S oyons maintenant ce qni se passe dons le lit d’un

grand cours d'eau à fond mobile. Supjiosous d’abord pour [tins de simplicité <]ue la section et la pente soient régulières. Le liquide vers la source s’est saturé d’une certaine quantité de solde; de gravier et decailloux-qu’il transporte avec lui; toutes ses couches étant saturées, la section et la pente constantes, il ne déposera ni ne prendra rien sur sa route, et ]>orlera directement à ('embouchure cb qu’il aura pris dans les parties supérieures.

•Supposons maintenant que la section varie. L'effet de be changement sera d’altérer la courbe des vitesses dans chaque point, el par suite la puissance de suspension du courant ; de là des dépôts ou des afibuilleroents sur tous les points où la puissance de suspension subira de grandes variations. Si, par exemple , la puissance de suspension en amont est représentée par 10, et que jwir suite dir-changement de section elle tombe à 8, il est clair que le.cours d’eau qui portait io mesures de gravier par seconde n’en poift ant plus porter que 8 , en déposera a : do là un haut-fond qui s’élèvera d’autant plus que. la crue aura plus de durée; cependant remarquons qu’à mesure que le dépôt s’élève, la pente augmente dans cette partie du cours d’eau et avec elle la puissance de suspension, de série que le dépôt ne peut croître Indéfiniment. Si un second changement de section survient à la suite du premier, et qu’il ait pour résultat d’élever la puissance de suspension du courant à io, ia, i3, il est clair qu’à chaque seconde de temps, le courant enlèvera a, 4, 5 mesures de -sable et qu’un approfondissement se formera dans celte partie du lit, approfondissement suivi d’un nouveau dépôt si la puissance de suspension vient à diminuer. Il résulte de là qiie la formation d’un dépôt ou d’un ftffouillemeni ne

OU DIÏBOrflBti k LSI* DONNER .

dépend pas seulomont de la section «le la partit; du canal où se produit cette altération, mais do celle de la parlie antérieure. Ainsi, par exemple, daus une portion AH eu amont, les eaux saturées n’ont rien pris ni rien déposé, parce que la section ne changeait pas la courbe des vitesses; dans la partie suivante 13C elles ont déposé parce que la pente ou la hauteur a diminué, par cela mémo la partie d’aval CH s'approfondira, quoique lu section soit exactement la même qu’en AB, où rien de semblable ne se passe; mais en AB les eaux arrivent saturées, tandis qu’en CD, elles arrivent qvec une puissance de suspension supérieure à ce qu’elles portent. On pourrait produire un atlérissemout dans cette partie en changeant la section intermédiaire BC, de manière que la puissance de suspension y fut plus grande qu’en CD. En général, il .y a dépôt toutes les fois que la puissance de suspension diminue et . approfondissement toutes les fois quelle augmente. Ces deux effets peuvent donc avoir lieu dans une section quelconque en changeant convenablement celle d’amont.

Ou remarquera que toutes lés fois qu’il y a diminutiondaus la puissance do suspension, et par conséquent dépôt, ce dépôt ne se fait pas aux dépens de toutes les couches proportionnellement à ce qu’elles portent , c-’est-à-dire que si la puissance de suspension représentée par i», *

descend à 8 , les couches ne déposeront pas chacune le tiers de leur volume; les couches inférieures déposeront seules et prendront ensuite aux couches supérieures ce qui dépasse leur degré actuel de saturation.

