ÉTÉ

Cet exemple est purement hypothétique, il permet cependant de conclure que tes forêts, à ne considérer que leur composante relative à tévaporation, ont pour effet de régulariser le régime des cours d'eau, en ce sens que si elles augmentent le débit d'hiver elles augmentent plus encore le débit d'été (1),

Influence des forêts sur P infiltration. — Après avoir à peu près fixé nos idées sur Vévaporation, cherchons à apprécier la seconde composante de l'action hydrologique des forêts, celle qui est relative à V infiltration. Ce sont les sources qui nous révèlent la perméabilité du sol, et l'on peut dire que, si leur régime dépend de la météorologie, leur existence tient surtout à des circonstances géologiques.

Le mont Ventoux, séparé des Alpes par des vallées profondes et isolé de toutes parts, est une masse de calcaire fendillé très-perméable, posée sur une base imperméable et qui s'incline vers le sud-est. Ainsi construite, la montagne est un véritable filtre à travers

(1) De'ce que les forêts relèvent le niveau moyen des cours d'eau pendant Thiver, il ne s'ensuit pas qu'elles augmentent le danger des crues exceptionnelles qui sont surtout à craindre dans cette saison. — (Voir ci-après, chap. VI).

lequel la pluie disparaît instantanément, et, sauf les cas d'orage très-violents, les ravins superficiels sont toujours à sec. Les eaux souterraines^ mises à Tabri de Yévaporation^ descendent lentement par les fissures intérieures de la roche ; arrêtées enfin par la couche imperméable, elles sont dirigées vers le sud-est et affleurent en sources assez puissantes pour faire marcher des usines (1).

La belle fontaine de Vaucluse doit son origine à des circonstances analogues : c'est une véritable rivière qui s'est formée, comme les rivières ordinaires, par la réunion d'un grand nombre de tributaires imperceptibles ; mais elle présente cette particularité que son bassin, au lieu de s'ouvrir librement sous la voûte du ciel, est souterrain et recouvert d'une grande épaisseur de calcaire perméable. La surface de ce bassin approche de 100,000 hec-' tares (2); le débit de la fontaine est, à l'étiage, de 10 à 12 mètres cubes, c'est-à-dire presque le sixième de la Seine (3). L'Eure, dont le bassin est six fois plus étendu que celui de la fontaine de Vaucluse , ne donne pas autant d'eau qu'elle à l'étiage.

Et cependant quelle différence entre le climat de la Provence et celui de la Normandie! En Provence, l'éva-

(1) Ck, Martins, Du Spiizberg au Sahara.

(2) Bouvier, Annales des ponts et chaussées (1855, 1. 1, p. 367). ;(3) Le 12 août 1858^ la Seine est tombée au-dessous des plus

basses eaux observées depuis cent cinquante-six ans. Le jaugeage exécuté ce jour-là a donné un débit de 48 mètres cubes par seconde. L'étiage ordinaire de la Seine est de 75 à 80 mètres cubes. Belgrandf Annales des ponts et chaussées (1858, t. II, p. 222).

poration peut enlever, en un an, trois ou quatre fois autant d'eau que la pluie n'en donne ; la plupart des cours d'eau tarissent en été, et les plaines de la Camargue, malgré les inondations et l'irrigation, se couvrent d'efflorescences salines. Si donc, sous ce climat, la source de Vai^cluse est si constante et si riche, c'est que, semblable à toutes les sources, son bassin étant souterrain, les eaux qui y ont une fois pénétré sont tenues à l'abri de Vévaporation.

Mais il dépend de Vévaporation plus ou moins active qui se fait à la surface de la terre que l'eau d'infiltration soit plus ou moins abondante. Par suite, le régime des sources, comme celui des rivières, est dominé par l'évaporation. Les sources se gonflent en hiver et baissent en été, lors même que le maximum de pluie tombe en été ; quelques-unes même tarissent complètement : ce sont des sources éphémères. L'écart entre les deux extrêmes est d'autant plus faible que la couche du terrain perméable est plus épaisse et que les eaux cheminent plus longtemps dans leurs rigoles souterraines.

