becL

De rexamen de ces tableaux il résulte :

1* Qu'il se trouve un arrondissement, celui de Barcelonnette, où la densité moyenne de la population (nombre d'habitants par kilomètre carré) descend au chiffre de 13,23, et un département (celui des Basses-Alpes) où elle n'atteint que 19,56, alors que celle de la France entière est de 71 !

2^ Que la dépopulation se manifeste avec d'autant plus d'énergie que la région est plus montagneuse et plus ravagée par les torrents ; c'est ainsi que dans les Basses-Âlpes, la dépopulation atteint le taux de 19, 5 p. 0/0 et de 18, 8 p. 0/0 dans les arrondissements de Barcelonnette et de Castellane, tandis qu'elle se réduit à 7 p. 0/0 dans celui de Forcalquier, beaucoup moins montagneux.

Il en est de même dans les Hautes-Alpes, où l'arrondissement d'Embrun présente le taux le plus élevé.

Définitions. — Et d'abord qu'est-ce qu'un torrent? Le mot a longtemps prêté à la confusion; on a appliqué ce nom, dans le langage technique comme dans le langage ordinaire, à toute rivière impétueuse.

La définition donnée dans le dictionnaire Littré constitue déjà un progrès ; on y lit : « Un torrent est un courant d'eau très rapide, soit permanent et produit par la grande déclivité du terrain dans les

(I) Remarquons que les altitudes varient de 250 mètres à 4.300 mètres.

COURS D*E\U. 323

montagnes, soit peu durable et produit par des orages ou fontes de neiges. »

Belgrand a abusé du mot en l'appliquant à des rivières de la Champagne et de la Brie, rivières à crues rapides et fortes.

Si nous voulons une définition plus exacte et plus précise, il faut nous adresser à Surell, l'habile ingénieur, le classique auteur de V Étude sur les torrents des Alpes.

Surell partage les cours d'eau en quatre classes : les rivières^ les rivières torrentielles^ les torrents et les ruisseaux^ et les définit de la manière suivante :

a Les rivières coulent dans des vallées laides, ont un assez fort a volume d'eau et des crues prolongées ; leur pente constante sur de (c grandes longueurs n'excède pas 13 millimètres par mètre; leur u trait saillant est de divaguer sur un lit plat très large et dont elles u n'occupent jamais qu'une très petite portion.

tt Les rivières torrentielles forment les affluents principaux des « rivières; leurs vallées sont moins longues et plus resserrées; les tt variations de leur pente sont plus rapides ; leur volume d'eau est tt moins considérable; elles divaguent peu ou point, par suite de « leur encaissement, et leur pente n'excède pas 6 centimètres par « mètre.

« Les torrents coulent dans des vallées très courtes, parfois même « dans de simples dépressions ; leurs crues sont courtes et presque « toujours subites; leur pente excède 6 centimètres par mètre sur « la plus grande longueur de leur cours ; elle varie très vite et ne « s'abaisse pas» au-dessous de 2 centimètres par mètre ; ils ont une « propriété tout à fait spécifique; ils affouillent dans la montagne, tt ils déposent dans la vallée et divaguent ensuite, par suite de ces tt dépôts ; cette propriété, formée par un triple fait, ne se retrouve tt dans aucune des deux classes précédentes et fournit un caractère tt bien tranché.

« Les ruisseaux ont \m petit volume d'eau, un parcours peu pro- « longé, soit qu'ils coulent sur des pentes douces, soit que leurs tt berges et leurs lits soient solides ; ils n'affouillent pas, ne charrient tt pas de matériaux, et dès lors ne déposent pas; ils fournissent la tt plupart des cascades.

« L'on conçoit facilement qu'il peut y avoir des cours d'eau qui « n'appartiennent rigoureusement à aucune de ces quatre classes et

« qui, dans Tétendue de leur cours, ne manifestent que des carac- « tères mixtes, résultat de la fusion de deux classes voisines. »

Citons comme exemple de combinaison de ces divers systèmes le cas d'un torrent ou d'un ruisseau, entrant dans un ancien lac et devenant une rivière divagante.

A. — Glaciers. Torrents glaciaires.

Glaciers. — Les glaciers méritent d'arrêter notre attention, car ils donnent naissance à un grand nombre de cours d'eau et des plus considérables, comme la Garonne, le Tessin, le Rhône dans le bassin duquel on ne compte pas moins de 316 glaciers, et le Rhin (71 glaciers) ; par la fusion des neiges, ils peuvent contribuer aux inondations : qui ne se souvient de la terrible inondation de la Garonne en 1875, causée par l'abondance des pluies tombant sur un sol saturé et par la fonte des neiges. Enfin les moraines des glaciers préparent des matériaux pour les torrents.

Répartition des zones montagneuses. — Dans une montagne, on peut distinguer S parties : 1^ la zone des neiges perpétuelles que l'on rencontre dans les Alpes à une altitude de 2.700 mètres sur le versant nord, à 2.900 mètres sur le versant sud ; cela ne signifie pas toutefois qu'à cette altitude on rencontre toujours de la neige; il faut encore que la pente s'y prête : le Cervin et la Maladetta dressent leurs pics nus à de grandes hauteurs.

2* La zone stérile qui n'est débarrassée de la neige que pendant de courtes intermittences, entre les neiges du printemps et les neiges de l'hiver.

3* La zone pastorale, caractérisée par une végétation herbacée ; les graminées élémentaires y poussent et y sont broutées par les troupeaux, de juin à septembre.

4** La zone forestière.

5** La zone agricole.

