CHAPITRE II

DÉ ÉÀ ÉERMÉARILITÉ DES TERRAINS ET DES ÉCOULEMENTS D’EAU ÀSNüELS OBSERVÉS A LA SURfACÉ DE 0ÉÉIAJUE3 BASSINS.

Importance du rôle que joue l’absorption à travers Us terres dans les phénomènes consécutifs à la chute de la pluie.

Les observations que nous avons eu occasion dè faire, pendant une longue suite d'années, nous ont conduit à celte conséquence que, contrairement aux idées généralement admises, ce n’est pas à l’évaporation, mais à l’absorption ô travers les terres, qu'il faut attribuer la différence qui existe entre le prisme d’eau annuel fourni par la pluie sur le bassin d’une rivière et celui qui représenterait la quantité d’eau écoulée annuellement par l’artère principale de ce bassin.

Les détails que noi.s venons d’exposer dans le chapitre premier sur les quantités d’eau évaporées après la chute de la pluie et sur celles qui se déposent sans passer sous forme de pluie, la compensation è peu près complète que nous avons reconnu exister entre ces deux quantités sont de nature è dissiper tous les doutes à cet égard; mais ce principe de l'équilibre des eaux è la surface du globe ayant une grande importance, il est nécessaire d’entrer à ée sujet dans quelques nouveaux tfételoppemcnts.

D’ailleurs, ce que nous allons ajouter ici aura une influence très-prononcée sur la solution du problème que nous nous proposons de résoudre et fixera les idées sur le plus ou moins d'extension qu’il faudra donner aux mesures à prendre contre les inondations, suivant la nature géologique des pays dans lesquels on sera appelé è opérer.

Il n’est guère possible d’admettre que les hommes qui ont appliqué leurs pensées à l'élude des phénomènes de la pluie aient pu méconnaître, sinon dans tous scs détails et dans toute sa puissance, du moins dans son principe, le rôle que joue l'absorption dans ces phénomènes.

Le fait naturel de l’imbibition des eaux à travers les terres est trop général, trop nécessaire, trop évident, pour qu’il ait pu passer inaperçu.

Lorsqu'après les sécheresses d'un été trop prolongé il nous arrive de désirer avec tant d’ardeur qu’une pluie réparatrice vienne rafraîchir les racines des plantes et renouveler l'approvisionnement de nos sources et de nos puits, ne reconnaissons-nous pas par cela même que la terre est perméable et qu elle jouit de la propriété de conduire les eaux à des profondeurs quelquefois très-considérables.

Lorsque nous voyons sortir de la terre en toute saison des volumes de liquide aussi importants que ceux fournis par certaines sources, quelle que soit la cause à laquelle nous voudrons attribuer l’origine première de ces masses d’eau, quelles provipunenl directement d’une perte éprouvée par une rivière dans les parties supérieures de son cours, ou qu elles

soient le résultat de la réunion d une innombrable quantité de filets fluides traversant les couches terrestres et se réunissant ensuite, par un jeu de la nature, dans un vaste récipient qui vient à jour, ne devons-nouspasconcluredecesfaitsque, dans certaines circonstances, l’écorce du globe se laisse facilement pénétrer par les eaux qui se déversent à sa surface.

Justification par quelques exemples.

M. l’ingénieur en chef Bouvier, dans un article récemment publié entre, au sujet des sources qu’on observe sur les flancs du mont Ventoux , dans des détails que nous croyons devoir reproduire , parce qu’ils prépareront les esprits t\ une facile compréhension de tout ce que nous avons à exposer sur ce sujet:

« Le mont Ventoux, dit M. Bouvier, compris tout « entier dans le département de Vaucluse, est l’un des « plusélevés qui soient dans l’intérieur de laFrance ;

« l’altitude de son sommet est de 1,000 mètres; sa « base affecte approximativement la forme d’une el- « lipse allongée, dont le grand axe, situé de l’est à « l'ouest, aurait 25,000 mètres de longueur et dont « le petit axe, situé du nord au sud, aurait 7,500 mè- « tres;lasurfacecorrespondanteestd’euviron 15,000 « hectares. Elle est entièrement formée d’un calcaire « néocomien, présentant de nombreuses fissures, et « tellement perméable que toutes les eaux de pluie « s infiltrent dans l’intérieur et que les ravins qui « existent à sa surface sont constamment è sec, si ce

1 Annales des ponts et chaussées , année 1855, 1" semestre , p. 261.

5S ÉTUDES St R LES INONDATIONS.

« n’cst dans les cas très-rares de la chiite de pluies o torrentielles. »

Dans la suite de ce chapitre, IlOtis citerons plusieurs autres exemples de pareils terrains qu’on retrouve en assez grande abondance dans notre pays.

« Dans la partie élevée, Continue M. Bouvier, on « ne voit surgir aucune source ; mais, en approchant « de la base, on rencontre à 385 mètres au-dessus « du niveau de la mer, vers l’extrémité ouest du « grand axe de l’ellipse dont j’ai parlé, et tout près « de Malaucène, une soufre abondante dont le débit « est assez considérable pour mettre en jeu des (noti- « lins, des papeteries et autres Usines importantes... « Vers le sud, tout à fait au pied delà montagne, on « trouve des sources qui, quoique moins abondantes, << suffisent cependant h faire mouvoir, en éclusanl, « les moulins de Bedoin et de Mourmoiron.

« On doit donc considérer la calotte perméable du « mOnt Ventoux comme un immense filtre à travers « lequel suintent les eaux de pluie qui tombent sur « sa surface et qui viennent alimenterles sources que « nous avons signalées. Ces sources sont séparées des « montagnes voisines par des vallées tellement pro- « fondes, qu'il n’est pas possible de leur attribuer « d'autre origine... Quant à l’évaporation à la surface, « elle doit être nécessairement très-réduite dans un « terrain aussi perméable, où l'eau est absorbée pres- « que instantanément. »

Ces premiers détails sont corroborés par ceux que M. Bouvier ajoute sur la fontaine de Vaucluse.