Nous pouvons juger par là que nous n'avons étudié ci-dessus qu'un seul des effets de l'évaporation, celui qui est direct et immédiat; mais il y en a un autre, indirect et cependant très-considérable, qui résulte de ce que l'évaporation modifie la perméabilité du sol. Pour qu'il y ait infiltration, c'est-à-dire écoulement continu des eaux dans les couches profondes, il faut qu'il y ait continuité d'humidité entre la surface et l'intérieur, entre le nuage et la source. Cette condition n'est réalisée qu'en hiver,

lorsque l'évaporalion est faible , ou rarement en été, après une série de jours pluvieux.

Toutefois, il faut distinguer ici les terrains très-perméables et les terrains presque imperméables. Les premiers, lorsqu'ils sont secs, boivent avidement les eaux ; mais si la pluie dure peu, l'infiltration reste superficielle et Teau est aussitôt reprise par Tévaporation. La sécheresse prolongée a donc pour effet de diminuer l'infiltration dans les terrains perméables. Au contraire, les terrains qui sont totalement imperméables quand leur surface est humide, se fissurent et se gercentpar la sécheresse ; ils jouissent alors d''une perméabilité relative.

Il faut encore accorder à la pente du terrain un rôle important dans l'infiltration : tel sol absorbe l'eau de pluie sur une surface horizontale et la laisse écouler sur des revers inclinés.

Certaines vallées dont le plafond est d'argile, sont ouvertes dans un plateau perméable ; la rivière, qui en occupe le thalweg, est alors alimentée principalement par des sources qui naissent au pied des coteaux, et le régime de la rivière est très-propre à mettre en évidence le régime des sources. Ces sortes de rivières sont caractérisées par un cours tranquille et surtout par des crues lentes, durables et limpides, à peine troublées qu'elles sont, à leur commencement, par le coup de balai que donne la première averse.

VOnrce, petite rivière du bassin de la Seine, peut

être prise pour type de ce genre de cours d'eau. L'étude que M. Belgrand en a faite Ta conduit aux observations suivantes relatives à l'année 1852 (1):

A la suite d'un printemps très-sec, la rivière baisse lentement; parvenue à l'étiage au mois de mai, elle s'y maintient pendant plusieurs semaines ; six jours de pluie à la fin de mai sont sans effet ; elle se relève en juin, après six jours de pluie qui donnent 36 millimètres, puis elle baisse de nouveau. Une énorme pluie tombée le 18 juillet ne produit pas de recrudescence. Du 26 juillet au 13 août, il tombe 82 millimètres d'eau sans que le niveau de la rivière change sensiblement^ Enfin, une série de jours pluvieux vers la fin d'août, donne 143 millimètres d'eau et détermine une forte crue qui, de même que toutes celles de cette rivière, dure un mois.

Dès que le régime d'hiver est établi, de très-faibles pluies produisent des effets considérables : la hauteur des pluies tombées du 30 octobre au 25 novembre est de 58 millimètres, et cette hauteur a produit une crue plus considérable que les 143 millimètres tombés en août et septembre.

On voit, par ces exemples, que le régime des sources, comme celui des cours d'eau, dépend de Vévaporation plus encore que de la pluie.

(i) Belgrandy Annales des ponts etchaunées, t. T, p. 11.

Le bassin de l'Ource est boisé sur la moitié ou peutêtre les trois quarts de sa surface, et d'après cette circonstance, M. Belgrand conclut que les bois sont loin de régulariser le régime des sources. Dans son sens littéral, cette conclusion est rigoureusement exacte : l'Ource a un régime irrégulier, donc les forêts qui Tombragent ne régularisent pas son cours; mais son régime ne serait-il pas encore plus irrégulier, si Ton déboisait son bassin? Là est véritablement la question.