Formation des glaciers. — Les glaciers proviennent de la condensation sous forme de neige, des vapeurs, par les montagnes. Dans les hautes régions montagneuses, les couches successives de neige se superposent et finissent par se souder les unes aux autres, par suite de la pression que les couches supérieures exercent sur les couches inférieures.

COURS D*EAU. 325

Donnons quelques explications au sujet de ce phénomène auquel on a donné le nom de regel.

On se rappelle l'observation faite par Faraday en 1850, à savoir que deux morceaux de glace fondante mis en contact se soudent ensemble si solidement qu'ils se casseront plutôt partout ailleurs que sur la surface de jonction.

Mettez dans un moule convenable une masse compacte de glace et soumettez cette masse à une forte pression ; elle se brise en morceaux qui se réunissent par regel en une masse compacte de glace, différente de la première par la forme.

Il est facile de transformer expérimentalement de la neige en glace en la comprimant entre les mains, ou dans un moule, ou enfin à la presse : c'est ainsi que dans la vallée de Gabas vers Bious- Artigues (Pic du Midi de Bigorre), on fabrique de la glace en soumettant la neige à l'action de presses analogues à celles qui servent à la fabrication du vin, mais cette glace est toujours opaline.

La théorie du regel est due à J. Thomson et Clausius ; partant de la théorie mécanique de la chaleur, ces deux savants sont arrivés à cette conséquence que la température du point de congélation de

l'eau peut être modifiée par une forte pression ; le point de fusion

descend de -— de degré pour une atmosphère. Il résulte de là que si

l'on comprime un mélange d'eau et de glace, une partie de la glace fond à une température inférieure à zéro, en abandonnant en partie sa chaleur latente pour en fondre elle-même; si l'espace est confiné, l'eau reste liquide, mais s'il y a des ouvertures et des fissures, l'eau devenue libre et non comprimée retrouve son point de congélation à zéro, se solidifie et produit le regel. Plusieurs expériences permettent de vérifier l'exactitude de cette théorie. 1^ Si l'on comprime de la glace dans un vase résistant, on peut arriver à la liquéfier et si l'on continue à comprimer le mélange, on constate un abaissement de la température. 2** Enfermez de l'eau dans un cylindre résistant contenant une balle de plomb et refroidissez-le à — 15", l'eau reste liquide comme le prouve la liberté de mouvement que conserve la balle de plomb dans le cylindre. 3* Accrochez un fil de laiton (fig. 207) portant un poids P, autour d'un prisme de glace et en son milieu, le fil pénétrera dans le prisme, grâce à la fusion de la glace provoquée par la pression, et la glace se reformera derrière

nYDRAVUQUE AGRICOLE ET GENIE RURAL.

Fig. 207.

le fi), par regel. 4" Enfin, qui de nous n'a pas, dans son enfance, mis à. profit cette propriéU^, en laoçant des boules de neige ou bâtissant des hommes de neige? C'est là une vérification de la Ibéorie de Thomson, qui pour Ctre & la portée de tous n'en estpas moins frappante.

Ce que les enfants font en petit en fabriquant leurs boules de neige, la nature le répète en grand dans les glaciers. Les couches inférieures du névé sont comprimées par les masses de neige qui s'élèvent audessus d'elles; la neige des couches supérieures reçoit les rayons du soleil et fond en partie, l'eau de la fusion s'infiltre dans le glacier par suite de son poids plus élevé (réchauffement l'amenant k 4° maximum de densité) et va se geler dans les couches plus profondes, au contact de la neige plus froide, en la ramenant à zéro et lui donnant un aspect gi'anuleux. Maïs, comme le poids des masses de neige superposées va en grandissant sans cesse, cette neige granuleuse se soude et prend l'aspect d'une niasse très dure et très dense.

Celte transformation de la neige en glace peut être reproduite artificiellement au moyen d'une disposition analogue à celle de la figure208. On remplît un vase cylindrique AA refroidi préalablement h zéro avec de la neige et ou y introduit ensuite au moyen d'une presse hydraulique le piston CC; soumise à cette pression, la neige n'occupe qu'une place excessivement réduite. On enlève le piston, on remplit de nouveau le cylindre de neige et l'on répèle ainsi plusieurs fois l'opération, jusqu'à ce que la capacité du vase AA soit remplie d'une masse qui ne cède plus sous l'action de la presse; on obtient ainsi un bloc de glace excessivement dure.

Fig. 208.

COURS DEAU

Mouvements des glaciers. — Les glaciers descendent dans les vallées et leur mouvement se concilie avec la fragilité de la glace, grâce au regel; il résulte en effet de ce phénomène que la glace des glaciers change de forme et conserve le caractère d'une nappe continue sous l'action d'une pression qui maintient sa cohésion et sa plasticité; mais lorsqu'elle subit une certaine tension, elle se brise.

Chaque année de nouvelles couches de neige viennent se superposer sur les névés (1), il y a donc un gain pour le glacier; il y a perte par suite de la fusion de la neige du printemps et de la glace à la partie inférieure du glacier; la région où il y a équilibre entre le gain et la perte constitue la limite du névé, et comme la partie haute ne s'élève pas, il faut bien qu'il y ait un mouvement de descente du glacier.

Ce mouvement peut d'ailleurs être constaté directement. Les premières observations faites à ce sujet sont dues à Hugi et Agassiz qui voulurent déterminer avec exactitude la vitesse de la marche d'un glacier de l'Obcrland bernois, le glacier de l'Aar. De la petite ville de Meyringen (fig. 209), remontons l'Aar au delà de la célèbre chute

}ilei/ringeji'

Fig. 209.

de Handeck (gouffre de 200 pieds de profondeur) et au lieu de bous engager dans la passe de Grimsel, tournons à droite en suivant le cours de l'Aar, nous arrivons à un large glacier que coupe une grande

(f ) Transition de la neige blanche ordinaire à la glace parfaite.

moraine médiane. Cette moraine est formée par la jonction de deux glaciers qui se réunissent en un glacier principal, l'Unteraar. Sur cette grande moraine médiane, un professeur suisse intrépide et enthousiaste, Hugi, de Soleure, s'installa en 1827, pour faire des observations ; il construisit une cabane et en mesura le mouvement ; en 1840, on la trouva à 1.432 mètres au-dessous de son point de départ.

