CHAPITRE IV

LES FORÊTS ET LES COURS d'eAU.

Évaporation. — Infiltration.

Quelle action les forêts exercent-elles sur les cours d'eau ? Quel est notamment leur rôle dans les inondations?

Pour l'étude de ces questions, il nous faut quitter les hauteurs nuageuses où régnent les météores et des- ' cendre sur le terrain plus solide et mieux connu de l'hydrologie. Le problème, toutefois, n'est pas aussi simple qu'on pourrait le supposer : avant de l'aborder, il est nécessaire d'analyser le régime des eaux et de se familiariser avec ce que l'on peut appeler le méca^ nisme de f inondation.

L'eau de pluie ne profite pas toute aux cours d'eau. A peine tombée, la nappe pluviale se divise aussitôt en trois parts : la première, reprise par l'évaporation, retourne dans l'atmosphère pour former de nouveaux orages ; la seconde , après s'être infiltrée dans le sol ,

reparaît plus bas sous forme de sources, lorsqu'elle ne s'est pas pierdue dans les réservoirs profonds d'où la sonde artésienne la fait jaillir; le reste enfin s'écoule à la surface des terres et, par mille rigoles, court vers les thalwegs pour alimenter les ruisseaux, les rivières et les fleuves.

Évaporatiofiy infiltration^ ruissellement y sont trois chapitres de dépense ou de débit entre lesquels se partage le produit de la pluie, et l'on comprend de suite que ces trois parts ne sont pas reliées par une formule absolue. Leur importance relative varie non-seulement d'un cours d'eau à un autre, suivant la nature du terrain plus ou moins favorable au ruissellement ou à Vin/iltratian, mais encore, pour le même cours d'eau, suivant la saison qui modère l'era/^ora^ton ou l'accélère. En été, le sol plus sec, l'air plus chaud, sont plus avides; ils boivent ou aspirent les eaux ; en hiver, l'air humide, les terres détrempées laissent écouler la nappe pluviale.

La seule loi générale et certame qui, dans le bassin d'un fleuve, unisse les trois parts du déôit^ c'est qu'elles sont complémentaires y c'est-à-dire que leur somme est égale à la pluie qui y tombe. Si, par exemple, après que Yévaporation a prélevé sa part, Vinfiltration est totale, le ruissellement sera nul.

De ce que les forêts sont impuissantes à modifier sensiblement la quantité d'eau pluviale qui tombe dans le bassin d'un fleuve (telle est du moins la conclusion des chapitres précédents), il ne s'ensuit pas qu'elles sont sans

action sur son régime. Leur influence se fera sentir si elles facilitent ou retardent Yévaporatian^ Y infiltration ou le ruissellement des eaux. Ainsi, l'action des forêts sur les cours d'eau résulte de trois composantes, qu'il importe d'étudier d'abord séparément avant de chercher à les combiner entre elles.

Influence des forêts sur Févaporation. — L'évaporation est, pour la physique moderne, un phénomène relativement simple et bien connu. On sait^ pour chaque température, quelle est la tension de la vapeur et le degré de saturation de l'air. Cependant envisagé au point de vue météorologique, ce phénomène est des plus obscurs; le petit nombre d'observations qui s'y rapportent ne sont pas comparables entre elles.

Quelle est, en un lieu donné, la hauteur d'eau qui est enlevée en une heure par l'évaporation? Cette hauteur d'eau varie suivant que la surface évaporante est prise sur le sol détrempé ou seulement humide, sur l'eau dormante ou courante, à l'ombre ou au soleil, en été ou en hiver; suivant que l'air est déjà saturé ou non; suivant qu'il vente ou que l'atmosphère est calme.

Deux bassins voisins, placés dans les mêmes circonstances météorologiques, évaporent des quantités d'eau inégales, s'ils sont plus ou moins grands, si leurs bords sont plus ou moins relevés, s'ils sont abrités on non contre le vent, etc.

Lors(]u'on dit que Tévaporation enlève annuellement

à Rome 2".462, à MarseiUe 2".289, à Paris 0™.698, à Londres 0".754, à Toulouse 0".649, à Copenhague 0°.209 (1), on veut simplement dire que, dans les circonstances où les observateurs s'étaient placés, ils ont constaté ces résultats. Mais, les moyennes d'évaporation annuelle fournies, pour chaque lieu, sont loin d'avoir la même valeur scientifique que les moyennes de la pluie annuelle qui présentent au contraire un caractère spécifique. On peut toutefois dire avec certitude que l'évaporation va en décroissant de l'équateur au pôle, où, du reste, elle est loin d'être nulle, même par les plus grands froids (2); qu'elle est plus faible près des côtes que dans rintérieur des terres; plus faible aussi par le vent éqna" torial du sud-ouest que par le vent polaire du nordest (3), le premier étant saturé d'humidité, tandis que le second a perdu la sienne.