Tant de circonstances influent sur le régime des eaux, que Ton peut avec certitude affirmer qu'on trouverait plutôt dans le monde deux hommes parfaitement semblables que deux rivières exactement comparables. L'Eure et la Somme ont des bassins déboisés cinq ou six fois plus étendus que celui de l'Ource. Le débit, à l'étiage de ces trois rivières est, par 1 00 kilomètres carrés de bassin :

Pour l'Eure 141 litres.

— la Somme 300

— rOurce 219

Ces chiffres semblent indiquer une certaine analogie entre les trois cours d'eau; mais si l'on compare les rapports entre les débits d'étiage et de crue qui sont :

-^ ,,„ débit de crue M— .. -.«

PourTEure débit étiage =-r = ^^>^^

— la Somme ^= 2,75

— l'Ource — = 30,00

iiO LES FORÊTS

on reconnaît que l'Ource est beaucoup plus irrégulière que la Somme et que TEure. Faudra-il imputer cette irrégularité aux forêts? Lors même que les bassins seraient également perméables et soumis aux mêmes influences météorologiques, peut-on comparer l'un des plus obscurs affluents de la Seine avec la Somme moitié aussi forte que la Seine elle-même?

La carte de Tétat-major fournit les données suivantes pour le calcul des pentes moyennes :

n, 1 r> altitade de b soarc« 04" — altitude dn confloeDt O* ^ /\/w\w

Pour la Somme. . -, j— r-; „»»»»: = 0,0005

louguear du thilveg 170,000" '

Par l'altitude relativement si grande à laquelle elle prend naissance, on peut déjà juger que TOurce est soumise à un régime pluvial bien diff^érent de celui de l'Eure et surtout de la Somme ; en outre, la pente moyenne de rOurce étant quatre fois aussi grande que celle de l'Eure et dix fois autant que celle de la Somme , il est tout naturel que les crues de l'Ource soient plus rapides que celles des deux autres rivières. Ces trois bassins ne sont donc nullement comparables, et de ce que l'un des trois est boisé, on ne peut tirer aucune conclusion certaine pour ou contre les forêts.

C'est pour cela que M. Belgrand prend le soin d'entourer de réserves sa conclusion citée ci-dessus. Il rapporte des faits très-précis observés scientifiquement ; mais, dans ce mémoire relatif à l'Ource et ailleurs, il

ET LES COURS BEAU. ili

évite les généralisations et avertit le lecteur qu'il s'est tenu sur un terrain sévèrement localisé. Ses études n'ont d'ailleurs porté que sur des bois feuillus, dans une région peu accidentée et dont l'altitude ne dépasse pas 600 mètres.

M. Conte Grand-Champ, ingénieur en chef, tout en admettant les observations de M. Belgrand, leur oppose des observations contraires faites par lui dans les Basses- Alpes et dans le département de la Loire.

M. Graeff, inspecteur général, que ses beaux travaux sur les canaux et sur le Furens ont mis en contact prolongé avec les cours d'eau, exprime aussi la conviction très-nette que les forêts régularisent le régime des sources (1).

Ce n'est donc pas en comparant des cours d'eau différents que l'on pourra mettre en évidence l'action des forêts. Cette méthode ne peut conduire qu'à un conflit de témoignages contradictoires ; les seuls faits concluants doivent être pris sur un même lieu avant ou après le de^oistmtnl. Ainsi posé, le problème paraît plus facile y^^'soudre.

Voici d'abord l'opinion de l'abbé Paramelle, hydroscope célèbre^ qui ne prétendait pas découvrir les sources par k^ mouvements d'une baguette, mais par l'observation raisonnée des circonstances naturelles : «Généralement,

l^) ^cvue des eaux et forêts, 1865, p. 409.