En 1840, M. Agassiz se mit à Tabri sous un grand rocher surplombant la même moraine, après y avoir ajouté des parois latérales pour se garantir ; la hutte fut longtemps appelée l'hôtel des Neuchâtelois. Deux ans après, M. Agassiz constata que l'hôtel avait descendu de 148 mètres; il n'existe plus aujourd'hui; charrié par le glacier, il s'est fendu en un grand nombre de fragments qui sont tombés au bas de la moraine.

En 1841, M. Agassiz fit en outre porter à son hôtel des instruments de forage et perça dans le glacier de l'Unteraar six trous de dix pieds de profondeur, suivant une ligne droite transversale; dans ces trous on enfonça six poteaux et en 1842 on mesura le déplacement de chacun d'eux. Ils avaient avancé respectivement de 49 mètres, 68 mètres, 82 mètres, 74 mètres, 64 mètres, 38 mètres. Ces mesures établissent d'une manière concluante que le milieu du glacier, comme celui d'une" rivière, marche plus rapidement que les bords.

MM. Forbes et Tyndall ont apporté encore plus de précision dans ces mesures en employant le théodolite et ils ont montré qu'il n'est pas nécessaire d'attendre une année pour déterminer le mouvement d'un glacier, qu'on peut mesurer ce mouvement heure par heure. Leurs observations ont porté sur la Mer de glace ; en voici les résultats (fig. 210) :

1* Le mouvement du glacier est plus rapide vers le bas ; il est

De 0™ 50 par jour à Trélaporle.

57 — aui Ponts.

6I> — aya.nt le Montanverl.

65 — au Montanvert.

90 — au-dessous.

2^ Le mouvement est plus rapide au centre que sur les bords. Ainsi au-dessous du Montanvert, il est de O'^SO sur les bords et de 0"82 vers le centre.

COURS D EAU

3*" Le mouvement est plus rapide à la surface qu'au fond. Ainsi en a on a trouvé :

A 50 mètres de hauteur 0" 15 de vitesse par jour. Ail — 11 —

Al — 06 —

4" En face du Montanvert et à quelque distance au-dessus et audessous, tout le côté oriental du glacier marche plus vite que le côté

Mont Blanc

Axe qeométrigue du çflacicr.

Lieu des vitesses maxima.

Nord.

Fig. 210.

occidental; à la hauteur des Ponts, la moitié occidentale du glacier a un mouvement plus rapide que la moitié orientale ; à la hauteur de Trélaporte, la moitié orientale a repris un mouvement plus rapide que la moitié occidentale. Ces changements dans le lieu de la plus grande vitesse dépendent des changements de courbure de la vallée que

parcourt la mer de glace. Lorsqu'un glacier se meut dans une vallée sinueuse, le lieu des points de plus grande vitesse ne coïncide pas avec Taxe géométrique du glacier, mais se trouve au contraire du côté de la convexité de la ligne centrale. Ce lieu est donc une ligne courbe à sinuosités plus profondes que celles de la vallée et coupant Taxe du glacier à chaque changement de courbure. En d'autres termes, le mouvement d'un glacier est analogue à celui d'une rivière ; dans ce mouvement, la glace se comporte comme l'eau ellemême.

5* La vitesse du glacier diminue en hiver. La vitesse d'hiver est moitié de celle d'été dans le voisinage du Montanvert.

Moraines. — Les moraines sont formées de roches, 'de débris tombés ou arrachés des montagnes, qui, ramenés à la surface des glaciers, en suivent les mouvements.

Les glaciers poussent devant eux tous les matériaux, blocs, graviers, sable, etc., qu'ils rencontrent sur leur chemin; ils arrachent même toutes les portions de rochers qui ne peuvent résister à la pression énorme de ces fleuves de glace. Une petite portion des débris forme entre Je glacier et la roche une couche qu'on appelle boue glaciaire, mais la plus grande masse des débris est ramenée à la surface et sur les bords où ils cheminent à la suite les uns des autres en formant ainsi de longues bandes ou moraines latérales.

A l'extrémité du glacier, l'entassement des blocs et des débris poussés par lui constitue la moraine frontale ou terminale. Gomme nous Tavons dit plus haut, la boue glaciaire provient de l'usure du lit du glacier par les matériaux qui y sont enchâssés et Ton retrouve dans certaines vallées des traces de rayures anciennes provenant de

l'usure de glaciers aujourd'hui disparus. Les matériaux des moraines ne sont pas triés ; on y trouve un mélange de boue et de gros blocs dont les arêtes ne sont pas usées.

Lorsque deux glaciers se réunissent, les deux moraines latérales donnent naissance à une moraine centrale; c'est sur la moraine centrale qu'Agassiz fit les expériences dont nous avons parlé plus haut; à la Mer de glace, on trouve également des moraines multiples provenant de la réunion de plusieurs glaciers (fig. 211).

Crevasses. — La glace n'est pas plastique ; si elle se moule par

COURS D EAV.

compression, c'est grâce au phénomène du regel. Aussi, lorsqu'elle est soumise & un eiïoi't de traction, elle se brise en produisant une

MoBATVEG Oe LA M^BR DE GlACE

Fîg. 2n.

crevasse dans la direction perpendiculaire & celle de l'eiïort de traction.

