PRODUIT

en étiage. | en grandes eaux.

me.

RAPPORT de cet produits.

A'ota. Les produits ci-dessus en grandes eaux ne peuvent être considérés que comme des approximaUont attendu Tiocertitude des données du problème.

Si les matières remuées par les fleuves, si les cailloux par exemple s'arrêtent sur de Que devieacertaines parties sans les dépasser comme cela parait certain, pourquoi ne les voit-on pas f^s^eD^traToées. former des espèces de barres ou de longs seuils qui exhaussent le lit des rivières? Serait-ce parce que les cailloux s*étendant dans tous les sens au fur et à mesure qu'ils s'accumulent, les progrès de Texhaussement ne peuvent être sensibles entre les époques d'où datent nos observations? Serait-ce parce que les cailloux, s'usant par leur frottement, cheminent plus loin et par là annulent raccumulallon?

Quant à la vase, au sable, et même au gravier, lesquels marchent continuellement vers l'aval des rivières , que devient la masse croissante de ces matières charriées depuis des siècles? Où s'arréte-t-elle?

Et d'abord nous nous demanderons s'il y a un grand nombre de siècles que ces matériaux descendent les fleuves? Il est certain que toutes les particules de matières livrées annuellement aux cours d'eau descendent et qu'aucune d'elles ne s'élèvent. Mais ont-elles été toujours aussi abondantes qu'aujourd'hui? Cela n'est pas probable. Tous les renseignements historiques établissent que beaucoup de rivières étaient plus facilement navigables il y a 5 ou 600 ans. Elles étaient plus profondes, plus limpides, plus paisibles. Elles auraient perdu ces qualités au fur et à mesure que la population et les déboisements se sont accrus. Elles pourraient donc être aujourd'hui dans un état d'obstruction naissant, ou trop récent pour présenter des faits prononcés.

Quoi qu'il en soit c'est ici le lieu de considérer ce qui se passe aux embouchures ; et pour que la question soit moins compliquée , nous supposerons d'abord qu'il s'agit des rivières qui versent dans les mers où les courants de marées sont presque nuls.

Si on jette les yeux sur la carte et qu'on examine l'embouchure des grands fleuves dont les dimensions donnent lieu à des phénomènes plus prononcés, tels que le Chary dans le lac de Tchad, le Wolga , l'Oural , le Terek, le Kour, dans la mer Caspienne ; le des^ddSs^aux Danube dans la mer Noire; le Nil, le Pô, le Rhône, l'Èbre, dans la mer Méditerranée; ««n^^ouchure.. on remarque , l"" que ces fleuves se divisent en plusieurs bras un peu avant d'arriver à la mer; 2^ que si par la pensée on prolonge les directions des côtes adjacentes à quelque distance du fleuve, toutes les embouchures des divers bras sont en saillie sur ce prolongement, et que les terrains environnants forment en quelque sorte un promontoire arrondi qai parait avoir été ajouté à la côte jadis plus reculée.

On sait d'ailleurs que les terrains qui environnent ces bouches sont plats , marécageux, composés de sable et de limon; que les passes des divers bras sont peu profondes et varient sans cesse par suite d'atterrissements qui se déplacent continuellement.

Tous ces faits concordent très-bien avec l'hypothèse du dépôt des sables et des vases qui aurait lieu aux embouchures. En efi'et, ce dépôt, diminuant la pente et la section, force le fleuve à s'élever, à s*étendre, à déborder, ce qui donne naissance à plusieurs bras (tel est en efl^et ce qui est arrivé au Rhône et à l'Adour il y a un siècle , et tout ricemment à la Yistule); les dépôts ont lieu en partie dans la mer, s'élèvent progressif vmeDi jusqu'à sa surface; remués par les vagues, poussés sur le rivage, desséchés et

rrnfonrtenr

18 COtmS DE CO?:STRtTCTlO:T.

eolerés par les vcnls , ils sont portés au-dessiis du niveau de la mer et forment une nou-

velle cdle pble ajoutée à l'ancienne.

Quelques personnes regardent ces Ji'pôts comme produits par les sables du bord de la mer [loussës par le vent et le courant littoral; on Toit effectivement les sables s'accumuler dans les anses tranquilles et dans les porfs; mais si c'était là la véritnble cause des atterrissements sablonneux autour des embouchures, cet effet serait général et même plus sensible pour les petites rivières, ce qui n'est pas. L'agitation de la mer et le courant littoral conli'ibuenl donc à la formalion des deltas, mais ne suffiraient pas.

