Pollution thermique

Types et exemples de pollution thermique

Certaines pollutions thermiques sont causées par des processus naturels, notamment les éruptions volcaniques, les cheminées géothermiques et les éclairs. Cependant, la plupart de la pollution thermique est un sous-produit des activités humaines.

Liquides de refroidissement de l'eau

Les liquidesde refroidissement sont des liquides utilisés pour empêcher les machines de surchauffer. Parfois, ils sont utilisés comme lubrifiants sur les pièces mobiles. Le liquide de refroidissement est pompé dans les canaux d'une machine. En passant dans les canaux, il absorbe l'excès de chaleur.

Les centrales électriques et les usines de fabrication utilisent l'eau comme liquide de refroidissement, car elle est gratuite et largement disponible. L'eau est puisée dans une source proche, utilisée comme liquide de refroidissement, puis rejetée à sa source à une température beaucoup plus élevée.

Les déchets

Lorsque des déchets domestiques ou industriels sont déversés dans des plans d'eau, la température augmente rapidement, ce qui entraîne une pollution thermique.

La déforestation

Lors de la déforestation , les plans d'eau qui étaient auparavant à l'ombre sont directement exposés à la lumière du soleil. Ils absorbent davantage de chaleur et connaissent une augmentation des températures.

Érosion du sol

La déforestation est associée à l'érosion des sols. L'érosion constante du sol fait monter les plans d'eau, qui deviennent plus exposés à la lumière du soleil, et donc à l'augmentation de la température. L'érosion du sol de la berge peut éliminer la végétation aquatique, augmentant ainsi l'exposition à la lumière du soleil.

Ruissellement urbain

Les zones urbaines sont recouvertes de surfaces imperméables, telles que les trottoirs, les routes et les toits. L'eau ne peut pas s'infiltrer dans le sol et s'écoule donc sur le sol sous forme de ruissellement urbain jusqu'à ce qu'elle atteigne une étendue d'eau.

Les routes et les trottoirs sont généralement de couleur foncée et retiennent donc la chaleur en été. Une partie de cette chaleur est transférée aux eaux de ruissellement, qui polluent ensuite les réseaux d'égouts et les plans d'eau.

Centrales hydroélectriques

Les centrales hydroélectriques endiguent l'eau en amont, créant ainsi un réservoir. En descendant, l'eau est poussée dans des turbines qui alimentent un générateur. La production d'électricité entraîne une augmentation de la température de l'eau dans les réservoirs.

Conséquences de la pollution thermique

La principale conséquence de la pollution thermique est son effet sur les niveaux d'oxygène.

L'oxygène dissous (OD) désigne la quantité d'oxygène disponible pour les organismes aquatiques. La température de l'eau est en corrélation négative avec l'OD. En effet, dans une eau plus chaude, les molécules d'eau ont plus d'énergie et se déplacent plus rapidement, ce qui permet à l'oxygène de s'échapper de l'eau. Pense à un verre d'eau froide. Il contient plus d'oxygène qu'un verre d'eau chaude. Cela peut sembler peu logique car souvent l'eau chaude ou tiède a beaucoup de bulles. Ces bulles sont en fait l'oxygène qui s'échappe de l'eau. Plus la solubilité est grande, plus un liquide peut contenir de gaz, ce qui signifie que dans l'eau chaude, l'oxygène dissous est libéré.

Effets de la pollution thermique sur la vie aquatique

La pollution thermique peut dévaster les écosystèmes aquatiques. Nous allons aborder certains de ces effets ci-dessous.

La mort

Certains organismes aquatiques sont très sensibles aux changements de température et ne peuvent pas s'adapter, ce qui entraîne leur mort par choc thermique.

Alternativement, l'augmentation significative de la température entraîne une baisse de l'OD. Une concentration d'OD de 5 mg/L est recommandée pour une santé optimale des poissons. La plupart des espèces deviennent angoissées entre 2 et 4 mg/L, et la mortalité survient généralement en dessous de 2 mg/L. Un faible taux d'OD entraîne la suffocation des animaux aquatiques.

Mais les animaux ne sont pas les seules victimes de la pollution thermique. La mort généralisée des plantes est fréquente, ce qui entraîne une baisse de la photosynthèse, donnant lieu à des conditions anoxiques.