S'il se présente une chute , la glace se fendra transversalement et nous aurons des crevasses transversales (Hg. 212); c'est ce qui se

Fig. 212. Fig, 2)3.

passe par exemple à la chute du géant (Mer de glace). Au pied de la chute où l'escarpement diminue tout à coup, il est clair que les crevasses doivent non seulement cesser de s'élargir, mais se refermer complètement, les arêtes se ressoudent, restent accusées par

des bandes terreuses et le glacier présente de nouveau une surface continue et compacte. D*ailleurs ces bandes tt d'abord rectilignes prennent bientôt une forme cintrée par suite de l'accélération du centre du glacier (fig. 213).

Même lorsque l'inclinaison du fond reste constante, il se produit des crevasses dans le glacier, car d'autres causes développent des tensions et amènent la rupture de la glace.

Parlons d'abord des crevasses marginales. Le bord d'un glacier est coupé de nombreuses fissures, même dans les endroits où le centre est compact, et l'on remarque que ces fissures ne sont ni longitudinales ni transversales mais obliques (à iS"" environ), et se dirigent du bord vers le haut du glacier. L'existence de ces fissures s'explique par suite de la différence de vitesse au centre et au bord du glacier. Considérons en effet une tranche T du glacier (fig. 214); au bout de quelque temps, cette tranche T sera en T', mais elle se

Fig. 214. Fig. 215.

sera courbée, le milieu prenant de l'avance sur les bords; un petit carré pris sur la tranche vers le bord se sera déformé et sera devenu un losange ; la diagonale AB s'allongerait en A* B' si la glace pouvait s'allonger ; il y a donc une tension suivant A' B' et par suite il se produit une fissure F dans la direction perpendiculaire.

Il est curieux de voir sur certains points ces fissures marginales se réunir aux crevasses transversales du centre (fig. 215) de manière à former de grandes crevasses recourbées FMF' qui vont d'un bord du glacier à l'autre, la convexité étant tournée vers le haut du glacier, contrairement à . ce qui se passe pour la forme théorique Ut indiquée par les bandes terreuses.

Enfin lorsqu'un glacier s'épanouit au sortir d'un défilé, il se produit une traction sui-

Fig. 216.

COURS d'eau. 333

vant T (fig. 216) et par suite des fissures F, ce sont les crevasses longitudinales.

Limites des glaciers. — Le glacier, avec ses blocs entassés pêlcmèle, avec ses surfaces désolées, ses bandes terreuses, ses crevasses béantes, descend donc d'un mouvement lent mais irrésistible, calme, régulier, majestueux comme celui d'un fleuve. Suivons-le maintenant au delà de ses limites.

A sa base, l'eau produite par sa fusion continue, donne naissance à un ruisseau qui sort d'une énorme masse de glace formant l'extrémité du glacier; c'est ainsi que le Rhône, l'Aveyron, sortent d'une arcade de glace. Le ruisseau, au sortir de cette grotte, est singulièrement bourbeux parce qu'il entraine toute la poussière des rochers polis par le glacier.

Appelons Q la section du glacier et U sa vitesse, w et m les mômes quantités relatives au ruisseau.

ÛU = (ùu

Si par exemple u = ^ mètre à la seconde soit 86.400 mètres par jour et U = 0»50

Û 86.400 ,„ooAA on a — = -T-zTT = 172.800.

On voit quelle est la masse énorme du glacier comparée à celle du cours d'eau qu'il engendre.

On conçoit que dans la zone limite du glacier, la fusion annuelle écoule un cube égal à la somme des neiges et glaces ajoutées dans l'année. Aussi cette limite varie-t-elle suivant les circonstances : ainsi les glaciers suisses d'Aletsch, de Grindelwald, des Bossons, la Mer de glace manifestent une tendance à la descente de cette limite ; les glaciers pyrénéens sont en général assez élevés. L'exposition de la vallée a une certaine influence sur cette limite; les glaciers exposés au nord descendent plus bas que les glaciers exposés au sud (Mer déglace).

En automne et en hiver, il y a accumulation de neige et diminution du débit du ruisseau, le glacier descend plus bas; au printemps et en été, la fonte augmente et la limite remonte.

Dans le cours des siècles, les glaciers ont subi de grandes variations ; ils ont dû avoir des dimensions gigantesques dans la période désignée par les géologues sous le nom de période

Fig. 217.

glaciaire, ainsi qu'en témoignent les blocs erratiques du Jura par exemple, les rochers usés et striés, les moraines placées en travers des vallées ; ce sont là des caractères significatifs analogues à ceux des glaciers actuellement en activité. On a pu, même à l'époque actuelle, constater des variations à longues périodes : le glacier des Bossons au commencement du siècle a avancé d'une manière sensible; depuis 1854, il a reculé de 332 mètres.

La puissance d'un glacier et la profondeur à laquelle il descend dans la vallée, sont en relation avec l'étendue et la ramification du bassin qui l'alimente ; ainsi supposons ( fig.

217) que 3 glaciers viennent converger en un même point dans une gorge A, la masse devenant très considérable rend la fusion plus difficile et augmente la tendance à l'accroissement ; il peut même en résulter la formation de nouveaux glaciers en a et i, dans les vallées secondaires latérales.

Avalanolies. — Les avalanches proviennent de l'accumulation de la neige sur les névés ; si la pente est inférieure au coefficient de frottement de neige sur neige, il y a tassement et le névé finit par profiter au glacier; mais si la pente est supérieure, lorsque la tem> pérature s'élève, la neige supérieure fond, descend dans la masse qui se détache et se met en mouvement. L'accélération précipite ce mouvement et la masse de neige allant en s'augmentant de toute celle qu'elle rencontre, descend dans la vallée entraînant avec elle des débris de rochers et semant la désolation et la mort sur son passage. Il se forme à la chute de l'avalanche un cône avec pente de neige sur neige.