\ii LES FORÊTS

« dit-il, on exagère les effets des forêts, en sorte qu'on « ne doit pas croire qu'un terrain est dépourvu de source ces parce qu'il est peu boisé. Ias déboisements dimi- « nuent sans doute les sources , mais ils ne les détruisent o pas ou ne détruisent que celles qui sont extrêmement a faibles. »

Une véritable enquête sur ce sujet a été ouverte par. la Revue des eaux et forêts ^ et de nombreuses communications ont répondu à son appel. « Nous avons constaté, « dit M. Conte Grand-Champ, que certaines sources qui « avaient cessé de couler après le déboisement ont re- « paru avec la végétation. » D'autres témoins rapportent de nombreux exemples de sources qui ont disparu après le défrichement d'une forêt voisine: un ruisseau qui alimentait des usines est maintenant à sec, etc., etc.

Existe-t-il des observations contraires? A-t-on vu, par exemple, des sources taries par le reboisement ou. qui ont apparu après la destruction des forêts ?

Si de pareilles observations ont été rapportées, elles constituent certainement une minorité bien faible qui disparait sous le nombre des témoignages contraires, et l'on peut résumer ainsi, l'enquête ouverte dans la Revue des eaux et forêts : L'action des forêts sur les sources est eomplexe et diverse ; mais les observations les plus nettes, les faits les plus concluants tendent à prouver que, le plus souvent et particulièrement dans les montagnes, les forêts ^ surtout celles de bois résineux, conservent et régu^ larisent Us sources.

Par quel mécanisme une foret agit-elle sur les sources ? On peut indiquer les causes suivantes :

1"* Elle modère l'évaporation superficielle ainsi que nous l'avons constaté dans la première partie de ce chapitre.

V Elle retarde au printemps la fonte des neiges et oblige Teau à s'infiltrer lentement pour remplir les réservoirs souterrains, au lieu de courir aux thalwegs. Cet effet est très-sensible dans les régions du Nord et sur les montagnes. En Russie, par exemple, les clairières cultivées sont depuis longtemps libres alors que, dans les forêts, on trouve encore des amas de neige qui reposent sur des mares stagnantes.

3® Dans certains terrains peu perméables, les racines des arbres forment un drainage souterrain qui permet quelquefois à Teau d'infiltration de pénétrer jusqu'à des couches perméables.

Ce dernier mode d'action a été contesté par le maréchal Vaillant et surtout par M. Vallès, ingénieur en chef des ponts et chaussées. M. Vallès est, d'ordinaire, peu sympathique aux forêts ; la vivacité de sa polémique en a même fait le point de mire des écrivains forestiers. Cependant, ses écrits sont très-intéressants pour les esprits qui s'efibrcent d'être impartiaux : ils ont le mérite d'être nets, de parler le langage scientifique et d'attaquer résolument les préjugés.

L'opinion de M.Vallès, sur les sources, peut se résumer

ainsi : // faut distinguer les sources profondes et les sources superficielles ; les forêts ont une action favorable sur celles-ci et nuisible sur les premières , qui sont les plus importantes. Les sources, dont certains auteurs signalent la disparition j étaient des sources superficielles. Le sol forestier est une couverture y une sorte de feutre étanche jeté sur le sous-sol; quand celui-ci est perméable j ^infiltration est diminuée par la forêt. Ce qui le prouve y c'est précisément f humidité des bois : c'est toujours la même eau qui y séjourne; si la mousse qui les tapisse est humide, cest que le soutirage est arrêté (1).

Cette théorie n'a pas été acceptée sans objection : il est d'abord difficile de comprendre que les forêts qui laissent filtrer l'eau de source lorsque la profondeur du réservoir est petite, l'arrêtent lorsque cette profondeur est grande. — Les sources du mont Ventoux etdeVaucluse sortent de massifs arides et déboisés, — dit M. Vallès. Le fait est incontestable ; mais pourquoi ces montagnes sont-elles dépourvues de végétation ? N'est-ce pas précisément parce qu'elles sont absolument perméables? Qui peut affirmer que la fontaine de Vaucluse n'aurait pas un débit plus considérable si l'ombrage des forêts protégeait les montagnes contre le soleil et contre le mistral desséchant? Pourquoi toutes les sources, et la fontaine de Vaucluse comme les autres, ont-elles leur étiage dans la saison où il tombe le plus d'eau sur les

(1) Vallès: De l'aliénation des forêts. (Paris, Dunod, 1865, p. 117.) Études sur les inondations, (Paris, Victor Dalmont, 1857, p. 472.)

montagnes, c'est-à-dire en été? c'est apparemment parce que révaporation enlève plus d'eau en été qu'en hiver. Or, la forêt est toujours humide, M. Vallès le reconnaît lui-même ; donc elle résiste énergiquement à l'évaporatien, donc elle atténue la cause qui réduit le plus activement le débit des sources.