La prolifération des algues et l'anoxie

La pollution thermique peut également entraîner des conditions anoxiques par le biais de la prolifération d'algues. L'eau plus chaude favorise les populations d'algues à la surface. Les algues ont une croissance rapide et forment rapidement des efflorescences. Ces efflorescences empêchent la lumière de pénétrer dans l'eau, stoppant la photosynthèse sous la surface et conduisant finalement à l'anoxie.

Fig. 1 - L'habitat de cette grenouille est dominé par les algues. Il y en a tellement que l'eau paraît verte et que la lumière ne peut pas atteindre les plantes aquatiques situées en dessous. Bientôt, les plantes aquatiques ne pourront plus faire de photosynthèse, ce qui entraînera des conditions anoxiques. Pixabay

Problèmes de reproduction

La pollution thermique peut provoquer des problèmes de reproduction chez les animaux aquatiques. Les températures élevées peuvent déclencher la libération d'œufs immatures ou empêcher le développement normal des œufs. De plus, la probabilité de malformations congénitales chez les nouveau-nés est nettement plus élevée dans un plan d'eau touché par la pollution thermique.

Impacts sur le réseau alimentaire

La pollution thermique peut altérer le réseau alimentaire aquatique de diverses manières.

• L'augmentation de la température de l'eau peut provoquer des morts massives et la disparition d'espèces. Ce déclin associé de la biodiversité peut perturber l'ensemble du réseau alimentaire. Les prédateurs peuvent se retrouver sans nourriture, ou les populations de proies peuvent se développer de façon incontrôlée, surexploitant l'habitat et ses ressources naturelles.

• Les espèces animales survivantes sont susceptibles de migrer, laissant un vide dans le réseau alimentaire.

• La pollution thermique augmente le taux métabolique des organismes. Par conséquent, les organismes vivant dans des plans d'eau thermiquement pollués consomment plus de nourriture que d'habitude. Cela a un impact sur la stabilité du réseau alimentaire et peut modifier la composition des espèces.

Solutions à la pollution thermique

Comment pouvons-nous empêcher la pollution thermique d'affecter les écosystèmes aquatiques ?

Tours de refroidissement

Si les liquides de refroidissement de l'eau sont immédiatement renvoyés à leur source, ils provoqueront une pollution thermique et affecteront les écosystèmes aquatiques. Les tours de refroidissement agissent comme une mesure préventive, en réduisant la température de l'eau avant qu'elle ne soit renvoyée à sa source. Les tours de refroidissement fonctionnent en maximisant le contact de l'eau avec l'air. Lorsque l'eau chaude rencontre l'air, une petite quantité s'évapore. La chaleur latente est transférée de l'eau à l'air, ce qui produit un effet de refroidissement.

Fig. 2 - Les deux structures larges et concaves sont des tours de refroidissement. Unsplash

Étangs de refroidissement

L'eau chauffée est placée dans un réservoir peu profond et de grande surface, appelé étang de refroidissement. Le principe est le même que celui des tours de refroidissement : l'eau qui entre en contact avec l'air s'évapore, ce qui crée un effet de refroidissement. Des buses de pulvérisation peuvent être utilisées pour maximiser la quantité d'eau qui entre en contact avec l'air.

Les étangs de refroidissement sont une méthode simple et bon marché de refroidissement de l'eau, mais ils sont inefficaces.

Les bassins de refroidissement artificiels sont connus sous le nom de lacs artificiels. Le liquide de refroidissement usagé est déversé dans le lac à une extrémité ; la chaleur est finalement dissipée par évaporation. L'eau est prélevée à l'autre extrémité pour être réutilisée.

Recyclage de l'eau

Parfois, le liquide de refroidissement usagé est recyclé. Cela permet d 'économiser de l'énergie car l'eau n'a pas besoin d'être chauffée à nouveau ! Les utilisations du liquide de refroidissement sont les suivantes :

• Chauffage (domestique ou industriel)

• Agriculture (réchauffement des sols et chauffage des serres)

• Abris pour le bétail

• Élevage de poissons

J'espère que cet article t'a expliqué la pollution thermique. La principale cause de la pollution thermique est constituée par les liquides de refroidissement de l'eau utilisés dans les centrales électriques et les fabricants industriels. La pollution thermique est associée à une réduction de l'oxygène dissous, ce qui affecte les écosystèmes aquatiques.

^{1. Ruth Francis-Floyd, Dissolved Oxygen for Fish Production, Institut des sciences alimentaires et agricoles de l'Université de Floride, 2003.}