Après la fusion de la neige, il reste un cône de débris divers avec une pente un peu inférieure à celle du cône de neige ; la pente du cône d'avalanche est d'ailleurs inférieure à celle des éboulis et supérieure à celle des cônes de déjection des torrents.

Les matériaux entraînés par les avalanches se composent de cailloux beaucoup plus aigus que ceux des torrents qui, roulés par les eaux, ont les arêtes plus usées; c'est là un caractère particulier des cônes d'avalanches.

COURS DEAU. 335

L'homme est impuissant à se garantir des avalanches en mouvement ; tout au plus peut-il songer à diminuer les chances de leur formation, à leur point de départ; le gazonnement est inutile et même dangereux, car il facilite le glissement des neiges; il y a avantage , au contraire , à retenir les éléments neigeux par des plantations d'arbres ou même des broussailles. On est parvenu à restreindre la zone des avalanches dans la combe de Malaval (Romanche), mise en défens depuis 40 ans, et à la réduire à d'étroits couloirs d'avalanches, au moyen de plantations de mélèzes.

Dans les pays de montagnes, l'ingénieur doit éviter autant que possible les passages d'avalanches, lorsqu'il s'agit d'établir le tracé des voies de communication, ou, s'il ne peut s'en affranchir, il est prudent de les traverser en tunnels (bois ou maçonnerie).

B. — Torrents.

Description générale. — Nous avons dit page 323, comment Surell définit et caractérise les torrents. Leur cours se compose de trois parties bien distinctes. Dans leur partie inférieure, ils s'étalent sur un lit démesurément large et bombé, c'est le cône de déjection qui différencie nettement les torrents des autres cours d'eau. Quand on remonte leur cours, on le voit s'enfoncer entre des talus abruptes,, crevassés, qui se dressent à de très grandes hauteurs en formant des gorges profondes : c'est le canal d'écoulement. Enfin près de la source même du torrent, le terrain s'ouvre en amphithéâtre, et forme une sorte d'entonnoir béant vers le ciel : c'est le bassin de réception. Dans cette dernière partie, les eaux afouillent, dans la première elles déponent; le canal d'écoulement sert de transition.

On peut distinguer plusieurs genres de torrents suivant la position que leurs bassins de réception occupent dans les montagnes :

Le premier comprend les torrents qui partent d'un col, et coulent dans une véritable vallée ;

Le deuxième, ceux qui descendent d'un faîte, en suivant la ligne de plus grande pente ;

Le dernier enfin, ceux dont la source est au-dessous du faîte, et sur les flancs même de la montagne.

Citons encore, comme cas spéciaux, les torrents des glaciers et les torrents blancs qui sont de simples cônes d'éboulis où l'eau n'intervient que pour hâter l'action de la pesanteur.

Bassin de réception. — Le bassin de réception a la forme d'un vaste entonnoir plus ou moins palmé qui se termine par un goulot; c'est là que les eaux affouillent et rongent le terrain avec fureur. II affecte des formes variables suivant les cas.

1*" Dans les torrents du premier genre, le bassin de réception embrasse de vastes croupes de montagnes. Le goulot se prolonge vers l'aval en formant une véritable vallée, ou plutôt une gorge étroite profondément encaissée par les flancs des montagnes, et dont la longueur est souvent de plus de deux lieues. Dans cette gorge, les berges sont abruptes, minées par le pied, et déchirées par un grand nombre de ravins. D'intervalle en intervalle, elles sont coupées par des torrents secondaires qui se perdent dans les contours de la mon tagne et amènent dans la gorge les eaux d'une partie du bassin.

2® Dans les torrents du deuxième genre, le bassin de réception, au lieu de se perdre dans les cols des montagnes, est formé par une ondulation de leurs cimes et creusé dans leurs revers. C'est dans les torrents de ce genre, qu'il est le plus facile d'observer cette disposition en entonnoir, si caractéristique.

3* Enfin dans le troisième genre, le bassin de réception se réduit à une espèce de large fondrière, creusée par quelques ravins et qui porte dans les Alpes le nom de combe. Elle n'amasse guère que les eaux qui tombent dans l'enceinte môme de la dépression. Elle est creusée dans les flancs mêmes des montagnes et au-dessous de leurs cimes, mais elle tend à s'élever et à gagner le sommet en passant ainsi au second genre.

Canal d'écoulement. — C'est cette région, à la suite du goulot, où il n'y a plus d'affouillement et oîi il n'y a pas encore de dépôt; elle est comprise entre des berges qui peuvent s'élever jusqu'à 100 mètres au-dessus du lit. Le canal d'écoulement est assez allongé dans les torrents du premier genre, et se réduit presque à Jun point dans ceux du troisième ; c'est la seule région où le torrent soit peu offensif, malheureusement c'est la plus courte.

Si l'on parvenait à prolonger artificiellement le canal d'écoulement jusqu'au confluent avec la rivière, en conservant sa pente, sa section et son alignement, on aurait fait cesser tous les ravages. Tel est le problème de l'encaissement des torrents.