De ce que les sables s'arrClcnt dans la mer au-devant de l'embouchure , il ne faudrait pas en conclure que le lit du fleuve, en amont de ses barres, s'exhausse toujoars à leur niveau; il en est souvent de ces hauts fonds comme de ceus qui, dans les autres parties du lit, sont précédi^s d'une grande profondeur d'eau.

Ainsi , tandis qu'il y a à peine 2~,U0 d'eau dans les passes de la Camar[;ue, le RIi6ne a 13°* ,00 de profondeur à Arles. A l'emboucbure du Pu di Volano, dans l'Adriatique [ftg. 53), on no trouve que 0'",70 d'eau, et 5" ,00 à 10 000 mètres en atnont. Le Tibre, l'Adige, le Nil prcsenlent le même phénomène.

Les eflfots que nous venons de reconnaître aux embouchures dans la mer Méditerranée, se remarquent aussi dans les bouches de beaucoup de fleuves ver?;ant dans l'Océan, tels que le Gange, l'Ava, l'Euphratc, l'indus, dans l'océan Indien ; lOrénoque, le Mississipi, dans le Grand Océan (/ïg. 58]. Dans phi.>iieurs autres rivières , dont le lit s'élargit considérablement avant d'arriver à la mer, des dépôts très-variables de position se forment dans toute la partie du lit où combattent les courants de la marée et celui du fleuve : cela se remarque dans la Seine, la Loire, la Garonne, la Tamise, etc. L'accumulation de ces dèpâts rend la navigalion de ces parties de plus en plus périlleuse, et jaslîfie ce que nous avons dit des progrés récents de l'cngorgemeot des rivières.

Je ne me dissimule pas tout ce que l'exposé précédent, sur les matériaux remués par les rivières, a d'incertain et de conjectural ; mais, malgré mon éloignemenl pour toute digression qui ne s'appuie pas sur des données positives, je n'ai pas eru devoir éviter celle-ci , parce que les considérations qui y sont exposées sont les seules qui puissent, en quelque sorte, servir de prémisse à cette grande question : Vétiage, les hautet eaux, et /a fond des rivière» sont-Us dû hauteur constante? Queslion dont la solution est d'une haute impurlancc pour la navigation et l'établissement de travaux en lit de rivière.

Nous dirons, quant à l'i^liage, que si te point où un fleuve arrive au niveau de la mer s'éloigne de plus en plus de la source, il faut, si la section n'augmenle pas suffisamment, que le fleuve s'exhausse en amont pour avoir la pente nécessaire au déhit. Or , la section n'augmente jamais aissez; car elle ne s'accroît que par la fOrmalion des bras, el l'on sait, par l'observalion fréquente des Itnliens sur les bras du Pô et ses affluents, que celte division en branches est un des moyens les moins efficaces de faire baisser le niveao du tronc principal.

Ainsi Frisi rapporlc que le grand P<)(/'i'^.^), non loin de l'Adria, ayant une section {Iç.t 7 J3 mètres carrés i s« divise crt deux bras, celui des Fournaises , dont la section ott

de 1780 mètres, et celui d'Ariano, dont la section est de 541 mètres; et quoique la largeur réduite du bras des Fournaises soit de IS'^^SO plus grande que celle du tronc principal , la hauteur de Teau , dans ce dernier , n*est que de 0"",047 plus élevée que le niveau de l'eau dans le bras des Fournaises.

L'étiage des fleuves devra donc s'élever près de la mer , et le point où Télévation commencera remontera vers la source , au fur et à mesure que Tembouchure s'en éloignera.

Cet effet est très-lent ; car , plus les bouches du fleuve s'éloignent des côtes , plus grande doit être la quantité d'alluvions nécessaire pour produire les mêmes obstacles, attendu que le fond de la mer s'abaisse de plus en plus. On a dit que ravancement des alluvions du Pô , au large , était de 2S mètres par année ; on l'a môme porté jusqu'à 120 mètres; mais cette marche a été singulièrement favorisée par l'endigage du Pô. Il est vrai de dire aussi que plusieurs fleuves ont, sur la direction présumée des côtes primitives, une bien plus grande saillie ; ainsi :

Le Rhône avaûce de. . . .

8 lieues

Le Nil avance de. . .

16 lieues.

Le ?à ~ de. . . .

Le Gange — de. . .

Le Danube — de. . . •.