L'évaporation exerce sur le régime des cours d'eau une influence prépondérante, car ceux qui ne sont pas alimentés exclusivement par des glaciers ont tous leur étiage dans la saison de la plus forte évaporation , lors même que cette époque est, en même temps, celle du maximum de pluie. On en peut juger par le tableau suivant où sont réunies, pour quelques fleuves ou rivières, les hauteurs moyennes mensuelles de la pluie et de l'eau courante.

(1) Vallès : Les Inondations, p. 23.

(2) Bayes : La Mer libre du Pôle, (Hachette, !868, p. 224.) — Le linge mouillé, exposé à Tair, sèche aux plus basses températures : une tablette de glace suspendue à un fil s'évapore peu à peu.

(3) Schmidt : Grundriss der Météorologie,

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Ces chiffres ne laissent aucun doute sur le rôle prépondérant de l'évaporation. Que le bassin soit trèsperméable comme celui de la Seine, ou imperméable comme ceux de la Loire , du Pô et de la Garonne^ la hauteur moyenne de Teau dans le fleuve paraît presque indépendante de la hauteur de pluie : il n'est même pas rare que ces hauteurs varient en sens inverse, Tune augmentant quand l'autre diminue. Au contraire , au maximum de l'évaporation correspond presque toujours un minimum de la hauteur d'eau.

Pom* le bassin de la Seine, par exemple, ces circonstances sont nettement mises en évidence par le diagramme suivant, empnmté au beau mémoire de M. Dausse.

Fig. I. ^ Régime de U Seine, de la plaie et de réfapontion à ParU.

Les circonstances du Pô sont aussi remarquables : on sait que les montagnes reçoivent leur maximum de pluie en été ; en été, disparaît aussi la masse accumulée des neiges bivernales, et tous les torrents qui sortent des glaciers sont alors en crue continue (1). Cependant le Pô 9 alimenté par les glaciers des Alpes et dont l'étiage est en hiver, présente un second étiage très-marqué au

moment de la plus grande évaporation.

L'Adour, rivière de montagne, est à peu près soumise aux mêmes alternatives.

Le régime du Rhin, en deux points de son cours éloignés l'un de Tautre, à Bâle et à Cologne, est représenté sur la figure ci-dessous, où Ton peut voir la crue estivale, très-forte dans le bassin supérieur et résultant de la fonte des neiges, s'effacer et se transformer en étiage à mesure que le fleuve, s'éloignant des montagnes, 1 évaporation exerce plus d'empire sur lui et sur ses affluents.

Fig. i, — Le Rkia à Cologne et à Bile.

(1) A Genève, distante de 70 kilomètres du mont Blanc^ les variations de l'Arve sont encore en relation très-directe avec la température du jour et même avec celle de Theure. {Annales des Ponts et Chausfées, 4857, t. II.)

Dans le bassin èupérieur, la chaleur estivale gonfle le fleuve par la fonte des neiges, et, dans le bassin inférieur, elle le tarit par Tévaporation, en sorte que les plus hautes eaux de Cologne correspondent à Tétiage de Baie.

On voit encore sur le tableau de la page 90 que, dans le même lieu, il peut s'évaporer plus d'eau que la pluie n'en fournit. A Paris, par exemple, la pluie fournit 496 millimètres et Tévaporation en enlève 698, c'està-dire que si Ton abandonnait un pluviomètre à Tair libre, il resterait à sec pendant une partie de Tannée.

Les observations rapportées ci-dessus relativement à révaporation ont toujours été faites à Tombre, sur la surface d'une eau dormante ; il n'est pas douteux que sur les terres noires et surchauffées par le soleil, l'évaporation ne soit plus active encore. Il faut donc admettre qu'une tranche pluviale, même supérieure à la moyenne annuelle, mais qui tomberait en été par alternatives bien ménagées de grains et d'embellies, serait reprise aussitôt et ne fournirait pas une goutte d'eau aux rivières. 11 suffit, pour en juger, de se rappeler ce qui se passe en été sur les promenades de Paris : abondamment arrosées, elles sont cependant toujours à sec.

Si tel est le rôle considérable de l'évaporation, il est évident que les forêts exercent sur les cours d'eau une action sensible, selon qu'elles favorisent ou retardent, même faiblement, l'évaporation. Mais dans quel sens s'exerce leur action ? Ici tout le monde paraît à peu près d'accord.

De tout temps, les poètes ont chanté l'ombre fraîche, Tombre humide des grands bois (1). Une nef de verdure jetée sur une ronte la maintient humide et, par suite, la protège ou la dégrade suivant les climats ou les saisons. A chaque page des ouvrages forestiers on rencontre quelque allusion à l'humidité qui est favorable aux semis et que l'ombre entretient.

