VITESSE DE RENOUVELLEMENT DES EAUX DES LACS

Toutes les molécules d'eau qui arrivent dans un lac n'y séjournent pas pendant le même temps. Les eaux des affluents peuvent être un peu plus légères que celles du lac et glisser, sur la surface de celui-ci, jusqu'à l'émissaire, sans se mélanger avec les couches profondes. D'autre part, nous verrons que, dans certains cas, les eaux de ces dernières couches ne peuvent remonter que très difficilement dans les régions superficielles. Il en résulte que la vitesse de renouvellement est très variable suivant la région du lac que l'on considère.

Mais la durée du séjour moyen de ces diverses molécules est aisée à calculer;

elle est évidemment égale à celle qui serait nécessaire pour vider le lac; en d'autres

termes, elle est égale au quotient du cube du lac par le débit de l'émissaire

Nous pouvons la donner 'pour quelques lacs. Elle est :

1 1 j i-. . 1 89 milliards ., . , , __ .

pour le lac de Genève, de ^^ — 3i 536000^ ' années, 73 jours;

pour le lac d'Annecy, de i^jl^^^^^^ ^ soit 3 années, H3 jours;

pour le lac de Saint-Point, de , fn^^t^^z^nna . soit 205 jours;

pour le lac de Chaillexon .^ ^^. ^^^^^ soit près de 5 jours.

Cette durée est, comme on le voit, extrêmement inégale.

n. — Variations du niveau des lacs.

Comparaison entre les lacs & écoulement superficiel et les lacs

& écoulement sous-lacustre.

Le niveau d'un certain nombre de lacs est réglé artificiellement et ses variations n'offrent plus aucun intérêt d'ordre géographique; tel est le cas aux lacs de

i . Les Eaux souterraines à l'époque actuelle, 1. 1, p. 96.

2. 31 336 000 représente le nombre de secondes contenu dans une année.

3. 86 400 représente le nombre de secondes contenu dans une journée.

4. i3»%50 représente le débit du Doubs, au Saut du Doubs, immédiatement en aval du lac de Chaillexon, d'après le Mémoire cité à la page i 13. 11 est mesuré au seuil de la chute. Ce débit ne représente pas exactement celui du lac, attendu qu'une partie des eaux de ce dernier, notamment celles qui s'échappent par l'entonnoir, repai ait peut-être au-dessous de ce seuil, dont le niveau semble être supérieur à celui du fond du lac. La vitesse de renouvellement des eaux du lac pourrait donc être encore inférieure à cinq jours.

Genève, d'Annecy, de Paladru, au lac Bleu ou de Lespoune, au lac d'Orédon, an lac des Corbeaux, au lac de Gérardmer, etc.

Sur les lacs dont le niveau n'est pas réglé, les observations sont assez peu nombreuses. Nousen possédons une série très complète au lac duBourget, àl'échelle du Port-Puer, faites par le service des ponts et chaussées. II en résulte que, de 1867 à !893, la variatioD extrême a été de 3 mètres. De même au lac de Naotua, où, il est vrai, les observations ne sont pas régulières, les écarts les plus grands se maintien-

Fic. 19. — l.a<- de Ctiaillcxon en eaux 1res basses, le -ii septembre 1803.

(Daprfts une phologmphio.)

Dent dans la même limite. Une forte crue, à laquelle j'ai assisté, a fait monter en vingt-quatre heures, les 23 et 24 juillet 1894, le niveau du lac d'Oo de 2"», 30 environ. Nous pouvons dire que, pour nos lacs à déversoir aérien, 3 mètres représentent l'amplitude extrême des variations de niveau. Ce chiffre est d'ailleurs sensiblement dépassé pour d'autres lacs à écoulement superficiel; ainsi il atteint 7 mètres pour le lac Majeur '.

Les variations du niveau des lacs à écoulement sous-lacustre sont infiniment plus considérables. Depuis le 19 août 1892, l'inspectorat fédéral des Travaux Publics a fait. des observations hydrométriques sur le lac de Chaillexon (Sg. 49), qui

1. FoKEL, Gaielte de Lausanne, novembre 1889. Celte varialion considérable est due aux précipitations extraordinaire ment abondantes qui ont lieu sur le versant italien des Alpes.

m'ont été obligeamment communiquées par M. de Morlot, directeur de ce service; il en résulte que Tamplitude des variations a été, du 19 août 1892 au 31 décembre 1895, de 15"", 82 ', le maximum ayant été atteint le 29 mars 1895 et le minimum le 23 septembre 1893. Aux lacs d'AUos (Basses-Alpes), de Lovitel (Isère), de Robert (Isère), que j'ai visités en eaux basses, la laisse des hautes eaux est parfaitement visible sur les rochers qui bordent le rivage. La variation atteint au moins 14 mètres au lac de Lovitel, 10 à 12 mètres au lac d'AUos, 6 mètres aulac Robert; elle dépasse 12 mètres au lac du Grand-Lautien (Yar), alimenté probablement par une nappe souterraine^ D'après Lecoq, le niveau du lac de Montcyneire est aussi très variable^ Par contre, d'après le même auteur^, la variation est très faible au lac du Bouchet, où elle n'atteint que 0^,30 à 0'",40, et elle m'a paru être du même ordre au lac d'Issarlès. 11 est probable que ces deux derniers, alimentés par de petites sources sous-lacustres, reçoivent une très faible quantité d'eau et que, dès lors, les variations de leur niveau doivent être minimes, quel que soit leur mode d'écoulement.

Un calcul très simple montre que le niveau des lacs à écoulement sous-lacustre est beaucoup plus variable que celui des lacs à écoulement superficiel.

En effet, le débit d'un déversoir est donné par la formule suivante* :

(i) 0=0,35 LHl/2g H

dans laquelle :

Q représente le débit exprimé en mètres cubes par seconde ;

g l'accélération de la pesanteur, soit 9,8088 ;

L la largeur du déversoir, c'est-à-dire de l'émissaire du lac;

H la hauteur du niveau du lac au-dessus du seuil du déversoir, c'est-à-dire du fond du lit de l'émissaire ; ou bien, puisque g= 9,8088, par la formule;

(2) Q=i,55LHI/h.

L'écoulement sous-lacustre peut être assimilé à l'écoulement par un orifice muni d'un ajutage cylindrique^; il sera donné par la formule':

(3) Q = 0,82A|/^2gH

* dans laquelle :

1. Si l'on tient compte du niveau extraordinairement élevé du 28 décembre 1882, on trouve que Famplitude la plus grande est de 17'",20.

2. Voir page 51 les détails relatifs à la variation de ce niveau.