Influence des forêts sur le climat et sur le régime des sources

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Lu aui Assises Scientifiques de la Narbonnaise Occidentale tenues à lodève

le 3 Décembre 1866

Pap J. IklAISTRE]

Après les inondations qui viennent de désoler la plus grande partie de la France, il n'est pas sans

utilité (le chercher quelle est l'influence des forêts sur le cHmat et sur le régime des sources.

Cet examen soulève deux questions importantes ; mais afin de ne pas donner lieu à la moindre équivoque, nous nous empressons de faire remarquer, ainsi que nous l'avons déjà dit dans un autre mémoire, que notre étude s'apphque principalement à la région de la Méditerranée et non à l'ensembe d'une vaste contrée.

Si, au contraire, nous examinions la question à un point de vue plus général, peut-être serions-nous amenés à dire, avec M. le maréchal Vaillant, et en nous appuyant sur la théorie de Tyndall, que si une vaste contrée était entièrement boisée, il pleuvrait moins souvent que si le sol était en partie boisé et cultivé ; Qt cela, parce que la chaleur serait moins forte, la température de l'air beaucoup plus égale, et, par conséquent, la pluie plus rare.

Un résultat semblable serait également obtenu avec d'immenses espaces dépourvus de toute végétation; seulement les causes qui ramèneraient seraient diamétralement opposées aux premières.

Dans le premier cas, la pluie arrive plus rarement parce qu'une régularité plus grande existe dans la température et empêche l'aspiration ou l'arrivée de nouvelles vapeurs; dans le second cas, au contraire, la pluie n'a pas lieu parce que le sol, complètement dénudé, s'échaufl'e beaucoup trop. Dans ces conditions, l'air aspire bien les vapeurs de l'Océan, mais elles ne font que passer au-dessus du pays sans se condenser, et cela, à cause de la haute

température du sol.

Ce qu'il faut essentiellement pour donner nais-

sance à des pluies fréquentes et régulières, ce sont des changements brusques de température, en même temps qu'une grande humidité dans l*air.

Or, avec des forêts trop vastes, on a toujours une humidité assez grande et des variations de température peu intenses; avec un sol trop découvert, au contraire, les changements de température sont toujours brusques et Tair peu humide. Ainsi, dans aucun cas, les pluies ne sont ni fréquentes ni régulières.

On voit donc que, pour régulariser la pluie, il faut un juste milieu, c'est-à-dire un sol en partie boisé et en partie cultivé.

M. Vallès a signalé, dans un de ses mémoires, que la pluie va en augmentant à mesure que le pays s'élève au-dessus du niveau de la mer. Il est facile d'expliquer cette loi, qui a pourtant quelques exceptions.

Ainsi, à Rio de Janeiro, il pleut très-souvent, et les pluies y sont d'autant plus abondantes que cette ville est complètement entourée de forêts.

Première question.

Les bois, en diminuant la température du sol, et, par suite, celle de l'air, maintiennent une humidité plus grande au-dessus du pays où ils existent, attirent ainsi plus souvent les nuages, les condensent et régularisent beaucoup mieux la pluie qu'un sol découvert.

Dans un pays dénudé, il ne pleut presque jamais en été, ou bien la pluie n'arrive alors que par orage, c'est-à-dire par un changement de vent.

Pendant l'été, un sol découvert se chauffe trèsrapidement, au point d'atteindre, dans nos contrées, une température de 35 à 40<> centigrades; il en résulte que les couches d'air, en contact avec ce sol, deviennent de plus en plus légères, se soulèvent et entraînent avec elles l'humidité qui s'y trouve. Dans l'espace de quelques jours, tout l'air qui entoure ce pays découvert devient à la fois sec et chaud, et il n'est guère possible que la pluie puisse tomber.

En effet, l'humidité ou, pour mieux: dire, les nuages qui arrivent de la mer, pénètrent dans cet air sec et s'y dissolvent sans se réduire en pluie. De plus^ la haute température de cet air ne permettant pas aux nuages de rester dans les parties inférieures de l'atmosphère, ceux-ci sont entraînés dans des régions plus élevées, et, dès lors, n'étant plus arrêtés dans leur marche par les montagnes^ ils se dispersent au loin sans se condenser.