Sur les dunes parfaitement perméables d'Arcachon, on peut faire l'observation suivante : si la pluie tombe par grains suivis d'embellies, le sous-sol reste absolument sec dans les parties découvertes, tandis que, sous l'ombre des pins, le sable profond devient manifestement humide.

Au contraire, si l'on pratique une tranchée verticale dans un terrain argileux imperméable, on voit fréquemment ceci : la couche superficielle de terre végétale est noire, et les eaux d'infiltration, entraînant cette terre dans les étroites fissures du sous-sol, dessinent des lignes sombres, ramifiées comme le chevelu des racines. C'est qu'en effet, lorsqu'on regarde de près. Ton voit que ces lignes suivent les racines des végétaux ; elles descendent d'autant plus bas que le végétal est plus puissant, ce qui prouve que ces fissures ont suivi les racines et ne les ont pas précédées.

Les végétaux tassent le sol, — dit encore M.Vallès, — lorsqu'on plante un arbre, on piétine tout autour (1).

(1) Vallès: De T aliénation des forêts, p. 110.

Oui, mais piétine-t-on autour des arbres d^une forêt, et ne voit-on pas, au contraire, dans certaines ruines, qu'une racine suffît pour disjoindre une muraille? Les végétaux ne tassent donc pas toujours le sol ; quelquefois ils le soulèvent, mais toujours ils le consolident : les racines sont comme les mailles d'un filet : elles laissent passer Teau et retiennent les corps que celle-ci entraîne.

Dans un passage où M. Vallès malmène fort les aveuglements de la critique, il prétend faire décider la question par un manouvrier auquel on donnerait le choix de piocher une égale surface de terre labourée ou de forêt. Sans doute cet homme n'hésiterait pas ; mais de ce que la forêt d'Arcachon, par exemple, où les pins entrelacent leurs racines dans le sable, serait plus difficile à piocher qu'une argile défoncée par la charrue, s'ensuit-il qu'elle soit moins perméable ?

M.Vallès fait encore remarquer.(l) que, par la culture, le sol est ameubli et disposé en sillons horizontaux, véritables réservoirs préparés pour la pluie, et que, sur im pareil sol, les eaux trouvent des circonstances plus favorables à l'infiltration que sur le feutre, supposé imperméable, qui s'étend sous les bois.

Cette observation est très-juste; cependant, examinons encore et n'oublions pas de tenir compte de l'évaporation dont le rôle, il faut le répéter sans cesse, est prépondérant sur les sources comme sur les cours d'eau. La

(i) Vallès: Études sur les inondations, p. 462.

saison d'été est la seule qui nous intéresse, car, en hiver, il y a de Teau pour tous, pour les cours d'eau et pour les sources; pour les champs et pour la forêt; il y en a même en excès... Mais que se passe-t-il en été ?

On a mesuré la quantité d'eau d'imbibition que différentes natures de sol peuvent retenir ; on a trouvé des chiffres variant de 1 50 à 600 kilogrammes par mètre cube (^). Le tenreau des forêts, avec une densité égale à 1.225, retient 1 .99 de son poids d'eau (Gasparin) ; i\ suit de là qu'une couche de >I0 centimètres de terreau saturée et gonflée par l'humidité pourrait retenir une tranche pluviale de 24 centimètres, soit la moitié de la pluie qui tombe en un an à Paris (2).

