FORME DES VALLÉES. — PROFIL EN LONG

Forme générale des vallées. — Nous avons déjà dit quelques mots de la forme générale des vallées (voir page 248).

Le travail que nous avons vu se produire avec une si grande intensité pour les torrents intervient dans la formation des vallées de tous les autres cours d'eau, mais son activité est infiniment moindre; les cours d'eau affouillent et déposent; ces deux actions concourent à la formation du lit. Gomme pour les torrents, la gravité et les agents atmosphériques interviennent pour déterminer les corrosions et entretenir ce mouvement continuel des alluvions, du haut de la vallée vers la mer.

Si les flancs de la vallée sont formés de terrains imperméables argileux, le ruissellement des pluies produit des ravinements, entraine l'argile, et la surface primitive de la vallée tend ainsi à prendre une forme adoucie, l'eau attaquant toutes les aspérités et des dépôts se formant aux points bas. Les terres entraînées par le ravinement des coteaux s'accumulent à leur pied qui vient mourir au thalweg en pente douce, et le fond de la vallée est concave (fig.236).

Si les flancs de la vallée sont formés de terrains perméables, le ruissellement est nul, les pentes géologiques se maintiennent, le

fond de la vallée reste plat et prend une forme adoucie de cône de déjection, le cours d'eau exhaussant son lit par suite de l'apport des matériaux détritiques empruntés à la partie haute de la vallée ; il se produit, soit naturellement, soit artificiellement, des lits secondaires qu'on appelle fausses rivières, le cours d'eau n'occupant plus

environ 8300 m..

ifamelon de TpéviUy

MoTitagne d^Vaiie.

iaa au.périear(Aryi/eg)

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Lias moyen (Ar^ile^)

Stà^n ' ' Ai^nê grahitiçoa rivière alluvion tuioienn»

Coupe de la us liée du Serefn^à Trévilly près de Ouf /Ion ( IJonne)

Terrain araitenjc imperméaUe

'^ileax fmpef Fig. 236.

Forma habituelle des vallées dans les terrains à coéaaujp

perméables

Fig. 237.

rairtas

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de Riel [es Eaajc

Urève

Fig. 238.

le thalweg de la vallée ; le fond est alors convexe et le cours d'eau occupe le sommet de la convexité, disposition qu'on ne rencontre jamais dans les terrains imperméables. Cette modification de la forme des vallées a joué un rôle important dans la formation des marais et le développement des tourbières des vallées à versants perméables (fig. 237 et 238).

COURS DEAU

Le lit mineur est cette partie du lit que les eaux baignent en tout temps; l'espace recouvert par les crues constitue le lit majeur.

Formation du profil en long. — Dans la partie torrentielle des cours d'eau, les matériaux entraînés se classent par ordre de grandeur avec leurs pentes naturelles ; il faut qu'il y ait équilibre entre la force d'entraînement de l'eau et la résistance des matériaux formant le fond; c'est ainsi que le lit se constitue progressivement, les plus gros matériaux se déposant les premiers avec une forte pente et ainsi de suite.

Nous donnons ci-dessous le tableau des vitesses limites auxquelles cesse l'entraînement de divers matériaux.

Roches dures

Roches en couches. . .

Cailloux agglomérés, Schistes tendres...

Pierres cassées, silex.

Cailloux

Graviers

Sables

Pente naturelle.

..... ( humides !

Argiles tendres j ramollies

Terres détrempées. . .

très iin 73*

humides 50* à 60*

Vitesse limite

Au fond

■ojeiae

Observations.

Les vitesses U et u sont liées à la vitesse à la surface V par les] relations :

Dans la partie basse des vallées, les rivières divaguent ou ont divagué à l'époque de la formation de leur lit moderne ; le cours d'eau s'écoule dans une masse graveleuse homogène et il y a par suite tendance à l'établissement d'une vitesse constante ; les affluents interviennent pour augmenter progressivement le débit.

La formule générale de l'écoulement des liquides dans un canal régulier est :

[il Ri = au + 6u^dans laquelle t représente la pente par mètre, u la vitesse

û moyenne, R le rayon moyen de la section —

D'après de Prony D'après Eytelwein

Le coefficient a est très faible et le terme au est négligeable devant bu^, lorsqu'il s'agit de vitesses modérées sans être très petites; dans ce cas la formule (1) peut s'écrire simplement :

Ri = bu^ d'où l'on tire « = - >/Ri = 52 yJHi

C'est à peu de chose près la formule des hydrauliciens italiens ;

M = 50 \/Ri

MM. Darcy et Bazin ont fait intervenir la nature du fond et des parois tout en conservant la relation Rt = Aw*.

A est fonction du rayon moyen et varie suivant que les parois sont très unies (ciment lissé, bois raboté), unies (pierres de taille, briques), peu unies (maçonnerie de moellons) ou rugueuses (terre).

Dans la pratique, la formule w = 50 v^'ne donne qu'une approximation; la formule u='j~y/Ri est beaucoup plus exacte.

Il est facile maintenant de vérifier que la pente d'un cours d'eau va généralement en diminuant de l'amont vers l'aval : le régime d'une rivière est établi lorsqu'il y a équilibre entre la résistance du terrain et la force de corrosion qui dépend de la vitesse ; dans un terrain qui reste sensiblement le même sur une grande étendue, la vitesse tend donc à être constante. Ri également; mais les affluents augmentent le débit Q, c'est-à-dire Qe^ et par suiteQ; or Q croît généralement plus vite que le périmètre mouillé y^ (supposons un rectangle (fig. 239) de dimension leth; û = M x = ^ + 2^.

Fig. -239.

Doublons la section, û' = 2iA soit 2Û et )r* = 2i 4" 2^ soit ^ + /)■ Donc R augmente et le produit Ri devant rester constant, t, c'està-dire la pente, va en diminuant.

La présence de terrains résistants dans le lit peut augmenter la

COURS d'eau. 373

pente entre deux affluents ; la vitesse u peut alors en effet devenir plus grande; Q étant constant, û = - diminue et cela, plus vite que

té

y, donc R diminue et par suite i doit augmenter.

Le serpentement des cours d'eau est la conséquence naturelle de la formule du mouvement des eaux dans un terrain large et affouillable; les crues produisent sur le rayon moyen R le même effet que les affluents et nécessitent une diminution de la pente i, ce qui oblige le* cours d'eau à serpenter pour la réaliser. Si le débit était constant et limité, il y aurait tendance à l'écoulement en ligne directe suivant la plus grande pente.