Le Mississipi — de. . .

Les hautes eaux des fleuves devraient aussi s'élever par les mêmes raisons ; mais elles dépendent encore d'autres causes. Ce qui produit la hauteur des crues, le lit étant supposé constant, c'est la quantité d'eau arrivant dans un temps donné; cette quantité est proportionnelle aux pluies et aux neiges ; le temps dépend de l'absorption du terrain et de la pente des versants; cette déclivité change peu, mais il n'en est pas de même de l'absorption. La culture, les déboisements , les travaux de l'homme agissent puissamment sur la promptitude des crues, et, par suite, sur la hauteur des inondations.

D'après l'empereur Julien , les eaux de la Seine étaient remarquables par la constance de leur limpidité et de leur hauteur.

Ile doit-on pas attribuer ce résultat aux immenses forêts qui couvraient alors le sol des Gaules, qui entravaient la marche des eaux d'orage, les empêchaient de glisser sur la surface du sol, et rendaient le produit des sources plus constant, en entretenant l'humidité et la fraîcheur dans les premières couches du terrain?

La Lombardie était autrefois couverte de forêts ; aujourd'hui elles sont remplacées par des champs cultivés ; en même temps, les crues du Pô, qui, il y a quelques siècles , n'apparaissaient que tous les cinquante ans, deviennent très -fréquentes.

Depuis les déboisements des collines qui bordent le canal du Centre, le vallon de la Dheune s'est ensablé et relevé de ^"^,00 sur près de quatre lieues , et différentes obser- Talions font croire que les sources diminuent.

Les progrès de la population et de la culture , qui font disparaître les bois , tendent donc à faire arriver l'eau des pluies plus promptement dans les thalv\'egs , et conséquemmentà augmenter la hauteur des crues.

Nous conclurons donc, non pas absolument, mais relativement au temps, que proba- L'étiage cens- Uement le fond des fleuves, et par conséquent l'étiage , éprouvent à la longue quelque emboucburet!

exhaussement, snrtout près des embouchures; cependant cet effet, considéré dans le laps de temps qu'il nous importe d'eml>rasser, est trop peu sensible pour nous empêcher de regarder, encénéral, l'étiage comme constant, lorsqu'on n'apporte au récime aucune grande perturbation.

Ainsi beaucoup de ponis trOs-anciens sur la Loire, sur le RhOne , etc. , indiquent que l'étiage, lors de leur constroclion , «îtflit à peu près le même qu'aujourd'hui. On cite on temple romain, sur les bords du Rhin, près de Bàlc, dont le parvis est encore à l.i hauteur de la plaine qui borde le fleuve , ce qui indique que ses crues ont peu changé.

Frisi rapporte que, pendant dis ans . le fond du Primaro (bras du Pu) s'était un peu exliaussii sur 2 à 3 milles en amont d'un certain point , et un peu approrondi sur pareille longueur en aval ; mais que , pendant les dix années qui suivirent, ce fut la première partie qui s'abaissa et la seconde qui s'éleva ; de sorte qu'au bout de vingt ans, le lit était à peu prés le même qu'auparavant. Celte observation est d'autant plus remarquable, que le PO , dans le milieu de son cours , a exhaussé son lit. Le même auteur admet . d'après l'expérience, l'exhaussement des rivières torrenlieiles dans les parties où arrivent les graviers, telles que l'Arno, le Reno supérieur, le Savino, l'Ombron.

Sans doule il s'en faut beaucoup que In discussion précédente, sur la positîoa de l'étiage, présente toutes les donn<^es que réclamait l'importance de la question; mais, malgré toutes mes recherches, les faits à l'appui m'ont manqué. La conclusion est done uu peu hasardée; je ferai observer qu'elle est conforme au résultat admis jusqu'à présent, sans discussion , par les ingénieurs de tous les pays , à savoir que l'étiage et les crues désignés dans leurs projets ne seront jamais dépassés.

Je terminerai ici les considérations générales sur les cours d'eau , et j'entrerai dans tyie série de phénomènes d'un autre ordre qui ne sont pas moins importants.

Outre l'action générale de la masse du courant sur le lit d'une rivière ou sur les ouvrages qu'on y établit, on remarque aussi dans des circonstances particulières certains effets qui ont moins d'étendue, tels que les remous, les toiu-billons, etc., etc., et qui ont une grande inHuence sur les constructions. J'ai essayé d'en formuler ainsi la cause : t Toute saillie ou renfoncement brusque dans le fond du lit ou sur les rives donne lieu ' à des tournoiements, â des affouillements et à des alterrissements. Ces effets ont d'autant plus d'intensité que la vitesse est grande.