« Cette fontaine extraordinaire, dont le volume <\

PERMÉABILITÉ DES ÎERRAIXS. 59

« l’étiage est évalué de tO à 12 mètres cubes par so- « coude* , doit correspondre nécessairement à un a bassin d’une immenseétendue. Or, en consultant la « carte géologique de MM. Dufrénoy et Élie de Beau- • mont, on voit que le même terrain néocomien qui « circonscrit le mont Vèntottx se continue au sud et o à l'est de celte montagne et occupe un espace très- « considérable, qui s’étend de la fontaine de Vaucluse « à SisteroU, c’est-à-dire règne sur 70 kilomètres de « longueur, et dont la largeur varie entre 20 et 5 ki- « lomètres. C’est là, à mon avis, le bassin de la foft- « laine de Vaucluse, et j’ai été conduit à l’admettre « en reconnaissant qu’on ne trouve ni sources, ni « puits sur toute celte étendue; que, comme pour le « mont Yentoux, les ravins sont constamment à sec, <r si ce n'est dans des cas tout à fait exceptionnels; « que les eaux de pluie, alors même qu'elles tombent «sur des cônes renversés, sont immédiatement ab- « sorbées, et que les quelques villages qui sont bâtis « sur cette espèce de désert ne sontalimentés que par « des eaux de citerne. »

L'auteur, appliquant ensuite h ces données topographiques les observations fournies par l’udomètre, démontre par les résultats de ses calculs toute la légitimité de cette manière de comprendre les phénomènes, et il ajoute :

« Cette explication, à la fois si simple et si natu-

1 Pour donner une idée de ce qu’offre de considérable cette masse d'eau, il nous suffira de dire qu’elle est égale h celle que des rivières importantes du midi, le Taru et Io Lot, par

exemple, débitent on étiago

« relie, anéantitleshypothèsesplusoumoinsbizarres « qu’on a faites jusqu'à ce jour sur l'origine de la « fontaine de Vaucluse. Ainsi, les uns, sans songer «à l’immense éloignement qui les sépare, la font « venir des glaciers des Alpes, les autres l’attribuent vaux infiltrations de la Durance, sans remarquer « quelle débouche à 100 mètres au-dessus du niveau « de la mer; que la Durance, dans le point le plus «rapproché, tout en ayant sensiblement le même « niveau, en est encore distante de 28 kilomètres, « et que ses infiltrations devraient par suite se pro- « duire à une grande distance en amont; sans re- « marquer non plus que la déperdition d'un volume «d'eau aussi important pour une rivière qui n'ap- « porte au Rhône, à l’extrême éliage, que 30 mètres « cubes, serait assez sensible pour qu’on pôt faeile- « ment désigner le point où elle se produit. Ces hy- « pothèses n'expliquent pas d'ailleurs ce que devien- « lient les eaux pluviales qui tombent sur l'immense « surface dont nous avons parlé et qui alors ne mani- « testeraient nulle part leur existence. Mais notre ex- « plication démontre en même temps que cette belle « fontaine qui , employée soit à faire mouvoir des i usines, soit à des irrigations, enrichit une partie « du territoire, n'est pas un don gratuit de la nature « et qu elle n’est obtenue qu'au détriment d une sur- « face d’environ 100,000 hectares, coin prise soit dans «le département de Vaucluse, soit dans celui des « Basses-Alpes, qui sont condamnés à une stérilité « presque complète. »

M. Bouvier cite encore à l'appui de sou opinion

les fontaines de Nîmes et du bourg Saint-Andéol, qui sont placées au pied des montagnes calcaires de même nature; il parle enfin des suintements observés soit dans les tunnels, soit dans les grandes tranchées, qui ont continué à se produire après des sécheressesextraordinaires de trois à quatre mois, à la suite ^lesquelles les cours d’eau voisins avaient été réduits à leur plus simple expression.

Nous pourrions à notre tour ajouter à cette nomenclature l'abondante fontaine des Chartreux, sur la rive gauche du Lot, en face de Cahors, celle de Salces, à l’entrée du département des Pyrénées-Orientales, qui forment un si frappant contraste avec, la désolante sécheresse des plateaux supérieurs. Nous pourrions encore citer la source de Louysse, dans le département du Lot, qui à elle seule engendre une grande rivière. Mais le lecteur curieux d’approfondir ces détails en trouvera un exposé IPès-développé dans l’ouvrage de M. l'abbé Para mêle, sur X Art de découvrir les sources Nous ne pouvons que l’inviter à parcourir eet ouvrage dans lequel il trouvera, t\ coté de l'expression intelligente de principes simples et vrais, la condamnation de nombreuses erreurs.

Une grande partie des eaux absorbées se rendent directement n la mer.

Les faits dont nous venons de présenter l’exposé ne sauraient laisser aucun doute sur la faculté absorbait le de certains terrains; aussi pensons- nous que personne n'a sérieusement songé à nier la per-

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méabilité de quelques couches terrestres. Mais, si cette perméabilité a été admise eu principe, nous sommes autorisé il croire que le véritable rôle quelle joue dans l'ensemble des écoulements qui ont lieu à la surface de notre planète a été méconnu jusqu'à ces derniers temps. Ce n’est qu’à la suite de quelques observations récentes qu’on paraît avoir compris la nécessité d'abandonner l’opinion erronée qu'il fallait attribuer aux effets de l’évaporation les différences constatées entre les volumes fournis par la pluie dans certaines contrées et ceux écoulés parlas cours deau existants dans ces mémos contrées. Ce n’est même qu'avec une certaine timidité, selon nous, tant était grande l'influence de l'opinion contraire, / que s est produite chez quelques-uns la pensée qu’il se pourrait bien que ces différences dussent en réalitéêtre attribuées à l'absorption, et c’est précisément parce que co côté des interprétations de l'hydrostatique du globe n’a été abordé qu'avec une certaine hésitation que, pour notre part, nous eroyons devoir iusister avec toute la force de nos convictions sur le rob très-remarquable, très-important, très-universel que joue Vahsûrption dans les phénomènes dont nous nous occupons ici.

