LE TRAVAIL DES EAUX COURANTES ET LA TACTIQUE DES TOURBILLONS

Des travaux tout récents de géographie physique sont Venus, précisément, mettre en lumière l'importance de la « tactique tourbillonnaire » dans le travail des eaux courantes. L'étude de marmites torrentielles aux divers stades de leur développement a éclairé la genèse de ces curieux phénomènes ; d'autre part, l'étude des gorges de vallées alpines a permis de suivre le mécanisme du creusement des roches par ces « marmites », et de montrer qu'il s'agit là d'un mode général de creusement des vallées : si la généralité n'en était pas apparue plus tôt, c'est parce que, le travail une fois terminé, l'outil est brisé : la nature est un atelier, non un musée. Enfin certaines observations, — les plus inattendues peut-être, — ont révélé la rapidité de ce travail de forage par tourbillons. Elles ont permis de rapprocher l'érosion fluviale et Térosion glaciaire, et d'attribuer le rôle capital, dans l'action des glaciers, aux torrenls sous-glaciaires, qui sont toujours de l'eau courante, et qui peuvent produire en très peu de temps une action que le glacier aura pour seul rôle de « discipliner ».

En 1897, une sécheresse exceptionnelle ayant laissé à découvert un canal de décharge au-dessous du barrage de la Maigrauge, près de Fribourg, M. Jean Brunhes remarqua qu'une marmite à section elliptique, ayant 72 et 53 centimètres comme diamètres principaux, ayant d'autre part 1 m., 21 de profondeur, avait été creusée dans la molasse calcaire qui constitue le sol du canal : or. le canal lui-même avait été

établi en 1872, et, à cette époque, le lit était parfaitement plan. Vingt-cinq ans avaient suffi pour que fût forée une marmite d'aussi grandes dimensions.

Cette observation a été le point de départ d'une série de travaux du même géographe, à la suite desquels la marmite fluviale ou glaciaire « longtemps regardée comme un fait exceptionnel et un objet de curiosité » a pris une signification toute nouvelle.

G.-K. Gilbert avait classé les marmites, suivant leur forme, en deux groupes : « La forme la plus simple est celle du tube à essai, de l'éprouvette du chimiste, cylindre légèrement évasé en haut et se terminant à la base par une coupe hémisphérique : dans l'autre forme, une bosse ou un bouton rond s'élève au centre de la coupe de base. »

L'étude minutieuse d'un îlot exceptionnellement riche en marmites, en aval de la cataracte d'Assouan, a montré à Jean Brunhes la grande généralité de cette seconde forme de marmites et lui a permis d'établir qu'elle n'est autre chose qu'un stade nécessaire, mais souvent dépassé, dans l'évolution de la cavité creusée par le tourbillon.

M. Bouquet de la Grye, à l'occasion d'un problème d'hydraulique différent, avait indiqué depuis longtemps une expérience de laboratoire qui reproduit cette forme. Si l'on fait tourner un vase cylindrique plein d'eau recouvrant une couche inférieure d'un liquide plus lourd, comme l'aniline, on a l'équivalent du mouvement tourbillonnaire n'entraînant pas le vase lui-même ; on peut même arrêter le vase brusquement dans sa rotation, et les liquides continuent à tournoyer dans une enveloppe immobile. On voit alors le centre du liquide supérieur se creuser en entonnoir, en même temps que le liquide inférieur se creuse aux bords et grimpe au centre en un monticule arrondi au sommet. On peut remplacer l'aniline

154 LA DÉGRADATION DE i/ÉNERGIE

par du sable : avec des hauteurs convenables de sable et d'eau , Ton voit au centre un monticule de sable se soulever : le bord du tourbillon qui s'imprime dans le sable est donc plus creusé que le centre.

A cette élégante expérience se rattache l'explication du rôle des digues concaves employées pour approfondir le lit des rivières ensablées. Si Ton assimile le tournant même de la rivière à un grand arc de tourbillon, l'on n'est pas surpris de voir, du côté du centre de courbure, se constituer la proéminence de sable, et le bord de la rive concave au contraire se creuser plus profondément.

Ce sont de pareilles proéminences, aux fonds des marmites fluviales, qui ont été observées en nombre considérable dans l'îlot des marmites à Assouan. Telle marmite de 1 mètre de profondeur avait un monticule central de 23 centimètres de haut : les diamètres principaux de la section étant de 36 et 43 centimètres, on se rend compte combien aiguë était la pointe inférieure.