11 suitde là que les dépôts doivent présenter un certain ordre dans l’arrangement des solides qu’ils • contiennent, que les cailloux, le gravier et le sable doivent former des espèces. de lits distincts, sons l’influence du triage opéré

242 i.raf. v. — 'Di régime des grandes eaux ,

par les divers degrés de puissance de suspension du 'courant depuis le fond jusqu’à la surface; él c’esf, en effet; ce qn’on remarque partout, mémo dans les alluvions anciennes dont s’occupe la géologie. Or si on admettait que les cailloux, le gravier et le sable ont été uniquement roiilés sur le fond, il résulterait de cette action que lés terrains d’aüuvion ne seraient qu’un mélange, un pêle-mêle ’de solides de toute nature et de toutes dimensions, tout-àdait different de l'arrangement systématique qu’on rencontre aujourd’hui: Les légères anomalies même que présente cet arrangement confirment Celte théorie; ainsi un banc de cailloux qui se trouve dans un terrain d’alluvion, contient ordinairement un pcu.de gravier ou de sàble dont la présence parmi des solides d’un volume plus considérable s’explique parfaitement -par ce que nous avons dit sur la . manière dont l’équilibre peut s’établir, soit au moyen du volume des solides, soit au moyen de leur distance. Quant aux formes arrondies qu’affectent les cailloux et le< galets ,

• et qui semblent indiquer qu’ils ont été roulés et non pas transportés, nons ferons observer que la suspension n’exclut nullement cette action d'entraînement sur le fond, qui a toujours lieu simultanément, surtout vers la source du cours d’eau, sur les flancs escarpés des montagnes -, d’où * se sont détachés d’abord les quartiers de rochers, qui successivement brisés "en fragments plus petits ont été ensuite roulés, puis enfin transportés beaucoup plus loin à l’aide de la puissance de suspension du courant. Il faut remarquer d’ailleurs que, même dans l’état de suspension, les solides outre le mouvement de translation général du courant ont une infinité d’autres mouvements (pii résultent des variations continuelles qu’éprouve la puissance^de suspension des filets qui les portent, variations qui liant ^ins cesse

DU DKDOUCHi A LEUR ,»ONNKR. 243

monter ou descendre les solides suspendus; de là des chocs perpétuels qui tendent à les arrondir et à les briser. TXou seulement il y a des mouvements de bas en haut, mais des mouvements transversaux, car la courbe des vitesses dans le sens transversal éprouve aussi de nombreuses variations. On doit même remarquer que l’action de cette courbe transversale est de porter les alluvions des rives vers le centre, que c’est à, cette cause surtout que doivent être attribuées les lies qni se sont formées quelquefois au milieu du lit des grandes eaux aux dépens des rives.

Cette théorie explique parfaitement comment en faisant des plantations sur un attérissement, on provoque de nouveaux dépôts qui en augmentent lu hauteur ; -en elFet, lus liges des plantations en pénétrant dans lés couches inférieures du courant, égalisent leurs vitesses, diminuent leur puissance de suspension cl précipitent ainsi les matières qu’elles tiennent suspendues. Lorsqu’on n’a égard qu’au seul mouvement d’entrainement sur le fond, on ne peut que difficilement expliquer ce résultat, ainsi que beaucoup d’autres que présentent les cours d’eau. Aussi sur ces questions y a-t-il une grande diversité d'opinions parmi les Ingénieurs.'Citons encore M. Minard (paye 19) : •

« Ou objecte au transport des cailloux la permanence * des bas-fonds, dans lesquels, dit-on, ces matériaux, trou- » vant moins de vitesse, s’arrêteraient et s’accumuleraient » d’autant plus que, pour en sortir, ils devraient remonter » sur le plan incliné des seuils.

» Quant à celle dernière difficulté, on a répondu que les » cailloux u’av aient jms à la vaiucre, qu’il ne fallait pas •» juger du profil du Thalweg des hautes eaux, par celui » qui existe à IVliage; que des corps qu’on avait enfouis » dans les hauts fonds avant une grande crue ne s'y étaient

244 CHAP. V. UC HHGINE DBS GRANDES BAUX,

>* plus retrouvés après, ce qui prouvait qu’un nouveau » Lano reformé succédait au précédent, qu’ainSf pendant » les cnies fous les hauts fonds étaient çmporlés, et que » sur le lit ainsi aplani les cailloux Voyageaient facite- » ment. Mais cette observation, juste en plusieurs localités,

» rte peut s’appliquer aux hauts fonds de roches et au gla-

cis des déversoirs que les cailloux' franchissent.

