CHAPITRE I

ÉTUDES SUR LE PHÉNOMÈNE DE LA PLOIE ET SUR SA DISTRIBUTION APRÈS SA CHUTE.

De U connexion intime qui existe entre le phénomène de la pluie et celui de l'évaporation à la surface des mers.

D’où provient la pluie qui alimente nos fleuves, arrose la terre, rafraîchit l’atmosphère et entretient la vie organique à la surface de notre planète?

Elle est produite par la précipitation des vapeurs d’eau que contiennent les couches aériennes.

D'où proviennent à leur tour ces vapeurs?

De l’Océan, immense laboratoire à la surface duquel l’action incessante des courants, des rayons solaires, de l'électricité, entretient une continuelle et puissante évaporation.

Donc, sans évaporation marine, point de pluie; donc aussi, plus cette évaporation sera énergique, plus la pluie aura d’intensité; plus l’évaporation sera faible, moins la pluie sera abondante.

De là résulte qu’il y a un rapport naturel et inévitable entre les quantités d'eau que nous recevons et celles qui s'évaporent à la surface des mers. Essayer de réagir sur les unes, c'est en même temps et forcément réagir sur les autres; vouloir qu’il tombe plus ou moins d’eau de l’atmosphère, c’est vouloir qu’il s’en échappe plus ou moins de l’Océan; car, si

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ce dernier fait ne se produisait pas en même temps que le premier, si, pendant que l'intensité de la pluie se modifierait en plus ou en moins, celle de l’évaporation restait invariable, la permanence du niveau des mers aurait irrévocablement cessé d’exister, et les plus grands intérêts de la société humaine seraient subitement mis en péril; qu’on nous permette quelques observations à ce sujet.

Permanence du niveau de l'Océan. -

Accoutumés que nous sommes à considérer l'Or céan comme arrêté par une barrière infranchissable, nous acceptons sans étonnement cette grande loi naturelle de l’équilibre du globe, et ce n’est que par la méditation que tout ce que cette loi renferme de providentiel impressionne nos esprits. Quelle ne serait pas notre surprise si nous apprenions tout â coup que l'Océan élève ou abaisse graduellement son niveau? Et, en effet, l’un ou l'autre de ces événements, en détruisant à tout jamais la fixité des cotes, ne serait-il pas de nature à compromettre l avenir de la civilisation? . *

Qu'on réfléchisse à l'immensité des efforts qu'ont dû faire les sociétés pour assurer, en quelques points isolés, la fornie actuelle de nos ports et leur utilité maritime, dont toute l’importance dépend si souvent de quelques décimètres en plus ou en moins dans le tirant d'eau; qu’on prenne en considération ce développement si vaste, si varié, si universel, de relations commerciales, industrielles, politiques et sociales, qui toutes, plus ou moins, ont pour étape un

10 ErÜMS SÜR LES INONDATIONS.

port de mer, et on restera profondément pénétré de éette vérité, que si la constance du niveau de l'Océan est pour l’humanité un élément essentiel, indispensable de progrès, la variabilité de ce niveau, dès l’instant où elle viendrait prendre place dans le domaine des faits naturels, serait le point de départ d’une décadence fatale, de la ruine peut-être des sociétés modernes.

Cependant, en présence des causes si diverses qui influencent à chaque instant la répartition des eaux à la surface du globe, si quelque chose doit étonner, c’est que l’effet général de toutes ces causes produise finalement l’équilibre. Au point de vue chimique, l’eau ne se décompose-t-elle pas et ne se reconstitue-t-elle pas dans une foule de combinaisons? Au point de vue de la nature organique, n’est-elle pas successivement prise et rendue dans les actes de la végétation et de la nutrition animale? Au point de vue météorologique, ne s’élève-t-elle pas sous forme de vapeur fet ne se précipite-t-elle pas en pluie? Enfin, au point de vue géologique, l’espace occupé par les eaux, incessamment agrandi par les prises de possession consécutives aux abaissements de certaines côtes et par leurs propres déjections sur la terre ferme, ne se resserre-t-il pas, d'autre part, par les dépôts fluviatiles, parla formation coquillière des roches sous-marines, par les soulèvements de quelques parties de nos continents? Or, qu'un équilibre constant de niveau soit la conséquence de ces perpétuelles mutations, que ces augmentations et diminutions antagonistes de la masse des eaux, que ces

DE LA PLOIE ET DE SA DISTRIBUTION. lt

accroissements et réductions de leurs volumes se compensent avec une si merveilleuse exactitude, c’est là, ce nous semble, une des plus éclatantes preuves de l'admirable intelligence qui a présidé à la distribution des forces vitales il la surface de notre planète.