Dans de semblables conditions atmosphériques, il ne peut y avoir qu'un vent contraire qui, remplissant le rôle d'une chaîne de montagnes ou d'un obstacle plus élevé, puisse arrêter les nuages et les convertir en eau.

Au-dessus des pays boisés il règne, au contraire,, une température qui est, dans l'ensemble, plus froide et plus humide, et, par suite, des pluies plus répétées et moins: violentes ont lieu dans le courant de Tannée.

Ce qui prouve le mieux que l'air des forêts est très-humide, c'est qu'il ne grêle presque jamais audessus des grands bois.

Or, pour nous, la grêle ne tombe que lorsque, par un changement de vent ou pour toute autre cause,

des nuages très élevés sont convertis en pluie. Cette eau, en tombant, passe dans des couches d*air inférieures très-sèches, où elle s'évapore au point de se congeler avant de toucher le sol.

D'après ce que nous venons de dire, on voit que les mêmes nuages peuvent donner lieu à la première partie du phénomène, que le pays soit déboisé ou boisé; seulement, dans ce dernier cas, Thumidité des couches inférieures est si grande que révaporation n'est plus assez rapide pour produire la grêle.

Il est, du reste, très facile de se convaincre, par des expériences directes, que Thumidité est bien plus grande à la surface des forêts que dans un pays découvert. On n'a qu'à prendre une bouteille contenant un litre d'air et la mettre en communication, par un tube en caoutchouc, avec une éprouvette graduée pleine d'eau. Si la température de l'air contenu dans la bouteille augmente, cet air se dilatera et passera dans l'éprouvetle.

En faisant à la fois deux expériences semblables, l'une à la surface d'un champ, Fautre à la surface d'un bois, ou bien toutes deux dans le sol, à quelques centimètres de profondeur, nous avons reconnu que, pendant l'été, l'air contenu dans la bouteille exposée dans un champ dépourvu de végétation se dilatait d'environ un quart de litre dans l'espace de sept à huit heures, tandis que l'air de la seconde bouteille n'éprouvait presque pas de variations.

Or, si un litre d air se dilate de 215 0/0 lorsqu'il est placé dans les conditions que nous venons d'indiquer (conditions qui ne peuvent que gêner la dilatation), à plus forte raison est-il facile de se

rendre compte du déplacement d'air qui a lieu ordinairement à la surface d'un champ, ainsi que de la grande quantité de vapeur d'eau qui est soulevée quand Tair se déplace par Tefifet de la chaleur solaire.

En analysant de Tair quelque temps avant la pluie, nous avons reconnu qu'un mètre cube d'air contient 8 grammes de vapeur d'eau, tandis qu'au moment de la pluie cette quantité s'élève à 31 .

Mais pour revenir à l'influence des forêts sur la marche des nuages, examinons ce qui a lieu dans le midi de la France, et, en particulier, dans le département de l'Hérault; car, en météorologie plus encore que dans tout autre science, il faut éviter d'émettre des lois trop générales.

Notre pays est ordinairement soumis à deux vents principaux : le N.-O., qui est très-sec, et le S.-E., qui est toujours humide.

Si l'on étudie les belles cartes météorologiques de l'Observatoire impérial, on reconnaît que le vent du S.-E. souffle lorsque la pression est basse sur l'Océan, c'est-à-dire du côté de Bordeaux; le N.-O. domine, au contraire, lorsque la pression est élevée sur l'Océan et basse sur la Méditerranée.

En un mot, le vent va de la pression haute à la pression basse.

Cependant, on observe que le même vent du S.-E., qui donne la pluie en automne et au printemps, n'en donne que très-rarement en été.

Pourquoi cette différence? Elle est facile à expliquer.

En automne, le vent S.-E. parcourt la Méditerranée dans sa plus grande longueur, entraine avec lui des nuages ou vapeurs qui pénètrent dans un air

beaucoup plus frais et plus humide qu'en été, et sont ainsi forcés de rester dans les régions inférieures de Tatmosphère. Ces nuages vont, pour la plupart, contre la chaîne des Cévennes et de la montagne Noire; aussitôt le ciel se couvre, et, généralement, la pluie arrive deux ou trois jours après le changement de vent, c'est-à-dire lorsque tout le pays compris entre les montagnes et la mer est entièrement saturé d'humidité.