Cône de déjection. — Le cône ou lit de déjection ressemble assez à

COURS d'eau. 337

une vaste ruine; de là le nom de certains torrents, emprunté à cette comparaison : Torrents de la Ruinasse, de Ruinance, etc. C'est dans cette région que par suite, d'une part, de l'élargissement de la section, et d'autre part, de la diminution de la pente, le torrent achève son œuvre de destruction en déposant les matériaux qu'il a arrachés dans le bassin de réception, et transportés à travers le canal d'écoulement. La forme générale du lit de déjection est très remarquable; c'est celle d'un cône ou d'une pyramide aplatie, accolé à la montagne. Le profil longitudinal du cône forme une courbe continue, concave vers le ciel, c'est-à-dire que les pentes diminuent à mesure qu'on descend vers Faval ; l'inclinaison des pentes varie avec la nature des dépôts entre 2 et 8 centimètres; elle est constante pour les torrents d'une même localité et qui ont leur origine dans la même chaîne de montagnes. Ainsi tous les torrents répandus dans la vallée de la Durance aux environs d'Embrun, ont une pente qui varie entre S et 7 centimètres par mètre ; pour tous ces torrents, le bassin de réception est ouvert dans les grès verts et le goulot, dans le lias.

Dans presque tous les lits de déjection, les eaux se tiennent sur la partie la plus élevée du lit et en suivent Taré te culminante, car cette arête est placée dans le prolongement même de la gorge; grâce à la violence de la sortie des eaux de la gorge, elles obéissent à cette force d'impulsion ; de là résulte cette singulière conséquence que le profil en travers du lit affecte la forme d'une courbe convexe dont les eaux occupent les points les plus élevés, mais elles s'y trouvent pour ainsi dire dans un état d'équilibre instable et divaguent sur la superficie du lit avec une mobilité extraordinaire ; il y a tendance à la divagation suivant les diverses arêtes du cône de déjection.

Dans certains torrents, le cône de déjection peut disparaître ; cela arrive toutes les fois que le terrain s'abaisse vers la rivière, suivant une pente à peu près continue et suffisamment rapide. Si les eaux prennent assez de vitesse pour entraîner les matériaux jusque dans la rivière, et si celle-ci est assez forte pour les emporter, il n'y aura point de dépôt, partant, point de cône de déjection.

Il aiTive souvent que plusieurs torrents jettent à la fois leurs alluvions dans le même lit de déjection; c'est ainsi que le lit du Boscodon reçoit le torrent de Combe-Barre.

Assimilation aveo les grands oonrs d'eau. — L'eau coule dans le lit des torrents en obéissant aux mêmes lois que dans les grands cours d'eau ; les phénomènes ne diffèrent que par l'exagération des effets : dans les torrents, le champ d'action est très restreint ; l'échelle des hauteurs étant conservée, on a diminué l'échelle des longueurs. Ainsi les cônes de déjection sont assimilables aux deltas, véritables lits de déjection sur lesquels les fleuves divaguent ainsi que les torrents.

Courbure du lit. — Dans les torrents anciens ou éteints, la courbe du lit est continue. Les matériaux se sont triés successivement et progressivement avec la pente qui leur convenait et l'écoulement se fait maintenant sans dépôt jusqu'à la rivière.

Dans les torrents actifs, au contraire, la courbe est brisée à l'endroit où commencent les exhaussements ; il se fait des affouillements à la partie supérieure pour diminuer la pente, et des remblais à'ia partie inférieure pour l'augmenter.

Cependant le lit de déjection ne peut s'exhausser indéfiniment et l'on doit admettre que son profil finira par prendre une pente telle qu'en un point quelconque il descende autant de matériaux vers l'aval qu'il en arrive de l'amont : c'est ce profil que Surell appelle la pente limite.

Ravages des torrents* — U résulte des amoncellements de matériaux sur le cône de déjection que les plus grands ravages des torrents sont concentrés dans cette partie de leur cours, c'est-à-dire dans les vallées, où les cultures sont le plus précieuses. Non seulement le cône de déjection rend improductifs les terrains qu'il recouvre de boue et de blocs, mais il est une menace constante pour les terrains avoisinants, car le torrent coulant sur la partie culminante du cône, il suffit du moindre obstacle pour le faire divaguer et rejeter une crue latéralement.

Quelquefois la crue du torrent jette dans la rivière principale une telle masse de débris, qu'elle la barre et provoque une inondation des deux rives de la vallée.

Les routes assujetties à traverser les lits de déjections sont soumises à bien des vicissitudes. On est obligé de leur faire gravir le cône jusqu'à l'arôte culminante pour redescendre de l'autre côté vers

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la plaine ; le pont doit être établi au sommet : or cela est toujours fort difficile parce que les berges manquent totalement.

Dans la montagne, les eaux affouillent et rongent les berges ; elles mettent à nu les rochers à forte pente, détruisent toute culture pastorale ou forestière; les berges finissent par s'ébouler, rongées par le pied, en ébranlant le terrain jusqu'à d'assez grandes distances. Si l'on a affaire à des terrains argileux, il se produit des imbibitions et des dessiccations successives, et par suite des fendillements, puis une sorte de clivage suivant les veines et des éboulements. Si les terrains sont formés de bancs parallèles fortement inclinés vers le thalweg, une couche interposée, plus soluble ou moins résistante, peut se décomposer par les infiltrations, et alors le pied étant rongé, il se produit des éboulements par grandes masses, qui glissent sur la couche décomposée comme sur un plan incliné.

Nature des matières amenées. — La pente des cônes de déjection varie avec les matières que le torrent y dépose. Celles-ci peuvent être divisées en quatre classes.

1° La boue accompagne les alluvions de la plupart des torrents, mais surtout de ceux qui sortent d'un calcaire feuilleté noir appartenant au lias ; cette boue est elle-même noire ou grise ; au commencement des crues, elle est souvent apportée par l'eau avec la consistance d un liquide épais et visqueux, ce qui lui a fait donner le nom de lave. Mélangée de galets et de blocs, cette boue forme sur les cultures une sorte de béton dur et imperméable qui étouffe les plantes. Le limon est une boue très fine mélangée de sable qui, entraîné par les rivières, peut y donner d'excellents dépôts fertilisants (colmatages de la Durance, de l'Arve) ; mais ce n'est là qu'une bien faible compensation des dommages causés par les torrents.