Nous ne refusons pas, ont dit quelques personnes, de reconnaître que certaines natures de terrains jouissent de la propriété de recueillir dans leur sein des quantités considérables de liquide; mais ce que l’on sait d'un grand nombre de sources, de leur situation topographique, de leur abondance , prouve précisément que les eaux, primitivement emmagasi-

nées dans les entrailles de la terre, viennent à jour un peu plus tard et finissent par apporter leur tribut

aux grandes rivières ; celles-ci ne sont donc pas en réalité dépouillées des eaux qui doivent leur appartenir et il faut, par conséquent, attribuer le déficit à une autre cause que la perméabilité des terrains.

Cette manière de voir a pu inspirer quelque confiance et paraître suffisante b certains esprits, à une époque où les études géologiques, incomplètement développées et ppu répandues parmi les observateurs, ne permettaient pas d apprécier avec une grande certitude tout ce qu'il y a de vrai dans lo phénol mène de l'absorption. Mais il n'en est pas ainsi uujourd hui; il u est plus permis de douter que, pour quelques volumes d’eau qui, après leur infiltrutiou dans les terres, sont conduits à jour paF les sources visibles, il en est d une importance bien supérieure qui marchent souterruinement jusqu'à la mer et qui sont complètement perdus pour l'écoulement de surface.

Ou’ou veuille, en effet, jeter les yeux sur la carte géologique de la France et porter particulièrement son attention sur cette couroune générale de terrains oolithiques et crétacés qui s étend en travers de tous les cours d uau du bassin supérieur de la Seine, de-: puis Clamecy et Avallon jusqu'à Bar-le-Duc; qu'on veuille bien remarquer en outre que, de l'aveu de tout le monde, cos terrains sont classés dans la catégorie des plus absorbants; qu’en partant du faite, et b mesure qu en s'avuuce vers la mer, ils s’enfoncent de plus en plus sous des couches de formation plus ré-

cente pour ne plus reparaître; qu’on prenne en considération que les grèset sables verts de la formation crétacée descendent à plus de 500 mètres au-dessous du sol de Paris, et qu’on nous dise s'il est admissible que les eaux ainsi absorbées dans les régions supérieures et conduites à de si grandes profondeurs dans les parties basses de la vallée puissent naturellement remonter à la surface et ajouter leur tribut à celui „ de tous les aflluents visibles.

" Mais, ajoutera-t-on, est-il certain que dans ces zones absorbantes des terrains crétacés, dans celles de l’oolithe qui leur sont inférieures, il existe de l'eau? Est-il bien prouvé qu’il règne sous ces profondeurs de puissants réservoirs, d'intenses courants? Aujourd'hui le doute n'est plus permis ; la sonde artésienne s'est chargée de répondre à ces questions et l'expérience a justifié toutes les prévisions scientifiques. Le forage du puits de Grenelle nous dit assez ce qu'il faut enfin penser de l’hydrologie des nappes souterraines, de leur pointde départ, de leur marche à travers le sol, de la puissance de leur débit. La nouvelle tentative qui, en ce moment, est en voie d’exécution dans le bois de Boulogne et qui a été entreprise dans le but de placer la source d’une abondante rivière sur le faîte même de ce plateau boisé où la grande cité vient oublier, sous de frais et sinueux ombrages, la lourdeur de son atmosphère et la fatigante monotonie de ses rues; cette nouvelle tentative, disons-nous, dont la science a rédigé le programme, proclame assez haut ce que la science attend de ses résultats. , • ..

H y a donc, il faut le reconnaître, une certaine portion de l'eau fournie par la pluie qui ne se rend aux fleuves ni directement en coulant à la surface des bassins, ni indirectement par la voie des sources apparentes. Cette eau, une fois entrée dans certains terrains, n’en sort plus que pour se décharger dans le sein de la meretdans ses profondeurs; elle est complètement perdue pour les continents, à moins que l'industrie humaine, traversant par d’intelligents travaux les couches qui la retiennent prisonnière ne lui donne vers le sol une issue que la nature lui avait refusée.

Mais nous ne nous bornerons pas ici à l’expression théorique de ce principe, nous irons plus loin dans cette voie et nous essayerons de uous rendre compte des valeurs numériques qui, dans les divers bassins, expriment la quantité de liquide ainsi soustraite à l’écoulement superficiel. Ces études auront l’avantage de fixer nos idées sur les degrés variés de perméabilité que possèdent les couches terrestres, élément important à connaître dans la question qui nous occupe.

Bassins composés de couches très-absorbantes.

Pour le bassin de la Seine, M. l'ingénieur en chef Belgrand* évalue à 8 milliards de mètres cubes au moins la quautité d’eau de pluie soustraite par la perméabilité à l’écoulement superficiel , lequel est lui-mème égal à 8 milliards. Mais, dans l’opinion de M. Belgrand, cette mesure de l’absorption

1 Annales des ponts et chaussées, 1848, 2' semestre, p. 158.

n'est qu’un minimum; et tout ce qu'il dit à ce sujet, suit en ce qui concerne la végétation forestière, soit en ce qui se rapporte aux étendues occupées dans ce bassin par les terrains oolithiques et crayeux, est de nature à faire croire que, dans sa pensée, l'absorption doit très -sensiblement dépasser 8 milliards; nous sommes aussi de cet avis et nous en dirons bientôt les raisons.

Mais abordons de suite ce qui est relatif aux terrains qu'il faut placer à l'extrémité de l’échelle de perméabilité, et parlons de ceux qui sont le plus perméables, c’est-à-dire de l'oolithe.

