Pourquoi l'eau ne conduit pas le courant ?

L’eau, isolant ou conducteur ? Le rôle insoupçonné des ions.

L’idée que l’eau conduit l’électricité est profondément ancrée dans l’imaginaire collectif. On nous met en garde contre les dangers de l’eau et de l’électricité, et à juste titre. Pourtant, la réalité est plus nuancée. L’eau pure, en réalité, est un excellent isolant électrique. La confusion provient de la présence, presque systématique dans notre environnement, d’impuretés qui transforment radicalement son comportement face au courant électrique.

L’explication réside dans la nature même de la conduction électrique dans les liquides. Contrairement aux métaux où le courant est transporté par un flux d’électrons libres, la conduction dans l’eau est assurée par des ions. Ces ions sont des atomes ou des molécules chargés électriquement, résultant de la dissociation de substances dissoutes dans l’eau.

L’eau pure, constituée uniquement de molécules H₂O, ne possède qu’un nombre extrêmement faible d’ions. En effet, une infime partie des molécules se dissocient spontanément en ions hydrogène (H⁺) et hydroxyde (OH⁻), un phénomène appelé autoprotolyse de l’eau. Cette faible concentration d’ions rend la conductivité de l’eau pure extrêmement basse, la qualifiant ainsi d’isolant.

Cependant, l’eau que nous rencontrons au quotidien est rarement pure. Elle contient divers sels minéraux, des traces de matières organiques et d’autres impuretés. Ces substances, lorsqu’elles se dissolvent dans l’eau, se dissocient en ions. Par exemple, le chlorure de sodium (sel de table, NaCl) se dissocie en ions sodium (Na⁺) et chlorure (Cl⁻). Ces ions, mobiles dans la solution, sont capables de transporter une charge électrique sous l’effet d’un champ électrique, permettant ainsi au courant de circuler.

Plus la concentration d’ions dissous est importante, plus la conductivité de l’eau est élevée. L’eau de mer, par exemple, riche en sels minéraux, est un bon conducteur d’électricité, contrairement à l’eau distillée, très pure et donc isolante. De même, l’eau de pluie, bien qu’apparemment pure, contient des traces de gaz dissous et de particules en suspension, qui contribuent à sa faible, mais néanmoins perceptible, conductivité.

En conclusion, la perception de l’eau comme conducteur d’électricité est justifiée par la présence quasi-inévitable d’impuretés ioniques. L’eau pure, en revanche, est un isolant électrique, son comportement étant radicalement transformé par la dissolution de substances qui libèrent des ions mobiles, porteurs de charge électrique. Cette nuance essentielle est fondamentale pour comprendre les risques liés à l’utilisation de l’eau dans un contexte électrique et pour appréhender la complexité des phénomènes physico-chimiques à l’œuvre dans les solutions aqueuses.