En automne, la pluie arrive toujours par saturation.

Rien de semblable n'a lieu en été, et on a d'ordinaire, dans cette saison, ce qu'on appelle vulgairement le marin-blanc, c'est-à-dire un vent de mer sans pluie.

Ce vent est sans pluie parce que les nuages qu'il entraîne traversent un air toujours chaud, s'y dissolvent et sont immédiatement soulevés dans les hautes régions ; dès lors, n'étant plus retenus par les montagnes ou obstacles naturels, ils ne peuvent plus s'amonceler et se résoudre en eau.

Non seulement les pluies sont rares dans les pays découverts, mais, de plus, ces mêmes pays ont moins souvent du brouillard et des jours nuageux; ainsi qu'on peut s'en convaincre en comparant les observations météorologiques de la faculté des sciences de Montpellier à celles de Lampy. Il en résulte que l'évaporation du sol est bien plus rapide chez nous que dans un pays boisé.

D'après ce que nous venons de dire, il est facile de reconnaître que, malgré les lois générales qui amènent le beau et le mauvais temps [lois ou causes qui ne peuvent être reconnues à l'avance que par des observations faites surTensemble de l'Europe),

là pluie est plus ou moins forte] dans chaque contrée, et cela, dans des régions assez rapprochées, selon les cultures qui recouvrent le sol, et selon que le pays est boisé ou déboisé. D'ailleurs, il ne faut pas perdre de vue que la vapeur d'eau n'a pas toujours le même mode de se déplacer que Tair.

Dans le cas particuUer qui nous occupe, il convient de reboiser, nos montagnes, parce que c'est, de tous les moyens, le meilleur pour attirer et arrêter une plus forte proportion des nuages qui arrivent de rOcéan et surtout de la Méditerranée.

Et, en même temps, comme moyen plus pratique, moins coûteux et plus productif, il conviendrait aussi d'arroser beaucoup plus nos plaines et nos vallées.

En effet, on a remarqué qu'en Lombardie et dans tous les pays qui s'arrosent, les pluies sont toujours plus fréquentes.

Le même phénomène a été observé à Marseille depuis que les environ de la ville reçoivent les eaux du canal de la Durance.

Deuxième question.

Les forêts augmentent le volume des sources et régularisent beaucoup mieux le régime des cours d'eau qu'un sol découvert ; de plus, elles contribuent, dans une grande mesure, à diminuer les ravages des inondations.

Pour s'en convaincre, il sufiBt de comparer deux bassins, l'un boisé, l'autre déboisé, reposant tous deux sur des roches ou sous-sols imperméables, et voir quel est celui qui fonrnit le plus d'eau dans le même espace de temps.

Mais avant d'entreprendre cette étude, examinons

d'abord comment agit la pluie en tombant sur le sol. L'eau agit de trois manières différentes dans les fortes pluies :

1® Une première partie de cette eau n'ayant pas le temps de pénétrer dans le sol, glisse à sa surface et va directement dans les rivières où elle est incontestablement perdue pour les sources.

2*> Une seconde partie s'infiltre dans le sol : cellelà se divise en deux parts, l'une qui reste dans les couches supérieures et est enlevée par Févaporation directe du soleil, l'autre qui sert à alimenter la végétation des arbres et des plantes.

3^ Enfin, la troisième eau qui tombe, continue sa marche dans le sol, selon qu'il est perméable ou imperméable; elle descend aussi plus ou moins profondément suivant la nature du terrain et l'épaisseur de la couche végétale qu'elle a à traverser.

C'est principalement cette dernière pluie qui alimente les sources apparentes ou cachées.

II est incontestable que les forêts augmentent les sources dans une large proportion, en diminuant l'évaporation du sol qui peut ainsi absorber un volume d'eau plus considérable.

Dans la montagne Noire, et dans beaucoup d'autres localités, on a reconnu que de deux vallées, l'une boisée, l'autre déboisée, la première donne moins d'eau que la seconde, quelques heures après une forte pluie; et que, cependant, dans tout le courant de l'année, la surface couverte d'arbres en fournit plus que la surface découverte.