Nous pouvons donc dire avec vérité que l’Océan ne reçoit ni plus ni moins par les pluies qui tombent directement sur sa surface, ou par celles qui lui sont amenées du continent à l’aide des écoulements apparents et souterrains, que ce qui lui est enlevé paT le phénomène de l’évaporation ; de sorte que la première et la plus importante condition de l'équilibre des eaux qui font évolution sur le globe, c’est que la „ •

perte est égale au gain.

Incertitude des rcsultnts qu'on obtiendrait en essayant de moditier le phénomène de la pluie..

Ces observations étaient nécessaires pour faire comprendre de prime abord l’immensité du problème qui consisterait à vouloir faire subir des augmentations ou des diminutions annuelles ou mémo de simples changements de distribution dans les volumes de la pluie. En cette matière, on le voit, il ne faut pas seulement considérer les continents qui reçoivent les pluies, il faut encore porter son attention sur l'atmosphère qui les envoie et qui peut conserver plus ou moins de vapeurs, et sur l'Océan qui les fournit; il faut, en un mot, embrasser le cadre général des lois qui, en ce qui concerne l'élément liquide, régissent l’universalité de la création sur notre planète.

Or, que les entreprises de l’homme sur les continents, que les modifications qu’il fera subir à leur surface au point de vue agricole, exercent certaines actions sur latmosphère, et par suite sur l'Océan, cela est incontestable, puisque tout est intimement lié dans la nature. Mais que ces actions soient précisément celles qu’on voudrait obtenir, quelles ne soient pas un nouveau fiéau plutôt qu’un bienfait, c’est ici que le doute devient légitime et que les appréhensions peuvent à bon droit assiéger nos esprits. En changeant l’état agricole du sol, en faisant, par exemple, une plus large part à la production forestière, nous transformerons, je le veux bien, les phénomènes existants; mais l’important n’est pas de modifier, c’est de savoir comment on modifie. Quand cela sera fait , aurons-nous plus d'eau dans l’année ou en aurons-nous moins? Si les quantités ne changent pas, l'ordre nouveau qui présidera à leur distribution sera-t-il favorable ou contraire? Je crains fort que ceux qui ont mis en avant le système du reboisement n’aient pas sérieusement réfléchi aux grandes difficultés d’un pareil sujet, et qu’ils aient plutôt cédé à quelques préventions venues du dehors et à une vague aspiration vers le bien qu'à des convictions résultant d’une étude raisonnée des choses. Je crains surtout qu'ils n’aient pas suffisamment remarqué tout ce qu'il y a de complexe dans le phénomène de la pluie, qu'ils n’aient pas entrevu que ce phénomène met en jeu les terres, l’air et l'Océan; que ce qui tombera sur les premières est intimement lié à ce que gardera le second, à ce que fourniront

les mers; qu’aujoard’hui, entre toutes ces choses, il y a un remarquable et puissant équilibre et qu’essayer de le rompre serait une grande imprudence, tant qu’on ne sera pas parfaitement fixé sur la nature des conséquences que pourrait entraîner cette tentative.

Notre intention, on le comprendra sans peine, n’est pas de traiter en ce moment ce sujet avec tous les développements qu'il comporte : nous y reviendrons dans la suite. Mais il nous a paru utile de montrer, dés le début, combien il est nécessaire dans toutes les questions de ne jamais perdre de vue le point de départ, combien il importe d’être bien fixé sur la valeur des premiers éléments, de bien apprécier tout ce qu'ils renferment, tout ce qu’ils excluent. Déjà, on le voit, d’importantes conséquences découlent de cette manière de procéder; elles sont une première confirmation de la vérité des observations que nous avons placées en tète de cet écrit; d’autres ne tarderont pas à les suivre.