« Si les terrains qui forment une vallée, ditM.Bel- « grand appartiennent uux quatre étages inférieurs .fi des terrains oolithiques, ordinairement on ne re- « marque aucun ravin, aucun ruisseau dans la valo lée, la culture s’éteud jusqu'au fond; quelquefois « il s'y trouve un ruisseau , produit d une source « abondante , mais qui décroît à mesure que son « cours s allonge, et finit presque toujours par dis- « paraître. Les observations faites dans lesarrondis- « semcnls de Chalillon, de Semur et d'Avallon ont « toutes prouvé l’exactitude de ces faits, même dans « les vallées de 100 à 200 kilomètres superficiels. »

Nous pouvons ici joindre notre témoignage à celui de M. Belgrund. Dans les pays que nous avons habités pendant une quinzaine d années et que nous avons eu tant d’occasions de parcourir, la vaste étendue de terrains située dans les départements du Lot et de l'Aveyron, depuis la ligne qui, passant par Saint-

' Article déjà cité.

Céré, Figeac, la Madeleine el le cours de lu Diége, marque sur le terrain l’origine de l'oolithe, jusqu’au méridien de Cahors et au-dessous, cette vaste éten- • due, disons-nous, qui ne comprend pas moins de 2,000 kilomètres carrés de terrain, est à peu près complètement dépourvue de cours d’eau. Dans cet " espace, dos vallées de 30 à 40 kilomètres de longueur sont non-seulement privées d’eaux courantes, mais elles n’offrent nulle part de traces de ruisseaux; tout ce qui tombe de pluie sur ces terrains disparaît dans le sous-sol. ,

Que doit-il résulter de cet état de choses? Que l’artère principal, le Lot, qui traverse cette région de l'est è l’ouest, ne reçoit à peu près aucun supplément de liquide dans son parcours de 85 kilomètres entre la station de la Madeleine et Cahors ; que les 12 mètres cubes que roule cette rivière en éliage, dans l une etl’uutre deces localités, nesontuutre chose que ceux qui descendent des lorrains primitifs supérieurs à la Madeleine ; et que le peu d'eau que peuvent lui amener les suintements provoqués par les couches argileuses qui traversent l’oolithe entretient tout au plus le déficit résultant de l’évaporation qui a lieu à la surface de. la rivière. En effet, les jaugeages du Lot effectués, soit à Cahors, soit à la Madeleine, ‘ . pour un môme état de la rivière eu étiage, n’ont jamais donné de résultats sensiblement différents.

Concluons donc que, relativement aux quantités annuelles de pluie qu’ils reçoivent, certains étages do la formation oolithique sont complètement perméa- ■ blés. Pour ces étages, si l'on représente par l’unité le

volume de la ploie versée chaque année sur leur surface, l’unité représentera aussi ce que cette surface absorbe.

B*<;sins composés de couches imperméables.

Tassons maintenant aux bassins les moins perméables, qui sont exclusivement formés par les terrains primitifs et basiques. Parmi ceux que nous pouvons citer se trouvent l'Adda, affluent du Pô, et le Lot, depuis sa source jusqu'à la Madeleine.

Voici d’abord quelques détails sur l’état géologique du bassin du Pô.

A l’exception du Tanaro, qui traverse dans les parties supérieures de son cours le terrain jurassique proprement dit, les autres affluents du Pô, en allant du sud au nord jusqu'à la Sezia, et le Pô lui-méme prennent leur source dans le terrainjurassique modifié, qui est assez peu perméable. Ce terrain forme, au faîte du bassin, une ceinture en arc de cercle d’une largeur assez uniforme d'environ 35 kiloinô-

très en moyenne; à cette première ceinture, et en descendant la vallée, en succède une autre de terrains primitifs qui lui est concentrique, mais dont la largeur moyenne est beaucoup moindre, 15 kilomètres environ. Cette largeur se maintient jusqu'à la ville de Yarallo sur la Sezia. A partir de ce point elle augmente considérablement, s élève à 55 kilomètres, et tous les autres affluents du Pô, en allant de l ouest à l est, au nombre desquels se trouve l'Adda, prennent leur source dans ce terrain.

Cette dernière rivière en particulier a donc son

bassinsupérieurexclusivementsitué dansles terrains primitifs, et, lorsqu’après avoir abandonné ceux-ci, elle entre subitement dans la portion des vallées formées do dépôts récents, elle y est très- profondément encaissée de 20 à 30 mètres, circonstance qui lui permetde recevoir presque toutes les eaux d'égouttement de ces vallées. Il suit de là que le bassin de l’Adda se trouve placé dans des conditions telles que la majeure partie, sinon la totalité des eaux de pluie qu’il ' reçoit, doit couler à sa surface. La comparaison que nousavons établie, dans le chapitre précédent, entre le débit annuel de la pluie et celui de la rivière a pleinement confirmé cette conclusion.

Une pareille comparaison, faite pour les débits du Lot à la station de la Madeleine, nous a conduit à une conséquence analogue, et l’on ne perdra pas de vue que la presque totalité do ce bassin en amont de cette station est exclusivement composée de terrains primitifs et basiques.

Enfin, nous avons vu qu'il en est de même pour la rivière de Cure aux Settons, et l'on remarquera encore que le bassin de cette rivière en amont des Settons est uniquement formé de terrains primitifs et plutoniques.

Nous ne reviendrons pas ici sur ces diverses évaluations numériques, que nous avons suffisamment développées dans le chapitre premier.

Bassins composés de couches moyeftncmeul perméables.

Après avoir ainsi examiné ce qui est relatif aux terrains qui occupent les deux extrémités de l’échelle

de perméabilité, revenons à ceux dont la faculté absorbante présente divers degrés de puissance entre ces deux limites.

Nous avons déjà fait suffisamment connaître ce qui, à ce point do vue, concerne le bassin delà Seine, et nous avons aussi donné quelques explications sur les espaces occupés par les terrains primitifs dans .celui du Pô. Nous allons compléter la description géologique de co dernier.