» La permanence de ces mouilles, que nous rclrouve- » rons ainsi en amont des barrages artificiels , est ,* en effet ,

» un phénomène très-remarquable et inexpliqué jusqu’à

* présent; mais comme les matériaux qu’on y a jetés quel- » quefois n’y sont pas restés, comme on sait que les passes

* ouvertes dans les hauts fonds rocheux de quelques riviè- » res, la Garonne, par exemple se trouvent souvent com- » blées après les crues par des cailloux qui ont nécessairement traversé la mouille en amont, laquelle' conserve » cependant sa profondeur, on est forcé de reconnaître que » l’objection n’est pas concluante. »

118. Noos avons déjà parlé de cette opinion, qui suppose que pendant les crues tous les hauts fonds sont emportés et que le lit se trouve aplani’. H suffit d’y réfléchir on instant {>our reconnaître qu’elle est inadmissible. Si tous . les hauts fonds étaient emportés, si toute là partie mobile du lit se trouvait enlevée pendant les crues, elle descendrait le cours d’eau avec la même vitesse que le courant; en quelques jours le lit se trouverait complètement balayé, et il serait impossible que de nouveaux hauts fonds fussent déposés, qu’un lit Complètement semblable à l’ancien se formât aux dépens des rives ou des terrains supérieurs, sans qu’un pareil déblais vers la source ou un pareil dépôt vers l’embouchurè ne fut apparent à tous les

’ BU DÉBOUCHÉ A LIUR DOBHHH. * 346

yeux. Or, quoàfue ce transport de matières de la source à l’embouchure existe effectivement, il est beaucoup trop lent, beaucoup trop insensible pour qu’il puisse être confondu avec celui qui serait la conséquence de la disparition complète de tous les hauts fonds. Dans plusieurs parties la Loire présente des épaisseurs de sable de io", 16”, 18” au-dessous de Tétiage, comment supposer qu’à chaque crue de pareilles épaisseurs disparaissent, et se reforment ? Il en résulterait d’ailleurs dans la vitesse et dans la pente à la surface des modifications qui ne pourraient échapper aux observations les plus grossières. Notre , théorie explique parfaitement les phénomènes signalés par M. Mmard. Les cailloux n’étant plus roulés sur le fond, mais suspendus dafis le courant, les mouillés ne sont pas nn obstacle à leur transport. Au contraire, une mouille permanente dans un cours d’eau est l’indice certain qu’ij y a en ce jvoint et en amont le concours permanent des, circonstances de petite et de section qui augmentent la puissance de suspension. Grâce à l’approfondissement qu’a amené cette puissance absorbante elle s’est limitée, mais comblez la mouille et elle se reproduira nécessairement, car en la comblant ou détruit l’équihbre, l’eau n’est plus saturée et elle se salure aux dépens du fond. De même un haut fonds permanent est l’indice certain que les eaux ont en ce point moins de puissance de suspension que dans la partie supérieure. Enlevez, draguez ce haut fonds, ce travail diminuera lu . puissance de suspension, les eaux sursaturées déposeront jusqu’à ce qu’elles aient ramené la section à la forme d’équüibre. C’est ce que confirme l’expérieuce : « Chaque anrté» ;

» dit üL Minard, on tire du lond de la Seine, vis-à-vis Vile

• Louvters, environ 8000“' de gravier, sans que ce point

* augmente de profondeur. » flous pourrions citer de iioui-

346 CHAP. V. -r- I)L BK6IME DBS «BANDES EAUX,

breux exemples de faits semblables dans -d’autres rivières, qui sur certains points servent de carrières et fournissent annuellement d’énormes quantités de sable, de gravier ou de cailloux sans que ces extractions continuelles en changent la section. • . .