Si quelqu'un conserve des doutes, qu'il s'engage à la suite d'un garde forestier, le lendemain d'un jour d'orage : lors même que la plaine découverte et, a fortiori^ les chemins sont déjà desséchés, il pourra se procurer un bain froid en pénétrant dans les taillis touffus. A ses pieds, les hautes herbes vaudront un ruisseau et, sur sa tète, chaque braqche agitée versera une douche trèsdémonstrative (2).

Il paraît donc naturel de croire que les forêts s'opposent à l'évaporation et, par suite, augmentent pour la

(i) Lucus erat lungo nunquam violatus ab aevo, Obscurum cingens connexis aéra ramis Et gelidas alte submotis solibus umbras.

(Lucain, Pharsale, m, V, p. 33».)

(2) Chacun a pu observer que, sur les feuilles de certains végétauxy mais non pas de tous, les gouttes de pluie prennent la forme sphéroïdale; dans cet état elles résistent énergiquement à Tévaporation, de même qu'on voit des gouttes globuliformes courir sur un fer rouge sans entrer en ébullition. Les autres feuillages sont desséchés depuis longtemps que ces perles scintillent encore sur les herbes qui les portent. Certaines espèces conservent ainsi TeaU de pluie jusqu'à ce que l'agitation des feuilles fasse tomber ces gouttes sphéroîdales.

terre le produit de la pluie. Cependant les objections ne manquent pas.

On fait d'abord remarquer que le feuillage des arbrea arrête une partie notable de Teau pluviale. Lorsqu'un léger orage survient après plusieurs jours de sécheresse, on peut voir chaque arbre projeter une ombre sèche qui, sur le fond humide des routes, se dessine par une tache poudreuse. Cette eau arrêtée par les feuilles est perdue pour la terre ; l'arbre ou Tair l'absorberont et son importance n'est pas négligeable*

Le maréchal Vaillant a souvent attiré l'attention publique sur l'hydrologie forestière; il a institué des expériences pour mesurer la quantité de pluie qui est arrêtée par le feuillage des arbres. Voici quelques-uns des chiflFres qu'il a donnés; les observations ont été faites dans la forêt de Fontainebleau pendant l'année 1866 (1) :

(i) Revue des eaux et forêts, 1867, p. 161.

LES l'ORÊTS

MOIS

es plein air.

MHifl bois fouillas de ^ aos.

RAPPORT

Janvier

Février

Mars

Avril

Mai

Juin

Juillet

Août

Septembre

Octobre

Novembre

Décembre

On voit, par la colonne des rapports, que les feuilles ont arrêté en hiver 30 p. 100 et en été 50 p. 100 de l'eau qui tombe, soit en moyenne dans l'année, 40 p. 100.

Sous des épicéas de trente-Kîinq ans, très-toufFus probablement, le pluviomètre n'a recueilli que 21 p. 100 de la pluie annuelle : l'arbre arrêtait 79 p. 100. Dans une forêt voisine de Versailles, le pluviomètre, placé sous bois feuillu, a recueilli 80 p. 100 de la pluie annuelle; le feuillage n'a arrêté que 20 p. 100. Sous une futaie de chênes de soixante-dix à cent vingt ans, l'instrument a recueilli 85 p. 100 de la pluie annuelle.

Peut-être y aurait-il à discuter un peu ces expériences : la position donnée aux pluviomètres a pu influer singulièrement sur le résultat. Deux instruments placés sous un parapluie, l'un vers le centre, l'autre à bt circonférence à portée des gouttières, donneraient une mauvaise mesure de Teau qui tombe en moyenne sur le sol.

M. Mathieu, sous-directeur de l'École forestière, a entrepris une série d'expériences dans des conditions très-favorables. En voici une qui est particulièrement intéressante, et dont les résultats ne s'accordent guère avec ceux du maréchal Vaillant.

Deux udomètres ont été disposés dans la station forestière des Cinq-Tranchées y « l'un en plein bois, sous un c( perchis de hêtres et de charmes, moyennement semé a et touffu, âgé de quarante-deux ans ; l'autre, à peu de « distance, au milieu d'un espace découvert, de plusieurs « hectares. Il est bon de noter que l'udomètre de la c( forêt est de construction spéciale ; que le récepteur « embrasse la tige d'une des perches du massif et pré* « sente une surface entièrement égale à la projection « de la cime de cette dernière ; que, par ce moyen, les « indications de l'instrument sont d'une exactitude « complète et représentent bien, sans l'exagérer ni tt l'affaiblir, l'épaisseur de la lame d'eau reçue par le « sol boisé; que cette eau s'égoutte de feuille en feuille, a passe entre les ronces qui peuvent exister entre elles, « ou ruisselle le long du tronc. »

Dans ces conditions les udomètres ont donné, en 1868, les quantités de pluie suivantes :

MOIS

HAUTEUR

8008 bois a.