A part la ceinture de terrain jurassique modifié, dont il a été parlé ci-dessus, il existe très-peu de terrains jurassiques proprement dits dans ce bassin, lia formation crétacée y est très-rare aussi. Les terrains tertiaires y occupent un espace plus considérable que les deux précédents; enfin, les parties inférieures, soit de lu vallée principale, soit dos vallées secondaires, sont recouvertes sur une immense étendue par le diluvium alpin.

Le terrain jurassique se présente sur le versant de droite, dans les parties supérieures du cours duTanaro, et sur le versant de gauche, à la sortie des lues Majeur, de Pusiano et de Corne, entre la Sezia et l'Adda. Le terrain crétacé inférieur fa’existe pas, et le supérieur est représenté par deux ou trois petits * échantillons qui se montrent dans les environs de Casai, d'Acqui et de Spigno. Les terrains tertiaires, comprenantparties à peu près égales do l'étage moyen cl de l'étage supérieur, s’étendent dans la vallée du Tanaro, à la suite de la formation jurassique, et descendent jusqu'au cours du Pô dont ils occupent la rive droite depuis Turin jusqu’à Casai ; tout le reste

PERMÉABILITÉ DES TERRAINS. Jf?

de la vallée e6t recouvert, comme nous l'avons dit, par le diluvium alpin.

Il résulte de ces détails que les deux natures de terrains les plus perméables, les formations oolilhiques et crétacées, qui abondent dans le bassin de la Seine, sont ici très-bornées, et ces faits expliquent parfaitement comment le bassin de la Seine ne laisse couler à Paris que les 2/7 de l'eau de pluie qu'il reçoit, tandis que celui du Pô donne passage aux 4/7 de celle qui tombesur sa surface.

Nous devons d'ailleurs faire remarquer, au sujet du bassin du Pô, qu'il ne faudrait pas juger d'une manière trop absolue de la quantité de terrains à grande perméabilité qui occupent ce bassin, d'après celle seulement qui se présente à la vue. C.ar sur plusieurs points sans dpute le diluvium alpin qui les recouvre a une faible épaisseur. Les filtrations qui, selon toute probabilité, ont lieu à travers ce diluvium peuvent donc atteindre des couches de plus en plus perméables, dans lesquelles les eaux se perdent sans retour.

Donnons maintenant un aperçu delà constitution géologique du bassin de la Garonne, depuis son origine jusqu'à la ville de Marmandc, limite des noin-i breuses et intéressantes observations faites par des ingénieurs des ponts et chaussées et notamment par M. Baunigarten *.•

Occupons-nous d'abord du versantde gaucheformé parlapente septentrionale de la chaîne des Pyrénées; les terrains primitifs et de transition occupent ,

1 Annale* de* ftont* et .(.haussées, 1848, 2* sein., p. t et suiv.

comme on sait, les parties supérieures de celte chaîne. Entre les lignes secondaires de faîte, qui séparent le bassin delà Garonne de ceux de l’Aude et de l’Adour, règne un cordon général de terrains perméables composé en partie de la formation oolithique et en partie des formations crétacées supérieure et inférieure ; la largeur moyenne de cette zone absorbante est de 25 à 30 kilomètres. Elle est donc à peine dans la Garonne la cinquième partie en largeur de la zone identiquedans le bassin de la Seine; mais, d'un autre côté, elle a ici une importance qui n’existe pas à coup sûr dans celui du Pô.; de sorte que, sous ce rapport, le bassin de la Garonne tient le milieu entre ceux du Pô et de la Seine. Le reste du versant dont nous nous occupons, c'est-à-dire sa plus grande partie, est composé à deux exceptions près de l'étage moyen du terrain tertiaire. Ces deux exceptions portent ; la première, sur une série de chaînons longs et étroits disposés au pied des Pyrénées, entre les divers affluents de la Garonne, dans des directions qui leur sont à peu près parallèles et qui appartiennent à l’étage supérieur du terrain tertiaire; la seconde, sur quelques zones d'alluvions récentes qui, dans les parties inférieures des vallées, accompagnent le cours des rivières principales.

Sur le versant de droite régnent, sur de grandes étendues, dans les départements du Cantal, de l’Aveyron , de la Lozère et du Tarn, les terrains primitifs, auxquels il faut ajouter: 1° une zone de terrains de transition aur le flanc et dans la direction de la Montagne noire, faîte de partage entre la Méditerra-

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née et l’Océan; 2° trois apparitions de terrains de trias, l’une à Espalion et dans les environs de Decazeville sur le bassin du Lot, la deuxième dans le bassin de l’Aveyron au-dessous de Villefranche, la troi- . sième dans le bassin du Tarn à Saint-Atlrique. Puis, le terrain jurassique se montre en assez grande abondance : d’une part, dans la vallée du Tarn, depuis la ville de Floirac jusqu’il la limite des départements du Tarn et de l’Aveyron; d’autre part, dans la vallée et le département du Lot, ainsi que nous avons eu déjà l’occasion de l’expliquer.

La formation crétacée n'existe sur ce versant que par son étage inférieur et en petite quantité, aux li mites des départements du Lot et de Lot-et-Garonne.

Enfin, le reste de cette partie du bassin, à l’exception des zones d'alluvions récentes qui longent les rivières principales dans la partie la plus basse de leurs cours, est exclusivement occupé par l'étage moyen des terrains tertiaires.

Des diverses indications que nous venons de donner et que nous invitons le lecteur à compléter et à constater par quelques mesures prises sur la carte géologique, il nous paraît incontestablement résul- • ter qu’au point de vue de la perméabilité des trois bassins de la Seine, de la Garonne et du Pô, le premier est sans contredit le plus absorbant, que le dernier Test le moins, qu'enfin celui de la Garonne • tient le milieu entre les deux autres. Nous verrons bientôt que ces prévisions sont complètement confirmées par les indications numériques comparées entre elles, soit des quantités versées par la pluie sur •

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ces bassins, soit des volumes d’eau coulant annuellement à Leur surface.

