondiaux d'après le World Ocean Atlas 2001 (USA).

L'eau des océans est une solution qui contient en moyenne 35 g/kg de sels divers (chlorure de sodium essentiellement), avec un pH très stable de 8,2 (légèrement alcalin), mais qui tend à s'acidifier en solubilisant le CO2 anthropique en excès dans l'air. La Mer Morte contient beaucoup plus de sels, ce qui explique qu'on y flotte sans effort, alors que la Mer Baltique en contient beaucoup moins, ce qui explique qu'elle gèle plus vite. Néanmoins, hormis dans les mers fermées, on a montré au début du XXe siècle que la proportion des composants les plus importants reste quasi-constante, ce qui laisse penser que depuis des millions d'années et plus sans doute, les océans ont été parfaitement mélangés par la circulation thermohaline, avec l'aide de certaines espèces de plancton qui par leurs mouvements quotidiens et saisonniers contribuent à homogénéiser les couches thermiques et salines.

Ceci indiquait, qu'en plus des circulations particulières à chaque océan, l'eau circulait entre les différents océans, ce qui a été confirmé par la courantologie.

Quantités : le volume des océans est estimé à 1 370 millions de km3. Il contiendrait donc environ 48 millions de milliards (ou 4,8×1016) de tonnes de sels pour une masse océanique totale de 1,4 milliards de milliards (ou 1,4×1018) de tonnes. Cela représenterait 95 t/m² si on étalait ce sel sur le globe entier (environ 510 millions de km²), ou encore 320 t/m² si on ne l'étalait que sur les parties actuellement émergées (près de 150 millions de km²).

Principaux sels dissous pour une eau de mer de salinité 35 g/kg
Anions (en g/kg) Cations (en g/kg)
Chlorure (Cl-) 18,9799 Sodium (Na+) 10,5561
Sulfate (SO42-) 2,6486 Magnésium (Mg2+) 1,2720
Hydrogénocarbonate (HCO3-) 0,1397 Calcium (Ca2+) 0,4001
Bromure (Br-) 0,0646 Potassium (K+) 0,3800
Fluorure (F-) 0,0013 Strontium (Sr2+) 0,0135

Salinité et climat[modifier | modifier le code]

Une eau très salée est plus dense et "coule", ou plonge, sous une eau moins dense. Dans les régions polaires, le sel est rejeté par l'eau de mer qui se transforme en glace et enrichit alors l'eau liquide, la rendant plus dense et la faisant plonger vers les grands fonds marins. Ce phénomène alimente la circulation thermohaline, qui joue un rôle important dans la régulation climatique, le mélange des couches océaniques et l'écologie planétaire.

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

Références[modifier | modifier le code]

  1. K. Orski, B. Grimbert, C. Menezes & E. Quin (2007), Fighting Lead and Zinc Sulphide Scales on a North Sea HP/HT Field ; Total E&P UK Ltd. ; European Formation Damage Conference, 30 May-1 June 2007, Scheveningen, Pays-Bas ; ISBN 978-1-55563-160-4 Society of Petroleum Engineer (résumé)