119. Concurremment avec ces parties dû cburs d’eau qui présentent des mouilles ou des hauts fonds permanents, d’autres parties plus nombreuses deviennent tour-4-tourdés hants fonds ou des mouilles. Or si on réfléchit aux nombreuses irrégularités de la section des grandes eaux, qui n’est qu’une suite d’étranglements et d’élargissements, de sinuosités plus ou moins prononcées, et cela d’une manière très-différente suivant la hauteur des crues, on se rendra facilement compte île la variété des effets par la variété des causes. Ainsi, par une crue de 3" un dépôt se forme sur urt point, parce que la section présente près de ce point Un étranglement et qu’il y a cataracte à la surface, ce qui détruit l’inégalité des vitesses, à la crue ne dépasse pas les 3“ vous trouverez en ce point un dépôt; mais si la crue Atteint 4m, 5“, 6“, les circonstances vont changer, le fleuve en débordant change les rapports entre les sections au lieu, d’un étranglement il y a élargissement, de là un affouillement ,au lieu d’un dépôt, si la baisse de la crue se fait assez rapidement pour que la hauteur 3“ ne comble pas l’afibuillement causé par la hauteur 5*. On voit donc que nonseulement les résultats sont influencés par la haulpur des crues, mais par leur durée dans chaque hauteur. D’ailleurs pt>ur prévoir toutes les variations que doit subir le lit du cours d’eau sous l’influence d’une crue déterminée, il ne sufllrait pas de calculer les effets de la puissance- de suspension, il faudrait les combiner: avec ceux de la puissance

DU DÉBOUCHÉ * LEUR DORRERw , 247

d'entralnemeut. Or cette force dépend de circonstances complètement différentes : elfe croit avec la vitesse absolue du côurs d’eau et avec les pentes accidentelles du fond, de sorte que tantôt ses effets s’ajoutent à ceux de la puissance de suspension, tantôt ils les détruisent* Ainsi un étranglement prononcé produit une cataracte à la surface, égalise les vitesses et par . conséquent précipite les matières eh suspension, mais ces matières tombées sur le fond y sont entraînées par le courant rapide que l’étranglement produit sur le fond (N* 46). Delà ces abêtissements qui se'trouvent à l’aval de beaucoup de ponts et qui souvent dragués se reproduisent sans cesse. La'crue en diminuant de hauteur détruit la puissance de suspension, mais laisse subsister la puissance d’entrainement, de sorte que le lit formé pendant la crue par l’action combinée de ces deux forces subit de nouvelles variations, pendant les eaux basses, sous l’influence d’une seule.

Nous en avons assez dit pour expliquer l’extrême mobilité du lit de certains cours d’eau, ou peut y ajouter cependant une cause plus variable et plus incertaine encore. O11 a va au commencement de ce chapitre (N° 99), quelle était l’influence du veut sur la courbe des vitesses; et, ense reportant à ce que nous avons dit sur ce sujet, on reconnaîtra que le vent qui souffle dans le sens du courant augmente la puissance de suspension et que celui qui souffle dans le sens contraire la diminue. Voilà donc un élément nouveau qui échappe , il faut bien ' le reconnaître, à toute espèce de calcul,' à toute èspèce de prévision. Si donc d’une part la théorie que nous venons d’exposer, noùs parait donner d’une manière assez satisfaisante l’explication simple et naturelle de tous les phénomènes que présentent les cours d’eau à fond mobile, nous