Résumé des faits précédents et conséquences principales qui en découlent,

Les considérations précédentes, prises dans leur

ensemble, nous paraissent prouver sans réplique, d’une part, que les bassins presque uniquement formés de terrains primitifs ou basiques laissent parvenir à leur artère principale la totalité de l'eau que la pluie leur envoie; d’autre part, que de vastes contrées, exclusivement formées de certains étages des terrains oolithiques, sont complètement dépouillées d’eaux courantes et que, même à la suite des plus grands orages, c’est à peine si, dans ces contrées, ou observe sur le sol des traces suffisamment prolongées d'un canal d’écoulcment, traces qui, d’ailleurs, n’offrent aucune permanence et sont promptement effacées. Entre ces deux limites extrêmes viennent se placer, quant au volume des eaux coulant à la surface, les autres bassins composés de couches géologiques, jouissant à divers degrés de la faculté absorbante.

I)e là trois ordres de faits distincts.

Le premier prouve, comme nous l’avons déjà indiqué au chapitre premier, que puisque la tranche totale d'eau de pluie qui est annuellement mesurée dans Endomètre se rend, dans certaines circonstances jusqu’à la mer, sans déperdition sensible, il doit y avoir équilibre, d une part, entre les quantités de

liquide qui, après la chute de la pluie, sont de nouveau restituées à l’atmosphère dans le courant de l’année, soit par la dessiccation des plantes! soit par l’évaporation naturelle à la surface des cours d’eau et du sol mouillé, et, d'autre part, entre celles non appréciées par l’instrument udométriquc, que la rosée, les brouillards et la puissance aspiratrice de l'appareil foliacé soustraient à sa mesure.

Le second ordre de faits est de nature h faire comprendre qu'en assignant, comme nous l'avons fait, à la valeur de la quantité d’eau nécessaire à l’alimentation des plantes une assez faible fraction de la tranche de pluie annuellement tombée, nous ne nous sommes pas écarté des limites du probable. En effet, dans les terrains oolithiques dont nous venons de parler, où l’eau semble filtrer immédiatement après sa chute, comme à travers un crible, et où l’absence de tout cours d'eau apparent dénote un. extrême degré de perméabilité, que peut-il rester de cette eau pour la vie des plantes? Une très-faible quantité, saus doute. Il est vrai de dire que, dans ces terrains, le développement de la vie végétale est assez borné, et que ce il est que dans les années dont les étés sont pluvieux qu’on obtie.nl de bonnes récoltes; toutefois, ils sont encore loin de se trouver, comme les terrains exclusivement sableux, à l’extrémité de, l’échelle de la production, et, eu égard à l'importance de la végétation qui les couvre, même dans les circonstances ordinaires, on peut affirmer que les besoins de cette végétation exigent une faible dépense d’eau.

Nécessité de mettre sur le compte de l’absorption les soustractions de liquide généralement attribuées à l'évaporation.

Quant au troisième ordre de faits, il nous paraît confirmer sans réplique l’opinion émise au commencement de ce chapitre, que ce n’est pas à l'évaporation mais h labsorplion à travers les terres qu’on doit attribuer la différence qui existe entre le volume annuel débité par une rivière et celui fourni par la pluie sur son bassin.

En effet, outre qu’il n’est pas possible de se refuser «\ admettre que dans celte circonstance l'absorption doit jouer un certain rôle, comment expliquerait-on, si on voulait avoir uniquement recours à des faits d'évaporation, que pour les diverses parties d’un môme bassin (le Lot en particulier est dans ce Cas), tout s’évapore sur quelques-unes, celles qui sont de nature oolithique, et rien ne rentre dans l’atmosphère sur d'autres, celles qui sont de formation primitive ou basique.

De telles bizarreries dans le phénomène de l'évaporation, de si brusques changements dans son intensité, alors qu’on considère ses effets sur des régions voisines, contiguës, sont inadmissibles. Les lois qui régissent l’évaporation ne procèdent pas par transitions violentes, quand on passe d’une contrée à l’autre; elles sont une conséquence des courants aériens, de l'humidité relative de l’air et des températures; sans doute ces divers éléments sont sujets, suivant les climats, à quelque# variations; mais ces

variations, surtout lorsqu’on les étudie sur de vastes étendues, marchent graduellement, par voie de continuité, sans secousses, sans ces interruptions qui feraient subir tout d'un coup aux effets du phénomène le passage immédiat de la valeur zéro à la valeur maximum. Il n’en est pas de même de l'absorption qui, suivant la nature du terrain, peut être nulle ou entière, qui, dans les masses compactes, n’exerce aucun effet, dans celles qui sont fendillées peut tout soustraire. Ici les transitions brusques ne sont pas seulement possibles, elles existent, nous les voyons suns cesse sous nos yeux, et, à quelques mètres de distance, on passe subitement de l'un à l’autre de ces terrains.

Autant donc il serait difficile, impossible mômede rendre un compte rationnel des diverses valeurs que peut subir 1a différence entre les quantités an-* nuelles d'eau de pluie et celles écoulées par les fleuves, en voulant les attribuer à l'évaporation, autant tout devient facile, naturel, concordant, lorsqu'on fait intervenir dans la question l’influence de la perméabilité à travers lés divers sols.

Mais si quelques doutes pouvaient subsister encore lorsqu'on se borne à considérer ce qui a lieu dans le cours de l'année entière, ils ne sauraient certainement subsister après une analyse détaillée des laits qui se produisent pendant les orages remarquables à la fois et par leur intensité extraordinaire, cl par leur courte durée. Nous allons en citer un exemple qui est d'autant plus digne d'intérêt, qu’indépendamment del appui que uousy trouverons en faveur

des idées que nous émettons ici, il se rapporte A la fameuse inondation de la Loire en 1846, sur laquelle nous aurons souvent ù revenir dans la suite de cet écrit, et qu’il se rattache ainsi très-directement au sujet que nous traitons.