2® Le gravier est composé de pierrailles de toutes natures, depuis la grosseur du grain de sable jusqu'aux cailloux d'empierrement des routes. Il se dépose sur des pentes qui n'excèdent pas 0"'025 par mètre.

3^ Les galets ont jusqu'à 0"25 de côté ; leur pente limite varie, suivant la grosseur, de 0''025 à O'^OSO ; ils sont plus fréquents dans les torrents qui sortent des terrains primitifs ou éruptifs.

4^ Les blocs comprennent toutes les pierres qui ont plus de 0''28

de côté ; jusqu'à la grosseur d'un demi-mètre cube, ils se déposent sur des pentes comprises entre 5 et 8 centimètres. Ils atteignent quelquefois des dimensions énormes ; dans les gorges, on en trouve qui cubent au delà de 50 mètres et proviennent alors des berges mêmes. Plusieurs torrents des Hautes- Alpes sont exploités comme de véritables carrières (calcaire saccharoïde de la cathédrale d'Embrun) .

Mode d*aotion. — Les crues des torrents sont provoquées par deux causes : la fonte des neiges, au commencement de Tété, et les pluies d'orage, vers la fin. La première de ces causes n'agit que sur les torrents du premier et du second genres ; les crues des torrents du troisième genre ne sont ducs qu'à la seconde, car leurs bassins ne s'élèvent pas jusqu'à la région des longues neiges. Les neiges, ne fondant pas brusquement, produisent des crues plus prolongées et moins soudaines que les orages ; elles peuvent d'ailleurs être prévues car elles arrivent à une époque déterminée, qui est la même pour les torrents d'un même bassin. Lés crues dues à la fonte des neiges sont donc relativement peu dangereuses.

Il n'en est pas de môme des orages ; les pluies d'orage tombent généralement par averses locales extraordinaires; leur action est instantanée et ne peut être prévue. Quelquefois la crue s'opère graduellement, les eaux se troublent, amènent des matériaux de plus en plus volumineux et finissent par déborder.

D'autres fois on voit subitement arriver une boue noirâtre coulant comme une lave volcanique.

Enfin il arrive aussi que l'action soit instantanée, comparable à celle de la foudre : on entend un mugissement sourd dans la montagne, un vent violent sort de la gorge bientôt suivi par une avalanche d'eau et de blocs. On comprend que de pareilles crues soient de courte durée : Surell cite l'exemple du petit ruisseau torrentiel de Chaumateron qui^ en juin 1838, éprouva presque subitement une crue : en quelques instants, un pont de 5 mètres de hauteur est couvert par le torrent; une heure après, le lit du ruisseau est à sec.

Le vent violent qui sort de la gorge avant la crue s'explique facilement. Que se passe-t-il en effet quand, après les chaleurs lourdes de l'été, survient une pluie d'orage? elle verse immédiatement dans l'entonnoir du bassin surchauffé une masse d'air froid qui, plus

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lourd que le reste de Tatmosphère, s'échappe par le goulot suivant la ligne de plus grande pente avec une grande vitesse.

Cherchons à nous faire une idée de la vitesse des torrents lorsqu'ils sont gonflés par une crue : supposons que les eaux coulent à pleins bords sur une pente de 0"06 par mètre et dans un canal ayant 8 mètres de largeur sur 2 mètres de hauteur ; la formule w = 50 \/l\i conduit à une vitesse de 14"28. Une pareille vitesse est excessive; celle des fleuves les plus rapides ne dépasse pas 4 mètres et celle des vents impétueux est de 15 mètres.

Causes de la formation des torrents. — Trois causes président à l'action des torrents : 1* une cause géologique, tenant à la nature même du terrain ; 2* une cause topographique, résultant de ses formes; 3'une cause météorologique, résultant des actions atmosphériques.

Les montagnes dans lesquelles les torrents prennent naissance sont généralement constituées par des terrains affouillables et, plus le terrain a de tendance à s'ébouler, plus le torrent est dangereux. Ainsi dans les Pyrénées, les torrents sont moins ^ redouter que dans les Alpes.

Les Alpes françaises offrent trois espèces de terrains, éminemment favorables aux érosions : le lias (groupe oolithique), le grès vert du terrain crétacé et la mollasse calcaire (terrain tertiaire) qui devient très friable sous l'action des agents atmosphériques; au-dessus de ces trois sortes de terrains, on trouve, vers les sommets, le gneiss, le granit et les roches primitives qui se prêtent moins facilement aux éboulements.

Les torrents prennent naissance quand les pluies sont rares, mais abondantes; tel est leur caractère météorologique.

La cause topographique n'est qu'un corollaire obligé des deux autres, car la forme du bassin de réception doit plutôt être considérée comme un effet que comme une cause, effet résultant de l'action violente et répétée des eaux, rassemblées d'abord dans un pli de terrain et coulant sur un sol sans consistance.

Succession des effets. — Ages des torrents. —En résumé, tous les effets que nous venons de décrire, ainsi que leurs causes, suivent dans le temps ime succession déterminée, de telle sorte que l'on

peut distinguer trois périodes dans Tactivité d'un torrent : 1* une période de corrosion dans la montagne et d'exhaussement dans la plaines; le résultat de ce déplacement des matériaux est la formation du profil en long; 2*" une période de divagation sur le cdne de déjection, à la suite de la({uelle le torrent finit par se fixer en plan; 3* une période de régime, où les eaux débordent et rentrent dans un lit invariable; le torrent est fixé et éteint.