Distribution de la pluie après sa chute.

Après avoir donné ce premier aperçu surles causes générales de la production de la pluie, occupons-nous de ce qu elle devient après sa chute.

La pluie qui tombe sur nos continents doit être divisée en deux catégories distinctes.

La première coule t\ la surface du sol et se rend à la mer, conduite par les cours d’eau naturels qui sillonnent l’écorce du globe.

La seconde peut se subdiviser en deux parties :

l’une sevapore quelques instants après la chute de la pluie, à la surface du sol mouillé, ou s’échappe, pendant le cours de l'année entière, des couches qui forment la nappo supérieure des cours d'eau ; l’autre est absorbée par les terres. Une portion de celle-ci se rend aussi à la mer, soit en venant reparaître par la voie des sources dans U‘9 parties basses des vallées, soit en aboutissant directement jusqu’à elle par voie souterraine; l’autre portion de l'eau absorbée est destinée à alimenter la végétation dans sa période annuelle.

Dans ce qui va suivre, la première catégorie constituera co que nous appellerons l’écoulement de surface ; la seconde catégorie, comprenant soit l’évaporation, soit l’écoulement souterrain et 1 imbibition des terres, sera ce que nous désignerons sous la dénomination d’ubsorption totale.

Toule l’eau de pluie ne se rend pas à la mer.

Il est donc certain que tout le liquide fourni par la pluie ne se rend pas directement à la mer. Une partie, s’échappant des cours d'eau et de la terre, rentre dans l’atmosphère à l'état de vapeur ; une autre partie passe dans l’organisme végétal à l’aide de l’aspiration puissante des racines, se répand dans la masse des plantes et des arbres et concourt avec les autres agents de la nutrition, auxquels elle sert en grande partiede véhicule, à la formation du ligneux, des feuilles, des fleurs et des fruits. L'excédant de celte eau, en vertu de l’activité organique, s’évapore incessamment à la surface de chaque plante, pendant toute la durée do sa croissance annuelle, jusqu’à ce

que, le temps de la dessiccation des feuilles étant venu , le mouvement du liquide s'arrête, et que le jeu des fonctions vitales, désormais soumis à d'autres conditions, cesse d'èlre en rapport appréciable avec les agents extérieurs.

La tranche d eau qu’on mesure annuellement dans l'instrument appelé ftluviomèlre contient donc antre chose que le liquide formé par la précipitation des vapeurs sorties du soin des mers; elle renferme aussi cotto portion de la pluie elle-même qui, absorbée d'abord par les terres, s'échappe dans l’air après avoir alimenté la vie végétale et sc condense de nouveau; elle renferme en outre celle qui retourne librement et directement dans l’air lorsque le sol est humide, colle enfin qui s’élève à la surface des cours d'eau. • .

Tontes les vapeurs de l'Occan ne se précipitent pas sous forme de pluie.

Mais, d'un autre coté, et comme pour faire compensation à cet excès de la substance productrice de la pluie, ce que cette tranche ne contient pas des vapeurs produites par la mer, c'est toute cette humidité qui mouille le terrain sous forme de rosée et de brouillard et toute celle que les végétaux, par une action contraire à la précédente, et en vertu du double mouvement général d’inspiration et d’expiration inhérent à tous les ôtres organisés, absorbent par tous les points do leur ramification superficielle. Citons au sujet de ce dernier phénomène la remarque suivante de M. de Humboldt :

« Si quelques contrées des tropiques, où il ne

« tombe jamais de pluie ni de rosée sensible et dont « le ciel reste constamment pur de nuages pendant « cinq et môme sept mois, nous offrent cependant « un grand nombre d’arbres couverts d’une fraîche « et gracieuse verdure, c’est sans doute que les par- « tics appendiculaires (les feuilles) possèdent la fa- « culté d’absorber l'eau de l’atmosphère par un acte « particulier à la vie organique1. »

Quant à la rosée, on sait combien, dans certains pays et en certaines saisons, elle est abondante ; on sait aussi combien la quantité d’humidité qui, par les brouillards et certains vents de mer, couvre le sol, les murs et pénètre dans l’intérieur des habitations, est quelquefois considérable : « Entre les tropiques, « dit M. Charles Martins, quand le soleil est au zé- « nith, l'air est si humide, même en Afrique, que les « vêtements, les souliers sont imbibés d'eau, et les « habitants se trouvent dans un bain de vapeur per- « manent s. »

Dans les hautes latitudes le phénomène de la précipitation des vapeurs existe aussi, mais en se modifiante! prenantle caractère propre aux climats froids.