Ce phénomène s'explique sans peine ; le sol d'une forêt remplit toujours le rôle d'une immense éponge ou réservoir, parce qu'il est d'abord plus meuble

let qu'il renferme ensuite plus d'humus qu'un terrain dénudé.

L'humus peut absorber au delà de 50 p. 0/0 d'eau, et les feuilles sèches qui le recouvrent, près de 60 p. 0/0; tandis qu'un sol découvert, à moins qu'il ne soit nouvellement et profondément labouré; ne retient guère au delà de 25 p. 0/0 d'eau, même à son maximum de saturation.

Quant à l'eau enlevée directement par les végétaux, il faut en faire deux parts : l'une sert à la nutrition et au développement de la plante, c'est l'eau d'assimilation ; l'autre est évaporée et rendue à l'atmosphère par le phénomène de la respiration végétale.

Nous ne nous occuperons pas de la première, puisqu'it est reconnu que des surfaces égales en forêts, en froment, en prairies s'assimilent sensiblement, dans une année, les mêmes quantités d'eau, d'oxigène et d'hydrogène.

La seconde, au contraire, mérite de fixer notre attention. £t comme, d'un autre côté, il est reconnu que l'eau évaporée, c'est-à-dire celle qui ne fait que traverser les végétaux, est bien plus considérable chez les plantes que chez les arbres de nos forêts, il ne reste plus qu'à examiner ce que devient cette portion d'eau.

Or, pour nous, cette eau exhalée par les plantes, ainsi que celle que le soleil et le vent soulèvent de la surface de nos champs, est bien plus facilement déplacée et entraînée au loin que celle que les arbres des forêts évaporent, et, par suite, cette même eau est en grande partie perdue pour les sources.

Dans l'ensemble de l'année, la surface d'un champ

es! plus chaude que celle d'une forêt; et plus la végétation de ce champ sera lente, plus la chaleur du sol sera élevée et son dessèchement rapide.

Une vigne, au contraire, surtout quand sa végétation est vigoureuse, conserve et maintient, dans nos pays, le sol bien plus frais. Aussi peut-on affirmer que si les plaines de THérault, au lieu d'être couvertes de vignes, étaient toutes en céréales, la température de Tété serait bien plus élevée et la sécheresse du sol bien plus grande que ce qu'elles sont actuellement. La chaleur et le vent sont les deux causes principales qui font que les plantes demandent, pour vivre, beaucoup plus d'eau que les bois.

Le mode de déplacement produit par le vent est toujours plus rapide que le premier, parce qu'il agit sans interruption jour et nuit.

Si, en été, le dessèchement du sol est très-considérable, c'est que les deux causes agissent simultanément.

En été, le sol s'échauffe, l'air saturé d'humidité s'élève, et, une fois soulevé verticalement, cet air est déplacé horizontalement par le vent. Dans une forêt, rien de semblable n'a lieu avec la même intensité; le vent ne s'y fait presque pas sentir, et il en résulte que le sol est constamment protégé par une couche d'air humide quia 6, 8 et 40 mètres même d'élévation.

Dans un milieu semblable, chaque plante ou chaque arbre consomme beaucoup moins d'eau que s'il était isolé et exposé, de tous les côtés, au vent

et au soleil, ainsi que cela arrive malheureusement dans la plupart des bois du Midi.

Pour nous en convaincre, nous avons pris quatre vases, dont deux contenaient des plantes et les deux autres de la terre humide seulement. Une des deux plantes, exposée à l'air, a perdu, par Tévaporation, beaucoup plus d'eau que celle qui était sous des arbres.

Mais pour se rendre compte d'une manière aussi exacte que possible du rôle des forêts sur les sources, il faut comparer, ainsi que nous l'avons déjà dit, deux bassins, l'un boisé, l'autre déboisé, et voir quel est celui qui fournit la plus grande quantité d'eau dans le courant de l'année.

Nous avons pris pour types deux bassins reposant tous deux sur des roches imperméables. JLe premier est le bassin boisé de Lampy, situé dans la montagne Noire [Aude], dont les eaux, provenant d'une surface d'environ 779 hectares, sont recueillies dans un vaste réservoir et contribuent à l'alimentation du canal du Midi.

Les observations pluviométriques et les jaugeages faits, deux fois par jour, au réservoir de Lampy, permettent de constater que le ruisseau de ce nom débite annuellement beaucoup plus d'eau qu'un bassin déboisé placé dans les mêmes conditions, soit une moyenne de HO litres d'eau par seconde.