Ces chiffres admis, supposons qu'un mètre carré de sol ameubli par la culture et parfaitement desséché par le soleil vienne à être mouillé par la pluie sur 20 centimètres de profondeur ; il pourra retenir 1 00 kilogrammes d'eau, soit une tranche pluviale de 10 centimètres, ce qui représente déjà une forte pluie. Mais si l'évaporation enlève celte masse d'eau, ce qui lui est facile comme nous l'avons constaté, que restera-t-il pour les sources? Rien. Au contraire, dans la forêt, l'humus formé de détritus végétaux étant toujours saturé d'humidité, il arrivera que la pluie tombant sur ce sol, fût-elle moindre que celle qui tombe sur la terre cultivée, passera à travers ; le contact s'établira entre la pluie et l'humidité souter-

(1) Dupmchel : Hydraulique agricole, p. 16.

(2) Revue des eaux et forêts^ 1867, p. 164.

raine; par suite, Teau, semblable à rélectricîté atmosphérique, s'écoulera directement des nuages dans le réservoir des sources.

Dans ces circonstances, le déboisement pourra tarir la source, tout en rendant la surface du sol plus perméable. Ce fâcheux résultat sera d'autant plus prorapt si la forêt détruite livre cette terre ameublie en proie aux pluies torrentielles. Si, à la place de ce feutre forestier prétendu imperméable, on voit apparaître des ravins découpés à vif, dans le sous-sol, suivant les lignes de plus grande pente et précipitant la moindre averse vers les thalwegs, que deviendront alors les sources? Elles tariront, et de nouvelles doléances pourront être ajoutées à tant d'autres.

Cet exemple est particulièrement intéressant pour nous, parce qu'il se reproduit fréquemment dans les montagnes et surtout dans le domaine des torrents, où l'observation fournit d'ailleurs la contre-épreuve. Qu'est-ce que ces ruisseaux qui sortent pendant l'été du bassin d'un ancien torrent des Hautes-Alpes éteint par le boisement (1), sinon la meilleure preuve que, même sous le climat le plus sec de France, même dans les conditions les moins favorables à la formation des sources, puisque la pente des versants est énorme tandis que le sous-sol liasique est à peu près étanche, les forêts peuvent encore emmagasiner les eaux du ciel et les répartir entre les saisons?

(1) Surell, chap. XXIV.

Pour résumer ce qui précède nous admettrons que, dans lu plupart des cas et sauf des circonstances spéciales, l'action des forêts sur rÉvAPORATioN et sur /'infiltration est de nature à augmenter le produit de ta pluie, étstni-dire la part de la nappe pluviaU qui profite aux cours d'eau (1). — Ce double effet tend surtout à se produire en été c est-à-dire dans la saison où, Peau courante est la plus précieuse.

Il nous faut maintenant étudier le ruissellement des eaux pluviales : c'est la troisième partie de notre sujet actuel, et son importance mérite qu'un chapitre spécial lui soit consacré.

(1) L'Australie, comme l'Afrique australe, présente de vastes plateaux, dont le régime pluvial est très-irrégulier et que Tévaporation dessèche; de là des cours d'eau rares et irréguliers : « Le » malheur de l'Australie, c'est le manque d'eau; le docteur Muller « veut y remédier: il consacre à ce but presque toupies fonds du « Jardin botanique (de Melbourne), et il y réussit. Il répartit dans « l'intérieur des millions* d'arbustes nés dans ses pépinières; de « petits ruisseaux se forment rapidement sous ces jeunes bois ; « ces résultats sont superbes déjà, et chaque année on les a parti faitement constatés. Sur des terres nues, il a créé, en plus d'une « centaine de points, des bois et des cours d'eau. » {Le comte de Beauvoir : Voyage autour du monde, chap. x). Comment ces plantations ont-elles agi? Est-ce en protégeant la nappe pluviale contre Vévaporation? Est-ce en facilitant Vinfiltration et la formation des sources? Probablement ces deux effets se sont produits simultanément. Cette observation est très-intéressante, parce qu'elle porte sur une môme région considérée avant et après le boisement.