« Dans les plaines du nord, dit M. Lamé, la neige « qui recouvre le sol atteint une hauteur de plusieurs « pieds, même aux lieux où il en est tombé peu de « l’atmosphère; il n’y a que les dépôts de vapeur for- « més pendant les nuits, le plus souvent belles dans « ces climats, qui puissent expliquer cette accumu- « lation. C’est sans doute de cette manière que se

1 Cosmos, tome I, page 399.

* Un million de faits, colonne 356.

« forment la neige et la glace sur les pics élevés des « chaînes de montagnes1. »

Ainsi, d’une part, il y a d’autres vapeurs que celles produites par la mer qui concourent à former la valeur de la tranche d'eau de pluie annuelle mesurée par les instruments, et, à ce point de vue, cette tranche, considérée comme représentant la valeur de l’alimentation marine, exprimerait un résultat trop fort; et, d’autre part, les vapeurs marines que contient l’atmosphère ne se déposant pas toutes sous forme de pluie, ta mesure de celle-ci serait insuffisante pour indiquer la valeur précise de l’évaporation océanique. \ ' .v

Compensation hypothétique entre ces deux ordres de faits inverses l’un de l’autre. * ' .

Y a-t-il compensation exacte entre ces” deux ordres de phénomènes inverses l’un de l’autre? Nous sommes disposé à le penser, et dans ce qui va suivre nous en exposerons les motifs. Mais, qu’on le remarque bien, ce n’est là qu’une probabilité qui nous paraît grande, à la vérité, et non une complète certitude. Lorsque ‘ les phénomènes de la nutrition ei ceux de la végétation des corps organisés seront appréciés et mesurés dans tous leurs détails, lorsqu’on aura évalué d’une manière précise la quanti té d’humiditéque lesbrouillards, la rosée et les vents déposent sur le sol, on pourra introduire, dans la mesure de la tranche

1 Lamé, Cours de physique professé à l’Ecole polytechnique, tome I, page 552.

.d’oau (le pluie annuelle, l<t part soustractive ou addiüve résultant de la combinaison île ces deux éléments contraires, et alors nous connaîtrons avec la dernière précision ce que les mers produisent de vapeurs.

Mais pour qu’une hypothèse introduite dans l'examen d une question soit acceptable, il ne suffit pas qu elle réunisse eu sa faveur quelques apparences do probabilité, il est nécessaire de prouver qu’alors même que cotte hypothèse ne recevrait pas des faits une conlirmation complète, elle ne saurait cependant apporter de profondes modifications dans les conclusions finales. S'il n'en était pasainsi, si la solution définitive de la question qu’on traite était très-sensiblement influencée par le plus ou moins de vérité qu i! faudrait attribuer à une supposition introduite dans le cours de la discussion, il est évident qu'ûn n aurait rien résolu. Le résultat obtenu ne serait pas même une approximation, ce serait une incertitude.

Evaluation des quantités d'eau qui s’ôvaporcol apres la chute de la pluie et qui rentrent dans l'atmosphère.

Or, pour fixer les idées sur l'importance relative de 1 hypothèse dont il est ici question, essayons d'é~. vatuer la totalité d’eau de pluie qui, d'après le dénombrement précédent, au lieu de se rendre à la mer immédiatement après sa chute, subit une nouvelle évaporation et rentre dans l'atmosphère.

Cette eau se compose de trois parties :

1° Celle qui s'échappe pendant tonte 1 année de la

surface des rivières et des cours d'eau secondaires;

' ■ - ■ ÉYÀPORATIONv t ’ 19 .'v

2° Celle qui s'évapore du sol après que celui-ci a été mouillé par la pluie; . „ <■- ■

3° Celle qui fait évolution dans les plantes pour . les besoins delà végétation.