Le second bassin est celui de Salagou, situé dans les montagnes arides de la rive droite de THérault, dont la surface, de près de 6786 hectares, c'est-à-dire près de 9 fois plus grande que celle de Lampy, ne donne cependant, en été, que 10 à 12 litres d'eau par seconde.

Des expériences, dpnl un tal^l^au se trouve ciaprès, répétées pendant dix-hi|it mois, nous ont prouvé que la teipp^rature de la surface d'un champ dépassait au moins çl^ "lu degrés celle d'un bois, et à plus forte raison celle d'une forêt.

Malheureusement la plupart des bois ne sont pas très-épais, aussi sont-:ib loin de .ri^fcâîchir Tair qui est au-dessus d'eux, dans une proportion aussi forte que le ferait i^ne forât, dont les arbres sont ordinairement très-élevés et touffus ; de plus, le sol d'une forêt est toujours recouvert d'une couche trèsépaisse d'humus et de feuilles, et ces deux causes réunies sont très-favorables à la conservation de l'humidité.

£t c'est précisément parce que les bois du Midi sont, en général, peu épais, et qu'ils ne sont presque pas recouverts de feuilles, qu'ils exercent sur la marche des nuages et sur l'ensemble de la température des effets moins favorables que ceux d'une surface recouverte de forêts.

Il est même probable que des arbres écartés les uns des autres, ou plus ou moins isolés, n'ayant à leur base que très-f çi; 4'liW^u^v contribuent l)ea^coup plu$ à dessécher 1^ sol (pj'une surface en prairie.

Expériences sur la température de différents sols.

S JDin 1866, à 4 heures 1/2 da soir.

Thermomètre exposé au soleil dans un champ ,

température 50 degrés.

Thermomètre à 3 c. de prof, sous le sol 47"

— à 3 c. de prof, à Tombre dans une prairie 23<>

— à 3 c. de prof, dans une vigne 33<>

9 joia, à 4 keures 1/2 do soir.

Thermomètre exposé dans un champ labouré, à 3 cent, de prof 45

10 juin.

Thermomètre exposé à 3 centimètres de prof., dans un champ labouré depuis quelques jours , et par conséquent sans végétation, température de ce sol à 2 h. du soir, . 45<»

id. à 5 11 du soir il^

id. à 8 h. 4/S du soir 32o

11 juin.

Temp. champ, à 6 h. du matin 24<* \l%

id. id. à 4 h. du soir 47^

12 joio.

Temp. champ, à 4 h. du soir 43^"

id. id. à 6 h. du soir 45^'

13 JOIB,

(Temps couvert), temp. à 8 h. 1/2 du m. 32* (Après la pluie], id. à 7 h. 1/2 du s. . 23»

14 juin, à 5 heures du seir.

Thermomètre placé à 3 cenlimèt. de prof.,

dans une vigne, temp 30«>

— dans un champ, id 45«>

25 juin à 5 heures i/2 du matin.

Thermomètre placé à la surface d'un

champ, température. 46«»

— tempérât, de Tair à Tombre. 46^ Thermomètre placé à 121 cent, de profond.

(champ) température . . 20^

— à 3 c. de prof, (vigne) , id. 48^

— à la surf, d'une prairie, id. 4 5«

— à la surf, d'un bois, id. 16*»

— à 3 cent, de prof., id. i6^

— dans un champ exposé

au soleil, à 4 h. du soir, id. 47<>

léme jour i 8 heures du soir.

Thermomètre placé à la surface d'un

champ, température.. 23<>

— à3 c. deçrof, (champ), id. 28<>

— à 3 c. de prof, (vigne), id. 25° -— à la surf, d'un prairie, id. 49<>

— à 3 c. de prof, (prairie), id. 24 <»

— à la surf, d'un bois, id. 20<»

— à 3 c. de prof, (bois), id. 20*

— à 3 c. de prof, dans un terrain découvert exposé au soleil, toute la

journée, id. 34»

26 juin, à 9 heures i/3 da matin.