Venluri a fait voir dans des expériences en petit que des obstacles latéraux h un courant y produisaient des tournants à axes verticaux, que des renfoncements ou saillies brusques dans le fond produisaient des tourbillons à axes horizontaux , de. (/Tj/. 27 et 28). Il a fait voir en outre qu'un courant traversant une eau tranquille en fait baisser promptement le niveau en entraînant avec lui les parties qu'il louche Ifig. 14). ab est le niveau de l'eau contenu dans un vase comaïuniquant par un ajustage à un réservoir. Un tuyau incliné ad étant présenté aune certaine distance de la bouche de l'ajustage, si on établit l'écoulement du réservoir, le jet fluide qui s'élance par a t^ entraîne avec lui les particules fluides qu'il touche , et en quelques instants le niveau a b s'abaisse en c d.

Dubuat avait déjà remarqué que l'eau glissant le long d'un plan pouvait produire um

vers.

dépression. Â^ant plongé dans un courant de 1";00 de vitesse une botte plate en ferblanc^ de la forme a b o d{/îg. 29 et 50), percée en amont de plusieurs petits trous dont il n*ouTrait qu'un seul à la fois^ il trouva que la hauteur de Teau dans le tube h /, indiquant la pression communiquée par le trou, dépassait la surface du courant de 0"^,07 pour le trou du centre ; que cette hauteur diminuait par les trous plus rapprochés du bord , de sorte qu*à Tangle d elle était négative , et de 0°*yOa en contre*bas de la surface.

Venturi a attribué ces phénomènes à une cause commune qu'il a appelée communication latérale du mouvement des fluides. Quelque jugement qu'on porte sur son explieation , on ne peut s'empêcher de recon/iaitre que les effets qull a constatés ne se reproduisent dans les plus grands cours d'eau.

Ainsi toute anse tranquille, toute entrée de canal sans courant dans une rivière Exempiesdirapide, est Toccasion d'une dépression, d'un tournoiement ou d'un remous et d'un atterrissement dans la partie rentrante ; le tournant cylindrique ou conique à un axe de rotation vertical, l'eau de la rivière y passe et y dépose les troubles qu'elle charie [fïgAl).

Ainsi, devant les ports d'Honfleur {fig. 126 bis)^ de Dieppe, de Saint-Valery \fig. 193-190), devant ceux de Saint-Gilles et des Sables d'Olonne {fig. 189-192), le courant de flot du large détermine un contre-courant le long des jetées ou des côtes , dû probablement aux fortes saillies des côtes qui produisent dans les renfoncements de grands tournoiements de la mer. Il en est encore de môme devant la jetée nord de Calais et dans plusieurs autres ports.

Ainsi, dans l'écoulement des crues entre les piles et culées des pertuis ou des poBts« le courant, toujours incliné sur leur longueur, laisse contre le flanc des piles un espace triangulaire d'où leau entraînée par communication latérale sort continuellement, et où le niveau s'abaisse pour se mettre en équilibre avec la dépression qui a lieu dans le eeurant. L'eau d'aval descend dans cet abaissement en suivant une contre-pente le long de la pile (fig. 47). II y a des courants assez violents pour mettre à nu le radier des pertuis dans le sommet de l'angle dont nous parlons.

Lorsqu'une construction entièrement plongée dans une rivière fait obstacle au courant

par ses faces verticales^ il se forme des tourbillons à axes horizontaux en amont et en aval; de là aifouillements, si le fond est peu résistant : ainsi les pieux s'entourent d'un vide conique* Si la construction occupe une grande partie de la rivière, ces effets augmentent rapidement et peuvent entraîner le renvei'sement de l'obstacle. Ainsi des barrages déversoirs sont tombés dans l'affouillement d'aval^ tandis que les piles des ponts plus affouillées en amont sont renversées de ce côté.

Si au contraire l'obstacle est petit et pesant, si le courant est rapide et le fond sablonneux, le terrain sur lequel pose le corps cède sous son poids, il s'enfonce et se trouve au bout de quelque temps recouvert par le sable du fond. C'est ainsi que disparaissent scmvent les pierres de taille qui tombent à l'eau dans la construction des ponts.