Nous allons procéder à la détermination de lcur9 . \ valeurs respectives. ‘

> i° A la surface des courg d’eau. s

Pour avoir une idée, sinon parfaitement exacte, 1 du moins suffisamment approchée, de la perte d'eau r

appartenant à la première des trois catégories ci- ; dessus, j'ai procédé à l'évaluation des surface qu'occupe l'ensemble des cours d’eau dans trois bassins; savoir: ceux du Lot et du Tarn, qui me sont plus spé- , cialement connus, et celui de la Seine.

Le premier, compris depuis sà source jusqu’à la station de la Madeleine, qui sépare les plus anciennes *- • formations de celles dites jurassiques, est presque exclusivement composé de terrains primitifs et plutoniques. • ‘ ‘ ■••••

Le second, qui s'étend depuis la source jusqu'à la jonction de son artère principale avec la Garonne à Moissac, contient un tiers de terrains jurassiques et \ <■ un tiers de terrains tertiaires.

Le troisième, limité à Paris, renferme un tiers de

terrains jurassiques et deux tiers de terrains tertiaires, à l’exception d’une petite partie de terrains primitifs et platoniques, comprise entre Avallon, Ghàtcau-Chinon et Saulieu, qui n'est guère que le quarantième du bassin général. . . ■ • . ■'

Ces bassins se trouvent donc, au point de vue géo- ^ logique, dans des conditions très- variées.

Cela posé, voici le résultat de nos recherches.

1* Pour le bassin du Lot :

Surface mouillée occupée par la Trueyre et ses affluents. 10,100,000 m. c.

Surface occupée par le Lot et ses affluents, moins la Trueyre . . . 18,100,000

Total de la surface mouillée du bassin. 28,200,000 m. c.

Supposant maintenant, ainsi que cela est générament admis, que l’évaporation journalière moyenne a pour mesure dans nos contrées 4 millimètres, on trouve pourtoute l’année une perte égaleà 41,736,000 mètres cubes. Or, l’étendue totale du bassin du Lot jusqu'à la station de la Madeleine est de 7,200 kilomètres carrés, d’où il suit que le liquide perdu par évaporation, s’il était uniformément répandu sur l’ensemble du bassin, représenterait une tranche de 0m,0ü58 de hauteur.

2® Pour le bassin du Tarn :

Surface mouillée occupée pari’ A voyron .

et ses affluents. 20,200,000 m. c.

Surface mouillée occupée par l’Agout

et ses affluents. 10,400,000

Surface occupée par le Tarn et ses affluents autres que les précédents 42,000,000

Total de la surface mouillée du bassin. 72,600,000 m. c.

En acceptant pour l’évaporation journalière la même base que précédemment, on trouve pour toute l’année une perte égale à 107,448,000 mètres cubes ;

- ce volume d’eau, réparti sur toute l’étendue du bas- , sin du Tarn, qui occupe une surface de 15,100 kilomètres carrés, correspond à une tranche de 0“,0071 de hauteur.

3* Pour le bassin de la Seine :

Surface mouillée occupée par l’Yonne et ses affluents.

Surface occupée par l’Aube et ses affluents

Surface occupée par la Marne et ses af-

- fl uen ts

Surface occupée par la Seine et ses affluents autres que les précédents. . . .

- Total de la surface mouillée du bassin.

Continuant d’admettre une évaporation journalière de i millimètres, il en résulte pour toute l’année une perte annuelle de 261,920,000 mètres cubes.

' Or, l’étendue totale du bassin de la Seine en amont de Paris étant de 44,000 kilomètres carrés, il s’ensuit que l’eau perdue représente sur l’ensemble du bassin une tranche de O”, 0060 de hauteur.

Il y a, comme on voit, peu de différence entre ces trois résultats, et nous croyons pouvoir conclure de ces recherches que dans nos climats, et probablement dans toute l’Europe, la perte par évaporation à la surface des cours d’eau a pour mesure une tranche de 0m,0063, moyenne entre les trois nombres ci-deSsus.

Avant d’aller plus loin, nous ne devons pas négliger de faire observer que, dans les recherches de la

. nature de celles dont nous nous occupons ici, il ne