Thermomètre exposé à l'ombre des arbres,

température. 24° — à la même heure au

soleil, id. 29°

La température de la surface d'un bois très-épais ne dépasse pas , aux plus fortes chaleurs , 22 degrés; tandis que celle de la surface d'un champ s'élève souvent, à cette époque, à plus de 45 degrés.

Et c'est précisément cette chaleur qu'acquiert le sol d'un champ pendant l'été qui fait que la végétation est très-active; mais aussi cette végétation, pour se maintenir, exige-t-elle une plus grande dépense d'eau.

Le vent contribue plus encore que la chaleur, à enlever au sol l'humidité qu'il contient; dans une forêt le vent ne se fait presque pas sentir, il n'en est pas de même dans un champ ou dans une vigne dont la surface n'est souvent protégée que par une végétation dé 30 à 40 centimètres, ou tout au plus de 1 mètre à 1 mètre 50 de hauteur.

Dans la région de la Méditerranée, presque immédiatement après la pluie, le vent du N. 0. souffle ; ce vent est très violent et très-sec, et son passage suffit pour enlever beaucoup plus d'eau que ne le fait la chaleur directe.

Si le vent du N.-O. dure d'une manière très-intense pendant plusieurs jours, les cours d'eau diminuent sensiblement de volume.

Du 20 mars au 8 avril, le vent du N.-O. a enlevé

par évaporation une couche d'eau de plus de 8 centimètres d'épaisseur.

Bassin de liampy.

Le bassin de Lampy repose sur des roches imperméables, le granit et le quartz. Ces roches sont recouvertes par une couche de terre d'environ 60 à 70 centimètres, très-riche en humus et très-meuble, qui permet aux eaux pluviales de s'infiltrer et de se rendre lentement dans les thalw^egs tout en conservant leur limpidité.

Ce qui prouve que les eaux de Lampy sont trèslimpides, c'est que, depuis sa création (il y a de cela plus de 80 ans], le réservoir de Lampy-Neuf n'a nécessité que très-peu de recreusement.

Un réservoir semblable, établi dans la vallée de Salagou, serait rempli de sable et de gravier après deux ou trois fortes inondations.

Les cultures du bassin sont réparties de la manière suivante :

Forêt de Ramondens appartenant \ Futaies.. 120 h.

à l'État. } Taillis... 310

Terrains divers.

Bois 60

Ajoncs... 200 Prairies.. 30 Champs. . 59

Total.... 779 h

D£^ns toutes les parties qui ne sont pas boisées ou labourées, le sol est recouvert d'ajoncs et de prairies. La roche est rarement à nu. Les versants, quelques rapides qu'ils soient sur plusieurs points, ne présentent aucune de ces ravines profondes, pareilles à celles qui attristent le plus souvent le regard dans les montagnes déboisées du Midi.

Pour être plus précis, hâtons-nous de diro que toute Teau débitée par le rui33eau de Lampy et se$ affluents est obligée de se rendre dans le réservoir de ee même nom, parce que ce dernier est formé par une digue, qui ferme entièrement Feutrée de la vallée. Et cette eau, une fois entrée dans le bassin, ne peut plus en sortir que par les vannes de décharge. Aussi, grâce à eette dispositioui il est facile d'apprécier exactement la quantité totale d'eau qui est fournie par le Lampy.

Pour rendre cette étude complète, il faudrait connaître parfaitement qu'elle est la quantité de pluie totale reçue par tous les versants. Or, eette question est plus délicate, et tant qu'un grand nombre de pluviomètres ne seront pas placés à différentes hauteurs, il sera impossible de la résoudre d'une manière satisfaisante.

La quantité de pluie qui tombe dan/» un pays va en augmentant à mesure que le sol s'élève ; d'après cela il est incontestable que le pluviomètre du réservoir de Laropy-Neuf, n'étant qu'à 61 4 mètres au-dessus du niveau de la mer, doit recevoir moins d'eau que les versants supérieurs dont quelques-uns ont près de raille mètres de hauteur. Et, en effet, des expériences récentes, faites en novembre et

décembre 4866 et pendant les deux premiers mois de cette année, ont prouvé que cette théorie se vérifie dans le bassin de Lampy.

Observations pluviornétriques en é867.

PLiinoitm m uipy,

à 61J mètres.

PlDVieittBE dn BOIS de LAIPY j à 7S0 mètres.