246 CNAP. Y- DI' 1^(111 DBS ORBJU>BS BAl'X ,

croyons qu’en ce qui copceme iu prévision des résultats, elle ne fournit d’autre enseignement, que de faire connaître l'immense dillicullé et peut-être l’impossibilité d’une solution. Tant que les rives, tant que le fond d’un cours d’eau ne sont pus tués, le résultat des travaux entrepris dans lé lit pour en améliorer le profil dans l’intérét de la navigation sera complètement, incertain. On pourrait citer sans doute d'heureux succès obtenus, mais nous pourrions leur opposer des erreurs non moins nombreuses. Or c’est précisément ce mélange de réussite et d'insuccès qui prouvel’impuissance de la science; oa serait plus près d’atteindre la vérité, si ou s’était toujours trompé. Nous croyons donc qu’en ces circonstances, l’Etat et les Ingénieurs doivent s'imposer la plus grande réserve dans l’exécution des travaux, parce qu’à cêté de la chance d’apaéliorer le lit du cours d'eau, il y a le danger de le rendre encore plus diflicile.

120. Quant à l'influence de la mobilité du lit sur la po- . . silion de la surface de l’eau dans les crues, elle se réduirait dans notre théorie à quelques inflexions locales qui feraient serpenter la surface réelle du cours d’eau alternativement au-dessus et au-dessous de la surface donnée par le calcul; de manière que si on considère deux sections voisines et qu'on veuille déterminer par le calcul la différence de niveau qui les sépare, on pourra commettre une erreur grossière, parce que ces deux sections considérées isolément ont pu considérablement changer de profondeur pendant la crue. Mais si on considère le cours d’eau dans une grande étendue, la théorie précédente fait voir que la profondeur, moyenne n’y éprouve’ pas de variation sensible; si sur un point le fond s'exhausse, un peu plus loin il s’abaisse nécessairement, de sorte qu’il s’établit une com-

VU * LEUH DOffil». .. • 24V

pensqlion à peu près-complète. On peut donc dans une rivière à fond mobilç se rendre compte de ia position de la surface de l’eau, avec la même exactitude pratique que dans les autres cours d’eau, au moyen des formules présentées dans les chapitres précédents, en ne perdant pas de vue que les variations accidentelles des serions peuvent déplacer la surface de quelques centimètres. Nous serions arrivé à une conclusion toute differente, sr nous avions ad- ,

mis avec M. Minard que dans plusieurs localités tous les hauts-fonds sont emportés et que le lit est complètement aplani. Un pareil agrandissement de la section dans les crues, n’aurait pas permis de supposer dans les calculs l’invariabilité du lit, et il aurait fallu déclarer «pie dans ces circonstances le calcul ne pouvait rendre aucun service à l’art de l’Ingénieur.

Nous ne pousserons pas plus loin l’examen de ces questions importantes. Peut-être, regrettera -l -on que nous n’ayons pas donné des formulés, claires, précises qui repondent aux besoins de la pratique, comme le font les^ formules de l’algèbre, lorsqu’on a donné, une valeur aux quantités qu’elles contiennent. Il serait cpmmode sans doute de trouver dans une table le débouché du pont qu’on projette, au riioyen de colonnes qui donneraient le volume et la vitesse des eaux, ou de déterminer la hauteur et la largeur d’un endiguement au moyen de Formules même très-compliquées; mais si d’une part nous croyons qu’on peut aller beaucoup plus loiu que nous ne l’avons fait dans ces Etudes, que nous regardons comme bien incomplètes, nous sommes convaincu aussi que rien n’est plus faux et plus dangereux que la méthode qui consiste à résoudre tous les problèmes que présentent les travaux publics au moypn de l’application exclusive de certaines formules

250 CHAP. r. 0<I REGIME DES GRANDES EAUX, etc.

algébriques. Non pas que nous pensions qu'on peut se passer des mathématiques, nous les regardons; au contraire, comme indispensables pour fournir certains éléments de la question, pour calculer des effets, des résultats qu’il faut nécessairement prévoir; mais elles sont tout-à-fait insuffisantes pour combiner certaines données fournies par l’analyse avec d’autres qui ne se prêtent pas à des calculs de même nature, eripour en faire sortir la .meilleure solution. Les formules ne sont que des outils que doit diriger l’intelligence et qui ne peuvent jamais la remplacer.