En octobre 18 40, une pluie très-générale et des plus intenses s'est abattue sur les partie supérieures des bassins de la Seine et de la Loire. Pendant deux jours, les 10 et 17 octobre, toute la partie montagneuse du faite qui sépare en Franoe le versant de la Méditerranée de celui de l’Océan, depuis Chaumont jusqu’à Yillofort, dans le voisinage des sources de la Loire et de 1 Allier, a été inondée par un véritable déluge.

Cette simultanéité de la pluie sur la vaste étendu® que nous venons d’indiquer, cette intensité exceptionnelle ayant une grande importance pour l’objet que nous avons en vue, citons les autorités qui nous ont fourni les détails sur lesquels nous appelons l'attention du lecteur.

Et d’abord, pour ce qui concerne le bassin de te Seine, nous produisons l’extrait suivant d’une lettre adressée par M. l’ingénieur en chef Belgrand à la Société géologique de France et insérée dans les Annales des pouls cl chaussées *. . -■ •

« La quantité d’eau, dit-il, tombée les 16 et 17 oc- # lobre dernier dans le bassin supérieur de la Seine « a été énorme.

« Voici les hauteurs d’eau pluviale constatées «

1 Aimée 1840, 2mo semestre, p. 181. - -

« l'hydromètre de Montsauche, à quelques kilomètres « eu aval des sources.

Jeudi 15 octobre 1840 0“,0165

Vendredi 16 0 ,0775

Samedi 17. ........... . 0 ,0880

Dimanche 18. 0 ,0115

Hautour totale • Ora,1935

On voit que sur ce bassin, dans les seules journées des 10 et 17, en quarante-huit heures, la tranche pluviale s’est élevée à 0“,1655. Pour donner une idée de ce que cette masse d’eau présente de prodigieux, il nous suffira de dire que celte hauteur est précisé* ment égale à celle qu’occuperait la totalité du volume qui passe sous les ponts de Paris pendant l'année cm tière, si on supposait ce volume uniformément répandu sur la surface du bassin située en amont de la capitale.

En second lieu, pour ce qui concerne lé bassin de la Loire, nous extrayons le passage suivant d’un mémoire de M. l’ingénieur en chef Boulangé, inséré dans les Annale* des ponts et ckatutéeé '.

« L’inondation de là Loire des 17 et 18 oc- « tobre 1840 a été occasionnée par une suite d’o- « rages qui ont commencé à Montbrison le 15 au « noir et qui, après avoir redoublé d intensité dans o la nuit du 10 au 17, ont duré toute la journée . , « du 17 et n'ont cessé que le 18 vers six heures du « matin.

« Lu quantité d eau tombée dans ce laps de temps

1 Année 1848, 2““-' semestre, p. 325.

« a été de 0", 153 d'épaisseur, d’après les observa- « tions faites par M. le docteur Rey, de Montbrison, « sur un pluviomètre de Lerebours. »

De la comparaison de ces faits, il résulte, ainsi que nous l'avons annoncé, que dans ces deux localités c’est au môme instant, et pour ainsi dire heure pour heure, que la pluie a commencé et fini; il en résulte cneore que les intensités de cette pluie ont été vraiment exceptionnelles, a peu près égales dans les deux contrées, avec une légère différence pour le bassin de la Seine, qui a reçu un peu plus que celui de la Loire.

Disons maintenant quels ont été les effets produits de part et d’autre.

« Tous les ruisseaux à versants granitiques ou a basiques, dit M. Belgrand, ont éprouvé une forte « crue, mais ce qui m’a véritablement surpris, c'est « que tous les versants oolithiqucs, même ceux des <f argiles d Oxford, ri ont exactement rien donné { sauf ' « sur les points où il existe des sources). »

Mais tandis que ces faits s’observaient dans la partie supérieure du bassin de la Seine, que se passait-il sur celui delà Loire? Or, il y a eu cette différence entre les effets signalés dans ces denx vallées, que dans la première, la crue à Paris, si toutefois il y a eu crue, a été, suivant l’expression de M. Belgrand, à peu près insignifiante, tandis que, dans le bassin de la Loire, linondaliona produit des désastres tels, que, suivant le Moniteur du 3 juin 1847, les pertes appréciables qui en ont été le résultat se sont élevées à la somme de quarante millions.

Cela posé, si l’on remarque, d’une pari, que presque tout le bassin supérieur de la Seine est formé, comme nous l'avons dit, de terrains essentiellement perméables, tandis que, d’autre part, les deux versants supérieurs de celui do la Loire, depuis la source de ce fleuve jusqu’au-dessous de Roanne, sont composés de terrains primitifs, ne sera-t-on pas convaincu de l'importance que le phénomène de l’absorption a dù jouer dans ces deux ordres de faits, produits tous les deux par les mêmes causes, dans le même instant, mais si différents, si complètement opposés au point de vue des effets obtenus?

Quant à nous, la coïncidence de ces deux observations nous paraît au plus haut degré digne dètre signalée, et il nous semble difficile de ne pas la considérer comme une justification complète des idées que nous cherchons à faire prévaloir. Qu'y a-t-il, en effet, de plus concluant, en faveur de notre système, que ce véritable cataclysme produit par les masses pluviales qui sc sont déversées sur les terrains primitifs du bassin de la Loire, et cette absence presque complète d'écoulement sur les versants oolithiques de celui de la Seine, au même instant, nous le répétons, et sous l'influence de la môme cause?