En beaucoup de cas. le monticule central était moins pointu ; mais il est rare qu'on n'en ait pas trouvé trace.

A Assouan, les tourbillons sont si fréquents et si forts, et les marmites formées si voisines que les cloisons de séparation de deux marmites contiguës arrivent à être extrêmement minces; elles 'le sont parfois au point que, sous la seule poussée de l'eau, elles s'écroulent, laissant les marmites éventrées. L'examen des bords des cassures prouve que les cloisons ont été brusquement rompues : la roche n'est ni lisse ni noire, comme elle l'est au bord intérieur du cylindre usé par le tourbillon. On trouve à la cassure la paroi rugueuse et rouge du granit à gros grains. Or, sur cinquante de ces marmites éventrées, brisées en pleine formation, on n'en trouve aucune qui ne présente la proéminence conique au fond.

Dans des marmites sous-glaciaires, telles que celles du Gletschergarten de Lucerne, les changements de régime ayant été moins brusques que sur le Nil, les cas d'interruption du travail des tourbillons ont été plus rares, et les marmites ont pu atteindre la forme définitive, qui consiste dans l'arrachement ou l'usure de la protubérance centrale et dans l'établissement d'un fond concave. Cette forme définitive est le dernier stade, si par là on entend la perfection du type de marmite. Mais le dernier stade, à vrai dire, c'est la jonction des marmites successives par l'écroulement des cloisons qui les séparent ; et c'est la formation d'une gorge de rivière, qui garde tout d'abord sur ses parois verticales la trace des marmites initiales, révélée par des surfaces cylindriques concaves et lisses, que séparent des surfaces rugueuses de cassure^ comme on en voit dans toutes les gorges de la Suisse et de la Savoie ; plus tard enfin, ce sera l'effondrement progressif des parois elles-mêmes, et leur remplacement par des talus à pente variable, en un mot la création d'une vallée ordinaire de pays de montagne, d'où toute trace des tourbillons qui l'ont creusée a disparu.

Lorsqu'une ligne de chemin de fer est terminée, prête à l'exploitation, les jalons qui ont servi au nivellement disparaissent, et de même les voies auxiliaires par où avaient été conduits sur place les matériaux. Pour les retrouver après coup et reconstituer la manière dont le chemin de fer a été construit, il faudra qu'un observateur sagace retrouve quelque part une ligne abandonnée en plein travail, et restée inachevée, — soit que quelque cataclysme ait saisi et fixé pour l'avenir un moment de la vie actuelle, — soit que l'activité s'étant retirée d'une région et l'entreprise n'ayant plus sa raison d'être, on n'ait même pas, en la délaissant, pris la peine d'enlever piquets, voies auxiliaires et outils, qui subsistent,

témoins inutiles d'un effort qui n'a pas été poursuivi.

L'outil dans le travail de forage des marmites n'est pas l'eau. Il serait plus exact de dire que l'eau est l'ouvrier. Au centre et au fond d'un grand nombre de marmites déblayées, on trouve une grosse pierre polie, où plusieurs savants ont voulu voir l'instrument du creusement de la cavité. A Lucerne, les marmites présentent presque toutes des « meules », et l'idée de la meule unique et nécessaire a si bien dominé tout l'arrangement de la série des marmites qu'il en est auxquelles on a ajouté cette « meule », indispensable, semble-t-il, au fonctionnement du « moulin » ; par un jet d'eau latéral, puissant, on la met de temps à autre en mouvement : le spectateur la voit alors frotter contre les bords et il a l'impression qu'il assiste au creusement; même de la cavité.

A Assouan, c'est à peine si, sur plus de 400 marmites étudiées, on en a trouvé deux ou trois qui eussent, au fond, un galet de 4 à 5 centimètres de diamètre. Les autres ne contenaient que du sable, et du sable extrêmement fin. C'est donc avec le sable seul que les tourbillons ont creusé le granit si dur d'Assouan. La masse qui a servi au creusement n'est donc pas un bolide isolé décrivant une courbe grandiose, c'est une poussière d'émeri fine que l'eau a fait tournoyer comme un pilon dans un mortier ; les grosses pierres ne sont qu'un accessoire, soit qu'un morceau de roche ait été jeté après coup par l'eau dans le puits déjà creusé, soit, plutôt, que l'usure par la base du monticule central, par l'action ultime du tourbillon, ait détaché du fond de la marmite cette proéminence conique : mais celle-ci n'a pas plus servi au creusement de la cavité, qu'un ornement écroulé de la voûte d'une maison en ruine n'avait servi d'instrument au maçon.