Les tourbillons à axes horizontaux sont signalés d'une manière remarquable dans les monvements du sable entraîné par l'air autour des constructions élevées sur les dunes et

M COimS DE CONSTRUCTION.

qui forment obstacle nu vent. LesphénomËoes sont d'autant plus prononci';s que le sable

est fin elle venlfoil,

Chargû en 1800 d'élablii' des vigies sùmaphoriques sur les dunes Je Ttle d'Otéron el du cap Ferret, j'ai eu lieu d'observer ces mouvements analo{;ues à ceux du fond mobile d'une rîvîtie rapide autour des obstacles qof y sont plongés, el dont ta description, sons ce rapport, ne sera pas déplacée ici.

1" Èpoii[te(/7(;. 15). Le vent supposé dans la direction d'une des faces de la cabane produit deux tourbillons à axus horizontaux , l'un en amont , l'autre en aval.

2' Époque i/ig. 12, Ces deux tourbillons, manifestés aux yeux par le mouvement de» grains de sable qu'on voit monter , descendit , remonter, et ainsi de suite , sur les talus, produisent deux ofTouilleracnts. Le vent venant a chuneer de direction jusqu'à l'angle droit , et les mOmes phiinolnùnes ayant lieu sur les deux autres faces verticales , on voit que la cabane est entourée d'un fosst^ circulaire dont la limite en profondeur est atteinte quand il descend autant de sable sur les talus par son propre poids qu'il en remonte par les rafales du vent.

3* el dernière époque [/ij;. 11). Le sable sous la cabane se dessèche, devient friable, cède à la pression , est emporté de nouveau sur les talus, et la cabane se renverse on descend insensiblement dans le fond du fossé, si l'on n'a pas pris la précaution de la fôndersurdespoteaus enracinés de2'°,00à3'°,00au dessous de la surface du sable; la profondeur de l'affouiltement va jusqu'à 1",50 ; on voit même le pied de la tour de la Coubre , édifice fondé sur le rocher, à 2™ ,60 au-dessous du sable, entouré d'un fossé de cette profondeur (/>(/, 10); et pour le dire en passant, la force de ces remous explique pourquoi, par des vents à peine sensibles, il en régne d'assez violents au pied des édifices trôs-élevés.

les tourbillons ou remous produits par les courants ne sont pas toujours constants de position, même dans des circonstances identiques. Ils peuvent différer dans un même état de choses, selon qu'il aura commencé d'une manière ou d'une autre, comme s'il y avait pour ces mouvements un droit d'antériorité. Ainsi . quand on remplit le sas supérieur des écluses accolées du canal du Midi , on lève les deux ventelles des portes ; mais j'ai observé que, selon qu'on conlmence par lever celle de droite ou celle de gauche , on obtient deux mouvements différents (fig. 23 et 34) , lesquels diffèrent encore d'un troisième (/>'(/. S5), obtenu en ouvrant les deux ventelles à la fois; quoiqu'en délîoitive le fait, dans les trois cas , consiste toujours duns l'écoulement simultané par deux ventelles-

J'avais eu lieu défaire cette remarque, en 1813, dans les chasses en aval de l'écluse du bassin d'Anvers : elles présentaient des courants dilfèrents, selon qu'on les commençait par les aqueducs latéraux ou par les ventelles des portes.

Dans certains pertuis il est essentiel, quand on les ouvre, d'enlever les aiguilles symétriquement par rapport à l'axe du milieu. Si on les ôte en allant d'une extrémité à l'autre, on produit un courant oblique très-génant pour les bateaux, et qui ayant In priorité ne se redresse plus, même après que toutes les aiguilles sont enlevées.

Nous sommes encore loin de pouvoir tracer les mouvements divers que présenteal

NAVIGATION DES RIVIERES. tl

les fileté flaides d*one mière autour des obstacles qu'elle rencontre dans son cours. Il est à désirer que les ingénieurs consignent ces mouvements par des plans exacts, au moins pour ce qui est apparent; car les tournants qui se forment au-dessous de la sorfiioe n'ont point encore été bien observés; ils jetteraient le plus grand jour sur la forme et la position à donner aux ouvrages construits sur les bords des rivières et dans leur lit. Une suite de dessins représentant fidèlement les obstacles , la direction et la vitesse des courants , les remous , les tournants , conduirait sans doute à quelques conséquences générales pour des cas semblables ; et bien qu'on ignorât tout à fait les lois de ces mouvements , ces conséquences seraient de la plus grande utilité pour les constructions.