On doit admettre que la violence des torrents n'est pas indéfinie dans sa durée, puisqu'on rencontre des torrents anciens arrivés aujourd'hui à la troisième période ; ce sont des torrents éteints, reconnaissablés au cône de déjection et à la forme du bassin de réception.

La marche que nous venons d'indiquer est générale pour tous les torrents, et il est probable que tous les cours d'eau ont dû passer par les mêmes phases.

RemôdeS' — Eztlnotion des torrents. — De l'aveu de tous les ingénieurs qui ont eu à lutter contre les torrents pour protéger les vallées, les travaux purement défensifs ont été reconnus sinon inutiles, du moiïis insuffisants et quelquefois dangereux.

Surell a mis cette vérité en pleine lumière, et a démontré qu'il faut atteindre le mal dans ses causes, et porter le remède dans le bassin de réception.

Pour trouver ce remède il faut examiner les causes qui ont pu favoriser le développement des torrents, et appliquer autant que possible les forces de la nature à travailler en sens contraire ; en cas d'impuissance de ces forces naturelle?, il faut ajouter l'action de travaux spéciaux non vivants.

Forêts. — C'est Surell qui le premier, avec une éloquence qui rend si attrayante la lecture de son Etude sur les torrents des Hautes- Alpes, a indiqué le reboisement comme le moyen le plus puissant d'extinction des torrents, puisque, par la végétation, on agit à la fois sur le débit et sur la consolidation du sol.

Il est en effet bien démontré aujourd'hui que tout torrent nouveau natt sur des parties nues, que tout déboisement dans les montagnes amène la création de torrents et qu'au contraire tout reboisement amène l'extinction des torrents. Ce sont là des faits d'expérience, faciles à expliquer d'ailleurs, et qui se vérifient non

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seulement pour les forêts, mais pour toute végétation, la végétation herbacée par exemple.

En effet, le sol dans lequel plongent les racines est consolidé et n'est pas entraîné aussi facilement parle ruissellement des eaux; non seulement le sol résiste mieux, mais il s'augmente de l'accumulation des détritus. Là où existait à peine une couche mince de terre meuble, nous aurons bientôt une épaisseur notable d'humus qui retient par imbibition une partie de l'eau de pluie (1); cette eau est ensuite évaporée par les feuilles. Enfin les feuilles elles-mêmes retiennent une quantité d'eau notable qui s'évapore en partie ou s'égoutte lentement. En résumé, les forêts diminuent dans une notable proportion la masse d'eau qui s'écoule et en régularise le ruissellement; elles exercent une action modératrice, comme de vastes réservoirs, en évitant les brusques variations de débit lors des crues, et en alimentant les cours d'eau pendant la période d'étiage.

Veut-on des preuves des assertions que nous venons d'énoncer? En examinant les bassins de réception des grands torrents éteints on y trouve presque toujours des forêts. On remarque aussi que beaucoup de versants boisés portent les traces de petits torrents du troisième genre étouffés sous la végétation et complètement éteints. D'autre part, on a vu des torrents éteints, revivifiés par le déboisement des bassins de réception, c'est ce qu'on a constaté par exemple sur la rive gauche de la Durance, depuis Savines jusqu'à la rivière de l'Ubaye; cette rive était formée d'une succession de cônes de déjections appartenant à d'anciens torrents éteints; des déboisements inconsidérés ont ranimé le fléau et fait produire à ces torrents de nouveaux ravages.

Travaux artificiels. — Mais le reboisement est une opération de longue haleine; il faut des années pour que la force vivante de la végétation puisse être en mesure d'agir efficacement sur l'extinction des torrents ; on a alors recours à d'autres procédés permettant d'attendre la création des forêts.

L'un d'eux est fondé sur cette remarque que toute dépression retient l'eau ; on est donc amené à creuser un grand nombre de

(i) Le terreau des forêts retient 1,99 de son poids d'eau.

rigoles horizontales qui retiennent l'eau en partie et diminuent sa vitesse.

Tout torrent éteint ou régulier est encaissé; on aura donc recours à des endiguements artificiels.

Enfin Ton a constaté que tous les torrents éteints présentent un profil en long avec pentes limites régulières ne permettant plus ni ravinement ni dépôt; on cherchera donc, par l'emploi de barrages et la création de chutes, à former un profil en long artificiel composé d'une série de profils limites élémentaires, séparés par des chutes.

On arrivera ainsi à transformer un torrent impétueux en un ruisseau paisible et bienfaisant, et à l'obliger à débiter en tout temps des eaux claires dans un chenal inaffouillable.

Avant d'entrer dans le détail des travaux entrepris depuis 25 ans par l'administration des forêts pour arriver à l'extinction des torrents, disons tout de suite qu'on a eu à lutter contre l'ignorance et la cupidité des populations qui, par leur négligence et leur inertie, ont été les meilleurs auxiliaires des torrents. L'homme a malheureusement tout fait pour détruire les forêts ou le tapis de verdure auxquels il devait aisance et protection; les terrains défrichés ont été convertis en pacages où les bestiaux, chèvres et moutons, lâchés en nombre excessif, rongent l'herbe jusque dans les racines, pétrissent le sol et étouffent les plantes naissantes, laissant les flancs des montagnes sans cohésion et en proie au ravinement des torrents. La possession des forêts par les communes a eu à cet égard les plus détestables résultats ; en voulant s'assurer des ressources financières par des coupes de bois inconsidérées, elles ont réveillé en quelque sorle l'action dévastatrice des torrents et donné une nouvelle vie h leurs lits de déjections.