Et lorsqu’on voit, en quarante-huit heures, disparaître presque entièrement une tranche de pluie de 0m,105, représentant le tiers de celle qui tombe dans la contrée pendant l’année entière, lorsqu'on môme temps une cause d’une puissance égale, plus faible môme, donne lieu sur la Loire aux écoulements les plus prodigieux et les plus dévastateurs, est-on fondé,

St

je le demande, il venir dire que e’est l’évaporation qui a tout fait, ou qui a tout laissé faire ? Qu'iei, re^doublant d’efforts et d’énergie, elle a tout enlevé à la terre; que là, au contraire, frappée d’impuissance, elle lui a tout laissé?Qu’ici, l’intensité moyenne de l'évaporation, mesurée dans notre pays et à la surface des eaux par une tranche journalière de d’épaisseur, a subitement acquis une force d'action vingt fois plus considérable , tandis que là, cette action, irrévocablement anéantie, a laissé passer le déluge sans y toucher?

C’en est assez, croyons-nous, du simple énoncé de ces effets si directement opposés les uns aux autres, de ces modes d’action se démentant si complètement, qu'ils apportent avec eux leur propre condamnation ; c’en est assez, disons-nous, pour détruire un préjugé qu’une étude superficielle des phénomènes de la pluie n’a pas eu la puissance de faire disparaître, mais qui ne saurait plus se maintenir devant l'examen approfondi de ces phénomènes, car il n’implique rien moins que le renversement de toutes les lois connues de la physique moderne.

Laissons jouer à l’évaporation son rôle tel que nous l’avons défini dans le chapitre premier de cet écrit, mais restituons à la perméabilité des terrains son importance trop généralement oubliée, et reconnaissons quelle seule peut rendre un compte ration-*nel des effets observés, soit au point de vue de leur intensité, soit au point de vue de leur apparente bizarrerie.

Concluons donc que depuis la valeur zéro, corros-

pondant aux formations primitives et basiques, jusquà l’unité correspondant à certains étages de la formation oolithique, la mesure de 1 absorption peut être représentée,, en fonction de la tranche d’eau pluviale annuelle, par les diverses fractious comprises entre ces deux limites, et variables en raison de l'importance respective des surfaces occupées dans les divers bassins par ces deux natures de terrains, ou de leurs analogues.

Comparaisons entre les quantités d’eau fournies par les pluies et celles absorbées

on écoulées à la surface de quelques bassins.

Pour retirer des études que nous venons d’entreprendre sur la perméabilité des terrains tous les enseignements quelles sont susceptibles de produire, nous avons dû d’abord spécialiser nos recber-r clics, les circonscrire dans des contrées exclusivement composées , soit de formations primitives, soit de formations oolithiques; nous avons appris . ainsi tout ce qu’il y a d imperméable dans les premières, tout ce qu’il y a d absorbant dans les secondes. Puis , étendant uos investigations sur de plus grandes étendues, dans lesquelles les différentes natures de terrains se trouvent mélangées à divers degrés, nous avons conclu, des proportions respectives de ces mélanges, celles des facultés absorbantes de quelques-unes de nos grandes vallées.

Nous avons ainsi reconnu, en particulier, que des trois bassins de la Seine, de la Garonne et du Pô, le premier devait être le plus perméable, que le der-

nier l’était le moins, et que le second devait tenir le milieu entre les deux autres. Examinons maintenant jusqu’à quel point ces inductions sont conformes aux résultats des expériences entreprises par les ingénieurs sur les débits de ces rivières.

Si, dans le tableau qui figure à l’appendice de notre premier chapitre, on fait un extrait des diverses localités situées sur la partie du bassin de la Seine qui précède Paris, on trouve que la tranche pluviale annuelle de cette contrée a une hauteur moyenne de 0", 612.

Mais il a été constaté, à la suite des calculs entrepris par M. l'ingénieur en chef Dausse, et dont les résultats sont inscrits dans les Annale* des ponts et chaussées1, que le volume d'eau qui passe annuellement sous les ponts de Paris correspond à une tranche dont la hauteur serait de 0ra,177. Il résulte de là que l’absorption aurait pour mesure une hauteur de 0ro,135, c’est-à-dire les 72/100 de celle de la pluie.

En opérant pour le bassin de la Garonne, comme nous venons de le faire pour celui de le Seine, nous trouvons que la tranche annuelle d’eau de pluie reçue par la partie de ce bassin qui précède la ville de Marmande a une hauteur de 0m,773. Or, M. l'ingénieur en chef Baumgarten, dans le mémoire déjà cité, conclut de ses observations que le débit de ce fleuve à Marmande correspond à une tranche de 0m,401 de hauteur. La différence entre ces deux quantités assigne à l’absorption une valeur de 0“, 372,

' Année 1842, l*r semestre, p. 201.

de sorte que la puissance de celle-ci est les 48/100 de celle de la pluie.

Enfin, pour le Pô, nous évaluons à 1”,220 la hauteur delà tranche pluviale annuelle moyenne. D’ailleurs, la quantité d’eau qui coule dans le fleuve à son embouchure est considérée par les ingénieurs italiens comme équivalente à une tranche de 0"\78l de hauteur; il reste donc pour l’absorption 0ra,130, nombre qui n’est que les 30/ 100 de la pluie.

Les mesures respectives de la perméabilité, comparativement à celles de la pluie, sont donc représentées comme suit dans ces trois vallées :

Pour la Seine O™, 72

Pour la Garonne 0 ,48

Pour le Pô 0 ,36

Et l’on voit que la marche décroissante de ces nombres est en complet accord avec nos précédentes inductions.

Les études que nous venons de faire sur les trois bassins de la Seine, de la Garonne et du Pô, indépendamment de la confirmation qu elles ont donnée aux principes exposés ci-dessus, conduisent des conséquences d'un autre ordre, qui nous paraissent trop remarquables pour que nous ne leur consacrions pas ici quelques développements.

A cet effet, mettons en regard des quantités annuelles de pluie qui tombent sur ces trois bassins, auxquels nous adjoignons ceux du Rhône et de la Saône, celles qui représentent l’écoulement de surface et les restes qu'on obtient après qu'on en a dé-

Digitiz'

duitcet écoulement ; nom formons ainsi le tableau suivant :